CN101213026B - 用于高炉煤气的旋风分离器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于高炉煤气的旋风分离器，包括：旋流器(5)，其具有中心轴线并包括侧壁(5a)、顶壁(5b)和底壁(5c)；入口管(3)，其通过端部(3a)在位于顶壁和底壁之间的预定位置与所述旋流器的所述侧壁相连接；中心出口管(4)，其横向穿过旋流器的顶壁并延伸进入所述旋流器。根据本发明，该旋风分离器进一步包括另一入口管(13)，其通过端部(13a)连接至所述旋流器的所述侧壁上并与入口管(3)在圆周上间隔分布。

Description

用于高炉煤气的旋风分离器

技术领域

本发明涉及一种用于清洁高炉煤气的旋风分离器。

背景技术

已知的高炉煤气清洁系统一般包括预清洁阶段和精细清洁阶段。预清洁阶段通常采用包括除尘器容器的重力除尘器。高炉煤气竖直地通过一横截面逐渐增大的扩散管进入除尘器容器，扩散管中高炉煤气的速度降低，从而在气流方向发生反转后而在顶部离开重力除尘器之前，使得粗粉尘颗粒从气流中分离。分离出的粉尘颗粒被收集在底部集尘斗中并通过除尘器容器底部的闸口被定期地移除。

由于这种类型的除尘器获得的分离效率较差，因此建议高炉煤气在进入精细清洁阶段前也通过旋风分离器。

高炉煤气清洁系统中的除尘器被一个单独的大型切向旋风分离器所替换，这样的高炉煤气清洁系统在过去也已经被建立。通常称作下气道的大型管道将高炉煤气从高炉的顶部输送至旋流器。下气道与旋流器切向连接，以使气体涡旋运动，并且因此分离粉尘颗粒。但是，这种类型的大型旋风分离器还没有得到广泛采用；例如，下气道(具有达4米的横截面)与旋风分离器的切向连接被认为是相当难于建立的。

同样地，高炉煤气清洁系统中的除尘器被一个单独的大型轴向旋风分离器所替换，这样的高炉煤气清洁系统也已经在过去被建立。下气道从高炉顶部被连接至分配装置，两个入口管从该分配装置分叉至旋流器内部的拱顶中。拱顶被设计成用来将高炉煤气沿轴向引入旋流器。在拱顶下面设置有导向叶片，其可引起气体在旋流器中的涡旋运动，并且因此分离粉尘颗粒。由于易遭受高的磨损，导向叶片被以可拆卸的方式安装在凸缘喷嘴中，从而方便更换。这种设计解决了难以解决的切向旋风分离器的入口连接问题，但是，这种类型的大型轴向旋风分离器没有被广泛采用；例如，由于可拆卸导向叶片的复杂和昂贵设计以及预期的导向叶片易遭受的高磨损率。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种用于高炉煤气的改进的旋风分离器。

本发明的进一步的目的在于提供一种高炉煤气清洁系统，其具有高的分离效率而且不具有上面提及的已知方案的缺点。

根据本发明，提供一种根据权利要求1所述的高炉煤气旋风分离器。

该高炉煤气旋风分离器包括旋流器，第一和第二入口管，以及出口管，该出口管横向穿过旋流器的顶壁并延伸至旋流器中。入口管在所述旋流器的顶壁和底壁之间的预定位置与旋流器的侧壁连接，旋流器的侧壁最好是基本上为圆柱形的侧壁。第二入口管连接至所述侧壁上，与第一入口管呈周向间隔的关系。这样将高炉煤气以切向引入旋流器，从而在旋流器中产生气体的涡旋运动。粉尘颗粒被离心力抛向旋流器的外壁并滑落至例如旋流器底壁处的集尘斗内。

高炉煤气更均匀地流入旋流器是通过多个入口管来获得的。加之没有气流在结构部件上的正面冲击，更均匀的进气也降低了入口管在旋流器的侧壁上的连接部位的局部磨损。

优选地，入口管的端部相对于所述旋流器的中心轴线偏置。这样改进了旋流器中气体的涡旋运动，并因此改进了作用于粉尘颗粒上的离心力。

根据一个优选的实施例，在旋流器侧壁附近的每个入口管的每个端部向着旋流器的侧壁以向下方向倾斜。高炉煤气因此以向下的方向被导入旋流器，改进了通过旋风分离器的气体的流动。

优选地，入口管的端部的倾斜具有与旋流器的中心轴线成最小的入口角度65°和最大的入口角度85°。更优选地，入口角度在70°和75°之间。已经发现在这些角度之间旋风分离器具有最优的表现。

旋风分离器的一个优选的实施例包括与下气道和入口管相连接的分配装置。用于高炉煤气的对称型分配装置大大简化了下气道气体管从高炉顶部与旋流器的连接。下气道可以从上方与分配装置相连接，并且因此被竖直支撑在旋风分离器的上方。用于支撑由气流方向改变产生的在分配装置和/或入口管上的横向载荷的各个支撑结构可以被免除。

优选地，至少在旋流器的上部区域，用于导引气体进入旋流器和/或引发涡旋的导向装置被省略。没有了复杂的入口拱顶和可替换的导向叶片，建造和维护的费用被大大降低。

清洁后的高炉煤气通过中心竖直出口管在旋流器的顶端被移除，该出口管可以被连接至精细清洁阶段。出口管延伸进入旋流器，横过旋流器的顶壁，并被设置在入口管之间。

附图说明

为了使本发明被更完整的理解，现在将结合附图通过实施例的方式进行描述，其中：

图1是根据本发明的高炉煤气旋风分离器的正视图；

图2是根据图1的高炉煤气旋风分离器的一部分的侧视示意图；

图3是图2所示的高炉煤气旋风分离器的顶视示意图。

具体实施方式

图1示出用于清洁高炉煤气的旋风分离器10的正视图。高炉煤气来自下气道1并通过分配装置2被供给旋流器5。下气道实质上是一个大直径的管道，其从高炉的顶部向下延伸。下气道的直径为4米左右。分配装置与下气道相连接并通过入口管3、13分配高炉煤气(见图2)。在根据本发明的具有两个入口管3、13结构的高炉煤气旋风分离器的优选实施例中，分配装置2的形状看起来像一倒置的“Y”。入口管3、13是弯曲的并切向连接至旋流器5。入口管3、13的横截面在切向连接处由圆形改变为矩形。入口管的切向连接相对于旋流器5的轴线(通常是竖直的)具有预定的斜度，从而使高炉煤气在旋流器中涡旋良好。由于入口管3、13的适当的尺寸、形状和连接，不需要提供任何导向槽或叶片来引导旋流器5中的高炉煤气流。高炉煤气从旋流器5的顶壁5b处的入口管3、13向旋流器5的底壁5c涡旋。底壁5c的形状导引涡旋至旋流器的中心，并且也起到集尘器的功能。高炉煤气然后被导入出口管4，以进入处理过程的下一阶段。分离出的粉尘存留在底壁5c处，并且可以通过出口喷嘴6被自动排出至一搅拌机或搅拌管中(未示出)。图1进一步示出延伸到出口喷嘴6的梯级8。梯级8的重复给人以大尺寸旋风分离器的印象。

图2示出旋风分离器的一部分的侧视图，示出了下部的横截面。在图2顶部示出了与下气道1和入口管3、13连接的倒“Y”形状的分配装置2。图2示出入口角度α，该角度定义了入口管和旋流器的竖直轴线之间的角度。当穿过入口管3或13的端部3a或13a的中心线平行于旋流器5的中心线的平面以直角被观察时，该角度α将是入口管3或13的端部3a或13a的中心线与旋流器5的中心线之间的角度。通过改变该参数能够获得高的分离效率。接近90°的入口角度α会引起向下的涡旋和高炉煤气的反向流之间的干扰，这导致了不稳定的分离过程和低的分离效率。因此，旋风分离器的设计中最大入口角度α为85°为佳。入口角度在70°和75°之间可达到最大的分离效率。入口管3、13的端部3a，13a基本上在旋流器的相同高度上与旋流器5相连接。图2进一步示出了轴向对准的出口管4，其横向穿过旋流器5的顶壁并指向沉沙口7。在底壁5b处被收集的分离出的粉尘从沉沙口7下滑向出口喷嘴6，而且高炉煤气由沉沙口7反向向上进入出口管4。

图3示出具有入口管3、13和出口管4的旋流器5的顶视图。这里可以看到入口管3，13的端部3a、13a相对旋流器5的中心轴线偏置，因此提供高炉煤气在旋流器5内的涡旋流动。在图2和3中入口管3、13的端部3a、13a示出为基本上是圆形的，但是最好是如图1所示的矩形。

本领域的技术人员应当清楚，对于上述的用于高炉煤气的旋风分离器可以做出许多改变，而不超出附带的权利要求的范围。

Claims (3)

1.用于高炉煤气的旋风分离器，包括：

旋流器(5)，其具有一中心轴线并包括侧壁(5a)、顶壁(5b)和底壁(5c)；

第一入口管(3)，其通过端部(3a)在位于顶壁和底壁之间的预定位置处与所述旋流器的所述侧壁相连接；

中心出口管(4)，其横向穿过旋流器的顶壁并延伸进入所述旋流器；

其特征在于，该旋风分离器进一步包括：

第二入口管(13)，其通过端部(13a)连接至所述旋流器的所述侧壁并与第一入口管(3)在圆周上间隔分布，其中所述第一入口管和第二入口管(3，13)的在旋流器所述侧壁附近的端部(3a，13a)向着旋流器(5)的侧壁以向下的方向倾斜，与旋流器(5)的中心轴线成65°～85°的入口角度；第一入口管(3)和第二入口管(13)通过分配装置(2)相互连接，该分配装置与从旋流器的上方供给高炉煤气的管道相连接。

2.根据权利要求1所述用于高炉煤气的旋风分离器，其特征在于，第一入口管和第二入口管(3，13)的端部(3a，13a)相对于所述旋流器(5)的中心轴线偏置。

3.根据权利要求1或2所述用于高炉煤气的旋风分离器，其特征在于，所述入口角度为70°至75°。

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