CN102698529A - 高炉煤气气相脉动反吹风内滤式袋式除尘装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高炉煤气气相脉动反吹风内滤式袋式除尘装置，对滤袋清灰效果好且清灰效果比较均匀。该袋式除尘器主要是在过滤单元的上方设置有朝向过滤单元的气流反射弧面，还包括净煤气反吹口，所述净煤气反吹口通过管路与设置在净煤气空间内的朝向气流反射弧面的喷口连通。反吹气流不是直接吹向滤袋，而是通过喷口先朝气流反射弧面喷吹，经气流反射弧面反射后吹向各个滤袋。这样可使反吹气流在滤袋安装的环形截面分布均匀，压力均衡，成为实现滤袋脉动清灰的关键结构；而且反吹气流由灰斗通过净煤气管道引入的过程中，与过滤单元内气体热交换均温，降低温差并降低结露发生的概率。最终使清灰效果达到最佳且均匀。本装置成本低且运行可靠。

Description

高炉煤气气相脉动反吹风内滤式袋式除尘装置

技术领域

本发明涉及一种除尘器，尤其是一种高炉煤气气相脉动反吹风内滤式袋式除尘装置。

背景技术

钢铁企业高炉煤气全干式布袋除尘技术，因国内粗钢产能较大，国家从节能、环保上考虑，在行业规范、法规上进行了专门规定，因而在国内得到广泛的应用。国外发达国家受环保、技术的影响，全干法布袋除尘器应用受到一定的限制。国内应用较多的高炉煤气脉冲袋式除尘器，从环境除尘器演变而来，是以高压氮气为清灰动力，利用脉冲阀控制在瞬间放出氮气，高速射入滤袋，使滤袋急剧膨胀，依靠冲击能和反吹气流进行清灰，主要由氮气脉冲控制系统、滤袋筒体、花板、外滤式滤袋、袋笼等组成，滤袋依靠卡环固定在花板上，并完成净煤气室与粗煤气室的隔离，由于在进行脉冲清灰时必然会造成滤袋的振动，长期就会造成滤袋的袋口与花板的密封出现缝隙，袋口不可避免的漏灰，滤袋仅有一端是固定的，在用脉冲压缩气体清灰的时候仅靠滤袋自身膨胀和摇摆来清灰，由于滤袋自身的弹性有限，功率小的脉冲清灰会导致滤袋变形有限，清灰效果不好；功率大时清灰强度大但同时造成对滤袋的损伤大，造成实际应用中泄漏水平高、过滤精度低等问题，对TRT透平及后部高炉煤气使用输配工序设备影响较大。

为了优化脉冲袋式除尘器的清灰技术，气相脉冲袋式除尘器、旋转式脉冲袋式除尘器等应运而生，但应用在高炉煤气除尘中，效果不佳，问题还是没有得到根本解决。国内一些钢厂尝试将逆向反吹风内滤式袋式除尘器应用在高炉煤气除尘，滤袋的清灰强度、滤袋寿命、配套设备可靠性等方面表现虽优于脉冲袋式除尘器，但离TRT系统及后部工序对高炉煤气除尘精度和稳定性的要求还有差距。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种对滤袋清灰效果好且对各个滤袋的清灰效果比较均匀的高炉煤气气相脉动反吹风内滤式袋式除尘装置。

本发明解决其技术问题所采用的高炉煤气气相脉动反吹风内滤式袋式除尘装置，包括容器、设置在容器内的过滤单元，所述容器的底部为灰斗，所述灰斗的下端设置有出灰口，所述过滤单元包括安装结构和安装在所述安装结构上的滤袋，所述过滤单元将所述容器分成上部的净煤气空间和下部的粗煤气空间，所述容器上设置有粗煤气进口和净煤气出口，所述粗煤气进口与所述粗煤气空间连通，所述净煤气出口与所述净煤气空间连通，所述过滤单元的上方设置有朝向过滤单元的气流反射弧面，还包括净煤气反吹口，所述净煤气反吹口通过管路与设置在净煤气空间内的朝向气流反射弧面的喷口连通。

进一步的是：所述喷口为喇叭口形状，且喷口的大端朝向气流反射弧面。

进一步的是：所述安装结构包括吊挂平台和安装花板，所述滤袋的开口连接在安装花板上并与所述粗煤气空间相连通，所述吊挂平台设置在净煤气空间内，所述吊挂平台上设置有弹性吊挂装置，所述滤袋的滤袋帽挂于所述弹性吊挂装置上。

进一步的是：还包括净煤气管，所述净煤气管从灰斗进入容器且穿过所述安装花板与所述净煤气空间连通，所述净煤气出口与所述净煤气反吹口均设置在所述净煤气管位于容器的外端，且所述喷口设置在所述净煤气管位于净煤气空间的一端上。

进一步的是，所述滤袋由机织玻璃纤维层和膨体聚四氟乙烯层复合构成，所述膨体聚四氟乙烯层为内层，所述机织玻璃纤维层为外层。

进一步的是，所述灰斗为直角梯形灰斗，灰斗的出灰口对应的灰斗内壁包括竖直导灰部和倾斜导灰部。

进一步的是，所述弹性吊挂装置包括弹性挂钩和柔性链，所述柔性链的一端连接在所述吊挂平台上，另一端连接在滤袋帽上；所述弹性挂钩一端挂于柔性链上，另一端挂于柔性链或滤袋帽上。

进一步的是，还包括防瘪环，所述防瘪环设置在所述滤袋上。

进一步的是，还包括储灰罐，所述储灰罐与所述灰斗的出灰口相连，所述灰斗的出灰口上设置有星型卸灰阀和平面密封型专用切断阀。

进一步的是，还包括仓泵和排灰管，所述排灰管与所述仓泵相连，所述仓泵设置在储灰罐内，所述排灰管穿过所述储灰罐连通至外，所述排灰管位于所述储灰罐外的一端上设置有仓泵出口切断阀。

本发明的有益效果是：首先，气流不是直接朝滤袋喷吹，而是通过喷口先朝气流反射弧面喷吹，然后通过气流反射弧面反射后喷向各个滤袋。这样使得本发明通过简单的结构一方面可实现对滤袋较好的清灰，另一方面可使喷向各个滤袋的气流比较均匀，使各个滤袋都可进行较好的清灰，且使用成本低。而且，由于滤袋是通过弹性吊挂装置挂在吊挂平台上，并保持合理的张紧力。因此在采用反吹清灰的时候，合理压差、流量及持续时间的反吹气流通过特殊设计的管道和气流反射弧面，可在安装滤袋的容器的横截面上产生均匀下压气流。由于滤袋底部与安装花板固定，下压气流作用在滤袋表面的压力使滤袋反向变形（相对于滤袋过滤工作状态）而收缩，凝聚为滤袋的轴向拉力，拉伸滤袋上部的弹性吊挂装置。当下压气流消失后，会形成滤袋的上下脉动，完成主要的清灰动作。滤袋阻力越大（可以是积灰更多，尤其是滤袋表面结垢），滤袋的变形力越大，凝聚的轴向拉力越大，滤袋脉动更剧烈，因此该清灰系统有自适应能力以达到最佳的清灰效果。本发明有别于传统反吹清灰技术，就是将滤袋的脉动作为主要的清灰方式，传统的反吹清灰不能适应粗煤气在滤袋表面结垢的工况。当然，反吹形成的下压气流作用在袋帽上，对弹性吊挂装置形成的拉力也会不同程度帮助滤袋形成脉动。总之，系统结构在实现过滤的同时，也将反吹气流的能量分配为合理的吹落粉尘和抖落粉尘或垢块的清灰能量。极大的提高了过滤和清灰效率。由于脉动沿滤袋纵向进行，滤袋下开口与安装花板之间的径向机械密封，以及滤袋上开口与袋帽之间的扩张密封都不受影响，排除了粉尘泄露的可能；同时，滤袋两端固定，滤袋偏离纵向中心线的位移受到限制，减少了滤袋间碰撞概率（有别于脉冲长滤袋的悬臂梁固定方式），滤袋免受碰撞机械损伤。净煤气出口与净煤气反吹口共用同一个净煤气管，从灰斗引出，使得净煤气出口控制阀、反吹风机（可连接在净煤气反吹口上）和反吹口控制阀均处于下部，便于检修操作。滤袋由机织玻纤层和膨体聚四氟乙烯（ePTFE)层热覆构成，可以承受高温，最大限度避免烧袋风险，同时两种材料化学性能稳定，不水解、抗强酸，使滤袋免受高炉煤气酸结露腐蚀。膨体聚四氟乙烯薄膜的超高过滤精度，使粉尘结垢只发生在薄膜表面，薄膜极其光滑和憎水的特性，使发生的结垢也更容易清除。截面为直角梯形的非对称灰斗结构，使堆灰不易形成，输灰更顺畅。最终达到:在最大限度满足高炉煤气工况的前提下，使除尘器的过滤精度稳定达到≤0.5mg/Nm3（比现有技术高1-2个数量级），可靠性大幅提升。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1的A处放大图；

图中标记为：容器1、滤袋2、吊挂平台3、安装花板4、粗煤气进口5、净煤气出口6、弹性吊挂装置7、灰斗8、粗煤气空间9、净煤气管10、净煤气空间11、净煤气反吹口12、储灰罐13、排灰管14、滤袋帽21、弹性挂钩71、柔性链72，气流反射弧面31，喷口32，净煤气出口控制阀34，反吹口控制阀33，竖直导灰部35，倾斜导灰部36，出灰口37。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1所示，本发明包括容器1、设置在容器1内的过滤单元，所述容器1的底部为灰斗8，所述灰斗8的下端设置有出灰口37，所述过滤单元包括安装结构和安装在所述安装结构上的滤袋2，所述过滤单元将所述容器1分成上部的净煤气空间11和下部的粗煤气空间9，所述容器1上设置有粗煤气进口5和净煤气出口6，所述粗煤气进口5与所述粗煤气空间9连通，所述净煤气出口6与所述净煤气空间11连通，所述过滤单元的上方设置有朝向过滤单元的气流反射弧面31，还包括净煤气反吹口12，所述净煤气反吹口12通过管路与设置在净煤气空间11内的朝向气流反射弧面31的喷口32连通。当需要对各个滤袋2进行清灰时，可将净煤气反吹发生器与净煤气反吹口12相连，净煤气反吹发生器可以为反吹风机等可产生反吹气流的机器，然后开启净煤气反吹发生器，使反吹气流通过喷口32朝气流反射弧面31喷吹，上述气流反射弧面31会对气流起到分散引导作用，气流经气流反射弧面31反射后会比较均匀的喷向各个滤袋2。且上述结构通过调整喷口32距离气流反射弧面31距离可方便调整反吹气流对滤袋2的喷射压力。上述气流反射弧面31可单独设置在净煤气空间11内，也可直接作为容器1的顶面，如图1所示。上述喷口32可以为矩形直口，可以为圆口等。优选实施方式是：所述喷口32为喇叭口形状，且喷口32的大端朝向气流反射弧面31。如图1所示，喇叭口形状的喷口32有利于使气流最大程度的发散到整个气流反射弧面31，进而有利于使反射后的气流均匀的喷向各个滤袋2。

在上述基础上，如图1所示，所述安装结构包括吊挂平台3和安装花板4，所述滤袋2的开口连接在安装花板4上并与所述粗煤气空间9相连通，所述吊挂平台3设置在净煤气空间11内，所述吊挂平台3上设置有弹性吊挂装置7，所述滤袋2的滤袋帽21挂于所述弹性吊挂装置7上。灰斗8本身构成容器1的一部分，即位于容器1的底部，灰斗8一般通过法兰与容器1的上部分连接一体，也可以是焊接或者一体成型。吊挂平台3与安装花板4间隔一段距离安装在容器1内，滤袋2根据需要设置相应的数量，滤袋2的滤袋帽21通过弹性吊挂装置7挂于吊挂平台3上，滤袋2的开口与安装花板4密封并与粗煤气空间9相通，实际上此时滤袋2本身的壁与安装花板4共同将容器1分隔成了上部的净煤气空间11和下部的粗煤气空间9。在运行时，灰斗8的出口处于关闭状态，需过滤的粗煤气从粗煤气进口5进入到粗煤气空间9，粗煤气从滤袋2的开口进入到滤袋2，受到滤袋2的作用，粗煤气中的粉尘被阻挡在滤袋2内，过滤后的净煤气则透过滤袋2进入到净煤气空间11，然后净煤气则通过净煤气出口6排出，以此达到除尘的作用。在使用一段时间后，由于灰尘不断的在滤袋2的壁上累积，造成滤袋2的过滤效率降低，压差不断增大，当压差达到设定的值时就需要进行对滤袋2清灰，以使滤袋2过滤效率，此时对粗煤气净化停机，利用净煤气反吹发生器产生反吹气流，反吹气流经过气流反射弧面31反射后喷向各个滤袋2。滤袋2是通过弹性吊挂装置7安装到吊挂平台3上的，弹性吊挂装置7一般采用弹簧，当然也可以是一些弹性材料制成。上述反吹气流会对滤袋2的滤袋帽21产生向下压力，同时还会使滤袋2的袋体径向吸扁并纵向收缩，从而拉伸弹性吊挂装置7,当反吹气流消失后，滤袋2上下振动，当反吹气流压力和流量与滤袋2和弹性吊挂装置7的弹性模量的配合达到最佳时，即可完成对滤袋2的清灰和清垢。滤袋2内壁附着的灰尘或垢块被反吹脱离和抖落，清垢的过程更得益于滤袋的抖动。而且，由于膨体聚四氟乙烯薄膜极其光滑和憎水的特性，清灰能量可以降低到通常能量的20%，甚至更低。抖下的灰尘被灰斗8收集，利用灰斗8的开口即可排出。

具体的，如图1所示，净煤气反吹口12可以与净煤气出口6采用同一根管道与净煤气空间11连通，两者可分别通过反吹口控制阀33和净煤气出口控制阀34控制开闭，在粗煤气净化过滤的时候，开启净煤气出口6而关闭净煤气反吹口12；反之，在为滤袋2除灰的时候关闭净煤气出口6而开启净煤气反吹口12，由此避免了两者之间的干扰，且可使结构简单，在实际应用中不会干扰其它设备的正常设置。上述净煤气反吹口12可单独设置，如图1所示，单独设置净煤气反吹口12的好处就是可直接连接好净煤气反吹发生器，利用自动控制系统根据滤袋2的压差控制阀门的切换和净煤气反吹发生器的运动，从而实现自动清灰。在节约成本的情况下，可以使净煤气出口6和净煤气反吹口12为同一个口，在需要清灰的时候将净煤气反吹发生器安装到净煤气出口6进行反吹即可。

如图1所示，本发明还包括净煤气管10，所述净煤气管10从灰斗8进入容器1且穿过所述安装花板4与所述净煤气空间11连通，所述净煤气出口6与所述净煤气反吹口12均设置在所述净煤气管10位于容器1的外端，且所述喷口32设置在所述净煤气管10位于净煤气空间11的一端上。这样更好布置与净煤气管相连的设备，即设备都设置在地面，便于检修和监测。而且，通过同一根净煤气管10即可将净煤气排出，又可用于传输反吹气流，结构简化。此外，位于净煤气空间11的净煤气管10的一端上可以设置多个口，分别用于传输净煤气和反吹气流。但这样会使结构复杂，优选方式如图1所示，位于净煤气空间11的净煤气管10的一端只设置一个口，也就是上述喷口32，上述喷口32既可以使净煤气进入净煤气管10，又可以使反吹气流喷向气流反射弧面31，结构显著简化，便于安装和维修。

进一步的是，为了提高滤袋2的性能，所述滤袋2由机织玻璃纤维层和膨体聚四氟乙烯层复合构成，所述膨体聚四氟乙烯层为内层，所述机织玻璃纤维层为外层。也就是在机织玻璃纤维滤袋的内表面热覆膨体聚四氟乙烯薄膜。采用上述材料后，滤袋2过滤系统的耐温达到连续工作温度260℃的上限，最大限度避免烧袋风险，同时两种材料化学性能稳定不水解、抗强酸，使滤袋免受高炉煤气酸结露腐蚀；膜（表面）过滤技术的应用，高炉灰只堆积在薄膜表面，由于膨体聚四氟乙烯薄膜极其光滑和憎水的特性，滤袋2具备了清灰（垢）能量低、抗结垢的能力，过滤系统恢复能力强。满足高炉煤气不可避免的短时结露结垢工矿。滤袋的使用寿命长，压差低，降低了生产成本。最后，由于膨体聚四氟乙烯（ePTFE)薄膜的超高过滤精度，使本发明除尘装置的过滤精度比现有技术的过滤精度高1-2个数量级。

灰斗一般下端收口，形成出灰口，普通灰斗的截面一般为等腰三角形，在清灰量比较大的情况下，左右两边内壁滑下的灰垢较多，同时堆积在出灰口，容易造成出灰口堵塞，为了避免灰斗8出灰口堵塞，如图1所示，所述灰斗8为直角梯形灰斗，灰斗8下端设置的出灰口37对应的灰斗内壁包括竖直导灰部35和倾斜导灰部36。在灰垢落下的时候，重力作用下，灰垢在灰斗表面每处附着的稳定性不同，正对竖直导灰部35的灰垢能更快的落到出灰口37排出，而倾斜导灰部36由于是倾斜的，其对应的灰垢下落速度较慢，从而可使灰垢陆续的通过出灰口37排出，这样避免了正锥形灰斗所有灰垢同时向排灰口聚集的情况，有效避免出口堵塞的不利状况的发生。灰斗的内壁可以设置光滑涂覆层，进一步降低粉尘的附着稳定性，还可设置加温装置、震动装置，防止可能的粉尘含水量高等不利于排灰的工况。

为了便于调节弹性吊挂装置7的振动幅度，如图2所示，所述弹性吊挂装置7包括弹性挂钩71和柔性链72，所述柔性链72的一端连接在所述吊挂平台3上，另一端连接在滤袋帽21上；所述弹性挂钩71一端挂于柔性链72上，另一端挂于柔性链72或滤袋帽21上。柔性链72一般采用钢链即可，在悬挂的过程中，弹性挂钩71的两个挂点之间预留的柔性链72长度即是弹性挂钩71能伸长的长度，也即最大振幅，因此，控制预留柔性链72的长度即可控制整个弹性吊挂装置7的振幅。弹性挂钩71一般采用弹簧和两个挂钩制成。在实际的清灰过程中，就可以根据弹性挂钩71老化程度或实际需要调节振幅，从而更好的满足清灰时振动的需要，避免振幅过大损坏滤袋2，也避免振幅过小无法清灰。上述弹性挂钩71可包括一个弹簧，弹簧的两端分别设置上吊钩和下吊钩。

由于滤袋2本身为柔性的，因此在受到反冲气流后容易瘪，这就影响了正常的粗煤气过滤，为了防止这种情况，如图1所示，本发明还包括防瘪环，所述防瘪环设置在所述滤袋2上。防瘪环采用刚性材料制成，环绕设置在滤袋2的外壁或者内壁，沿滤袋2的长度间隔均匀设置，既保证了滤袋2能够上下左右振动，也避免滤袋2在径向瘪下。

具体的，如图1所示，本发明还包括储灰罐13，所述储灰罐13与所述灰斗8的出灰口37相连，所述灰斗8的出灰口37上设置有星型卸灰阀和平面密封型专用切断阀。储灰罐13可以收集振动抖下的灰尘，以作下一步处理。星型卸灰阀可以用于控制卸灰，平面密封型专用切断阀可以关闭储灰罐13通道，防止在粗煤气过滤的时候从储灰罐13漏出。

具体的，如图1所示，本发明还包括仓泵和排灰管14，所述排灰管14与所述仓泵相连，所述仓泵设置在储灰罐13内，所述排灰管14穿过所述储灰罐13连通至外，所述排灰管14位于所述储灰罐13外的一端上设置有仓泵出口切断阀。利用仓泵即可抽出储灰罐13内收集的灰垢，然后利用排灰管14将灰垢排出后进一步处理。

Claims (10)

1.高炉煤气气相脉动反吹风内滤式袋式除尘装置，包括容器（1）、设置在容器（1）内的过滤单元，所述容器（1）的底部为灰斗（8），所述灰斗（8）的下端设置有出灰口（37），所述过滤单元包括安装结构和安装在所述安装结构上的滤袋（2），所述过滤单元将所述容器（1）分成上部的净煤气空间（11）和下部的粗煤气空间（9），所述容器（1）上设置有粗煤气进口（5）和净煤气出口（6），所述粗煤气进口（5）与所述粗煤气空间（9）连通，所述净煤气出口（6）与所述净煤气空间（11）连通，其特征在于：所述过滤单元的上方设置有朝向过滤单元的气流反射弧面（31），还包括净煤气反吹口（12），所述净煤气反吹口（12）通过管路与设置在净煤气空间（11）内的朝向气流反射弧面（31）的喷口（32）连通。

2.如权利要求1所述的高炉煤气气相脉动反吹风内滤式袋式除尘装置，其特征在于：所述喷口（32）为喇叭口形状，且喷口（32）的大端朝向气流反射弧面（31）。

3.如权利要求1或2所述的高炉煤气气相脉动反吹风内滤式袋式除尘装置，其特征在于：所述安装结构包括吊挂平台（3）和安装花板（4），所述滤袋（2）的开口连接在安装花板（4）上并与所述粗煤气空间（9）相连通，所述吊挂平台（3）设置在净煤气空间（11）内，所述吊挂平台（3）上设置有弹性吊挂装置（7），所述滤袋（2）的滤袋帽（21）挂于所述弹性吊挂装置（7）上。

4.如权利要求3所述的高炉煤气气相脉动反吹风内滤式袋式除尘装置，其特征在于：还包括净煤气管（10），所述净煤气管（10）从灰斗（8）进入容器（1）且穿过所述安装花板（4）与所述净煤气空间（11）连通，所述净煤气出口（6）与所述净煤气反吹口（12）均设置在所述净煤气管（10）位于容器（1）的外端，且所述喷口（32）设置在所述净煤气管（10）位于净煤气空间（11）的一端上。

5.如权利要求1所述的高炉煤气气相脉动反吹风内滤式袋式除尘装置，其特征在于：所述滤袋（2）由机织玻璃纤维层和膨体聚四氟乙烯层复合构成，所述膨体聚四氟乙烯层为内层，所述机织玻璃纤维层为外层。

6.如权利要求1所述的高炉煤气气相脉动反吹风内滤式袋式除尘装置，其特征在于：所述灰斗（8）为直角梯形灰斗，灰斗（8）的出灰口（37）对应的灰斗内壁包括竖直导灰部（35）和倾斜导灰部（36）。

7.如权利要求1所述的高炉煤气气相脉动反吹风内滤式袋式除尘装置，其特征在于：所述弹性吊挂装置（7）包括弹性挂钩（71）和柔性链（72），所述柔性链（72）的一端连接在所述吊挂平台（3）上，另一端连接在滤袋帽（21）上；所述弹性挂钩（71）一端挂于柔性链（72）上，另一端挂于柔性链（72）或滤袋帽（21）上。

8.如权利要求1所述的高炉煤气气相脉动反吹风内滤式袋式除尘装置，其特征在于：还包括防瘪环，所述防瘪环设置在所述滤袋（2）上。

9.如权利要求1所述的高炉煤气气相脉动反吹风内滤式袋式除尘装置，其特征在于：还包括储灰罐（13），所述储灰罐（13）与灰斗（8）的出灰口（37）相连，所述灰斗（8）的出灰口（37）上设置有星型卸灰阀和平面密封型专用切断阀。

10.如权利要求9所述的高炉煤气气相脉动反吹风内滤式袋式除尘装置，其特征在于：还包括仓泵和排灰管（14），所述排灰管（14）与所述仓泵相连，所述仓泵设置在储灰罐（13）内，所述排灰管（14）穿过所述储灰罐（13）连通至外，所述排灰管（14）位于所述储灰罐（13）外的一端上设置有仓泵出口切断阀。

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