总第191期2011年第11期HEBEI M ETALLU R GYTotal 1912011，N umber 11收稿日期：2011－08－20作者简介：辛景昌（1972－），男，工程师，2007年毕业于北京科技大学冶金工程专业，现在新兴铸管股份有限公司安全环保部从事安全、环保工作，E －mail ：xinjingchang@163．com 转炉煤气回收工艺及安全措施辛景昌（新兴铸管股份有限公司安全环保部，河北邯郸056300）摘要：介绍了转炉煤气“OG ”法和LT 干式回收工艺流程。

对煤气回收过程中存在的危险因素，特别是对转炉煤气中毒、爆炸进行了详细分析。

从工艺设计、生产过程、检修及关键部位提出了安全对策和措施。

关键词：转炉；煤气；回收；工艺；安全；措施中图分类号：X757文献标识码：B文章编号：1006－5008（2011）11－0028－03RECOVERY PROCESS FORCONVERTER GAS AND SAFETY MEASURESXin Jingchang（Safety and Environment Protection Division ，Xinxing Casting Pipe Co．，Ltd．，Handan ，Hebei ，056300）Abstract ：It is introduced the converter gas recovery process of “OG ”method and process of LT dry recovery ，analyzed in detail the dangerous factors in recovery process especially in gas poisoning and explosion．Some measures are proposed for process design ，production and maintenance．Key Words ：converter ；gas ；recovery ；process ；safety ；measures1前言转炉在吹氧冶炼期产生含有大量CO 、含铁粉尘的高温烟气，顶吹转炉炼钢产生的烟尘量约占金属装入量的1%。

每吨钢产生的转炉煤气具有的能量约为100万kJ ，如果任其放散会严重污染环境和浪费资源。

转炉煤气的回收是冶金企业实现循环经济、节能减排的有效途径，但是转炉煤气在回收过程中，由于操作技术运用不当或存在设计缺陷会引起一系列的安全问题，本文对转炉煤气回收工艺、回收安全技术与措施进行深入分析。

2转炉煤气的特性［1］转炉煤气是由氧同铁水中C 、S 、Si 、Mn 、P 等元素氧化生成的炉气和炉尘组成，炉气中含有60%CO 、15%CO 2、还有5%N 2及微量元素和氧化物。

转炉煤气与空气或O 2（从氧枪中漏出的纯氧）混合，在特定条件下会产生速燃，使设备中的压力突然增高而造成设备损坏和人身事故。

冶金企业常用的煤气为焦炉煤气、高炉煤气、转炉煤气，而转炉煤气中的CO 含量远高于焦炉与高炉煤气的CO 含量，且毒性大，回收操作过程不连续。

转炉煤气的热值是随着CO 的浓度变化而变化，CO 浓度在55% 80%波动，其热值比高炉煤气热值要高，约为6720 8860kJ /m 3。

3转炉煤气的回收工艺转炉煤气回收的成熟技术有氧气转炉煤气回收工艺（OG 法）和LT 干式回收工艺，我国钢铁企业目前运行中的煤气回收系统多是在上述两种工艺原理基础上，根据自身情况改造设计而成的，其运行效率在不断提高。

3．1氧气转炉煤气回收工艺OG 法回收转炉煤气在目前的世界炼钢领域是成熟、先进、可靠的技术，全世界已有200多套设备投入生产运行，效果显著。

采用OG 法回收的转炉煤气热值高、回收量大、除尘效率高，其设备寿命长、安全性好、自动化程度高。

OG 法工艺中，转炉烟气净化系统采用湿式未燃法“比肖夫”系统，其流程为：转炉烟气借风机吸力进入汽化冷却烟道，回收部分烟气余热。

从汽化冷却烟道出来的烟气在上部进入“比肖夫”除尘冷却装置，“比肖夫”装置上部是一个洗涤塔，气液同向82河北冶金2011年第11期而行，进行降温和粗除尘。

然后，气体进入下部的可调文氏管进行精除尘，经除尘后的气体由下部返入筒体进行脱水，然后从中部引出“比肖夫”装置。

经降温除尘的净煤气经风机加压后通过三通切换阀，当烟气中的CO及O2含量符合回收要求时，则进入煤气储柜储存，需使用时进行精除尘和加压供用户使用。

在烟气不合格时，通过三通切换阀将烟气送至放散管点火放散。

3．2LT干式回收工艺LT法是德国鲁奇公司与蒂森公司合作开发的转炉烟气净化、回收、利用的干式工艺，其基本原理是：当转炉吹炼时，O2和C之间发生反应产生含有高浓度CO和烟尘的转炉煤气（烟气）。

为了回收利用高热值的转炉煤气和减少污染，需对烟气进行净化，首先将转炉烟气经过废气冷却系统，然后进入蒸发冷却器，喷水蒸发使烟气得到冷却。

由于烟气在蒸发器中得到减速，使烟气中粗颗粒的粉尘沉降下来，通过链式输送机以及闸板阀将粉尘排出。

同时，烟气通过荒煤气管道导入设有4个电场的静电除尘器，在电场作用下使粉尘和雾状颗粒物吸附在收尘极板上，使烟气得到净化。

电除尘器下部的集灰用扇形刮灰器刮到位于其下部的链式输送机中，并送入中间料仓，然后通过气力输送系统再将干灰送到压块系统的集尘料仓中。

切换站由联锁控制，当符合煤气回收条件时，回收侧的钟型阀自动开启，高温净煤气进入煤气冷却器喷淋降温至约73ħ，然后送入煤气储柜。

经储柜后的煤气加压机将高洁度转炉煤气（含尘10mg/m3以下）提供给用户使用。

吹炼前期和后期不符合回收要求的煤气，则自动开启放散侧钟型阀，通过放散塔点燃放散，以达到工业炉窑大气污染物的排放标准。

3．3国内常见的回收工艺流程多数钢铁企业综合考虑目前国内同等型号转炉煤气回收工艺和公司实际情况，煤气净化回收多采用的工艺为：转炉冶炼过程中的烟尘通过固定烟罩和冷却烟道经二文三脱煤气净化装置、风机、煤气柜及加压站到达用户，实现对煤气净化回收，不合格或不宜回收的煤气经处理后从烟囱达标排放，同时从冷却烟道和烟罩产生的蒸汽通过余热设施回收。

转炉烟气净化工艺过程为：转炉煤气首先经过净化系统，煤气含尘量≤100mg/m3，压力为6kPa，热值为7．5MJ/m3，再被送入干式煤气柜缓冲。

从煤气柜出来的煤气经过电除尘器，使煤气的含尘量由100mg/m3降至10mg/m3，被进一步净化的煤气经煤气加压机加压到10kPa后送至用户使用。

4转炉煤气回收的危险性分析［2］4．1转炉煤气爆炸转炉煤气在20ħ和一个大气压下，爆炸浓度为12．5% 75%，与O2混合爆炸范围为13% 96%。

转炉煤气在整个生产过程中均处于爆炸浓度范围之内，由于其自身生产特点，完全具备了其它爆炸条件，即温度条件和火种，爆炸可能性较大。

4．2转炉煤气中毒煤气中的CO浓度高低，直接与其毒性大小成正比，转炉煤气含CO50%以上，最高可达80%，这比焦炉煤气（CO含量6% 9%）、高炉煤气（CO含量20%左右）的毒性要大得多。

以煤气加压风机为界，煤气加压风机到各用户的管网为正压系统，都有煤气泄漏的危险，一旦煤气泄漏可能导致不可挽救的中毒事故。

4．3汽化冷却系统的超压爆炸转炉汽化冷却用余热锅炉是高温高压的压力容器，汽化冷却系统水位和压力的波动要比锅炉大得多，一旦误操作都有可能造成超压爆炸、满水、断水和转炉烟罩烧损等严重事故，必须严加防范。

5转炉煤气回收的安全技术［3］与措施在转炉煤气回收操作中，要实行前后期提罩放空和中间降罩回收法。

在前后期提罩，二文大开度吸入大量空气在炉口完全燃烧，产生的废气在清扫管道放空，这样CO和空气交替进入净化系统就能避免产生爆炸性混合气体。

预防吹氧过程中的氧枪、烟道大量漏水，减少高温烟气中的含氢量（水煤气的爆炸上限为72%），预防氧枪冷却水及汽化冷却系统突然泄压，一旦突然泄压应立即提枪停止吹氧；加强吹氧过程监控，防止氧枪漏氧；消灭系统火种，保持烟气管道可靠接地；CO/O2分析值实行自动监控与人工监控，防止高氧煤气进入气柜，当煤气中的O2＞2%时立即停止煤气回收，三通阀立即加到放散位实施点火燃烧放散。

5．1工艺设计（1）为保证煤气回收的可靠性和安全性，达到良好的回收目的，工艺设计及实际运行中应考虑必要的联锁控制，如氧枪和烟罩的联锁、回收放散切换的自控与联锁、罩口微差压调节系统与冶炼操作的联锁、鼓风机调速与冶炼操作的联锁、煤气柜高低位的联锁、水封逆止阀与三通阀的联锁等。

（2）做好系统的密封、旁通、防爆和水封的设92总第191期HEBEI YEJIN计。

氧枪口及下料口用N2密封，防止生产过程中外界空气被吸入烟道内，如在三通阀处设一旁通阀。

回收操作中三通阀在事故状态下或煤气柜阻力异常增高时，可自动开启旁通阀使其由回收态改为放散态，旁通阀的开启与进煤气柜的煤气压力值联锁控制，实际运行中旁通阀起到了应急作用。

回收煤气操作时若发生爆炸应做到迅速地泄压，以保护回收系统设备，减少爆炸导致的损失；水封箱是湿法除尘与煤气使用中不可缺少的设备，不同水封箱的作用不同，要保证水封箱在正常状态下运行，水封箱的设计安装要规范合理、排污管路畅通，并及时地进行排污操作。

生产过程中要确保负压水封箱不抽空，正压水封箱不击穿。

5．2生产过程（1）采用计算机自动控制煤气回收，确保烟气中CO的含量在规定范围内，提高回收煤气的发热值。

在风机后三通阀前安装CO、O2分析仪，监测烟气中的CO、O2含量值，煤气回收条件及数据均输入炉前主控室计算机，由计算机控制全系统的自动回收操作。

O2含量是一个重要参数，在实际运行中要控制煤气中的O2含量在爆炸极限范围之外，确保煤气质量和安全回收。

（2）工艺控制中要保证前烧期与后烧期的时间，在回收制度上采用中间回收法。

用前、后烧期烧掉成分不合格的前后期烟气，在前期依靠其烟气冲刷回收系统的管路，防止煤气与空气在系统中直接大量接触；在吹炼后期抬罩使炉气尽可能大量燃烧，避免停止供氧时空气大量吸入并与未燃烧的煤气混合而发生爆炸。

（3）转炉煤气回收是不连续过程，炉前操作主控室的煤气回收岗位、转炉风机房的风机操作工岗位与煤气柜的操作岗位是回收系统中的3个关键环节。

煤气回收岗位要与炉前摇炉工紧密配合，了解熟悉炉前状况，确认冶炼条件是否满足回收的需要。

风机房操作工在回收过程中起承上启下作用，应密切关注风机运行情况及三通阀回转水封状态，做好巡检工作。

煤气柜操作岗位要做好煤气进出柜的平衡，确保煤气柜的正常运行。

风机房、煤气柜出现任何一点有影响煤气回收的问题，都要把自己岗位的确认开关放到不允许回收煤气状态，正在进行回收煤气过程中，任一岗位均可控制三通阀动作，使其由回收转为放散。