烧结低泄露高温烟气阀

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一、之前介绍大口径超高温蝶阀优异结构，现在介绍钢铁烧结余热发电烟气阀门应用前景
为进一步加大钢铁行业节能技术改造力度，提高能源管理水平及能源利用效率，根据重点产业调整和振兴规划有关要求及工业节能工作总体安排，工信部组织编制了《钢铁企业烧结余热发电技术推广实施方案》。铁企业烧结工序能耗仅次于炼铁工序，居第二位，一般为企业总能耗的9%至12%。中国烧结工序的能耗指标与国家相比差距较大，每吨烧结矿的平均能耗要高20千克标准煤，节能潜力很大。据统计，烧结工序的能耗约占冶金总能耗的10～12%。而其排放的余热约占总能耗热能的49%。在烧结矿生产过程中，特别是烧结矿由鼓风式环冷机冷却过程中会排出大量温度为250～380℃的低温烟气，其热能量大约为烧结矿热耗量的30％左右。实现能源梯级利用的性和经济性角度分析，余热发电是为有效的余热利用途径，平均每吨烧结矿产生的烟气余热回收可发电20千瓦时，折合吨钢综合能耗可降低8千克标准煤。烧结余热发电技术推广比例比较低，未来几年将是发展高峰期。余热发电烟气阀门烧结余热发电重要的辅机设备，直接影响烧结和余热电站运行稳定、废气的充分利用以及整个系统运行效率和可靠性，做好高温烟气阀门对烧结余热发电具有重要意义。我国钢铁行业烧结烟气的特点
    钢铁行业烧结过程是一个高温燃烧条件下的复杂物理、化学过程，在高温烧结过程中产生SO2、 NOx、HCI、HF、CO2、CO、二恶英等多种污染物和粉尘的废气。由于烧结工艺及原料成分和配比的不 稳定性，致使烟气成分复杂，烟气流量、温度及污染物浓度大幅度变动。我国钢铁行业烧结烟气特点 为：烟气量大；SO2浓度变化很大；温度变化大，一般为80-180度；细粒粉尘多，具有粘性；水分含 量大，不稳定；含氧量高，一般为15%-18%；含有多种污染成分，除含有SO2粉尘外，还含有重金属、 二恶英类、NOx等。这些特点都在一定程度上增加了钢铁烧结烟气治理的难度。

  2、烧结低泄露高温烟气阀烧结烟气脱硫、脱硝技术现状
    2.1 烧结烟气脱硫技术
    据统计，2008年我国重点钢铁企业SO2排放量为110万t，其中，烧结烟气SO2排放量为80万t。由 于前些年我国对烧结烟气执行较低的环境标准，烧结烟气脱硫技术在国内没有得到推广和应用， 相关工艺开发和技术积累都远远不足。随着国家节能减排力度的不断加强，钢铁企业加快了建设烧结 脱硫设施的步伐。
    2.2 烧结烟气脱硝
    烧结烟气中除SO2外，还含有大量NOx，需开发同时具备脱硫、脱硝效果的综合处理技术。由于烧 结烟气SO2和NOx的浓度都不高，但总量却非常大，若分别安装脱硫、脱硝装置，不但占地面积大，而 且投资、运行费用高，因此，同时脱硫、脱硝技术越来越受到关注。目前，国外烟气同时脱硫、脱硝 技术主要有活性炭法、活性焦吸吸附法、循环流化床法、半干喷雾法、高能辐射一化学法、奥钢铁的 MEROS烟气净化技术等，但我国还没有烧结烟气同时脱、硫硝技术的工业化应用实例。
  3、“双碱法”液相氧化脱硫、脱硝
    “双碱法”液相氧化脱硫、脱硝工艺分为吸收、再生和固体分离三个过程。吸收塔内用 NaCO3/NaOH吸收SO2，塔外用Ca(OH)2使NaOH再生循环使用。由于双碱法再生反应不在吸收塔内进行， 避免了吸收塔堵塞及磨损，提高了运行的可靠性，且副产品石膏纯度较高。该法适于处理SO2和NOx浓 度较高的烟气，已在广钢2*24m2烧结机上成功应用，脱硫效率达84%以上。

    3.1 烧结低泄露高温烟气阀反应机理
    3.1.1 脱硫机理
    向吸收塔内注入吸收液NaOH，控制其pH值为11-12，发生化学反应为：
                            2NaOH+SO2——NaSO3+H2O
                            NSO3+SO2+H2O---2NaHO3
    吸收塔排出液进入再生池内与石灰石发生反应，使吸收液得到再生。
    部分SO3可被烟气过剩的O2氧化成SO4，在反应池中与Ca(OH)2发生反应，生成CaSO4和NaOH,后者 则循环利用。
    3.1.2 脱硝机理
    烧结烟气中90%以上的NxO为NO，因此，脱除NOx主要是去除烟气中的NO。由于NO在纯水中的溶解 度比较低，如何NO在溶液中的溶解度是提高烧结烟气NOx脱除效率的关键技术。
    据美国加州伯克利能源与环境公司劳伦斯实验室David Little John和北京中科院环境科学研究 中心王一中早年研究发现，在SO3、HSO3、SO2和水共存的水溶液中，NOx的分压下降，并确认体系中 有（ONSO3）生成，并且NOx和HSO3之间的反应符合准一级反应。由于烧结烟气中存在Fe，Fe作为一种 催化剂和氧化剂能促进NO在溶液中的氧化吸收，使NOx和SO2同时处于边吸收、边氧化的过程中。
    3.2 工艺条件及特点
    3.2.1 工艺条件
    在液相条件下，NO转化的必要条件为：液相中必须有SO3、HSO3存在；气相中必须有NOx和SO2存 在；必须有Fe作为氧化催化剂，以促进NO在溶液中的氧化吸收；脱硫液中含有SO3、HSO3，并且其含 量大于一次性的脱硫浓度；优化改进后的旋流板塔促使液流能均匀、连续地分布在旋流板上，使烟气 与吸收液充分接触，满足了Fe与NO之间及NO与SO3之间所需接触率和时间条件。
    3.2.2 工艺特点
    “双碱法”液相氧化脱硫、脱硝工艺的主要特点为：气液接触面积大，处理负荷高，适应烧结烟 气量大、SO2浓度变化大的特点，脱硫、脱硝效果稳定；液相氧化，同时脱硫、脱硝，适应烧结污染 物在脱硫同时处置NOx要求；闭路循环，污染物*，无二次污染；管式给液，气、液相流速高， 产生冲刷效应，不结垢，不堵塞；除雾装置，可*解决水分含量大且不稳定的问题；工作温度 为80-200度，适应于烧结烟气温度变化大的特点。

 
二、烧结余热发电烟气特性
烧结余热回收主要有两部分：一是烧结机尾部废气余热，二是热烧结矿在冷却机前段空冷时产生的废气余热。这两部分废气所含热量约占烧结总能耗的50%，充分利用这部分热量是提高烧结能源利用效率，显著降低烧结工序能耗的途径之一。
烧结机烟气复杂，具有如下特性:

一、烟气量大。烧结工艺是在*开放及富氧环境下进行，过量的空气通过料层进入风箱，进入废气集气系统。一般1吨烧结矿大约产生4000～6000m3烟气。

二、含二氧化硫排放浓度大。随着原料来源的不同、烧结工艺参数的变化，原料中的硫转化为二氧化硫的转化率为60％～90％，烧结烟气中二氧化硫含量变化范围800～3000mg/m3。

三、含尘浓度大。烟尘中主要以铁及其化合物为主，还含有钙、硅等，有时使用不同的原料，
还可能含有微量重金属元素。

四、烟气温度变化大。随烧结工矿的变化，烟气温度一般在85℃～180℃。五、含湿量大，烟气含水量一般在10％左右。

六、含有体。烟气中含有一定量的硫化物、氮氧化物、氯化氢、氟化氢等。此外，还含有对人体健康有极大危害的二恶英和呋喃等。烟气中含尘浓度一般大于
200mg/m3，铁矿石烧结熟料，粒径大多在100μm，部分粒径大于0.5mm的颗粒。且粉尘琢磨性较强，烧结烟气中含有的铁化合物，产生结垢现象。现在利用的烧结烟气温度包含环冷机的鼓风烟气，高温烟气能达到400℃左右。烧结余热发电烟气特性烧结余热Z15X回收主要有两局部:一是烧结机尾部废气余热，了一二是热烧结矿在冷却机前段空冷时出现的废气余热。这两局部废气所含热.约占烧结总能耗的50%.充足愚弄这局部热脸是进步烧结动力愚弄效率，显若低沉烧结工序能耗的路线之一。高温烟气阀门的结构及阀内件有很大的差异。烧结机烟气特性:l)烟气t大。一样平常l吨烧结矿大约出现4000一6000mha烟气。2)含二氧化硫排放浓度大。3)丝口软密封闸阀含尘浓度大。烟尘中主要以铁及其化合物为主，还含有钙、硅等，有时使用不同的原料，还也许含有微里重金属元素.4)烟气温度变化大。随烧结工矿的变化，烟气温度一样平常在85℃一180℃。5)含汉t大，差异。烟气含水兰·般在10%左右。事实上高温烟气阀门的结构及阀内件有很大的差异。烟气中含尘浓度一样平常大于200mg/m;，铁矿石烧结熟料，拉径大多在100m，烘干机。局部拉径大于o.smm的领拉。且粉尘琢磨性较强，烧结烟气中含有的铁化合物，出现结垢地步。今朝愚弄的烧结烟气温度包罗环冷机的鼓风烟气，高谧烟气能到达400℃左右。

使用请求恳求，保证体例一般运转。烧结余热发电烟气阀门在不同使用位悦的烟气参数是不一样的，烟气的温度、腐蚀性决议阀门的布局，学会水下推进器。质料遴选有着很大的区别。高请求恳求的阀门用于低参数的位置，填充了工程本钱，低请求恳求的阀门用在高参数的位置，给工程埋下事故的闸阀z41h16c德患。(2)阀门布局合理，便于维护。在餍足工况使用条件下把阀门策画纷乱化，不但填充障碍点.而且还进步阀门的坐褥本钱。(3"月门策画思考使用中可预见性的问粗。阀门在使用中一些也许出现的题目，双控水。在阀门策画中加以消化、征服，防止使明杆弹性座封闸阀用运转出现的Z945T-10因Z41W-25P阀门问肠影响徽个体例的一般运转，进步体例的运转效率。3烧结余热发电烟气阀门策画计划烟气阀门主要用干烟气的切断或调治介质，卫生洁具配件。应充足重点思考一下几个方而。3.1策画应充足思考烟气温度与阀门的质料运转的刹时高沮对阀门的影响很大，听听阀门。要确保不会出现嫩性变形。高温烟气阀门的布局及阀内件有很大的差异，如导向间除、阀板转动间殊轴Z45H-10C承方式不锈钢电动闸阀等。除了从策画Z545X大口径弹性座封闸阀制造方面管制外，还要针对高温条件下的各种物感机能，机械z41h16机能发生变化，理会Z15T质料的机械性热胀冷缩、材城在高温状况下的不同变形等对阀门使用机能的影响。特别是大口径阀门，工况条件影响阀门铸钢闸阀的变形要素较多且变形且不易管制，事实上水位计。所以应思考环境要素的影响。3.2策画应充足思考烟气的粉尘对阀门的影口向粉尘对阀门的使用影晌是尽头大，粉尘容易进人阀轴和滑动轴承之问，使之Z941H-16C卡死阀轴，招致阀门不能一般启闭影响体例的一般运转。外1式轴承不但可以防止粉尘侵入，而且可以淘汰高温烟气对轴承的传热不锈钢内螺纹闸阀。想知道冷却塔配件。阀门底部策画清灰口，阀门积灰吃紧采取清灰，对于球形止回阀。偏护推广机构出现过力矩或烧坏电机。特别是烟气中含尘浓度一样平常大于20omg/mha，且粉尘琢磨性较强，烧结烟气中含有的铁化合物，如没有阶段性的清算会加快粉尘在润板与阀体上结垢，想知道在处理能力和传质性能上均有所改善。

三、钢铁烧结余热发电烟气阀门设计原则
1、根据不同的工况区别设计，以满足使用要求，保证系统正常运行。钢铁烧结余热发电烟气阀门在不同使用位置的烟气参数是不一样的，烟气的温度与腐蚀性和阀门的结构形式、材料的选择有着很大的区别。高要求的阀门用于低参数的地方，增加了工程成本，低要求的阀门用在高参数的地方，给工程埋下事故的隐患，这样做是不可取的。
2、阀门结构简单，便于维护。在满足工况使用条件下把阀门设计复杂化，不但增加故障点，而且还提高阀门的生产成本。作为设备没有永远不出故障的时候，不能维护的阀门产品就不是成熟的产品，在设计中应该把日常维护融入阀门设计的一个很重要的环节。
3、阀门设计考虑使用中可预见性的问题。把阀门在使用中一些可能出现的问题，在阀门设计中加以消化、克服，可以避免使用运行出现的因阀门问题而影响整个系统的正常运行，提高系统的运行效率。

四、烧结余热发电烟气阀门设计方案
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百分比工作特性，取大流量时蝶阀开启角度为60°，但是，为充分利用阀的流通能力，也可以选70°为大开启角，这样在设备选用上比较经济。

1、设计应充分考虑烟气温度对阀门的影响
在考虑阀门的使用温度时，应该要充分考虑瞬间的温度对阀门的阀门材质的影响，同时要充分考虑瞬间的具体时间概念，在条件允许的情况下应该要高于使用温度150°作为对阀门的使用温度要求。确保阀门在高温情况下的塑性变形不会对阀门的影响。高温烟气阀门与其它烟气阀门不同，其阀的结构及阀内件有很大的差异，如导向间隙、阀板转动间隙轴承方式等。除了从设计制造方面控制外，还要针对高温条件下的各种物理性能、机械性能发生变化，分析材料的机械性热胀冷缩、材质在高温情况下的不同变形等对阀门使用性能的影响。高温烟气阀门主要起截流或调节流量的作用, 特别是大口径阀门, 工况条件影响阀门的变形因素较多且变形量不易控制, 所以结构设计应考虑环境因素的影响。
2、设计应充分考虑烟气的粉尘对阀门的影响
由于粉尘对阀门的使用影响是非常大，粉尘容易进入阀轴和滑动轴承之间，使之卡死阀轴，导致阀门不能正常启闭影响系统的正常运行。因此轴承必须采用外置式，不但可以避免粉尘进入轴承，而且外置可以减少高温烟气对轴承的传热。
阀门考虑烟气中粉尘量大，为了解决烟气中的粉尘对阀门的使用影响，因此91视频看看簧色在阀门阀体适当的位置设置吹灰口，运行一段时间后，可以接入压缩空气，把吸附在阀板和管壁粉尘吹落。同时阀门底部设计清灰口，当管道积灰严重的情况下，打开卸灰口，卸掉积压在管道的灰尘，然后再开启阀门，这样既保护了执行机构不因为阀门积灰产生过力矩或烧坏电机，使阀门正常运行。特别是烟气中含尘浓度一般大于200mg/m3，且粉尘琢磨性较强，烧结烟气中含有的铁化合物，如没有阶段性的清理会加速粉尘在阀板与阀体上结垢，导致阀门不能正常启闭。 采用“双碱法”液相氧化脱硫、脱硝工艺，实施同步流程对钢铁行业烧结烟气进行脱硫、脱硝， 必将推动钢铁行业烧结烟气脱硫、脱硝工艺技术的进展，是今后我国推广应用的主要方向，也是以节 能减排和循环经济模式解决污染难题，促进可持续发展，建设环境友好型社会的途径。
3、设计应充分考虑阀门的机械强度和结构形式
阀体外部设置合适的加强筋，法兰应具有较大的强度，从而提高阀门的机械强度，保证阀门受热和管道应力拉伸不变形。阀门直径较大，阀板采用采用钢板焊接，由于烟气温度的不稳定性，当温度短时出现超过设计范围时，阀板容易出现变形，阀板变形后泄漏率大，而且无法修复。因此阀板采用铸造，具有较高的机械性能，确保阀门的正常使用。与本产品相关论文：1150度高温蝶阀在催化裂化装置应用