炉外脱硫技术优化方案

2023-06-24 理论教育版权反馈

【摘要】：炉外脱硫是向出炉后的铁液中加脱硫剂，使它与铁液中的硫发生化学反应，形成稳定而不溶于铁液的硫化物，并通过扒渣将其除去。炉外脱硫的基本要点是尽可能扩大脱硫剂与铁液之间的接触面积，为脱硫反应的进行创造有利的动力学条件，以缩短反应的时间和加强脱硫的效果。

炉外脱硫是向出炉后的铁液中加脱硫剂，使它与铁液中的硫发生化学反应，形成稳定而不溶于铁液的硫化物，并通过扒渣将其除去。炉外脱硫的基本要点是尽可能扩大脱硫剂与铁液之间的接触面积，为脱硫反应的进行创造有利的动力学条件，以缩短反应的时间和加强脱硫的效果。

5.1.2.1 脱硫剂

1.苏打（碳酸钠）脱硫

苏打（碳酸钠）脱硫是早期广泛采用的脱硫方法，生产上多将烘干的工业用苏打放在浇包底，利用铁液流冲入而搅拌，苏打在高温下发生分解反应如式（5-1）。

生成的氧化钠又与铁液中硫化合生成硫化钠如式5-2，硫化钠进入渣中，达到脱硫的目的。

（Na₂O）+[FeS]→（Na₂S）+（FeO）（5-2）

一般加入量为铁液质量分数的0.3%～0.5%，可以脱硫20%～30%（质量分数）。扒渣时应用干石灰，不可用干砂，否则渣中SiO₂含量大增，出现回硫现象。

2.电石脱硫

在摇包或吹气包盛装铁液，用主要由碳化钙（CaC₂）和氧化钙（CaO）组成的低熔点的电石进行脱硫，其反应式可表达为式5-3、式5-4

CaC₂+[FeS]→（CaS）+[Fe]+2C （5-3）

CaC₂+2（CaO）+3[FeS]→3（CaS）+3[Fe]+2CO ↑ （5-4）

电石脱硫效果比较好，电石高温下可燃烧放热，使铁液降温少；电石脱硫往往需要有多孔塞气动脱硫等类设备，工艺较复杂。电石成本较高，易吸潮，不易运输和保存，有气味。电石应使用铁桶保存和防护。

利用电石进行炉外脱硫可以有多种方式，如摇动包脱硫法、喷射脱硫法、机械搅拌脱硫法及多孔塞吹气脱硫法等。

3.氧化锌脱硫剂

氧化锌脱硫剂见表5-1。

表5-1 氧化锌脱硫剂（HG2508—2004）

注：1.穿透硫容指当通过脱硫剂出口气中的硫含量超过工艺指标规定时，脱硫剂吸收硫的量与新鲜脱硫剂质量之比，测定吸硫时温度为220℃、汽气比为1.0。

2.指标中的“—”表示该型号脱硫剂的技术要求中没有此项目。

4.复合脱硫剂脱硫

将几种脱硫剂混合起来使用，能降低脱硫剂的熔点，提高脱硫剂的脱硫效果，几种复合脱硫剂及脱硫效果见表5-2。

表5-2 复合脱硫剂及脱硫效果

各种脱硫剂的脱硫效果比较见图5-1。

如图5-1所示，苛性钠脱硫效果最高，苏打次之，电石脱硫效果仅为苛性钠的一半。各种脱硫剂的脱硫率皆随加入量的增加而提高。

5.1.2.2 脱硫方法

1.冲入法

此法是将脱硫剂放在包底，然后冲入铁液。目前，这种方法采用得比较多，主要缺点是效果差，加入电石1%～2%，脱硫率仅为30%左右。

图5-1 各种脱硫剂的脱硫效果比较

注：铁液成分：3.5%w（C）；2.0%w（Si）；0.1%w（S）；0.5%w（Mn），出铁温度：1500℃，铁液质量：200kg。

2.出铁槽旋流法

在出铁槽前端接上一个旋流器，先将脱硫剂撒在出铁槽里，铁液冲走脱硫剂，旋流器可使两者充分混合。加入电石1%～2%（粒度0.3～1.0mm），脱硫率可达60%，比冲入法高得多。

3.喷射法

喷射法是借助气流（氮、氩、二氧化碳等）将粒状或粉末脱硫剂（如CaC₂）喷射到铁液中，使之充分混合，可将含硫质量分数由0.07%～0.12%降低到0.02%～0.09%。每分钟吹入1～3kgCaC₂时，氮气用量3～4m³/h。