[发明专利]热风炉煤气管道加热升温防腐蚀方法

说明书

技术领域

本发明属于钢铁工业高炉炼铁技术领域，特别是提供了一种热风炉煤气管道加热升温防腐蚀方法，适用于煤气干法除尘技术中通向热风炉煤气管道的防腐蚀。

背景技术

高炉煤气干法除尘是一项煤气除尘的新技术。使用高温滤料以过滤的方法净化煤气，有别于传统的湿法除尘。

干法除尘具有煤气质量好、节能、节水、环保、占地小、投资省、费用低等优点，因此迅速推广，具有良好的发展前景。

此项技术自从在大型高炉采用以来，部分高炉出现了煤气管网冷凝水腐蚀管道现象。原因是煤气中氯化物在冷凝水中产生了氯离子与强酸性，PH值可达1～3。腐蚀发生在不锈钢波纹膨胀器上使之锈蚀穿孔，腐蚀管壁并危及阀门甚至余压透平叶片与机壳，甚至会使煤气管网全面腐蚀，给生产带来危害，是不可忽视的严重问题。

腐蚀问题如不解决不但给生产带来危害，还将对干法除尘的可行性提出挑战。目前的解决途径是改善炉料成分尽量减少氯化物含量、管道保温、喷稀碱液(或喷水)洗涤、改进钢材材质、增加钢材厚度、钢管内壁或阀门接触面涂刷防腐材料以及阴极保护等措施，有的甚至将净煤气管改用不锈钢卷制，总之是下了大力气。目前已经从各个方面实施防腐措施，争取有好效果。

如果上述措施可行是最理想的，但是仍然要付出很多代价：炉料改变是一件很复杂的事情；管道材质改变代价也很高，比如不锈钢波纹膨胀器从316L改为825牌号，造价大幅提高，普通钢材增加Ni、Cr、Mo成分很不容易，或用不锈钢材质使成本增加；喷水、喷碱增加设施，降低了煤气热值，使干法优点减退。总之解决腐蚀问题技术难度大，代价高昂，效果如何尚待观察。

目前对煤气管网最好的防腐蚀办法是在余压发电(TRT)之后的煤气中喷碱喷水，通过洗涤去除氯化物并改善管道内强酸性环境。此方法已经用于生产。

如何避免热风炉用煤气喷碱后含水多、热值下降是大家关注问题。已有专利是这部分煤气不经过喷碱，而是直接专用管路送往热风炉。防止冷凝水析出方法是煤气管道采用蒸汽夹套加热办法使煤气升温，从而避免结露腐蚀。此方法虽然可行但是夹套可能很长而换热面积又小，因此投资大、施工难度大，升温效果差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种热风炉煤气管道加热升温防腐蚀方法，较好的解决升温问题，其原理是：通过设置升温塔用集中加热方法使煤气升温。升温塔通入180℃～250℃的饱和蒸汽利用热管传热原理使煤气升温，并且管道全程外保温，使煤气温度保持在70℃以上以防止水的凝结从而消除腐蚀。煤气含水少保持较高温度还有利于提高燃烧温度。

低压饱和蒸汽在钢铁企业中容易解决。好处是饱和蒸汽在热交换过程冷凝时析出大量凝结热(气化潜热)，因此热量多升温效果好。本发明不追求很高的升温效果，只是小幅度稍有提升避免结露即可。由于避免了向煤气喷水(或碱液)因此煤气有较高热值。

本发明通过升温塔以饱和蒸汽集中加热的办法使通往热风炉的高炉煤气升温或维持较高温度，避免结露、消除腐蚀。如图1，2所示：首先在余压发电(TRT)2或减压阀组3与热风炉之间增设升温塔4，使经过干法除尘1进入余压发电(TRT)2或减压阀组3压力与温度降低后的煤气分为两路：其中一路是40％～45％的煤气送往热风炉使用；将此部分煤气与蒸汽管6通入的饱和蒸汽在升温塔4内部进行热交换，利用热管换热，使煤气升温30℃以上；升温后的煤气通过管道5送往热风炉，管道5全程保温，以达到防腐蚀目的。饱和蒸汽将热量传递给煤气后转化为冷凝水，冷凝水进入冷凝水管7后通过冷凝水包13、冷凝水泵14和疏水阀15进行回收。其余55％～60％的煤气进入喷淋塔8喷碱后进入管网9输往其他用户。喷碱技术为已有专利，两项技术共同解决干法除尘煤气管道腐蚀问题。

升温塔4由蒸汽包及蒸汽包上密排的热管组成；饱和蒸汽通过热管将热量传给汽包外侧的煤气。在热管上设置密排翅片以增加换热面积。升温塔至热风炉煤气管道全部外保温。

本发明大约40％～45％的煤气通过加热与保温送往热风炉，其余55％～60％的煤气则需要喷碱处理然后进入管网。最好的模式为减压后的煤气分别进入两个塔，一半升温后送往热风炉；另外一半煤气喷淋洗涤后进入厂区管网。这样热风炉用煤气依然是干煤气，这种处理方法投资小、运行费低，缓解了喷淋系统的负担。

此方法升温效果明显，还可以对煤气燃烧带来好处。实际上蒸汽的热量并不损失而是转化为有用功，可提高热风炉燃烧温度和热效率。

这是一个解决问题的较好途径，既保持干煤气优点也可消除腐蚀，从而化解了可能存在的重大危害。