CN104399321B - 列管式风冷器及密闭矿热炉烟气净化方法和管内清灰方法 - Google Patents

列管式风冷器及密闭矿热炉烟气净化方法和管内清灰方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种列管式风冷器，涉及环保领域，所述列管式风冷器由上箱体、冷却管组和下箱体组成，所述冷却管组设置在所述上箱体和下箱体之间，所述冷却管组由第一冷却段组和第二冷却段组组成，该第一冷却段组与第二冷却段组平行对称设置；所述上箱体分为左上箱体和右上箱体，所述左上箱体底部上开设有容纳第二冷却段组管道通过的圆孔，所述右上箱体底部上开设有容纳第一冷却段组管道通过的圆孔；所述上箱体靠第一冷却段组一边设置有风冷器气体进口，靠第二冷却段组一边设置有风冷器气体出口。与现有的相比，本发明保护的列管式风冷器既可以降温，也可以协同系统快速调节温度，同时具备对较大粉尘的隔离、沉降和收集作用。

Description

列管式风冷器及密闭矿热炉烟气净化方法和管内清灰方法
技术领域
本发明涉及环保领域，特别涉及一种列管式风冷器及密闭矿热炉烟气净化方法和列管式风冷器管内清灰方法。
背景技术
矿热炉煤气净化由最初湿法(效果不好，且产生二次污染)、电除尘(烟尘电阻率较高、影响除尘效果)，发展到袋式除尘，袋式除尘的特点是收尘效果好，设备运行平衡，收集烟尘主净化炉气可综合循环利用，目前袋式除尘已成为矿热炉生产过程中除尘和净化炉气的主要方式。
在矿热炉除尘方面，目前有正压和微正压式方式。
正压除尘：主风机设置于空冷器之后，收尘室之前，除尘器在正压状态下工作，采用反吹清灰，烟气先进冷却器、经风机进收尘室过滤排出，其温度、尘颗粒对风机损坏大，设备阻力大，过滤风速较低，过滤面积和主风机选择功率较大，不适合高温、高浓度、高硬度、高腐蚀的烟尘。
微正压式除尘：除尘器前后端均设置风机、烟气由前风机压入、后风机吸出，除尘室微负压或正压。
正压操作系统由于对设备损害较大，影响长周期安全运行，维护成本高；微正压操作系统需要两个风机系统配合，以确保除尘室压力稳定，因压力变化时风机调整不能同步，故操作匹配困难，难以实现稳定运行，这也是目前众多正压运行企业的难题。
发明内容
本发明的目的之一就在于提供一种列管式风冷器，该列管式风冷器既可以降温，也可以协同系统快速调节温度，同时具备对较大粉尘的隔离、沉降和收集作用。
本发明的技术方案是：一种列管式风冷器，所述列管式风冷器由上箱体、冷却管组和下箱体组成，所述冷却管组设置在所述上箱体和下箱体之间，所述冷却管组由第一冷却段组和第二冷却段组组成，该第一冷却段组与第二冷却段组平行对称设置；所述上箱体分为左上箱体和右上箱体，所述左上箱体底部上开设有容纳第二冷却段组管道通过的圆孔，所述右上箱体底部上开设有容纳第一冷却段组管道通过的圆孔；所述上箱体靠第一冷却段组一边设置有风冷器气体进口，靠第二冷却段组一边设置有风冷器气体出口。
作为优选，所述下箱体内设置有下箱体隔板和隔离降温管组，所述隔离降温管组管与管之间设置有间隙，所述下箱体隔板与隔离降温管组一起将所述下箱体分隔为两个下箱体腔室。
作为优选，所述下箱体下部为锥形沉降灰斗室。
作为优选，所述下箱体内还设置有下箱体第一冷却段组导流板和下箱体第二冷却段组导流板。
作为优选，所述右上箱体内设置有可开关的上箱体第一冷却段组内隔板，左上箱体内设置有可开关的第二冷却段组内隔板。
作为优选，所述下箱体内还设置有可开关下箱体第一冷却段组封板和可开关下箱体第二冷却段组封板，所述可开关下箱体第一冷却段组封板一端与下箱体第一冷却段组导流板相连，另一端与锥形沉降灰斗室箱壁相连；所述可开关下箱体第二冷却段组封板一端与下箱体第二冷却段组导流板相连，另一端与锥形沉降灰斗室箱壁相连。
作为优选，所述第一冷却段组包括第一管组、第二管组和第三管组，所述第二冷却段组包括第四管组、第五管组和第六管组。
作为优选，所述上箱体上还设置有连通所述左上箱体和右上箱体的互通管，该互通管上设置有气动阀。
本发明的目的之二在于提供一种列管式风冷器的管内清灰方法。
技术方案是：
一种列管式风冷器的管内清灰方法，包括以下步骤：
将上箱体第一冷却段组内隔板、可开关下箱体第一冷却段组封板、上箱体第二冷却段组内隔板和可开关下箱体第二冷却段组封板封闭；
气体从风冷器气体进口通过第一管组向下流向下箱体，被可开关下箱体第一冷却段组封板挡住后向上进入第二管组后进入上箱体，然后经第三管组向下进入下箱体经隔离降温管组后气体往上进入第四管组向上流入上箱体后向下流入第五管组，在可开关下箱体第二冷却段组封板的阻挡下向上进入第六管组后经风冷器风冷器气体出口流出。
本发明的目的之三在于提供一种密闭矿热炉烟气净化方法。
技术方案是：
一种密闭矿热炉烟气净化方法，包括以下顺次步骤：
烟气进入冷却塔冷却除尘，冷却除尘后灰尘进入卸灰装置；
冷却除尘后气体进入火星捕集器捕捉灰尘和火星，捕捉后灰尘和火星进入卸灰装置；
捕捉灰尘和火星后气体进入袋式除尘器除尘，除尘后灰尘进入卸灰装置；
除尘后气体进入净气风机增压；
所述冷却塔为上述的列管式风冷器。
本发明原理：
本发明采用负压操作系统，采用变频引风机与矿热炉运行压力参数为联锁进行调节，调节方式简单，灵敏度高、系统调节参数少，从而满足系统的平稳运行，是最优化、最节能和最稳定的除尘方式。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1)本发明解决冷却器管内均匀布风的问题，让每一根冷却管均匀散热。
2)本发明避免全部选用不锈钢材料，以便节约投资费用。
3)本发明分两级冷却可适当提高冷却管内的风速，克服粉尘在管内的粘结，影响列管的散热效果。
4)本发明利用两级冷却的中间连接灰斗对高温粉尘进行初始隔离沉降，降低后续含尘浓度。
5)本发明冷却器可以将700℃进气冷却到出口温度240℃。设置的轴流风机可以进一步将温度降低。
6)本发明冷却塔互通管的主要作用是在炉内温度出现下降时为了确保除尘器入口的温度不低于煤焦油的露点温度，造成糊袋，可将部分烟气不经过冷却器，达到急速升温的目的，所需烟气量的多少均可由智能控制系统自行控制。
6)本发明冷却塔可以根据管内集灰情况随时调节列管的风速，达到管壁集灰的清除，确保散热效果。
附图说明
图1是本发明列管式风冷器和卸灰装置的整体结构示意图；
图2是本发明列管式风冷器的上箱体和下箱体的隔离装置打开时的结构示意图；
图3是本发明列管式风冷器的上箱体和下箱体的隔离装置关闭时的结构示意图；
图4是本发明密闭矿热炉烟气净化系统整体结构示意图；
图5是本发明密闭矿热炉烟气净化系统密闭矿热炉结构示意图；
图6是本发明密闭矿热炉烟气净化系统火星捕集器和卸灰装置的结构示意图；
图7是本发明密闭矿热炉烟气净化系统袋式除尘器和卸灰装置的结构示意图；
图8是本发明密闭矿热炉烟气净化系统净气风机结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步说明。
实施例1
如图1-3所示，一种列管式风冷器，由上箱体113、冷却管组114和下箱体115组成，冷却管组114设置在上箱体113和下箱体115之间，冷却管组114由第一冷却段组和第二冷却段组组成，该第一冷却段组与第二冷却段组平行对称设置，上箱体113分为左上箱体和右上箱体，左上箱体底部上开设有容纳第二冷却段组管道通过的圆孔，右上箱体底部上开设有容纳第一冷却段组管道通过的圆孔。左上箱体和右上箱体之间设置有风冷器通道123。
上箱体113靠第一冷却段组一边设置有风冷器气体进口131，靠第二冷却段组一边设置有风冷器气体出口132。冷却管组114外设置有轴流风机108。
上箱体113上还设置有连通左上箱体和右上箱体的互通管，该互通管上设置有气动阀101。
右上箱体内设置有可开关的上箱体第一冷却段组内隔板122，左上箱体内内设置有可开关的上箱体第二冷却段组内隔板130。上箱体113、第一冷却段组采用304不锈钢。
第一冷却段组由第一管组116、第二管组117和第三管组118组成，第二冷却段组由第四管组119、第五管组120和第六管组121组成。
下箱体115内设置有下箱体隔板124和隔离降温管组133，隔离降温管组133管与管之间设置有间隙，下箱体隔板115与隔离降温管组133一起将下箱体115分隔为两个下箱体腔室。隔离降温管组133既有冷却的作用又有阻挡烟尘颗粒物的作用。
下箱体115下部为锥形沉降灰斗室129，下箱体115内还设置有下箱体第一冷却段组导流板125、下箱体第二冷却段组导流板126、可开关下箱体第一冷却段组封板127和可开关下箱体第二冷却段组封板128。可开关下箱体第一冷却段组封板127水平放置，一端与下箱体第一冷却段组导流板125相连，另一端与锥形沉降灰斗室129箱壁相连。可开关下箱体第二冷却段组封板128水平放置，一端与下箱体第二冷却段组导流板126相连，另一端与锥形沉降灰斗室129箱壁相连。
列管式风冷器1上还设置有风冷器泄爆阀104、风冷器振动器106、风冷器脉冲阀102、风冷器氮气输入口109、风冷器测温仪110、风冷器粉尘分析仪111和风冷器氢氧分析仪112。风冷器风冷器气体进口131、风冷器风冷器气体出口132和第二卸料阀分别连接有风冷器波纹管105。
当上箱体第一冷却段组内隔板122、可开关下箱体第一冷却段组封板127、上箱体第二冷却段组内隔板130和可开关下箱体第二冷却段组封板128打开后，从风冷器气体进口131进来的气体通过第一管组116、第二管组117和第三管组118向下流向下箱体115，经导流板125将气流导至灰斗室129壁并穿过隔离降温管组133后气体往上，通过第四管组119、第五管组120和第六管组121流向上箱体，经风冷器风冷器气体出口132流出。灰尘从锥形沉降灰斗室129底部出料口流出。由于气体经隔离降温管组管133后风速低于1m/s，因此大部分粉尘自然沉降。
实施例2
一种实施例1的列管式风冷器的管内清灰方法，包括以下步骤：
将上箱体第一冷却段组内隔板122、可开关下箱体第一冷却段组封板127、上箱体第二冷却段组内隔板130和可开关下箱体第二冷却段组封板128安装封闭。
气体从风冷器气体进口131通过通过第一管组116向下流向下箱体115，被可开关下箱体第一冷却段组封板127挡住后向上进入第二管组117后进入上箱体113，然后经第三管组118向下进入下箱体115经隔离降温管组133后气体往上进入第四管组119向上流入上箱体113后向下流入第五管组120，在可开关下箱体第二冷却段组封板128的阻挡下向上进入第六管组121后经风冷器风冷器气体出口132流出。由于气体经隔离降温管组管133后风速低于1m/s，因此大部分粉尘自然沉降。灰尘从锥形沉降灰斗室129底部出料口流出。管内风速与未关闭时相比大了3倍，因此可以将管内积灰进行冲刷，以达到请灰的目的。
实施例3
如图1-8所示，一种密闭矿热炉烟气净化系统，包括密闭矿热炉2、冷却塔1、火星捕集器5、袋式除尘器6、净气风机7、卸灰装置、螺旋输送机和料仓。
卸灰装置共有三个，分别为列管式风冷器卸灰装置、火星捕集器卸灰装置和袋式除尘器卸灰装置。
密闭矿热炉2分别与排空烟囱与冷却塔1相连，密闭矿热炉2与排空烟囱相连的管道上设置有密闭矿热炉脉冲阀202和电动蝶阀201，密闭矿热炉2与冷却塔1连接的管道上套有水套203。
冷却塔1为实施例1中的列管式风冷器。列管式风冷器卸灰装置连接在锥形沉降灰斗室129底部出料口，该列管式风冷器卸灰装置由两个风冷器卸料阀107和风冷器物料过度仓102组成，风冷器物料过度仓102设置在两个风冷器卸料阀107之间，该风冷器物料过度仓102有双层物料辅助密封的作用。两个风冷器卸料阀107分为风冷器第一卸料阀和风冷器第二卸料阀。
火星捕集器5的进口和出口上连接有火星捕集器波纹管505。火星捕集器卸灰装置连接在火星捕集器5的底部，该火星捕集器卸灰装置由两个火星捕集器卸料阀507和火星捕集器物料过度仓502组成，火星捕集器物料过度仓502设置在两个火星捕集器卸料阀507之间，该火星捕集器物料过度仓502有双层物料辅助密封的作用。两个火星捕集器卸料阀507分为火星捕集器第一卸料阀和火星捕集器第二卸料阀。火星捕集器第二卸料阀上也连接有火星捕集器波纹管505。火星捕集器5上还设置有火星捕集器泄爆阀504、火星捕集器振动器506和火星捕集器氮气输入口509。
袋式除尘器卸灰装置连接在袋式除尘器6的底部，该袋式除尘器卸灰装置由两个袋式除尘器卸料阀607和袋式除尘器物料过度仓602组成，袋式除尘器物料过度仓602设置在两个袋式除尘器卸料阀607之间，该袋式除尘器物料过度仓602有双层物料辅助密封的作用。两个袋式除尘器卸料阀607分为袋式除尘器第一卸料阀和袋式除尘器第二卸料阀。袋式除尘器6和袋式除尘器物料过度仓602上设置有袋式除尘器氮气输入口609。袋式除尘器第二卸料阀上连有袋式除尘器波纹管605。
净气风机7为变频引风机，净气风机7进口和出口上都连有净气风机波纹管705，净气风机7出口上还设置有净气风机出口氢氧分析仪712，净气风机7进口上还设置有净气风机进口粉尘分析仪711和净气风机进口测温仪710。
从密闭矿热炉2出来的不带粉尘的气体从排空烟囱排出，带粉尘的高温700℃的气体进入冷却塔1冷却和除尘，经冷却塔1冷却和除尘后的气体(冷却后温度为(220-250℃)进入火星捕集器5，火星捕集器5将烟气中绝大部分粗颗粒粉尘及火星捕集下来，从火星捕集器5出来的气体进入袋式除尘器6进一步除尘后进入净气风机7增压后送至用户，一部分送回袋式除尘器回流，还有一部分经过炉气排空烟囱排出。从冷却塔1排出的灰尘、火星捕集器5捕捉的灰尘和火星以及从袋式除尘器6排出的灰尘分别进入卸灰装置后由螺旋输送机输送到料仓。
当密闭矿热炉内温度出现下降时为了确保袋式除尘器入口的温度不低于煤焦油的露点温度，造成糊袋，可将互通管上的气动阀101打开，使部分烟气不经过冷却器，达到急速升温的目的。
经过本实施例的密闭矿热炉烟气净化系统净化处理的烟气，由净化前煤气含尘量25.4g/Nm3，700℃到净化后含尘浓度降至30mg/m3以下,含焦油浓度20mg/m3以下，除尘效率达到99.9％以上。

Claims (9)

1.一种列管式风冷器，其特征在于：所述列管式风冷器由上箱体、冷却管组和下箱体组成，所述冷却管组设置在所述上箱体和下箱体之间，所述冷却管组由第一冷却段组和第二冷却段组组成，该第一冷却段组与第二冷却段组平行对称设置；所述上箱体分为左上箱体和右上箱体，所述左上箱体底部上开设有容纳第二冷却段组管道通过的圆孔，所述右上箱体底部上开设有容纳第一冷却段组管道通过的圆孔；所述上箱体靠第一冷却段组一边设置有风冷器气体进口，靠第二冷却段组一边设置有风冷器气体出口；所述下箱体内设置有下箱体隔板和隔离降温管组，所述隔离降温管组管与管之间设置有间隙，所述下箱体隔板与隔离降温管组一起将所述下箱体分隔为两个下箱体腔室。
2.根据权利要求1所述的列管式风冷器，其特征在于：所述下箱体下部为锥形沉降灰斗室。
3.根据权利要求2所述的列管式风冷器，其特征在于：所述下箱体内还设置有下箱体第一冷却段组导流板和下箱体第二冷却段组导流板。
4.根据权利要求3所述的列管式风冷器，其特征在于：所述右上箱体内设置有可开关的上箱体第一冷却段组内隔板，左上箱体内设置有可开关的第二冷却段组内隔板。
5.根据权利要求4所述的列管式风冷器，其特征在于：所述下箱体内还设置有可开关下箱体第一冷却段组封板和可开关下箱体第二冷却段组封板，所述可开关下箱体第一冷却段组封板一端与下箱体第一冷却段组导流板相连，另一端与锥形沉降灰斗室箱壁相连；所述可开关下箱体第二冷却段组封板一端与下箱体第二冷却段组导流板相连，另一端与锥形沉降灰斗室箱壁相连。
6.根据权利要求5所述的列管式风冷器，其特征在于：所述第一冷却段组包括第一管组、第二管组和第三管组，所述第二冷却段组包括第四管组、第五管组和第六管组。
7.根据权利要求6所述的列管式风冷器，其特征在于：所述上箱体上还设置有连通所述左上箱体和右上箱体的互通管，该互通管上设置有气动阀。
8.一种权利要求7所述的列管式风冷器的管内清灰方法，包括以下步骤：将上箱体第一冷却段组内隔板、可开关下箱体第一冷却段组封板、上箱体第二冷却段组内隔板和可开关下箱体第二冷却段组封板封闭；气体从风冷器气体进口通过第一管组向下流向下箱体，被可开关下箱体第一冷却段组封板挡住后向上进入第二管组后进入上箱体，然后经第三管组向下进入下箱体经隔离降温管组后气体往上进入第四管组向上流入上箱体后向下流入第五管组，在可开关下箱体第二冷却段组封板的阻挡下向上进入第六管组后经风冷器风冷器气体出口流出。
9.一种密闭矿热炉烟气净化方法，包括以下顺次步骤：烟气进入冷却塔冷却除尘，冷却除尘后灰尘进入卸灰装置；冷却除尘后气体进入火星捕集器捕捉灰尘和火星，捕捉后灰尘和火星进入卸灰装置；捕捉灰尘和火星后气体进入袋式除尘器除尘，除尘后灰尘进入卸灰装置；除尘后气体进入净气风机增压；所述冷却塔为权利要求1-7任一权利要求所述的列管式风冷器。
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