CN102758042B

CN102758042B - 高炉炉顶荒煤气旋流除尘回收系统及其回收方法

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Publication number: CN102758042B
Application number: CN2012102867604A
Authority: CN
Inventors: 唐忠库
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-08-14
Filing date: 2012-08-14
Publication date: 2013-09-25
Anticipated expiration: 2032-08-14
Also published as: CN102758042A

Abstract

本发明涉及一种高炉炉顶荒煤气旋流除尘回收系统及其回收方法。本发明是将从高炉料罐均压放散的高炉炉顶荒煤气直接给入高炉煤气布袋除尘器进行除尘，并在高炉煤气布袋除尘器的壳体下部增设了内置式圆台形旋风筒，使进入高炉净煤气布袋除尘器的荒煤气在环形旋风室内以切线方向旋转后，才进入上部煤气净化室，并在导流板的作用下，均匀通过间隙排列的除尘布袋组除尘，这种结构，不仅除尘效果好，而且进入上部煤气净化室的荒煤气温度也大大地降低了，有效地提高了布袋的使用寿命。

Description

高炉炉顶荒煤气旋流除尘回收系统及其回收方法

技术领域

本发明属于冶金行业高炉冶炼生产中煤气的净化工艺，尤其涉及一种高炉炉顶荒煤气旋流除尘回收系统及其回收方法。

背景技术

据统计全国有大、中、小型高炉四百多座。其炉顶供料系统的煤气回收系统的基本原理是：高炉物料由皮带输送机输送到“料仓”内（一般定量上料），炉料供完毕后打开料仓阀F2，炉料进入“料罐”；“料仓”卸完料后关闭料仓阀F2，此时 “料仓”可以继续上料，然后打开用半净煤气均压阀F10对料罐进行一次均压，待料罐压力均衡后关闭阀净煤气均压阀F10；再用氮气对料罐进行二次均压，均压至与高炉内压力相同时关闭阀F13，目前许多钢厂已经不用二次均压，也能满足高炉正常工作需要。

然后打开料罐阀F1 ，料罐”内的炉料开始进入高炉内， “料罐”内料空，关闭阀料罐阀F1，此时放散阀F9，F11开，当料罐内压力为零时，料仓阀F2开；当“料仓”内料空时，放散阀F9，F11关。如此循环。高炉每小时供料次数一般在12次—13次。此套控制程序严格执行PCC电气控制程序。其中参与控制的设备还有：料位仪控制设备、压力控制设备，PCC自设定延时等。在高炉供料系统的控制程序中，放散时间一般在每小时20秒以内。也就是说，放散阀F11和F9开至料仓阀F2关的过程。

在炼铁生产过程中，每吨生铁可产出约1500 ～1600 m³/ tFe的高炉荒煤气，高炉炉顶放散荒煤气约75 ～100 m³/ tFe，是重要的二次能源。由于高炉荒煤气中含尘量高，不能直接使用，要使含尘量下降到8mg / m³ 以下才能使用，所以必须对高炉荒煤气作净化回收处理。

现有的高炉炉顶荒煤气回收系统通常是：从高炉料罐均压放散的荒煤气经均压放散管道进入旋风除尘器初步除尘后的半净煤气，进入旋风除尘器后串联的布袋除尘器形成净煤气。

目前，采用的布袋除尘器主要由具有含尘气体进口的箱体，设置在箱体内由夹持装置定位的成间隙排列的布袋组，进气管、排气管、反吹风管、控制阀、振荡机构或反吹机构，灰斗以及箱体支架。烟尘从滤袋的外表面穿透进入滤袋内。这时气体中的灰尘物质被过滤材料过滤聚集在滤袋的外表面，出来的就是干净的气体。由于布袋除尘器的除尘效率高，可以达到99 ％以上，因此被广泛应用。但是，由于高炉放散烟气中的颗粒较大，导致布袋除尘器磨损严重，直接影响经济效益；另外布袋除尘器清灰大多是采用气体反吹式，每间隔一个脉冲就对滤材反吹一次，滤材表面的集尘在反吹空气的作用下掉落，对布袋除尘清灰一般采用的是用高压氮气反吹或振荡机构，其中氮气在钢厂中应用很多，比较缺乏，成本高，另外如果在煤气管网中，含氮气量过高，还会影响煤气的二次利用和燃烧质量；二是由于称量料罐均压放散的荒煤气经均压放散管道进入旋风除尘器初步除尘后，即产生一次放散，而且“料罐”内的放散过程是压力由约0.2mpa—0.015mpa，速度由高速到低速的过程。由于压力的变化，风速度的变化，产生的后果是对布袋冲击大、磨损大、管道内压力变化大，形成不了整体管道内流速，灰尘容易沉积，回收时间过长。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有生产工艺中存在的不足，提供一种可将高炉炉顶装料均压放散过程中产生的荒煤直接进入干式高炉煤气布袋除尘器进行净化除尘、回收的高炉炉顶荒煤气旋流除尘回收系统及其回收方法。

本发明的目的是通过下述技术方案来实现的：

本发明的高炉炉顶荒煤气旋流除尘回收系统，包括与高炉料罐连接的高炉炉顶荒煤气输出管道、高炉炉顶荒煤气切断阀、高炉炉顶煤气布袋除尘器、与高炉煤气布袋除尘器相连接的净煤气管网和净煤气切断阀，所述的高炉炉顶煤气布袋除尘器包括由上部半圆形风头壳体、中间圆柱形壳体和下部圆锥形壳体组成的外壳体，设在上部半圆形风头壳体上的与净煤气管网连通的净煤气出口、压力传感器和测氧仪，设置在圆柱形壳体内的间隙排列的除尘布袋组，设置在除尘布袋组上部的反吹清灰组件，设在高炉炉顶煤气布袋除尘器壳体侧面的高炉炉顶荒煤气进气口，其特征在于在所述的圆柱形壳体内除尘布袋组的下部设有带有进气口的内置式圆台形旋风筒，此内置式圆台形旋风筒与外壳体在同一中心线上，所述的内置式圆台形旋风筒将整个壳体分成上部煤气净化室，下部环形旋风室，所述的高炉炉顶荒煤气进气口设置在圆柱形壳体侧面的下部，其高炉炉顶荒煤气进气口与从高炉料罐均压放散的高炉炉顶荒煤气输出管道相连接，在内置式圆台形旋风筒与除尘布袋组之间设有导流板，在下部圆锥形壳体的下部设有卸灰阀，在所述的净煤气管网的输气管道上设有引风机，并在引风机两端分别设有切断阀和备用阀，

所述的反吹清灰组件由带喷头的半净煤气反吹管，与此半净煤气反吹管相连接半净煤气输入管和半净煤气切断阀所组成，其半净煤气输入管与半净煤气总管相连接，

所述的卸灰阀下部设有气化小灰仓，所述的气化小灰仓上部与卸灰阀相连接，两侧一端与悬浮管道相连接，另一端通过切断阀与气化小灰仓半净煤气反吹管相连接，此气化小灰仓半净煤气反吹管通过切断阀与半净煤气总管相连接，所述的悬浮管道与高炉料罐相连接，在所述的气化小灰仓的下部设有与半净煤气总管相连接的气化小灰仓半净煤气助吹管，所述的气化小灰仓半净煤气反吹管与半净煤气总管相连接。

在所述的布袋的下部设有排灰逆止阀和排灰弹簧。

所述的导流板上设有导流孔。

在所述的高炉炉顶荒煤气输出管道上设有辅助旋风除尘器、带切断阀的半净煤气输出管道和煤气放散管道。

在所述的气化小灰仓的下部设有与半净煤气总管相连接的气化小灰仓半净煤气助吹管。

一种利用高炉炉顶荒煤气旋流除尘回收系统对高炉炉顶荒煤气回收的方法，其特征在于从高炉料罐均压放散的高炉炉顶荒煤气经高炉炉顶荒煤气进气口进入高炉煤气布袋除尘器，此时设置在布袋除尘器上方的高炉净煤气引风机处于常开状态，高炉炉顶荒煤气进入由内置式圆台形旋风筒形成的环形旋风室，在环形旋风室内以切线方向旋转后，在离心力和重力的作用下大颗粒的烟灰沉降到圆锥形的壳体的下部，经卸灰阀卸入气化小灰仓，其余的高炉炉顶荒煤气经内置式圆台形旋风筒下部的进气口，经导流板整流后，均匀地进入上部煤气净化室，通过间隙排列的除尘布袋组除尘后的净煤气进入净煤气管网，当高炉料罐放散后，高炉料罐内的压力达到0压力时，半净煤气反吹组件启动，带喷头的半净煤气反吹管开始向布袋内反吹半净煤气，每间隔一个脉冲对布袋反吹一次，布袋表面的集尘在反吹半净煤气的作用下掉落，经圆台形旋风筒的进气口沉降到圆锥形的壳体的下部，从卸灰阀卸入气化小灰仓，再利用气化小灰仓半净煤气反吹管向气化小灰仓反吹半净煤气，将气化小灰仓收集的灰尘经悬浮管道返吹回到高炉料罐中。

本发明与原来高炉炉顶荒煤气回收除尘系统相比具有以下优点：

1、原高炉炉顶荒煤气回收除尘系统是将高炉炉顶荒煤气经旋风除尘器除尘后的半净煤气给入高炉净煤气布袋除尘器除尘后得到净煤气，送往净煤气管网，而本发明是将从高炉料罐均压放散的高炉炉顶荒煤气直接给入高炉煤气布袋除尘器进行除尘，减少了工序；

2、由于本发明在高炉煤气布袋除尘器的壳体下部增设了内置式圆台形旋风筒，使进入高炉净煤气布袋除尘器的荒煤气在环形旋风室内以切线方向旋转后，才进入上部煤气净化室，并在导流板的作用下，均匀通过间隙排列的除尘布袋组除尘，这种结构，不仅除尘效果好，而且进入上部煤气净化室的荒煤气温度也大大地降低了，有效地提高了布袋的使用寿命；

3、由于本发明在对布袋反吹时采用了半净煤气替代氮气，不仅有效地利用了原有的半净煤气资源、节省了氮气和降低了成本，又保证了净煤气的质量，因为在煤气管网中，如果含氮气量过高会影响煤气的二次利用和燃烧质量；

4、现有高炉能利用反吹风量将灰尘返吹回高炉的“料罐”内的风量有限，有部分的灰尘沉积在管道的底部，积少成多，时间长了结成的污垢容易堵塞管道，本发明采用悬浮管道和气化小灰仓相结合，并采用半净煤气和在气化小灰仓下部设置半净煤气助吹管，将气化小灰仓收集的灰尘返吹回到料罐中，不仅解决了管道堵塞问题，而且还有效地利用了资源。

附图说明

图1为本发明的高炉炉顶荒煤气旋流除尘回收系统图。

图2为本发明高炉煤气布袋除尘器的结构示意图。

图3为图2的I部放大图。

具体实施方式：

下面结合附图说明本发明的具体实施方式。

如图1、图2、图3所示，本发明的高炉炉顶荒煤气旋流除尘回收系统，包括与高炉料罐1连接的高炉炉顶荒煤气输出管道2、高炉炉顶荒煤气切断阀3、高炉煤气布袋除尘器6、与高炉煤气布袋除尘器6相连接的净煤气管网10和净煤气切断阀，所述的高炉煤气布袋除尘器6包括由上部半圆形风头壳体6-1、中间圆柱形壳体6-2和下部圆锥形壳体6-4组成的外壳体，设在上部半圆形风头壳体6-1上的与净煤气管网10连通的净煤气出口、压力传感器6-10和测氧仪6-9，设置在圆柱形壳体6-2内的间隙排列的除尘布袋组6-3，设置在除尘布袋组6-3上部的反吹清灰6-8组件，设在高炉煤气布袋除尘器壳体侧面的高炉炉顶荒煤气进气口17，其特征在于在所述的圆柱形壳体6-2内除尘布袋组6-3的下部设有带有进气口6-5的内置式圆台形旋风筒6-6，此内置式圆台形旋风筒6-6与外壳体在同一中心线上，所述的内置式圆台形旋风筒6-6将整个壳体分成上部煤气净化室，下部环形旋风室，所述的高炉炉顶荒煤气进气口17设置在圆柱形壳体6-2侧面的下部，其高炉炉顶荒煤气进气口17与从高炉料罐1均压放散的高炉炉顶荒煤气输出管道2相连接，在内置式圆台形旋风筒6-6与除尘布袋组6-3之间设有导流板6-7，所述的导流板6-7上设有导流孔，这种结构能使经旋流降速的高炉荒煤均匀通过间隙排列的除尘布袋组进行除尘，不仅除尘效果好，而且还有效地延长了布袋的使用寿命。

本发明在高炉煤气布袋除尘器6圆锥形壳体6-4的下部设有卸灰阀15，在所述的净煤气管网10的输气管道上设有引风机8，并在引风机两端分别设有切断阀7、9和备用阀11，在系统工作时切断阀7和9处于常开状态，其备用阀11处于关闭状态，风机处于工作状态，风机排风量的大小受压力传感器的控制，一般控制回收设备的压力在0kg/㎝²左右。

本发明所述的反吹清灰组件由带喷头的半净煤气反吹管6-8，与此半净煤气反吹管6-8相连接半净煤气输入管13和半净煤气切断阀12所组成，其半净煤气输入管13与半净煤气总管14相连接，由于半净煤气中含有少量灰尘，因此，本发明在布袋下部设有排灰逆止阀6-3-1和排灰弹簧6-3-2，以便反吹后能尽快将布袋内的灰尘排出。

由于本发明在对布袋反吹时采用了半净煤气替代氮气，不仅有效地利用了原有的半净煤气资源、节省了氮气和降低了成本，又保证了净煤气的质量，因为在煤气管网中，如果含氮气量过高会影响煤气的二次利用和燃烧质量。

本发明所述的卸灰阀15下部设有气化小灰仓16，所述的气化小灰仓16上部与卸灰阀15相连接，两侧一端与悬浮管道18相连接，另一端通过切断阀20与气化小灰仓半净煤气反吹管20相连接，此气化小灰仓半净煤气反吹管20通过切断阀21与半净煤气总管14相连接，所述的悬浮管道18与高炉料罐1相连接，在所述的气化小灰仓16的下部设有与半净煤气总管14相连接的气化小灰仓半净煤气助吹管19。

本发明采用的悬浮管道是发明人在1991年申请的CN91210462.7专利，这种输送物料的悬浮管道，悬浮空气管通过焊接孔固定在输送管道上壁上，悬浮空气管下壁具有均匀分布的喷吹孔，当物料在管道中输送时，不因压力过高而使管道堵塞，也不因输送气流速度小，物料堆积在管底，采用这用悬浮管道，管道内不易堵塞，而且还有效地利用了资源。

为了使高炉煤气布袋除尘器6出现故障检修时，不影响整个系统正常运行，本发明在所述的高炉炉顶荒煤气输出管道2上设有辅助旋风除尘器4、带切断阀的半净煤气输出管道5和煤气放散管道。

一种利用利用高炉炉顶荒煤气旋流除尘回收系统对高炉炉顶荒煤气回收的方法，其特征在于从高炉料罐1均压放散的高炉炉顶荒煤气经高炉炉顶荒煤气进气口17进入高炉煤气布袋除尘器，此时此时设置在布袋除尘器上方的高炉净煤气引风机8处于常开状态，高炉炉顶荒煤气进入由内置式圆台形旋风筒6-6形成的环形旋风室，在环形旋风室内以切线方向旋转后，在离心力和重力的作用下大颗粒的烟灰沉降到圆锥形的壳体6-4的下部，经卸灰阀15卸入气化小灰仓16，其余的高炉荒煤气经内置式圆台形旋风筒6-6下部的进气口6-5，经导流板6-7整流后，均匀地进入上部煤气净化室，通过间隙排列的除尘布袋组6-3除尘后的净煤气进入净煤气管网10，当高炉料罐1放散后，高炉料罐1内的压力达到0压力时，半净煤气反吹组件启动，带喷头的半净煤气反吹管6-8开始向布袋6-3内反吹半净煤气，每间隔一个脉冲对布袋6-3反吹一次，布袋6-3表面的集尘在反吹半净煤气的作用下掉落，经圆台形旋风筒的进气口沉降到圆锥形的壳体6-4的下部，从卸灰阀15卸入气化小灰仓16，再利用气化小灰仓半净煤气反吹管20向气化小灰仓16反吹半净煤气，将气化小灰仓16收集的灰尘经悬浮管道18返吹回到高炉料罐1中。如果悬浮管道18集灰多时，可启动气化小灰仓半净煤气助吹管19。

在系统工作时各均压阀的工作状态是：风机两侧的切断阀7和9处于常开状态时，其余阀均处于关闭状态，风机处于工作状态。风机排风量的大小受压力传感器的控制：一般控制回收设备的压力在0kg/㎝²左右。

上料皮带输送机23将料运输到“料仓”22内装好后，开阀F1，料进入“称量料罐”中，“料仓”内料空阀F1关闭，压力均衡后，阀F2开，延时一定时间（料几乎下完的时间）， “称量料罐”内料空阀F2关。这时称量料罐含有同高炉等压的一罐炉顶荒煤气；然后打开炉顶荒煤气输出管道2上的切断阀3，开始对高炉炉顶放散的荒煤气进行上述回收过程。回收结束后，在短时间内压力传感器反应为零时，阀F1开，料罐开始进料，这时卸灰阀15开，约3—4秒后关，料仓料空，阀F1关，切断阀3一般在阀F1提前2秒关，这时阀半净煤气反吹管道上的切断阀12开，约2—3秒后，反喷清洁布袋一次，如此循环反复工作。

如果回收设备发生故障，可以启动辅助旋风除尘器4、带切断阀的半净煤气输出管道5和煤气放散管道参与高炉炉顶荒煤气均压工作。

Claims

1.一种高炉炉顶荒煤气旋流除尘回收系统，包括与高炉料罐连接的高炉炉顶荒煤气输出管道、高炉炉顶荒煤气切断阀、高炉炉顶煤气布袋除尘器、与高炉煤气布袋除尘器相连接的净煤气管网和净煤气切断阀，所述的高炉炉顶煤气布袋除尘器包括由上部半圆形风头壳体、中间圆柱形壳体和下部圆锥形壳体组成的外壳体，设在上部半圆形风头壳体上的与净煤气管网连通的净煤气出口、压力传感器和测氧仪，设置在圆柱形壳体内的间隙排列的除尘布袋组，设置在除尘布袋组上部的反吹清灰组件，设在高炉炉顶煤气布袋除尘器壳体侧面的高炉炉顶荒煤气进气口，其特征在于在所述的圆柱形壳体内除尘布袋组的下部设有带有进气口的内置式圆台形旋风筒，此内置式圆台形旋风筒与外壳体在同一中心线上，所述的内置式圆台形旋风筒将整个壳体分成上部煤气净化室，下部环形旋风室，所述的高炉炉顶荒煤气进气口设置在圆柱形壳体侧面的下部，其高炉炉顶荒煤气进气口与从高炉料罐均压放散的高炉炉顶荒煤气输出管道相连接，在内置式圆台形旋风筒与除尘布袋组之间设有导流板，在下部圆锥形壳体的下部设有卸灰阀，在所述的净煤气管网的输气管道上设有引风机，并在引风机两端分别设有切断阀和备用阀，

2.根据权利要求1所述的高炉炉顶荒煤气旋流除尘回收系统，其特征在于在所述的布袋的下部设有排灰逆止阀和排灰弹簧。

3.根据权利要求1所述的高炉炉顶荒煤气旋流除尘回收系统，其特征在于所述的导流板上设有导流孔。

4.根据权利要求1所述的高炉炉顶荒煤气旋流除尘回收系统，其特征在于在所述的高炉炉顶荒煤气输出管道上设有辅助旋风除尘器、带切断阀的半净煤气输出管道和煤气放散管道。

5.一种利用高炉炉顶荒煤气旋流除尘回收系统对高炉炉顶荒煤气回收除尘方法，其特征在于从高炉料罐均压放散的高炉炉顶荒煤气经高炉炉顶荒煤气进气口进入高炉煤气布袋除尘器，此时设置在布袋除尘器上方的高炉净煤气引风机处于常开状态，高炉炉顶荒煤气进入由内置式圆台形旋风筒形成的环形旋风室，在环形旋风室内以切线方向旋转后，在离心力和重力的作用下大颗粒的烟灰沉降到圆锥形的壳体的下部，经卸灰阀卸入气化小灰仓，其余的高炉炉顶荒煤气经内置式圆台形旋风筒下部的进气口，经导流板整流后，均匀地进入上部煤气净化室，通过间隙排列的除尘布袋组除尘后的净煤气进入净煤气管网，当高炉料罐放散后，高炉料罐内的压力达到0压力时，半净煤气反吹组件启动，带喷头的半净煤气反吹管开始向布袋内反吹半净煤气，每间隔一个脉冲对布袋反吹一次，布袋表面的集尘在反吹半净煤气的作用下掉落，经圆台形旋风筒的进气口沉降到圆锥形的壳体的下部，从卸灰阀卸入气化小灰仓，再利用气化小灰仓半净煤气反吹管向气化小灰仓反吹半净煤气，将气化小灰仓收集的灰尘经悬浮管道返吹回到高炉料罐中。