高炉煤气喷碱除氯技术简介及应用

王亚楠（中冶京诚工程技术有限公司，北京 100176）

高炉煤气喷碱除氯技术简介及应用

王亚楠
（中冶京诚工程技术有限公司，北京 100176）

近年来随着高炉煤气干式布袋除尘技术的普及，使得高炉煤气中氯离子含量增加，造成了冶金企业煤气管网的腐蚀现象。本文介绍了高炉煤气中氯离子的来源，含氯离子高炉煤气对冶金企业的影响。针对这种现象，中冶京诚工程技术有限公司开发了高炉煤气喷碱除氯技术，并简介了该技术的原理、流程以及在国内外的应用，并取得了良好的社会和经济效益。

高炉煤气 喷碱 除氯 氯离子腐蚀

1　引言

高炉煤气属于高炉冶炼生产的副产二次能源介质，其成分受高炉生产配料影响。近年来，钢厂为降低焦比，在高炉中都不同程度的喷吹烟煤或无烟煤，因而煤气中含硫是不可避免的；其次，钢铁厂会采用进口原料矿，其选矿工艺多采用海水且在海运过程中喷洒海水，因此海水中大量硫酸根离子和氯离子会随原料进入到煤气中；此外，炼铁用烧结矿采用含氯助剂也会导致煤气中含有大量氯离子等腐蚀性物质。

近十年来，高炉煤气全干式布袋除尘技术在国内钢铁企业得到大范围地推广，这一技术给钢铁企业带来了极大的经济效益的同时，随着生产经验不断积累，逐渐发现该技术使高炉煤气中的酸性离子不能在除尘环节被去除，而是被带到低压管网中。

煤气管网中的氯离子等一部分随烟气排放至大气中：进入气流层的可反复破坏臭氧分子，也能使臭氧分子减少到形成“空洞”；另一部分则随煤气冷凝水析出，聚集在管道底部，导致冷凝液pH值呈强酸性，对管道及设备产生腐蚀作用，从而在煤气输送及使用过程中造成安全隐患。

2　高炉煤气喷碱除氯技术

2.1国内外高炉煤气除氯技术简介

目前国内外高炉煤气脱氯技术主要包括以下三类：（1）物理吸收式脱除 该技术主要是利用煤气中酸性物质易溶于水的特性，在塔内对高炉煤气喷淋大量水。大量水的喷淋对管底的酸性积液有稀释作用，从而降低管道内冷凝液的离子浓度，减缓对管网的腐蚀作用。但该方法喷水量不能随煤气参数变化而进行调节，耗水量大。（2）碱液吸收式脱除该技术是利用酸碱中和原理，在管道内直接喷淋碱液。因管道内煤气流速较高，碱液与煤气接触不充分，酸性介质的吸收率较低，若使管网冷凝液pH值达到中性，碱液消耗量相对较高。（3）碱性氧化物吸收式脱除该技术主要是日本住友金属提出的采用Fe2O3与HCL反应的方法，去除煤气中的氯离子。采用含Fe2O3的高炉灰混于水，再加压喷淋高炉煤气，以除去氯离子。该方法会导致脱水填料堵塞或管网内沉积不溶水的灰泥。

2.2高炉煤气喷碱除氯技术

2.2.1高炉煤气喷碱除氯技术简介

为解决高炉煤气含氯离子等酸性介质高的问题，中冶京诚开发喷碱除氯工艺设施。该系统继续沿用液体吸收酸性介质这一思路，秉承降低运行费用理念，实现了水量及碱液的精确喷淋控制。其工艺流程图如图1：

图1　工艺流程图

2.2.2工艺流程特点

（1）该工艺可以根据喷碱塔煤气入口温度，实现分层控制喷淋水量，以最少的水量使煤气中的水分达到饱和状态。喷水利用喷碱塔的下部排水循环使用。（2）当煤气中水分处于饱和状态时，对煤气进行喷碱水处理，能达到最好的酸碱中和效果，迅速高效地脱除煤气中的氯离子等酸性介质。（3）为保证喷水效果和覆盖面积，喷碱塔截面不留死角。每层喷枪布置均采用长、短喷枪配合的布置方式。（4）煤气经过喷淋后，煤气中机械水含量高达50g/Nm3。煤气从下往上，通过脱水装置，使煤气中机械水含量达到3g/Nm3以内。（5）喷碱除氯设施的喷淋水自成循环系统，仅需定期补充新水及加药处理。

3　高炉煤气喷碱除氯技术应用

中冶京诚在河北某钢铁公司3200m3高炉以总包形式配套高炉煤气喷碱除氯设施，工程已于2010年9月份投产，目前设备运行良好、稳定。煤气中冷凝水pH值控制在7.5左右（用户选取偏碱工况），煤气中机械水含量<3g/Nm3，系统压差控制在2kPa以内。解决了后续管道及设备的腐蚀问题。

自建成喷碱除氯装置后，每年可减少氯离子排放约65t，每年带来的经济效益分项如下：（1）减少全厂配套设备更换费用约300万；（2）减少人工成本约50万；（3）降低高炉休风率及全厂煤气管道检修率，增收约300万。

2011年，在韩国浦项6000m3高炉配套干法改造项目中，中冶京诚凭借技术优势力敌新日铁以及国内其他竞争对手，将喷碱除氯设施与干式布袋除尘系统一起作为成套技术，推广至韩国。

该项目采用EP形式，在2013年6月投产。目前该系统运行稳定，得到了用户的认可，整套设施在运行一年后，顺利通过了韩方业主苛刻的检验，收到了用户的产品合格证书。

4　结语

按照可持续发展和循环经济理念，中国钢铁工业协会提出了"三干"与"三利用"技术，被人们认为将是未来我国钢铁工业节能环保的发展方向。高炉煤气喷碱除氯技术可以完善高炉煤气干法除尘技术，既可以使TRT系统获得最大的能量回收效益，又可以有效避免干法除尘带来的管道和设备腐蚀问题，具有广阔的前景。

［1］高致远，梁丽萍，刘志强.高炉煤气干法除尘管道腐蚀机理的研究与防护［J］.冶金动力，2008，（4）.

［2］董艳苹，张传波.干法除尘工艺高炉煤气喷碱除氯技术［J］.冶金动力，2011，（7）.