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铁水预处理和钢水预处理,是控制硫含量的有效手段,我公司生产的WTL一1型脱硫剂,就是在铁水直送和钢水预处理时加入的一种脱硫剂,WTL
一2型是炉外精练过程加入的一种强脱硫剂。
一次投入即可达到40%一80%的脱硫效果。
一、理化指标:
二、使用方法:
1、本产品适用于钢(铁)水包内,5kg/t用量。
KR法与喷吹法在铁水预脱硫中应用的比较
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2007-7-1314:
12:
36
随着社会经济和钢铁工业的高速发展,社会对钢铁质量的要求越来越高、越来越苛刻,产品的种类也急剧增加,尤其是高品质高附加值钢种的需求不断在增大。
面对钢铁市场日趋激烈的竞争,经济高效的铁水预处理脱硫,作为现代钢铁工业生产典型优化工艺流程:
“高炉炼铁—铁水预处理—转炉炼钢—炉外精炼—连铸连轧”的重要环节之一,已经被广泛的应用于实际生产。
近30年来铁水脱硫技术迅速发展,现已经有十几种处理方法,其中应用最广且最具代表性的主要是喷吹法和KR机械搅拌法。
它们在技术上都已相当成熟,从两种工艺在实际生产中的应用效果来看,二者是互有长短。
虽然喷吹法发展迅速,目前在实际生产中应用更广泛,可KR法在这几年中又有了新发展,呈现出强劲的势头。
那么,这两种工艺模式各有什么优劣势?
哪种更具有应用前景呢?
在国内外冶金界始终没有较统一的看法。
为此,本文着重就两种工艺模式的发展、应用和运营成本作了比较,尤其是它们对整个流程影响的比较,希望能对技术人员及企业技术的选择提供参考。
KR法与喷吹法的工艺及特点
在进行比较前,先了解两种方法的工艺及特点是很有必要的,不仅有利于理解两种方法的实质,也是深刻理解对两种脱硫模式分析比较的前提。
KR机械搅拌法,是将浇注耐火材料并经过烘烤的十字形搅拌头,浸入铁水包熔池一定深度,借其旋转产生的漩涡,使氧化钙或碳化钙基脱硫粉剂与铁水充分接触反应,达到脱硫目的。
其优点是动力学条件优越,有利于采用廉价的脱硫剂如CaO,脱硫效果比较稳定,效率高(脱硫到≤0.005%),脱硫剂消耗少,适应于低硫品种钢要求高、比例大的钢厂采用。
不足是,设备复杂,一次投资较大,脱硫铁水温降较大。
喷吹法,是利用惰性气体(N2或Ar)作载体将脱硫粉剂(如CaO,CaC2和Mg)由喷枪喷入铁水中,载气同时起到搅拌铁水的作用,使喷吹气体、脱硫剂和铁水三者之间充分混合进行脱硫。
目前,以喷吹镁系脱硫剂为主要发展趋势,其优点是设备费用低,操作灵活,喷吹时间短,铁水温降小。
相比KR法而言,一次投资少,适合中小型企业的低成本技术改造。
喷吹法最大的缺点是,动力学条件差,有研究表明,在
都使用CaO基脱硫剂的情况下,
KR法的脱硫率是喷吹法的四倍。
KR法与喷吹法的发展及现状
从前面分析二者的方法和特点可以知道,它们互有长短、各具特色,这也决定了它们的发展历程和现状必然是不同的。
进一步了解它们的发展和现状,将更有利于理解各自技术的特点。
从时间上来看,喷吹法的研发及应用要早于机械搅拌法。
喷吹法主要有原西德Thyssen的ATH(斜插喷枪)法、新日铁的TDS(顶吹法)和英国谢菲尔德的ISID法,早在1951年,美国钢厂就已成功地运用浸没喷粉工艺喷吹CaC2粉进行铁水脱硫。
直至今日,尽管两种脱硫工艺方法在技术上都已相当成熟,全世界绝大多数钢铁厂广泛采用仍是铁水喷粉脱硫工艺。
机械搅拌法有原西德DO(Demag-Ostberg)法、RS(Rheinstahl)法和赫歇法,日本新日铁的KR(KambaraReactor)法和千叶的NP法,其中,以KR法工艺技术最成熟、应用最多。
KR法搅拌脱硫是日本新日铁广钿制铁所于1963年开始研究,1965年才实际应用于工业生产,之后迅猛的发展趋势表明,它具有投入生产使用较早的喷吹法无可比拟的某种优势。
在冶金工业中喷吹这种形式应用非常广泛,比如在转炉及精炼工艺中的各种顶吹、底吹和复吹技术等。
当铁水预处理时,使用喷吹法把脱硫剂加入铁水中进行脱硫,这显然是可行的且易于人们接受。
最早脱硫剂是以氧化钙基为主,辅助添加CaC2,而且喷吹过程也很难获得较好的动力学条件,这时主要面临两个问题:
一是,如何保证CaC2的安全存贮运输和脱硫剂的脱硫效果;
二是,怎样解决因动力学不足导致的脱硫效率低下,不能实现深脱硫的问题。
第一个问题侧重于开发使用更具有脱硫效率且安全的脱硫剂,于是出现了镁基复合喷吹法,脱硫效果有所改善却成效不大,而且镁粉在运输、储存、使用中同样存在很多的安全隐患,给生产带来诸多不便。
然而,新型脱硫剂——钝化颗粒镁的开发成功,使纯镁喷吹脱硫技术得以实现,达到了真正高效安全的工艺目标,目前,镁系脱硫剂已经成为世界铁水预处理中的主导脱硫材料。
针对第二个问题,如何才能获得更好的动力学条件呢?
从工艺模式着手,技术人员研发出了具有实际应用价值的机械搅拌脱硫法,其中以KR法为典型,在根本上改善了脱硫过程中的动力学条件,并可以在脱硫剂中不加CaC2而主要采用CaO,避免了生产中使用CaC2而带来的不便和危险。
然而,在工业应用时却又出现许多技术难题,比较突出的如,搅拌头的使用寿命较短;
单工位操作设备导致更换搅拌头的同时无法进行铁水脱硫等。
可最终这些难点还是被陆续攻破,解决了搅拌
头的寿命问题,使其从原来的几十炉提高到现在的几百炉,而且摸索出了氧化钙基脱硫剂应该有一个最佳的指标要求,可以达到最理想的脱硫效果。
目前,KR法已经完全可以达到深脱硫的要求,即把铁水中的硫脱至小于0.005%-0.001%。
同时,双工位布置形式的出现克服了单工位的不足,使生产的连续化程度得以提高。
很长时间,KR法成本问题(尤其是前期投资)加上其过程时间较长,以及不适应于大型铁水罐,故发展缓慢;
直至二十世纪后期,其投资降低后,加上运行费用低廉,所以又受到了重视。
KR法与喷吹法的比较
从铁水脱硫工艺倍受人们的重视以来,KR法与喷吹法技术一直处于发展之中,目前虽仍需完善可也已趋近于成熟,这样两者之间才更具备可比性,本文主要从以下几文面进行具体比较。
1技术与设备
在喷吹法中,单吹颗粒镁铁水脱硫工艺因其设备用量少、基建投入低、脱硫高效经济等诸多优势而处于脱硫技术的主要发展趋势之一,可在相当长的时间我国都是引进国外的技术和设备。
到2002年10月国内才首次开发出铁水罐顶喷单一钝化颗粒金属镁脱硫成套技术设备,整套装置中,除重要电器元器件采用进口或合资的外,其余机电产品100%实现了国产化,包括若干最关键的技术设备。
喷吹技术和设备的国产化直接降低了建设投资和运行操作的成本,从前期的一次性投资来看,要比KR法略有优势。
虽然搅拌法的技术专利也是国外拥有,可从其设备和技术本身而言并没有难点,机械构成是常规的机械传动和机械厂提升;
加料也采用的是常规大气压下的气体粉料输送系统,可以说在系统的机、电、仪、液等方面的技术应用都是十分成熟。
尽管如此,KR法设备仍然是重量大且较复杂,可它的优势是运营操作费用低廉,由此所产生的经济效益完全可弥补前期的一次性高额投资。
根据有关推算,一般3~5年即可收回所增加的投资。
2000年武汉钢铁设计研究院针对武钢二炼钢厂的情况,对KR法和喷吹法两种方案的投资进行了估算,KR法的投资估算比喷吹法投资估算多200万元。
商品名称:
CoS高效脱硫催化剂
我公司在广泛调研脱硫剂市场的基础上,详细分析目前国内外各种脱硫剂的优缺点,广泛征求用户意见,根据各厂实际使用情况和煤气中含硫量的高低变化,不断
完善了产品配方和使用技术,综合开发出了CoS新型高效脱硫催化剂,它具有低消耗、低成本的突出优势。
2、50t以下钢(铁)水包,可将本产品用量一次投入钢(铁)包底部使用。
3、50t以上钢(铁)水包在底部投入总量一半,当钢(铁)水上升于包容量一半时,再将另一半用量及时投入包内即可。
4、本产品在出钢(铁)之前2—3分钟投入包内。
5、施以搅拌更佳
三、注意事顶:
于通风干燥处存放,严禁潮湿、接近火种,请在六个月以内使用。
HCS高效脱硫剂广泛应用于合成氨、合成甲醇和羰基合成醋酐的原料气、变换气、各种煤气、焦炉气、天然气、炼厂气和其它含硫化氢和有机硫化物气体的脱硫;
用于以纯碱或氨水
或两者混合为碱源
的常压和加压的脱硫系统。
二、物化性质
兰灰色粉未
比重:
0.96g/cm3
≤3.0%
催化活性:
≥0.2min-1(以吸O2计)
在水或碱性水溶液中有很好的溶解性。
在纯碱溶液中呈天兰色,在氨水中呈浅绿兰色。
HCS本身无腐蚀、无毒害。
200℃以下不分解。
配制脱硫液宜用软水,软水硬度≤0.04mmol/L。
三、脱硫过程化学反应(以钠基为例)
①脱硫H2S化学吸收、催化氧化析硫反应
H2S+NaCO3→NaHS+NaHCO3
NaHS+1/2O2HCS→NaOH+S↓
NaHS+(x-1)S+NaHCO3→Na2Sx+CO2+H2O
Na2Sx+1/2O2+H2OHCS→2NaOH+Sx↓②脱有机硫化学吸收、催化氧化析硫反应
COS+2Na2CO3+H2O→Na2CO2S+2NaHCO3
Na2CO2S+1/2O2HCS→Na2CO3+S↓
RSH+Na2CO3→RSHa+NaHCO3
2RSNa+1/2O2+2H2OHCS→RSSR+2Na0H
③副反应
2NaHS+202→Na2S203+H2O
Na2S2O3+1/2O2→Na2S04+S↓
NaCN+Na2CO3→NaCNS+Na2SO3
HCN+Na2CO3→NaCN+NaHCO3
NaCN+NaHS+1/2O2→NaCNS+NaOH
NaCN+Na2Sx→NaCNS+Na2S(x-1)
四、使用工艺条件
①半水煤气脱硫工艺条件
以氨水为吸收剂,浓度为12~18tt;
以纯碱为吸收剂,总碱度16~32g/L(0.3-0.6N);
PH值8.0-9.0。
HCS浓度10×
10-6~~30×
10-6;
脱高硫时浓度可提高到35×
10-6
吸收与再生温度20~~45℃,最佳温度以氨水为吸收剂时25~~35℃;
以纯碱为吸收剂时35~~42℃
塔料塔喷淋密度40~~50m3/m2.h;
空间线速度0.5~~0.9m/s
液气比≥12L/Nm3
再生氧化槽停留时间12~~30分钟;
吹风强度40~~110m3/m2.h
②变换气脱硫工艺条件
溶液总碱度(以Na2CO3计)22~~32g/L(0.4~~0.6N);
Na2CO3含量1~~5g/L;
溶液PH值8.0~~8.7
10-6~~20×
10-6
吸收与再生温度25~~45℃
填料塔喷淋密度35~~50m3/m2.h
再生氧化槽吹风强度35~~70m3/m2.h
③焦炉煤气脱硫工艺条件
溶液中氨浓度12~~18tt(10~~16gNH3/L);
PH值8.2~~9.0
HCS浓度20~~35g/m3
吸收温度30~~35℃;
再生温度35~~40℃
液气比≥12L/m3
煤气中焦油含量≤30mg/Nm3,荼含量≤0.4g/Nm3
脱硫液的NH4CNS与(NH4)2S203两盐含量&
lt;
250g/L
常温氧化铁精脱硫剂
一、性能特点及用途:
氧化铁精脱硫剂因其硫容大、价格低,可在常温下空气再生等特点而深受用户欢迎。
但也存在着强度差、遇水粉化、脱硫精度不高(1ppm)等不足之处,影响了其工业应用。
针对上述情况,江油创源科技净化有限公司经过几年潜心研究,开发了CY-01型特种氧化铁常温精脱硫剂,其特点是:
1、脱硫精度高:
进口H2S10000ppm时,出口H2S≤0.03ppm,比普通Fe2O3脱硫精度(<1ppm)高30倍。
2、反应速度快:
使用空速1000~1500h-1,比普通Fe2O3要高3~6倍。
3、工作(穿透)硫容大:
在1和2的条件下,一次性精脱H2S硫容有O2时为20~25%,是普通Fe2O3脱硫剂的
2~3倍。
北京化工实验厂对国内8种氧化铁脱硫剂工业侧流试验表明,CY-01型精脱硫剂的工作硫容最高,且遥遥领先,是其它氧化铁的1~3倍。
4、强度好,耐水性好:
水煮2h或浸泡30天不粉化,强度不变;
12Mpa压力下急骤充压、卸压进行100次冲击试验,强度也无变化,见表3。
5、适用温度范围广:
5~90℃。
6、可在高CO2条件应用。
该精脱硫剂适用于天然气、水煤气、半水煤气、空气煤气、焦炉气、变换气、CO2再生气、食品CO2、合成原料气、沼气、废气等各种气体的精脱H2S,也可与T504水解催化剂配套使用达到H2S+COS<0.06ppm,弥补了T101、T102活性炭精脱剂的不足,使CY-01常温精脱硫新工艺应用更为广泛。
二、脱硫原理
Fe2O3+H2S→FeSx+S+H2O
Fe2O3脱硫剂与H2S作用,视气体中的氧含量多少,可生成硫化亚铁、二硫化铁、多硫化铁或单质硫。
三、主要物理化学性能及质量指标
表1CT-01型氧化铁常温精脱硫剂的主要理化性能
外观黄色条状比表面,m2/g50~100
粒度,mm¢(3~4)×
(3~15)强度,N/cm≥40
化学组成Fe2O3+特种助剂与稳定剂比孔容,ml/g0.25~0.45
表2CY-01型氧化铁常温精脱硫剂的主要质量指标
强度,N/cm≥40工作硫容,%≥15
测定条件:
温度30℃空速1000h-1原粒度进口H2S10000ppm出口H2S<0.03ppm
表3CY-01型氧化铁常温精脱硫剂强度及耐水性
处理过程新样水浸泡20h水煮2h后12Mpa急骤充压、卸压100次后
强度N/cm71.571.271.471.5
分化情况-不粉化不粉化不粉化
注:
1、强度差是氧化铁脱硫剂的弱点,国内很多同类产品经水泡或水煮后出现粉化现象。
2、表中的强度数据也是为CY-01精脱硫剂应用到大、中型厂与出口准备的。
四、精脱硫剂的装填
精脱硫剂的装填直接影响作用效果,必须引起足够重视。
1、在装填之前,应将精脱硫剂过筛,以除去运输及装卸过程中产生的粉尘。
2、计算好每层装填量。
精脱硫剂应分为二层或三层装填,每层高度≥1米,总高径比以2.0~3.0为宜(最好在2.5左右)。
3、在精脱硫塔的蓖子板上先铺一层8~10目的不锈钢丝网,在丝网上面铺一层厚50mm、¢20~30mm耐火球后再铺一层8~10目的不锈钢丝网,然后装填精脱硫剂。
气体若是下进上出,为防止气体吹翻床层,T703精脱硫剂上面先铺一层8~10目的不锈钢丝网,再铺~100mm厚的¢20~30mm耐火球或焦炭压紧,焦炭上面应用蓖子板固定。
4、使用专门的装填工具,卸装管如布袋应能自由转动,使物料能均匀装填在反应器四周,严禁从中间或某一固定部位倒入精脱硫剂,以防止装填不匀。
5、装填时,禁止脚踏精脱硫剂,可用木板垫在料层上,再进入塔内扒料
和检查装填情况。
6、严禁气体带液进入精脱硫塔与报警器或液位计,塔身装导淋,以利床层进水后及时排水,塔前必须设有足够能力汽水分离器。
五、正常操作使用条件
1、空速:
1000~2000h-1,如H2S>10mgS/NM3,空速适当降低以保证足够的使用寿命。
2、温度:
5~40℃。
3、压力:
常压~8.0Mpa。
4、湿度:
脱H2S时,湿度越大越好,最好为接近饱和水汽,但严禁带水进床层。
六、开车
1、开车前全面检查各设备、管道、阀门、仪表等安装得是否正确。
2、进行气密性试验。
3、用原料气置换系统,使O2含量<0.5%。
4、慢慢升压至与系统平衡,然后完全打开进出口阀门,最后关闭副线阀即可。
【CN-TLJ202脱硫剂】
CN-TLJ202(脱硫剂)是以大孔离子交换吸附树脂为基本原料,为了增加脱硫效果与强度在树脂上添加了强氧化剂---氧化锌,同时通过特殊的工艺合成而。
具有交换容量大,再生效率高,机械强度好,抗污染能力强的优点。
物化性质:
微棕色球状颗粒,直径3-5mm。
静态水吸附值≥23.5(%),堆积密度≥0.64(千克/升),抗压碎强度≥60(牛顿/颗),磨耗率≤0.20(%)。
无毒、无臭、不燃烧、不爆炸。
表面积大,是一种高效能吸附剂,在吸附浓度很低时,仍有较高的吸附能力。
用途:
CN-TLJ202(脱硫剂)主要用与液态碳氢化合物和天然气的脱硫(去除H2S、SO2、硫醇、噻吩),碳氢化合物中氧化物的脱除。
也用于汽油脱硫,能使高硫汽油中硫含量从0.003降至0.0003。
(从300ppm降至30ppm)。
使用方法:
1)脱硫剂装填量:
应满足装填高度/塔径&
gt;
3,保证气体在脱硫剂上有足够的线速度和停留时间,以收到良好的脱硫效果,如果用两槽串联使用,更能提高脱硫剂的效率。
再生方法:
用水蒸汽吹扫脱硫剂,让水蒸汽代替脱硫剂中的有机物,再用200-350℃干燥气体0.3~0.5g/cm2压力下通过脱硫剂解附层解3~4小时,出口温度150~180℃,冷却至室温,相对湿度不大于90%,不宜直接暴露于空气中,避免水、酸、碱直接接触。
注意事项:
1、脱硫剂易吸潮,贮存时不易直接暴露在空气中,应放置干燥处。
存放日久吸湿后,可进行再生处理,其性能不变。
2、再生温度不宜超过600℃,否则会影响脱硫剂使用性能。
3、避免接触液态水、机油、酸性物质,在液体中使用PH值5-12为宜。
运行流速控制在10-15m/h,高度不低于5米。
该项目研究开发的MFD901多功能脱硫剂一改以往烦琐的精脱硫过程,克服了目前转化吸收性脱硫剂不能用于高有机硫原料气的缺点,可在低温(50-80℃)下使用,COS、H2S一步脱除,对气源的适应性强(O2:
0.02%一l%;
COS:
5一300ppm;
H2S:
5一150ppm)
。
该技术具有以下特点:
(1)使用温度低(50-70℃),脱硫工艺简便,无需后续的精脱硫化氢的手段和降温措施;
(2)具有很高的脱硫精度,羰基硫的初始转化率为100%;
(3)具有较高的硫容,当碳基硫的转化率为70%时,脱硫剂的硫容大于12%;
(4)如果用于较低拨基硫浓度的原料气精脱硫或降低反应空速,采用三塔互串的脱硫工艺,有望达到更高的工作硫容,预期可达12%一15%;
(5)可以用于较高浓度COS的原料气精脱硫,也可用于HZS和C()S的同时脱除;
(6)脱硫剂在生产、使用和处理过程中,由于无有机溶剂、其他有机物及有害无机物的引进,反应产物主要为单质硫,对环境无害,符合环保要求。
铁水预处理方法,把从一座以上高炉出铁的铁水集中起来,连续地进行脱硫、脱硅、脱磷的各项处理;
在
上述各项处理中,利用铁水流出时铁水的落下能量,使发生旋转流,在这一旋转流中添加各种处理剂,
使之流到接受铁水的容器中;
期间,以高度差配置几个炉渣分离炉及旋转混合机,处理剂和铁水的反应主要在旋转混合机上进行,而炉渣和铁水的分离以及铁水的移动主要在炉渣分离炉上进行。
本发明把从若干座高炉出来的成分不同的铁水集中起来进行预处理,可以供应成分均匀的铁水;
而且,由于铁水预处理设备是集中的,可以高效地
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- 炼钢 脱硫