CN102641637A - 一种一用一备含有新型旁路装置的除尘系统 - Google Patents

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Abstract

一用一备含有新型旁路装置的除尘系统，其现有除尘装置中的旋风沉降室、两级冷却器及布袋除尘器依次连通，粗气风机设在冷却器和布袋除尘器之间，净气风机设在布袋除尘器的出口烟道上，旋风沉降室、两级冷却器及布袋除尘器的下端通过密闭输送刮板机连通储灰仓，本发明还包括结构与现有除尘装置相同的高温旁路装置，现有除尘装置上还并联一旁路除尘装置，现有除尘装置、旁路除尘装置、高温旁路装置的入口和炉气输送烟道之间均设一切换阀，这些切换阀由PLC控制系统控制。本发明的优点在于：当炉子塌料产生瞬间烟气时，通过控制系统切换，烟气通过旁路除尘装置除尘，从而保护布袋。当除尘系统需检修时，通过切换阀切换到高温旁路使用，这样不需要停炉。

Description

一种一用一备含有新型旁路装置的除尘系统
技术领域
本发明涉及一种炉气净化装置，具体是一种密闭电石炉的干法除尘系统。
背景技术
我国电石行业约有450家企业，有600多台电石炉，年产量居世界首位，国内电石行业在规模、炉型、布局、节能、环保上存在先天不足，原料质量差、管理水平比较低，同时能耗高、污染重，在电石生产技术方面突出的就是：一方面烟气回收利用效率不佳，另一方面电石炉烟气的净化技术非常落后。国内电石行业约80-90％的是为内燃式电炉，资源浪费较大，随着科学技术的进步和国家对能源的重视，内燃式炉改为全密闭电石炉势在必行，“十一五”期间，我国电石行业将加大环境保护技术的研发，加大综合能源的控制，加大能源利用技术的研发、减少对环境污染的程度，已积极采用全密闭电石炉，所以大量采用内燃式电石炉改造为全密闭电石炉的技术国内已比较成熟。全密闭电石炉的主要技术和装备是从国外引进的，一般规模较大，生产效率较高，但其烟气净化及热能利用至今尚未取得成熟而统一的技术。经调查全密闭炉的烟气干法净化技术即使在发达国家也是一个难题。其难度在于其烟气高温、粉尘细粘轻、一氧化碳含量高、焦油含量高且容易析出、烟温变化大等因素，并存在一定的危险性。
如图1所示，是我公司目前使用的一种密闭电炉干法除尘装置，该密闭电炉干法除尘装置包括旋风沉降室1’、一级冷却器2’、二级冷却器3’、粗气风机4’、复数台布袋除尘器5’、静气风机6’、密闭输送刮板机7’，以及储灰仓8’。
所述旋风沉降室1’、一级冷却器2’、二级冷却器3’以及复数台布袋除尘器5’依次连通。所述一级冷却器2’、二级冷却器3’上分别设有一级冷却风机22’及二级冷却风机32’。粗气风机4’设置在二级冷却器3’和复数台布袋除尘器5’之间，复数台布袋除尘器5’并联。净气风机6’设置在复数台布袋除尘器5’的出口烟道上。密闭输送刮板机7’设置在旋风沉降室11’、一级冷却器2’、二级冷却器3’以及复数台布袋除尘器5’的下端并与旋风沉降室1’、一级冷却器2’、二级冷却器3’以及复数台布袋除尘器5’的下端连通。
该密闭电炉干法除尘装置的工作过程分析如下：
密闭电炉炉气正常状况温度为400～700℃，非正常炉况时其瞬间温度可达1000℃。由于炉气温度太高，在将该炉气输送冷却系统之前有几十米(约40米)的距离，必须采用水冷套管(图未示)进行气体传送同时达到一定量的冷却目的，在正常工作情况下，此时的炉气温度可降至300～500℃，然后气体进入除尘系统的旋风沉降室1’，由于密闭电炉炉气中含有焦油，当低温物体或气体温度过低时高温气体中的焦油会析出，吸附在管壁和布袋除尘器5’的布袋上，失去冷却的效果，从而使布袋由于温度升高而烧毁布袋，同时由于焦油析出吸附在布袋除尘器5’的滤袋表面，使其失去过滤功能。因此除尘系统中的冷却器也不能过度冷却，造成其温度过低。故采用可控制冷却温度技术的冷却器，以保证炉气温度控制在安全范围内(220～260℃)，实现既不会因炉气温度低有焦油析出，也不会因炉气温度高而烧毁布袋的目的。另外为了保护布袋除尘器5’的除尘效果，使用了两级冷却器：一级冷却器2’、二级冷却器3’，其主要作用：一、减小瞬间不正常高低温炉气温差，给冷却风机加减速提供充足反应的时间；二、增加冷却面积。当气体在进入布袋除尘器5’时，为了保证布袋除尘器5’内的温度高于露点温度，将对布袋除尘器5’整体进行保温，保证布袋除尘器5’正常运行。最后气体由净气风机6’抽出送往石灰窑或其他用处。旋风沉降室1’、一级冷却器2’、二级冷却器3’以及复数台布袋除尘器5’收集下来的粉尘经过密闭输送刮板机7’送至储灰仓8’，最后通过汽车密闭外运。
非正常情况下，当发生电炉塌料等特殊情况，产生的瞬间烟气，由于瞬间时间太短，两台冷却器还来不及对烟气进行冷却，因此进布袋除尘器5’的温度很高，一般在400-500度左右，而布袋所承受的最高温度在280度以下，在这种情况下就会将布袋除尘器5’里面的布袋全部烧毁，导致除尘装置无法使用，必须停机检修更换布袋。这个问题目前行业内还没有很好的解决方法。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种一用一备含有新型旁路装置的除尘系统，解决电炉瞬间塌料，在极短时间产生大量的高温气体导致除尘装置无法使用的问题。
本发明采用以下技术方案解决上述技术问题的：一种一用一备含有新型旁路装置的除尘系统，包括现有除尘装置(1)，现有除尘装置(1)包括第一旋风沉降室(11)、第一一级冷却器(12)、第一二级冷却器(13)、第一粗气风机(14)、复数台第一布袋除尘器(15)、第一净气风机(16)、第一密闭输送刮板机(17)、第一储灰仓(18)，所述第一旋风沉降室(11)的入口端接炉气输送烟道100，所述第一旋风沉降室(11)、第一一级冷却器(12)、第一二级冷却器(13)以及复数台第一布袋除尘器(15)依次连通，第一粗气风机(14)设置在第一二级冷却器(13)和复数台第一布袋除尘器(15)之间，复数台第一布袋除尘器(15)并联，第一净气风机(16)设置在复数台第一布袋除尘器(15)的出口烟道上，第一旋风沉降室(11)、第一一级冷却器(12)、第一二级冷却器(13)以及复数台第一布袋除尘器(15)的下端通过第一密闭输送刮板机(17)连通第一储灰仓(18)，
在所述第一旋风沉降室(11)的入口端和炉气输送烟道(100)之间设置有一第一切换阀(101)，所述一种一用一备含有新型旁路装置的除尘系统还包括至少一组高温旁路装置、至少一组旁路除尘装置；
所述每组高温旁路装置包括第二旋风沉降室(21)、第二一级冷却器(22)、第二二级冷却器(23)、第二粗气风机(24)、复数台第二布袋除尘器(25)、第二净气风机(26)、第二密闭输送刮板机(27)、第二储灰仓(28)，所述第二旋风沉降室(21)的入口端接炉气输送烟道(100)，在所述第二旋风沉降室(21)的入口端和炉气输送烟道(100)之间还设置有一第二切换阀102，所述第二旋风沉降室(21)、第二一级冷却器(22)、第二二级冷却器(23)以及复数台第二布袋除尘器(25)依次连通，第二粗气风机(24)设置在第二二级冷却器(23)和复数台第二布袋除尘器(25)之间，复数台第二布袋除尘器(25)并联，第二净气风机(26)设置在复数台第二布袋除尘器(25)的出口烟道上，第二旋风沉降室(21)、第二一级冷却器(22)、第二二级冷却器(23)以及复数台第二布袋除尘器(25)的下端通过第二密闭输送刮板机(27)连通第二储灰仓(28)；
所述每组旁路除尘装置包括依次连通设置的第三冷却器(32)、旋风除尘器单体(34)，第三冷却器(32)的入口端接炉气输送烟道(100)，在所述第三冷却器(32)的入口端和炉气输送烟道(100)之间设置有一第三切换阀(103)，旋风除尘器单体(34)的出口端接所述现有除尘装置的第一净气风机(16)的入口端，第三冷却器(32)以及旋风除尘器单体(24)的下端均与现有除尘装置的第一密闭输送刮板机(17)连通。
本发明进一步改进为，所述第一一级冷却器(12)、第一二级冷却器(13)上分别设有第一一级冷却风机(122)及第一二级冷却风机(132)。
本发明进一步改进为，所述第二一级冷却器(22)、第二二级冷却器(23)上分别设有第二一级冷却风机(222)及第二二级冷却风机(232)。
本发明进一步改进为，所述第三冷却器(32)上设有第三冷却风机(322)。
本发明进一步改进为，所述第一一级冷却器(12)、第一二级冷却器(13)、第二一级冷却器(22)、第二二级冷却器(23)以及第三冷却器(32)选用的均是热管空冷器。
本发明进一步改进为，所述第一切换阀(101)、第二切换阀102以及第三切换阀(103)均连接到一PLC控制系统
本发明一种一用一备含有新型旁路装置的除尘系统的优点在于：非正常情况下，当发生电炉塌料等特殊情况，当炉子塌料产生瞬间烟气时，在电气自动控制的联动作用下，通过PLC控制系统切换，使现有除尘装置停止工作，旁路除尘装置启动工作，烟气通过旁路除尘装置除尘，从而保护了布袋除尘器中的布袋不被烧毁，同时也起到了除尘的作用。且除尘装置设计为一用一备，当除尘系统需要检修的时候，就可以通过切换阀切换到高温旁路进行使用，这样就不需要停炉，更换布袋除尘器中的布袋同样如此。即除尘装置在检修和更换布袋时均不需要停炉操作，从而提高了产能，避免造成经济利益的损失。
附图说明
图1是现有一种密闭电炉干法除尘装置的结构示意图。
图2是本发明一种一用一备含有新型旁路装置的除尘系统的结构示意图。
具体实施方式
请参阅图2，本发明一种一用一备含有新型旁路装置的除尘系统包括现有除尘装置、至少一组高温旁路装置、至少一组旁路除尘装置以及PLC控制系统(图未示)。图2中仅示出了一组高温旁路装置以及一组旁路除尘装置，但是本领域一般技术人员应该知悉，设置两组或者两组以上高温旁路装置及旁路除尘装置均可以达到本发明的效果。
现有除尘装置包括旋风沉降室11、一级冷却器12、二级冷却器13、粗气风机14、复数台布袋除尘器15、净气风机16、密闭输送刮板机17、储灰仓18。
所述旋风沉降室11的入口端接炉气输送烟道100，在所述旋风沉降室11的入口端和炉气输送烟道100之间设置有一第一切换阀101，所述旋风沉降室11、一级冷却器12、二级冷却器13以及复数台布袋除尘器15依次连通。所述一级冷却器12、二级冷却器13上分别设有一级冷却风机122及二级冷却风机132。粗气风机14设置在二级冷却器13和复数台布袋除尘器15之间，复数台布袋除尘器15并联。净气风机16设置在复数台布袋除尘器15的出口烟道上。密闭输送刮板机17设置在旋风沉降室11、一级冷却器12、二级冷却器13以及复数台布袋除尘器15的下端并与旋风沉降室11、一级冷却器12、二级冷却器13以及复数台布袋除尘器15的下端连通。储灰仓18设置在密闭输送刮板机17出口端。
高温含尘密闭电炉炉气经过水冷套管(图未示)预冷却后，炉气温度降至300～500℃，然后气体通过炉气输送烟道进入旋风沉降室11，进而进入一级冷却器12、二级冷却器13，稍大的粉尘经过密闭输送刮板机17输送至储灰仓18，稍小的粉尘随炉气降温，经粗气风机14送至复数台并联的布袋除尘器15中，经过布袋除尘器15的炉气再经净气风机16抽出送往石灰窑或其他用处。旋风沉降室11、一级冷却器12、二级冷却器13以及复数台布袋除尘器15收集下来的粉尘经过密闭输送刮板机17送至储灰仓18，最后通过汽车密闭外运。
所述每组高温旁路装置包括旋风沉降室21、一级冷却器22、二级冷却器23、粗气风机24、复数台布袋除尘器25、净气风机26、密闭输送刮板机27、储灰仓28。
所述旋风沉降室21的入口端接炉气输送烟道100，在所述旋风沉降室21的入口端和炉气输送烟道100之间还设置有一第二切换阀102，所述旋风沉降室21、一级冷却器22、二级冷却器23以及复数台布袋除尘器25依次连通。所述一级冷却器22、二级冷却器23上分别设有一级冷却风机222及二级冷却风机232。粗气风机24设置在二级冷却器23和复数台布袋除尘器25之间，复数台布袋除尘器25并联。净气风机26设置在复数台布袋除尘器25的出口烟道上。密闭输送刮板机27设置在旋风沉降室21、一级冷却器22、二级冷却器23以及复数台布袋除尘器25的下端并与旋风沉降室21、一级冷却器22、二级冷却器23以及复数台布袋除尘器25的下端连通。储灰仓288设置在密闭输送刮板机27出口端。
所述每组高温旁路装置10中的各设备的工作过程与现有除尘装置完全相同。
所述每组旁路除尘装置包括依次连通设置的冷却器32、旋风除尘器单体34。冷却器32的入口端接炉气输送烟道100，在所述冷却器32的入口端和炉气输送烟道100之间设置有一第三切换阀103。冷却器32上设有第三冷却风机322，旋风除尘器单体34的出口端接所述现有除尘装置的净气风机16的入口端。冷却器32以及旋风除尘器单体24的下端均与现有除尘装置的密闭输送刮板机17连通。
所述第一切换阀101、第二切换阀102，以及第三切换阀103均连接到PLC控制系统，由PLC控制系统控制切换。所述PLC控制系统可以是CPU或者控制电路。
正常情况下，使用现有除尘装置进行除尘，非正常情况下，当发生电炉塌料等特殊情况，当炉子塌料产生瞬间烟气时，就在电气自动控制的联动作用下，通过PLC控制系统关闭现有除尘装置入口端的第一切换阀101，打开旁路除尘装置入口端的第三切换阀103，使现有除尘装置停止工作，旁路除尘装置启动工作，烟气通过冷却器32进入旋风除尘器单体34除尘后经净气风机16抽出送往石灰窑或其他用处，从而保护了布袋除尘器15中的布袋不被烧毁，同时也起到了除尘的作用。
该旁路除尘装置的除尘效率能达到93％，其含尘浓度可以达到小于100mg/Nm3，在短时间内该气体送至煤气柜或石灰窑，不会影响其正常工作，另外在设计完善的情况下一般都设计有脱硫装置，那么则在喷雾脱硫的过程中也将气体中的灰尘洗涤干净，工作温度能达到600度以下，完全适应瞬间塌料时所产生的高温烟气。旋风除尘器单体34的工作原理就是含尘气体通过入口进入旋风管，成旋转气流，产生离心力，将粉尘颗粒与气体分离，粉尘被抛向筒壁，并随气流向下运动，直至卸入密闭的灰斗中，净化后气体从旋风管中心底部顺出气管向上回升，升至出气口并排出，本发明使用的是多进口旋风除尘器单体34，是由若干台这样的旋风管组成。
但是，旁路除尘装置使用时间不能过长，一般不能超过一天的时间，其主要目的是在比较特殊的情况下作为短暂的急救措施。作为长远之计，炉气除尘系统最好要设计为一用一备，即含有至少一套高温旁路装置，当现有除尘装置需要检修的时候，就可以通过PLC控制系统控制关闭第一切换阀101、第二切换阀102，打开第三切换阀103切换到高温旁路装置进行使用，这样就不需要停炉，更换布袋同样如此。
该一种一用一备含有新型旁路装置的除尘系统的主要设备说明。
1、旋风沉降器
根据密闭电炉在生产过程中炉气会带出焦炭或兰碳等高温碳颗粒并且粉尘浓度较高的特点，为了避免由于气体温度过低将炉气中的焦油析和由于气体温度过高烧毁除尘器布袋的后果，选用了旋风沉降器11、21，所述旋风沉降器11、21可以采用现有市售的旋风沉降器，也可以选用本申请人专利号201010108784.1的旋风管式组合冷却器。旋风沉降器11、21的选用能有效的避免由于密闭电炉炉气温度瞬间变化大而造成的损失，保证炉气的稳定性，另一方面给冷却风机充足的反应时间。冷却风机采用变频调速风机，并与出口炉气温度连锁。当炉气参数发生变化时，自动调节冷风流量，控制炉气出口温度在220℃左右。
2、现有除尘装置和高温旁路装置中的一级冷却器、二级冷却器
现有除尘装置中的一级冷却器12、二级冷却器13和高温旁路装置中的一级冷却器22、二级冷却器23和旁路除尘装置的冷却器32选用的均是热管空冷器。热管空冷器能够高效率的进行降温，防止从电炉出来的气体含有火星颗粒进入布袋除尘器，导致布袋烧毁。延长布袋除尘器中布袋的使用寿命，保证除尘效率，并且热管空冷器在工况波动的情况下能够进行有效的温控。在多热管空冷器的冷却风机的控制上，配备了变频控制，目的是为了进一步进行温控，即现有除尘装置中的一级冷却风机122、二级冷却风机132和高温旁路装置中的一级冷却风机222、二级冷却风机232和旁路除尘装置的冷却风机322为变频调速风机。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种一用一备含有新型旁路装置的除尘系统，包括现有除尘装置(1)，现有除尘装置(1)包括第一旋风沉降室(11)、第一一级冷却器(12)、第一二级冷却器(13)、第一粗气风机(14)、复数台第一布袋除尘器(15)、第一净气风机(16)、第一密闭输送刮板机(17)、第一储灰仓(18)，所述第一旋风沉降室(11)的入口端接炉气输送烟道100，所述第一旋风沉降室(11)、第一一级冷却器(12)、第一二级冷却器(13)以及复数台第一布袋除尘器(15)依次连通，第一粗气风机(14)设置在第一二级冷却器(13)和复数台第一布袋除尘器(15)之间，复数台第一布袋除尘器(15)并联，第一净气风机(16)设置在复数台第一布袋除尘器(15)的出口烟道上，第一旋风沉降室(11)、第一一级冷却器(12)、第一二级冷却器(13)以及复数台第一布袋除尘器(15)的下端通过第一密闭输送刮板机(17)连通第一储灰仓(18)，其特征在于：
在所述第一旋风沉降室(11)的入口端和炉气输送烟道(100)之间设置有一第一切换阀(101)，所述一种一用一备含有新型旁路装置的除尘系统还包括至少一组高温旁路装置、至少一组旁路除尘装置；
所述每组高温旁路装置包括第二旋风沉降室(21)、第二一级冷却器(22)、第二二级冷却器(23)、第二粗气风机(24)、复数台第二布袋除尘器(25)、第二净气风机(26)、第二密闭输送刮板机(27)、第二储灰仓(28)，所述第二旋风沉降室(21)的入口端接炉气输送烟道(100)，在所述第二旋风沉降室(21)的入口端和炉气输送烟道(100)之间还设置有一第二切换阀(102)，所述第二旋风沉降室(21)、第二一级冷却器(22)、第二二级冷却器(23)以及复数台第二布袋除尘器(25)依次连通，第二粗气风机(24)设置在第二二级冷却器(23)和复数台第二布袋除尘器(25)之间，复数台第二布袋除尘器(25)并联，第二净气风机(26)设置在复数台第二布袋除尘器(25)的出口烟道上，第二旋风沉降室(21)、第二一级冷却器(22)、第二二级冷却器(23)以及复数台第二布袋除尘器(25)的下端通过第二密闭输送刮板机(27)连通第二储灰仓(28)；
所述每组旁路除尘装置包括依次连通设置的第三冷却器(32)、旋风除尘器单体(34)，第三冷却器(32)的入口端接炉气输送烟道(100)，在所述第三冷却器(32)的入口端和炉气输送烟道(100)之间设置有一第三切换阀(103)，旋风除尘器单体(34)的出口端接所述现有除尘装置的第一净气风机(16)的入口端，第三冷却器(32)以及旋风除尘器单体(24)的下端均与现有除尘装置的第一密闭输送刮板机(17)连通。
2.根据权利要求1所述的一种一用一备含有新型旁路装置的除尘系统，其特征在于：所述第一一级冷却器(12)、第一二级冷却器(13)上分别设有第一一级冷却风机(122)及第一二级冷却风机(132)。
3.根据权利要求2所述的一种一用一备含有新型旁路装置的除尘系统，其特征在于：所述第二一级冷却器(22)、第二二级冷却器(23)上分别设有第二一级冷却风机(222)及第二二级冷却风机(232)。
4.根据权利要求3所述的一种一用一备含有新型旁路装置的除尘系统，其特征在于：所述第三冷却器(32)上设有第三冷却风机(322)。
5.根据权利要求1所述的一种一用一备含有新型旁路装置的除尘系统，其特征在于：所述第一一级冷却器(12)、第一二级冷却器(13)、第二一级冷却器(22)、第二二级冷却器(23)以及第三冷却器(32)选用的均是热管空冷器。
6.根据权利要求1所述的一种一用一备含有新型旁路装置的除尘系统，其特征在于：所述第一切换阀(101)、第二切换阀102以及第三切换阀(103)均连接到一PLC控制系统。
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