CN101829461A - 高炉法磷酸炉气净化方法及装置 - Google Patents
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Abstract
一种用于净化高炉法磷酸炉气的净化方法及使用该方法的净化装置。该净化装置包括:进气口,烧结板除尘器和出气口。进气口和出气口各自与烧结板除尘器相连通。进气口用于将高炉法生产磷酸时所产生的炉气供应到烧结板除尘器。烧结板除尘器选用烧结板作为过滤元件,烧结板是由高分子材料采用烧结工艺制成的透气性好的多孔过滤材料,用于对炉气进行除尘净化。出气口用于将净化后的炉气供应到热能回收装置。
Description
技术领域
本发明涉及一种对高炉法磷酸生产过程中所产生的炉气进行净化的方法及装置。
背景技术
高炉法磷酸生产工艺采用磷矿与焦炭为原料,原料经过高炉冶炼、优先氧化、吸收后直接生成磷酸。高炉法磷酸生产工艺中产生的炉气经过吸收塔或文氏吸收器后,粉尘含量小于1000mg/m3,炉气温度小于80℃,炉气组分含有约40%左右的一氧化碳(CO)及少量的氢气(H2)。炉气具有含湿量高、粉尘粘细、易燃、易爆的特点,为顺利进行热能回收以及保护环境,需要对炉气进行除尘净化和循环利用。通常采用的炉气净化方法有湿法洗涤、静电除尘或布袋除尘。若采用湿法洗涤或静电除尘,净化后的炉气中粉尘含量约为100mg/Nm3。由于粉尘浓度较高,对于炉气后续燃烧或再利用有较大的影响。另外,在采用静电除尘时,还易产生爆炸问题。若采用布袋除尘方法,由于炉气粘湿的特点,极易糊袋致使布袋除尘器无法正常使用。
因此,希望提供一种除尘效率高、能耗低、寿命长、维护费用低、安全性好的连续式高炉法磷酸炉气净化方法及装置。
发明内容
本发明针对现有净化技术存在的问题,提供一种除尘效率高、能耗低、寿命长、维护费用低、安全性好的连续式高炉法磷酸炉气净化方法及使用该方法的装置。
根据本发明的高炉法磷酸炉气净化方法包括如下步骤:
(1)将高炉法生产磷酸所产生的炉气供应到烧结板除尘器;
(2)在上述烧结板除尘器中对炉气进行除尘净化;
(3)将净化后的炉气供应到热能回收工序;
(4)将净化所产生的粉尘排出所述烧结板除尘器。
优选地,在上述净化方法中,可将反吹清灰介质送入烧结板除尘器的分气箱中,通过向烧结板施加反向的气压而清除烧结板(即过滤板)上的粉尘。
优选地,净化后的炉气增压后用作所述反吹清灰介质。
优选地,上述反吹清灰介质也可以是压缩氮气或其他压缩惰性气体。
优选地,上述作为反吹清灰介质的净化后炉气或压缩惰性气体的压力为0.3-0.6MPa,更优选为0.4-0.5MPa。
优选地,也可以使用喷淋清洗系统以在线或离线方式来清除过滤板上的粉尘,作为辅助清灰方式。
优选地,在上述净化方法中,烧结板过滤器下部卸灰口淹没于水中进行密封,清除的粉尘通过灰斗上的卸灰口落入水中,同时采用水封的方式可以卸爆。
在上述净化方法中,烧结板除尘器排放指标小于10mg/m3。
本发明还提供一种用于净化高炉法磷酸炉气的装置,该装置包括:进气口,用于将高炉法生产磷酸时所产生的炉气供应到烧结板除尘器;烧结板除尘器,用于对炉气进行除尘净化;和出气口,用于将净化后的炉气供应到热能回收装置。
上述烧结板除尘器可以选用疏油疏水性能好、抗静电的烧结板过滤元件。烧结板是由高分子材料采用烧结工艺制成的透气性好的多孔过滤材料,烧结板表面为聚四氟乙烯(PTFE)涂层,通常适用于烟气温度小于110℃的场合,具有良好的疏油疏水性能,使用寿命长,过滤精度高。烧结板优选采用竖直安装方式。
优选地,上述装置还包括脉冲反吹清灰系统,该脉冲反吹清灰系统将净化后的炉气进行增压并送入烧结板除尘器的分气箱中作为反吹清灰介质,用于清除过滤板上的粉尘。上述反吹清灰介质也可以是压缩氮气或其它惰性气体。上述脉冲反吹清灰系统可以采用定时、差压或混合方式进行清灰,优选混合清灰方式。
优选地,上述装置包括用于清除过滤板上的粉尘的喷淋清洗系统。优选地,上述喷淋清洗系统包括脉冲喷淋管,该脉冲喷淋管设置在烧结板除尘器花板下部并位于相邻两块烧结板之间。通过该喷淋清洗系统,可以在线或离线方式清洗烧结板。
在上述装置中,烧结板除尘器优选采用圆筒型设计,圆筒直径在1-8m之间,耐压性能好。单台烧结板除尘器的过滤面积为45-1200m2,过滤气速为0.3-1.2m/min,优选0.4-0.8m/min。若用于处理大容量高炉炉气,可以采用多台并联方式。
优选地,上述烧结板除尘器采用高顶净气箱设计,净气箱高度大于1.5m,优选1.8-2.2m。在高顶净气箱上开有人孔,可以通过人孔进行检修工作及过滤板安装工作。优选净气箱与尘气箱之间采用焊接方式连接,有效地解决密封问题。
优选地,上述烧结板除尘器采用了等电位设计,并采取了可靠的接地措施,消除了静电的影响。
优选地,上述烧结板除尘器上部或侧部设有卸爆管,可与卸爆阀相连,也可直接引入烧结板除尘器下部的水封槽中。当设备内部正压超过设定值时,可通过卸爆管,有效消除爆炸的影响。
优选地,上述烧结板除尘器的出气口处设有旁通管道,在高炉点火初期及停炉时,以及系统发生紧急故障时,炉气通过旁路管道排空。
优选地,上述烧结板除尘器下部设有灰斗,所述灰斗具有卸灰口,所述卸灰口淹没于水中进行密封,清除的粉尘通过卸灰口落入水中。以这种方式,一方面解决了炉气的密封问题,另一方面可以消除因操作不当而发生爆炸的影响。也可采用扇形刮刀清灰和双层防漏排灰装置。
优选地,上述烧结板除尘器下部设有灰斗上配备氮气置换接口及空气置换接口,可以保证设备检修人员的安全。
附图说明
图1是根据本发明的用于净化高炉法磷酸炉气的装置的一个实施方式的示意图。
具体实施方式
下面将参照附图描述根据本发明的高炉法磷酸炉气净化方法和装置。
图1是根据本发明的用于净化高炉法磷酸炉气的装置的一实施方式的示意图。如图1所示,该装置包括:进气口1,用于将高炉法生产磷酸所产生的炉气供应到烧结板除尘器;烧结板除尘器10、17,用于将炉气进行除尘净化;和出气口15,用于将净化后的炉气供应到热能回收装置。
烧结板除尘器包括尘气室(即尘气箱)10和净气室(即净气箱)17,尘气室(即尘气箱)10和净气室(即净气箱)17分别设置有进气口1和出气口15。尽管在图示的实施方式中在进气口1和出气口15上分别设置有进气口截止阀2和出气口截止阀16,但是在另一些实施方式中,可以不设置进气口截止阀2和出气口截止阀16。
在尘气室10内设置了作为除尘过滤元件的烧结板12。烧结板12又称为塑烧板,是由高分子材料采用烧结工艺制成的透气性好的多孔过滤材料。烧结板12表面为PTFE涂层,通常适用于烟气温度小于110℃的场合,具有良好的疏油疏水性能,且使用寿命长,过滤精度高。烧结板可采用竖直安装、水平安装或者倾斜安装。在图示实施方式中采用竖直安装方式。
为便于设备维护,可在尘气室10上设置尘气室检修人孔11。
尘气室10的上部与净气室17相连接。优选地,烧结板除尘器采用高顶净气箱设计,净气箱高度大于1.5m,优选为1.8-2.2m。在高顶净气箱上开有净气室检修人孔20,可以通过净气室检修人孔进行检修工作及过滤板安装工作。净气箱与尘气箱之间可采用法兰连接或焊接方式连接;优选采用焊接方式连接,以有效地解决密封问题。
优选地,上述装置还包括脉冲反吹清灰系统,该脉冲反吹清灰系统包括脉冲反吹清灰系统管18和分气箱23,在脉冲反吹清灰系统管18上可设置脉冲反吹清灰系统管路截止阀19。该脉冲反吹清灰系统将净化后的炉气进行增压并送入烧结板除尘器的气包中作为反吹清灰介质,通过向烧结板施加反向的气压而清除烧结板12上的粉尘。上述反吹清灰介质也可以是压缩氮气或其它惰性气体。上述脉冲反吹清灰系统可以采用定时、差压或混合方式进行清灰,优选混合清灰方式。
优选地,上述装置包括用于清除过滤板上的粉尘的喷淋清洗系统13。优选地,上述喷淋清洗系统包括脉冲喷淋管,通过脉冲喷淋管喷水,可以清除烧结板12上的灰尘。该脉冲喷淋管优选设置在烧结板除尘器的花板22下部并位于相邻两块烧结板12之间。通过该喷淋清洗系统,能够以在线或离线方式清洗烧结板。
在上述装置中,烧结板除尘器优选采用圆筒型设计,圆筒直径在1-8m之间,耐压性能好。单台烧结板除尘器过滤面积为45-1200m2,过滤气体流速为0.3-1.2m/min,优选0.4-0.8m/min。若用于处理大容量高炉炉气,可以采用多台并联方式。
优选地,上述烧结板除尘器采用了等电位设计,并采取了可靠的接地措施,消除了静电的影响。
优选地,上述烧结板除尘器顶部净气箱设有卸爆装置,当设备内部正压超过设定值时,卸爆装置开启,有效消除爆炸的影响。优选地,在烧结板除尘器上部的净气箱17设有卸爆孔。卸爆孔可连接卸爆阀。优选地,上述卸爆孔也可以与卸爆管14连接,卸爆管14末端直接淹没于水中进行密封。
在尘气室10下部设置灰斗5,灰斗5的下部设有卸灰口6,卸灰口6没入盛在水封槽7内的水中。在灰斗5上可设置分别用于置换氮气和空气的氮气置换接口3和空气置换接口8,在氮气置换接口3和空气置换接口8上可分别设置氮气置换接口截止阀4和空气置换接口9。
工作时,高炉法生产磷酸所产生的炉气通过进气口1供应到烧结板除尘器的尘气室10,通过烧结板12过滤后进入净气室17,然后通过出气口15进入下一工序,例如进入热能回收装置,在其中进行燃烧而回收热能。部分净化后的炉气加压后进入脉冲反吹清灰系统,用于清除附着在烧结板12上的灰尘。也可以采用喷淋清洗系统13清除时着在烧结板12上的灰尘。清除下来的灰尘落入尘气室10下部的灰斗5中,并经由卸灰口6排入水中。
因为在不偏离本发明范围的情况下能够进行各种改变,因此上述说明中包含的或附图所示出的所有技术特征或内容应该理解为是说明性的而非限制性的。
Claims (10)
1.一种用于净化高炉法磷酸炉气的净化方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)将高炉法磷酸炉气供应到烧结板除尘器;
(2)在所述烧结板除尘器中对所述炉气进行除尘净化;
(3)将净化后的炉气供应到热能回收工序;以及
(4)将净化所产生的粉尘排出所述烧结板除尘器。
2.如权利要求1所述的净化方法,其特征在于,所述烧结板除尘器选用烧结板作为过滤元件,所述烧结板是由高分子材料采用烧结工艺制成的透气性好的多孔过滤材料,烧结板表面为聚四氟乙烯涂层。
3.如权利要求1所述的净化方法,其特征在于,进一步包括以下步骤:将净化后的压缩炉气或压缩氮气作为反吹清灰介质送入烧结板除尘器,通过向烧结板施加反向的气压而清除烧结板上的粉尘。
4.如权利要求1所述的净化方法,其特征在于,使用喷淋清洗系统以在线或离线的方式清除烧结板上的粉尘。
5.一种用于净化高炉法磷酸炉气的净化装置,该净化装置包括:进气口,烧结板除尘器和出气口,其中,所述进气口和出气口各自与所述烧结板除尘器相连通,
所述进气口用于将高炉法生产磷酸时所产生的炉气供应到所述烧结板除尘器,
所述烧结板除尘器选用烧结板作为过滤元件,所述烧结板是由高分子材料采用烧结工艺制成的透气性好的多孔过滤材料,用于对炉气进行除尘净化,以及
所述出气口用于将净化后的炉气供应到热能回收装置。
6.如权利要求5所述的用于净化高炉法磷酸炉气的净化装置,其特征在于,所述净化装置还包括脉冲反吹清灰系统,该脉冲反吹清灰系统将净化后的炉气或压缩氮气送入烧结板除尘器中作为反吹清灰介质,通过向烧结板施加反向的气压而清除烧结板上的粉尘。
7.如权利要求5所述的用于净化高炉法磷酸炉气的净化装置,其特征在于,所述净化装置包括用于清除烧结板上的粉尘的喷淋清洗系统。
8.如权利要求5所述的用于净化高炉法磷酸炉气的净化装置,其特征在于,所述烧结板除尘器包括尘气箱和净气箱,并且所述烧结板除尘器采用配备了检修人孔的高顶净气箱设计。
9.如权利要求5所述的用于净化高炉法磷酸炉气的净化装置,其特征在于,所述烧结板除尘器净气箱侧部或顶部配备卸爆管,所述卸爆管直接引入烧结板除尘器下部的水封槽中,用于进行密封和卸爆。
10.如权利要求5所述的用于净化高炉法磷酸炉气的净化装置,其特征在于,所述烧结板除尘器采用等电位设计,并采取接地措施,用于消除静电的影响。
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