前言：本站為你精心整理了Pb快速熔煉中的蒸汽利用范文，希望能為你的創(chuàng)作提供參考價值，我們的客服老師可以幫助你提供個性化的參考范文，歡迎咨詢。

本文作者：張恩華張濤作者單位：華寶產(chǎn)業(yè)有限責任公司

華寶產(chǎn)業(yè)有限責任公司的閃速煉鉛系統(tǒng)綜合能耗很低［1］，蒸汽的綜合利用是其中重要原因之一。本文介紹該生產(chǎn)系統(tǒng)中蒸汽的產(chǎn)出、利用及余熱回收等情況［2－8］。

1蒸汽的生產(chǎn)和利用

閃速爐冶煉過程中產(chǎn)生的高溫煙氣經(jīng)余熱鍋爐，溫度從1250℃降低到350℃左右進入制酸系統(tǒng)。余熱鍋爐每小時可產(chǎn)生壓力3．9MPa的高壓蒸汽15t，是本生產(chǎn)系統(tǒng)的蒸汽來源。根據(jù)對生產(chǎn)影響的重要程度、節(jié)能效果及其它因素，我們將蒸汽的使用分為一級用戶（原料干燥機）、二級用戶（制氧加熱器）和三級用戶（輔料干燥機和原料預干燥機）。

1．1一級用戶（原料干燥機）

因為閃速爐要求原料含水低于1％（這也是冶煉過程中節(jié)能的重要原因之一），且只要生產(chǎn)連續(xù)，原料就必須滿足供應。根據(jù)生產(chǎn)統(tǒng)計，閃速熔煉所需的原料量為每小時40t左右，干燥機進口原料含水量5％～12％，出口原料含水量一般控制在0．5％以下，因為有爐頂料倉的存在，可以儲存一部分合格的入爐原料，所以，干燥機每天工作時間可以控制在18～24h，這對蒸汽的分配使用非常有利。

鍋爐生產(chǎn)出來的壓力為3．9MPa的飽和蒸汽經(jīng)過兩級減壓，壓力降至0．4～0．6MPa，溫度大約為150℃左右，沿管道進入干燥機，與鉛精礦進行逆流換熱以后冷凝下來，冷凝水進入冷凝水收集罐。

與氧氣底吹煉鉛不同的是，底吹煉鉛入爐原料含水量在8％以下，原料中的水分需要消耗冶煉熱能，而閃速煉鉛原料含水量一般低于0．5％，水分基本不消耗冶煉過程中熱能，對原料完成自熱熔煉非常有利，原料的干燥，又是靠冶煉余熱產(chǎn)生的蒸汽完成，蒸汽的消耗量8t／h左右，所以，將余熱鍋爐的蒸汽使用于原料干燥，是閃速煉鉛工藝節(jié)能的重要原因之一。

冷凝水的回收方式也是節(jié)能節(jié)水的一個重要方面。因為進入干燥機的蒸汽壓力在0．5MPa左右，所以，理論上冷凝水的溫度也就是該壓力下飽和蒸汽的溫度，即151℃。在生產(chǎn)初期，我公司使用常壓罐回收冷凝水，有大量的蒸汽從冷凝水罐上部排空，造成熱量和軟水的浪費。后改造為使用壓力容器作為冷凝水的回收罐，冷凝水由帶彎頭的管道被導入回收罐的底部，在回收罐中進行汽水分離后，熱水在最低處由熱水泵打回余熱鍋爐除氧器，從除氧器頂部與補充水混合后噴淋到填料層上，蒸汽經(jīng)回收罐最高處管道，靠壓力回收到余熱鍋爐除氧器填料層的底部，與上部噴淋下來的熱水逆流換熱，將熱水加熱到104℃，達到除氧效果，蒸汽本身也大部分被冷凝下來，進入鍋爐上水系統(tǒng)，當加熱蒸汽不足時，可以從鍋爐補充（整個蒸汽利用詳見圖1）。

在冷凝水回收過程中，需要注意以下幾個問題：1）冷凝水之所以要回到除氧器，是因為余熱鍋爐的熱水循環(huán)屬于強制循環(huán)，要靠熱水循環(huán)泵不斷地把爐水從汽包的底部抽出，再送到鍋爐的各個受熱面上，并保持一定的循環(huán)倍率。因為爐水溫度在250℃左右，熱水循環(huán)泵本身就需要進行強制冷卻，而其冷卻水源就是鍋爐軟水箱中的合格軟水，如果將干燥機的熱水回到軟水箱，勢必造成軟水箱溫度急劇升高，影響泵的冷卻效果。另一方面，熱水回收到除氧器，可以使其在最短的時間內(nèi)返回鍋爐，熱量損失也最??；2）熱水循環(huán)泵的流量和揚程選用也要與回水量匹配，使泵在經(jīng)濟條件下連續(xù)穩(wěn)定運行。同時，在冷凝水回收罐上增加高低液位控制儀，以液位控制泵的自動開停，保證既不滿水，又不會使泵空轉(zhuǎn)毀壞，從而保證干燥機的干燥效果；3）整個蒸汽及熱水系統(tǒng)一定要做好保溫措施。

1．2二級用戶（制氧加熱器）

閃速煉鉛需要使用純氧，在制氧工段，分子篩吸附水分達到一定程度后需要解析，我們稱之為再生。再生就是把干燥的氮氣加熱后通過需要解析的分子篩，利用溫度和氮氣的飽和蒸汽壓使分子篩重新變得干燥。再生可以利用電加熱作為熱源，也可以利用蒸汽作為熱源。用電作為熱源的制氧加熱器分三組電熱絲，每組180kW，按照加熱強度需要分別啟動一組、兩組或三組，每天按24小時平均，每小時平均消耗功率為200kW左右，是耗能比較大的一個設備。所以，盡量保證蒸汽加熱器的運行而不開電加熱器，節(jié)能效果非常顯著。

從余熱鍋爐出來的蒸汽減壓到1．0MPa后送到制氧加熱器，根據(jù)加熱強度的需要，調(diào)節(jié)加熱器進口閥門，滿足工作要求，冷凝水經(jīng)生活熱水罐回到余熱鍋爐除氧器內(nèi)。這里的節(jié)能措施之一就是將制氧加熱器的冷凝水用作生活熱水（洗浴和冬季取暖），這又有三方面原因，一是我公司的制氧工段距離生活區(qū)相對較近；二是盡量使用低位能熱源節(jié)能效果更好；三是不需要生活熱水時，可以直接回收到余熱鍋爐，達到熱量的最大回收，制氧加熱器提供的冷凝水不足采暖使用時，又可以通過近路閥門調(diào)配蒸汽作為補充，同樣可以達到節(jié)能效果。

1．3三級用戶（輔料干燥機和原料預干燥機）

閃速煉鉛工藝的特點之一，就是有一個帶有焦濾層的熔池［1］。從料槍噴吹出來的物料在反應塔里下落過程中與高濃度的氧氣充分接觸，瞬時完成氧化反應，變?yōu)槿垠w進入熔池。當熔體通過焦濾層時，其中的氧化鉛與熾熱的焦炭發(fā)生氧化還原反應，生成金屬鉛和一氧化碳，一氧化碳進一步與氧化鉛或煙氣中過量的氧氣發(fā)生反應，最終生產(chǎn)二氧化碳進入煙氣。我們知道，焦炭與氧化鉛的反應是一個放熱反應，而要維持焦濾層熾熱，其熱量來源有兩個，一是焦炭從爐頂落入熔池表面的過程中，自身要求燃燒5％～10％，這時的焦炭外觀已經(jīng)通紅；另外，待其隨著熔渣的流動在熔池表面鋪成一層時，會接受高溫煙氣輻射熱。只要以上兩部分熱源大于氧化還原反應所消耗的熱量，焦濾層就能夠維持熾熱狀態(tài)。所以，對焦炭原料本身又會提出兩個要求：一是焦粒必須保持一定的粒度，我們要求在5～20mm，剛好可以使用一些碎焦或小顆粒煤炭，價格相對較低；另一方面，焦炭的含水量必須嚴格控制，否則不能在下落過程中部分燃燒，大量的水分會造成焦粒的裂解，影響焦濾層的“通透性”，而且過多的水分還會吸收熱量，影響反應進行，水蒸氣會“稀釋”一氧化碳的濃度，影響反應速度。實踐表明，焦炭入爐前必須進行干燥，使得焦炭含水量控制在3％。

2討論

進入閃速爐的原料要求含水量在1％以下，正常情況下，這一指標完全可以依靠原料干燥機實現(xiàn)。但在一些特殊時期，如冬季或雨季，原料精礦進廠時水分含量可能達到20％甚至更多。就會出現(xiàn)兩個問題：一是含水量過多的精礦，很容易粘結(jié)在原料倉、核子秤、皮帶等處，造成堵塞，使得生產(chǎn)運行困難甚至中斷；二是原料干燥機的能力實際上主要是根據(jù)每小時能夠干燥出的水分重量確定的，當原料含水量達到一定數(shù)值時，每小時干燥的原料重量就明顯下降，很難保證生產(chǎn)需要。所以，我公司又配置了一臺原料預干燥機，其任務就是將原料含水量降到7％～10％，當然，如果原料過于干燥，會在配料過程中產(chǎn)生揚塵，造成環(huán)境污染。

與輔料干燥機一樣，原料預干燥機也是間斷工作的?？梢蕴崆案稍锍鲎銐蚨嗟暮细裨虾洼o料作為備用，所以，對于蒸汽的需求不是隨時性的。這就給蒸汽調(diào)配帶來很大方便，首先，生產(chǎn)出來的蒸汽要滿足原料干燥機的使用，保證生產(chǎn)的連續(xù)穩(wěn)定運行；其次，保證制氧蒸汽加熱器的使用，實現(xiàn)節(jié)能效果；最后，在蒸汽充足時，干燥一些輔料（輔料干燥機較小，消耗蒸汽數(shù)量低）。前文敘述過，在物料制備系統(tǒng)中，有許多中間料倉可以儲備相當數(shù)量的合格入爐原料，加上原料干燥機實際運行在較高負荷，每天只需18h就可以制備好當天生產(chǎn)所需的全部原料，那么，空余時間就可以集中開輔料干燥機，使其在較大負荷下實現(xiàn)高效節(jié)能運轉(zhuǎn)，而不是長時間開車耗能、耗電。原料預干燥機、輔料干燥機與原料干燥機產(chǎn)生的冷凝水回收至同一個冷凝水罐，再回收到余熱鍋爐除氧器。

可以看出，在閃速煉鉛工藝中，原料和輔料中幾乎全部的水分是靠原料實現(xiàn)自熱熔煉后副產(chǎn)的蒸汽進行干燥的，干燥的原料又會副產(chǎn)出更多的蒸汽，如此形成良性循環(huán)。多余的蒸汽用于制氧工段代替電能使用，低位能熱量用到洗浴取暖等生活設施，都是節(jié)能的好措施。另外，本系統(tǒng)軟水回收率幾乎達到100％，這又有以下幾個好處：1）節(jié)水，除鍋爐正常運行排污率5％～10％以外，所有的軟水全部循環(huán)使用，為整個生產(chǎn)系統(tǒng)的污水零排放做出貢獻；2）節(jié)電，余熱鍋爐對水質(zhì)要求很高，軟水要經(jīng)過反滲透和混床串聯(lián)處理，電導率達到零以后才能供鍋爐使用，水處理電耗相對較高，而軟水回收泵的能耗要低許多；3）節(jié)能，因為回水溫度較高，除氧器本省消耗鍋爐蒸汽的數(shù)量大為減少；4）有利于鍋爐的安全運行，鍋爐水不斷地蒸發(fā)冷凝，又處在一個密閉的循環(huán)系統(tǒng)之中，水質(zhì)有保障；5）環(huán)保，除排水量小外，制水量的大幅度減少，使酸、堿、鹽的使用量都得到有效控制。

盡管如此，在閃速煉鉛系統(tǒng)中，還有很多的熱量可以回收，如電爐、制酸工段的低位能熱量等。如果產(chǎn)能提高或回收熱量增多，還可以繼續(xù)投入比如余熱發(fā)電等節(jié)能設施，使整個生產(chǎn)系統(tǒng)的能耗進一步降低。所以，蒸汽的綜合利用在閃速煉鉛工藝中大有可為。

3結(jié)論

將余熱鍋爐的蒸汽用于原料干燥并通過調(diào)整冷凝水的回收方式加以循環(huán)利用，使得閃速煉鉛系統(tǒng)的能耗大幅度降低。