高炉煤气中HCl脱除的热力学研究

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高炉煤气余压发电技术和干法除尘工艺是国家推进钢铁行业节能减排、推进钢铁行业发展循环经济的先进技术。技术推广以后,高炉煤气中HCl对煤气管道腐蚀问题逐步显现,主要表现为高炉煤气余压透平发电装置(简称TRT)和煤气管壁处产生大量积灰和腐蚀,由此引发TRT叶片振动、管道腐蚀、煤气泄漏和热风炉蓄热室格子砖蓄热效率降低等,严重影响高炉正常冶炼并带来安全生产隐患。因此,研究脱除高炉煤气中HCl具有重要意义。通过HSC热力学软件计算并分析了高炉煤气中HCl的生成机理与高炉煤气脱氯剂可能的活性组分。利用自制的固定床反应器,研究了高炉煤气脱氯剂活性组分。试验采用穿透时间和穿透氯容量作为评价脱氯剂的重要指标,分别从脱氯剂活性组分选取、脱氯剂粒度、脱氯剂料层厚度、脱氯温度、脱氯压力五个因素对高炉煤气脱氯剂进行研究。结合轻烧对石灰石脱氯剂的影响,研究了轻烧对氯化后石灰石脱氯剂的再生作用,确定了符合高炉煤气脱除HCl需求的脱氯剂。试验结果表明:高炉煤气中HCl的生成机理主要为NaCl与P2O5、NaCl与SO2和NO2在有水蒸气存在的条件下,分别在300~800℃、1400~1600℃区间通过化学反应生成HCl气体;根据脱氯剂评价标准筛选出脱氯剂活性组分主要有Na2CO3、石灰石和KOH,合适的石灰石、Na2CO3粒度是保障脱氯效果的充分条件,其直径范围为3~10mm。脱氯剂穿透氯容量随温度升高而增加,且穿透氯容量增加速度减缓;在0.10~0.14Mpa压力范围内,穿透氯容量几乎没有变化,表明压力对增加脱氯剂的穿透氯容量作用不显著,对脱氯剂脱氯效果未有明显影响;自制CHD型脱氯剂穿透氯容量较高,穿透时间较长,脱氯效果较好。说明通过合适的活性组分选取和合理的配比,采用恰当的脱氯剂造球和成型工艺,可以开发出合适高炉煤气的脱氯剂。
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