製鋼業でもセラミックバルブが使用可能

著者—フバルブエンジニア

製鋼除塵
現在、さまざまな種類の除塵プロセスが存在します。, 製鋼除塵装置の形態も多様, 形が違うので, 除塵システムの設備や構成が異なる, ただし、基本的なプロセスの流れは変わりません, 排ガス収集部を含む, 排ガス冷却部, 廃熱回収部, 排ガス浄化部, ガスリサイクル及びガス排出部, 下水処理部, 粉塵回収部.

除塵工程
排ガス中のダストとガスを分離するには 3 つの方法があります, つまり濡れている, ドライとセミドライ.

除塵法

水または水蒸気を使用して、排ガス中の粉塵をまず水中に吸収させます。, 粉塵とガスが分離されるように, その後、さまざまな脱水方法でゴミと水分を分離します。, 水はリサイクルできる, 粉塵もリサイクルできる. 一般的に使用されるプロセス機器にはベンチレーターが含まれます, スプレータワー, スクラバータワー, 脱水器, 画面曇り除去装置など.

乾式除塵

粗塵除去とは、水蒸気を利用して塵を除去することです。, しかし、ほこりを取り除くと、水蒸気はすべて蒸発します。, または重力の利用, 慣性粉塵除去, 分離された粉塵は乾燥状態です; 微細粉塵の除去にはバッグ濾過を使用します。, 煙道ガス中の粉塵をガスから分離するための静電およびその他の方法, システム全体が粉塵を分離し、乾燥している.

セミドライ除塵

特殊な除塵装置です, 乾式法による粗粉除去, 湿式法による微細粉塵除去, 分離された粉塵には乾いた粉塵と泥が混在している, 乾式法および湿式法とも呼ばれます.

現在のところ, 除塵プロセスにはさまざまな種類があります, 製鉄所の除塵システムの形態も多様, 形が違うから, 除塵システムの設備や構成が異なる, ただし、基本的なプロセスの流れは変わりません, 排ガス収集部を含む, 排ガス冷却部, 廃熱回収部, 排ガス浄化部, ガスリサイクル及びガス排出部, 下水処理部, 粉塵回収部.

排ガスの性質
冶金プロセスまたは燃焼プロセスによって生成されるガスには、一定量の水分やその他の成分が含まれています。, 一般に排ガスとして知られている.

排ガスの特性は次の観点から議論できます。:

大きな温度変動

炉に入る排気管の排ガス温度は一般的に800～1000℃です。, 水冷煙道から出る排ガス温度は450～600℃になるように設計されています。, 強制送風冷却器から出る排ガス温度 (または自然の空気冷却器) 250～400℃に制御されています, 蒸発冷却塔緊急冷却装置を使用する場合、出口温度は200〜280℃に制御する必要があります。.

複雑な構成

電気炉製鋼プロセスと使用される原料の違いによるもの, 煤の組成に変化が生じる, 主な酸化鉄に加えて, 他にもいくつかの金属酸化物があります, カーボン粒子など. バグフィルターの中には, これらの塵が湿ったガスの凝縮に遭遇した場合, ろ材の詰まりの原因となる可能性があります, ほこりを取り除くのは簡単ではありません, 機器の抵抗が大きくなります.

細かい粉塵

高温の製錬工程で発生する粉塵は微細です。, 平均粒径はほとんどが10μm未満です。, これは、一定期間の使用後に一部の機器の抵抗が増加する重要な理由でもあります。.

粉塵濃度は大きく異なります

排ガス中の粉塵含有量は、袋式集塵機の選択や集塵・処理装置の検討において重要なパラメータの1つです。. 一般的, 粉塵濃度 (標準状態) 炉蓋外に排出される煙量は1.30～1.50g/m3, 炉内に排出される煙中の粉塵濃度は15～20g/m3です。, それは原材料の品質に関係します, 製錬プロセス, 製鉄の除塵システムの設計と. 原材料の品質が悪い場合, 電炉製鋼で発生するすすの濃度が高い.

露点

排ガス温度が継続的に一定値まで低下した場合, 排ガス中の水蒸気の一部が凝縮して水滴になります, つまり, 結露現象が発生する, そして露がついた時の温度が露点になります. 酸性ガスにより排ガス中に形成される露点を酸露点といいます。. 酸露点の発生は除塵効果に支障をきたすだけでなく、, しかし、機器や材料の腐食も促進します。.

排煙方式
排煙は主に炉内と炉外の2通りに分けられます。, 通常、一次排煙と二次排煙と呼ばれます。.

炉排気
炉の排気は主に、排出される高温の排ガスの製錬を捕捉します。, 炉の排気で一般的に使用されます: 炉直接排気, 開放型炉排気およびベンド開放型炉排気のレベルおよびその他の形式.

炉排気
溶解中の一次排ガスは炉排気装置によって捕捉されます。, ただし、充電時に二次排ガスを捕捉することはできません, 鋼の排出, そして溶けた鉄を混ぜる, 等. 二次排ガスが突然、無秩序に排出される, そのため、捕捉するには炉外の排気装置のみに依存する必要があります。, 一般的に使用される炉外の排気装置には、屋根フード排気、気密フード排気などがあります。.

鉄脱リンステーションからの排煙
混合・フラッシング脱珪後の溶銑注湯ステーションからの高炉溶銑, 溶銑脱燐ステーション内での溶銑脱燐ブローイングおよびスラグ化, 固定換気フードの上部に吹き込みとスラグをそれぞれ設置します, 温度は通常次の範囲にあります 250 ～ 550 ℃.

灰排出装置
除塵装置で浄化されたガスは煙突から排出されます, 除塵装置で収集した粉塵は灰搬送・排出装置で保管・搬送されます。, 通常、機械式搬送と空気式搬送に分けられます。. 粉塵搬送・排出装置は主に以下のもので構成されています。: 粉塵搬送装置, 粉塵排出装置および粉塵貯蔵容器およびその他の装置.

空気搬送
空気輸送は、パイプラインを流れるガスをキャリアとしてダストを輸送する一種の輸送装置です. 一般的に使用される粉塵空気輸送装置には、低圧吸入式と低圧圧送式の2種類があります。.

低圧吸入式空気輸送

高圧ファンは搬送システムの分離器の後ろに配置されています, 設計では、システムが空気漏れなく密閉されている必要があります。, 同時に、システムがブロックされないように、搬送されるダストガスの湿度が高すぎないことが必要です。.

低圧空気輸送

搬送システムは正圧下で動作しています, 粉塵の二次汚染によるパイプラインの漏洩を防ぐため, システムの同じ要件は空気漏れなしで厳密です, 十分な供給源とガス供給圧力が必要です.

空気搬送装置および主要継手

給電装置で構成されます, 搬送装置, セパレーター, ポンプおよび供給装置と灰排出バルブのクラス.

供給装置

供給装置は除塵装置の除塵ホッパーの下と搬送パイプラインの先端に設置されています。, 搬送される粉塵は連続的に均一に搬送パイプラインに供給されます。.

搬送パイプ
搬送管には直管と曲管があります, 粉塵の性質に応じたシステム設計とパイプ材質の選択. ベンドパイプは空気輸送装置の中で最も摩耗しやすく、塵が蓄積するパイプです。.

セパレータ
搬送システム内の分離器の目的は、ガスとダストを分離することです。, これも集塵機のカテゴリーに属します.

ポンプおよび供給装置
空気圧搬送システムの搬送力は、ポンプおよび供給装置から供給されます。, 低圧吸入式や低圧圧送式では高圧遠心機やルーツブロワーが一般的です。.

灰アンロードバルブ

吸入システム用, 荷降ろし口の気密性を確保するため, 灰排出バルブはセパレーターに設置されています;

圧送方式の場合, セパレータの荷降ろし時に二次ダストによるダストが発生しないようにするため, 灰排出バルブセットの排出ポート内.

セラミックバルブの応用
頻繁な動作による灰搬送バルブ内の灰搬送システムのシステム, 頻繁に開閉のプレッシャーを受ける, 粉塵の急速な磨耗に耐えられるようにする, 労働条件は非常に厳しい, バルブの位置は、多くの場合、所定の位置で閉じるために使用されます。, きつく閉まっていない, バルブプレート バルブ バルブ バルブの磨耗が早い, 短い寿命の使用とその他の問題.

除塵や灰の輸送などの作業環境に, セラミックバルブの利点は次のとおりです。:

密閉性が高く信頼性が高い, シール面にわずかな摩耗がある場合でも、しっかりと閉じることができます, 摩耗のさらなる悪化を防ぐため;

バルブ本体内の塵の蓄積はバルブのシールにほとんど影響を与えません。;

シール材は十分な硬度と耐摩耗性を備えています;

バルブの流量は良好です, 灰の移送効率は高くなければなりません.

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焼結脱硫
中国では, 排煙脱硫 (FGD) 鉄鋼業界では火力発電設備の排煙脱硫後のSO2排出抑制が焦点となっている.

脱硫プロセスに水を加えるかどうかと、脱硫生成物の乾式および湿式の形態による, 脱硫プロセスは 3 つのカテゴリに分類できます。: 濡れた, セミドライとドライ, 適用されている主なプロセスは石灰石石膏法です。, アンモニア・硫酸アンモニウム法, 循環流動層法, 回転噴霧乾燥法, 酸化マグネシウム法, ダブルアルカリ法と10種類以上.

焼結排ガス脱硫
焼結排ガスは、混合物が点火された後の高温焼結プロセス中に生成される粉塵を多く含む排ガスです。.

焼結機の製造時に発生する排ガス中のSO2濃度は大きく異なります。, 頭部と尾部の排ガスの SO2 濃度は低く、中間で高くなっています。. 焼結材料中の酸化鉄は、SO2 の一部の SO3 への酸化を触媒する触媒として機能します。.

鉱石粉末中の有機硫黄の一部はモノマー硫黄として気相に移動し、酸化されます。, 焼結プロセスにおける温度の不均一性の存在によるもの, 排気ガスにはH2SとCaSも含まれています.

加えて, 混合物中の塩化物は、焼結プロセス中に排ガス中に揮発性塩化物も生成します。. 焼結排ガスの特性によって、焼結排ガスの脱硫の特性と困難さが決まります。, 発電所の脱硫技術をそのままコピーすることはできません。.

脱硫工程
鉄鋼生産における SO2 排出は主に焼結から発生します, コーキングと発電:

焼結プロセスの原鉱石および燃料炭中の硫黄は酸化されてSO2になります。, 焼結排ガス中に存在する;

コークス化プロセスでコークス炭中の硫黄が H2S を生成する, コークス炉ガス中に存在する, 燃焼後にSO2を生成する;

発電燃料中の硫黄は石炭の燃焼により直接 SO2 を生成します.

焼結プロセスから放出される SO2 は、 60% 鉄鋼生産からの総排出量のうち, 鉄鋼の製造プロセスにおける SO2 排出の主な発生源です.

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石灰石石膏法

最も広く使用されている、成熟した湿式脱硫技術です。.

石灰石石膏法は、スクラバータワー内で石灰または石灰石のスラリーを使用し、排ガス中のSO2を吸収し、石膏を副生する方法です。. 吸収スラリーはリサイクルされるため、, 脱硫吸収剤の利用率が高い.

この脱硫システムには主に次のものがあります。: 吸収剤調製システム, 排ガスシステム, 二酸化硫黄吸収システム, 石膏脱水・貯蔵システム.

プロセス原理は、石灰または石灰石のスラリーで排ガス中の S02 を吸収することです。, 2つの段階に分かれています: 吸収と酸化. 最初の吸収によりCaS03が生成される, その後、CaSO3 は CaSO4 に酸化されます。, つまり. 石膏.

その技術は成熟しています; システムは安定していて信頼性があります; それは気液反応です, 反応速度が速い; 高い脱硫効率; 脱硫剤の価格が安い; そして幅広い適応力.
アンモニア・硫安法 (アンモニア法)

アンモニア脱硫技術はアンモニアを利用したプロセスです (NH3) 排ガスから S02 を除去するための吸収剤として. アンモニアの価格が高騰しているため、, アンモニア法は必然的に回収法です.

アンモニア脱硫システムには主に以下のものがあります。: アンモニアの調製および貯蔵システム, 排ガスシステム, 二酸化硫黄吸収システム, アンモニア硫黄分離・貯蔵・輸送システム.

その動作原理は、吸収液が冷却のために熱交換器に入ります。, 塔吸収部から循環ポンプを経て脱硫塔へ, 排ガスは下部から脱硫塔に入る, 噴霧された吸収液と液体アンモニアの反応, 排気後の煙突にデミスターを通して霧を除去します。. 吸収液を一定濃度までリサイクル, そして強制酸化後, 硫酸アンモニウムは脱硫の副産物として生成されます。.

脱硫効率が高く、副産物利用の見通しが良いという利点がある.
循環流動床法 (CFB-FGD)

循環流動床排ガス脱硫 (CFB-FGD) 一般的には乾燥石灰粉末を採用します (CaO) またはライムパウダー (Ca(おお)2) 吸収体として, 石灰粉末が一定の割合で排ガスに添加されます, 石灰粉末が排ガス中で流動状態になるようにする, SO2と反応して亜硫酸カルシウムを形成します.

焼結排ガス脱硫用の典型的な CFB-FGD システムは、吸収剤供給システムで構成されています。, 脱硫塔, 材料の再循環, プロセス水システム, 脱硫後集塵機および計装制御システム.

スプレードライ法 (SDA)

噴霧乾燥排煙脱硫技術は、脱硫塔に事前に投入した後に焼結排ガスを生成します。, 排ガスと噴霧石灰スラリー液滴が脱硫塔内で反応に完全に接触する, 反応生成物を乾燥させる, 脱硫塔では主に化学反応が完了します, SO2を吸収する目的を達成するため.

粉末を含む排ガスを脱硫塔でバグフィルターでSO2を吸収・乾燥し、気固分離を行います。, 脱硫灰の回収と排出基準を満たす粉塵濃度の輸出を実現する. 他の有害物質をさらに除去するために、集塵機の入口煙道に活性炭が添加されます。, 集塵機で処理された排ガスは煙突から大気中に排出されます。.

SDAシステムは、脱硫生成物の一部をスラリーのリサイクルに使用して、脱硫器の稼働率を向上させることもできます。.

酸化マグネシウム法

酸化マグネシウム脱硫法は、水酸化マグネシウム過飽和液からなるスラリー調製システムを介して酸化マグネシウムを脱硫する方法です。, 脱硫吸収塔内と焼結排ガス完全接触, SO2 反応で排ガスを焼結して亜硫酸マグネシウムを生成する, 吸収塔から排出される亜硫酸マグネシウムスラリーを脱水し、再処理して硫酸を製造することができます。.

システムには主に次のものが含まれます 3 部品: ソリューションの準備と提供, 排ガス冷却, 脱硫および液水処理.

バイアルカリ法

デュアルアルカリ脱硫プロセスは、焼結機の排ガスを集塵機で浄化します。, 誘引送風機により脱硫塔に導入, SO2 を含む排ガスが塔に接線方向に流入, サイクロンプレートのガイド効果で上向きに螺旋状に上昇; サイクロン内の排ガスと脱硫液の向流対流接触 サイクロンプレート上の脱硫液との接触 サイクロンプレート上の脱硫液の霧化, 良好な霧化吸収領域の形成, 排ガスと脱硫液中のアルカリ性脱硫剤が霧化領域で完全に接触・反応して完了します。 排ガスと脱硫液中のアルカリ性脱硫剤が霧化領域で完全に接触・反応し、脱硫・吸収プロセスが完了します。.

脱硫後, 排ガスは塔上部に設置されたミスト除去板を通過します, 排ガス自身の回転効果とサイクロンミスト除去板のガイド効果を利用して強力な遠心力を発生させます。, 排ガス中の液滴が塔の壁に投げつけられる, 高効率のミスト除去を実現します, 最大ミスト除去効率 99% 以上, 脱硫された排ガスは塔の上部煙突に直接排出されます。.

一般的に使用されるアルカリ吸収剤はソーダ灰です (Na2CO3), 苛性ソーダ (NaOH) 等々. その運用プロセスは3つの段階に分かれています: 吸収, 再生と固液分離.

システムは主にSO2吸収システムで構成されています, 脱硫器準備システム, 脱硫副生成物処理システム, 脱硫・除塵給水装置および電気制御装置.

NOTメソッド

NIDテクノロジーは石灰を利用します (CaO) または消石灰 (Ca(おお)2) 排ガス中のSO2やその他の酸性ガスを吸収する脱硫剤として.

約130℃の燃焼排ガスは、焼結主排気ファンの出口煙道から反応器に導かれます。, 物理的変化や化学反応が急速に完了する場所, 排ガス中のSO2は脱硫剤と反応してCaSO3とCaSO4を形成します。.

反応後, 排ガスは、乾燥した多数の固体粒子を集塵機に運びます。, 排ガスから分離されます, 灰リサイクルシステムによる, 脱硫剤の補充, 加湿して再度混ぜる, そしてそれを原子炉に送ります.

このサイクルを何度も繰り返す, 効率的な脱硫の目的を達成し、吸収剤の利用率を向上させる. 脱硫・除塵後, きれいな排ガスは水蒸気の露点温度が20℃以上です, 加熱せずに, 加圧ファンを通して煙突に排出されます。.

用途に合わせて使用​​されるセラミックバルブ
排ガスの排出

排ガス媒体の腐食性成分が複雑であるため, 燃焼排ガスと接触するシール面の内側に見られる。腐食は深刻である。, 粉塵の多い排ガスはバルブに粉塵スケールを作りやすい, ダストスケールが厚くなるとバルブの動きが妨げられます, これらのゴミスケールを取り除く操作は非常に不便です, 時間と労力がかかる;

ガス中の水蒸気が凝縮した場合, 分解ガスの腐食性が大幅に向上します。. 特にHClの役割において, 等, オーステナイト系ステンレス鋼は粒界腐食を誘発しやすい, 配管システムの腐食破損を促進する. 触媒ダストの付着が発生した場合のパイプライン, 結合ブロックの形成気孔率が大きい, ガスの腐食性成分が分解されて吸着されます。, その結果、パイプラインコンポーネントの表面腐食性媒体で結合が生じ、金属表面の腐食での結合の加速が促進されます。. 加えて, SO2の共存, SO3 と NH3 も触媒ダストが結合し、金属腐食を促進するリスクを高めます。.

一般的な耐摩耗性材料では、耐食性の要求を同時に満たすことが困難です。, 摩耗に耐えられるセラミック素材を検討できます, 腐食と高温酸化を同時に起こす. 腐食や摩耗によるバルブのシール不良の問題を効果的に回避できます。, バルブの耐用年数を大幅に延長します.

ライム / 石膏スラリー輸送

スラリーの摩耗は主に固体粒子の衝撃と損傷によって起こります。 (特にケイ酸塩) 摩耗した材料上のスラリー中で. 排煙脱硫用スラリー媒体は石灰石を主成分とする (CaCO3) 粒子 (少量のSiO2を含む) または石膏 (CaSO4-2H2O) 粒子と水. より高い流量の場合, これらの粒子はパイプの内壁に深刻な摩耗や浸食を引き起こす可能性があります.

同時に, スラリーは弱酸性です, 一部の塩化物イオンも混合されています, 等, これらの物質は金属管壁と化学反応を起こし、鋼管を腐食させます。, 腐るまで, 脱硫装置の寿命に影響を与える.

Cl- 金属表面の酸素吸着よりも容易, そして酸素が詰まった, そのため、金属状態の不動態化が部分的に破壊され、気孔腐食が発生します。, 一部のステンレス鋼材料も回避が困難です. 金属パイプのスラリー腐食: 穴あき, 隙間腐食, 応力腐食, 疲労腐食, ガルバニック腐食など.

加えて, 二相流用スラリー配管. 二相流の特徴は、流量を適切な範囲内に制御する必要があることです。. 流量が多いと摩耗しやすく、パイプラインの抵抗が大幅に増加します。, 流量が低いと堆積物が生成されます, パイプラインの循環面積を狭くする, ブロックされるまで.