CN107099632A - 带缓冲罐的压力容器煤气均压放散装置及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
一种带缓冲罐的压力容器煤气均压放散装置及其使用方法，属于冶金工程技术领域。包括均压、放散、安全和排污装置；均压装置由均压阀和布袋除尘器等串联组成；放散装置由放散阀、缓冲罐和煤气排放管道等串联组成；安全装置由安全阀和煤气排放管道等串联组成；排污装置由排污阀、缓冲罐和放散阀等串联组成；均压后，开启放散装置，压力容器中的煤气经装置过滤后进入到煤气排放管道，精除尘后的含尘量为2～5mg/Nm3；放散中缓冲罐起缓冲作用；缓冲罐的灰尘积攒到罐体容积1/4～1/3时，开启排污排污装置进行排污。优点在于，有效解决对空排放问题，低污染、延长设备使用寿命。
Description
技术领域
本发明属于冶金工程技术领域，特别涉及一种带缓冲罐的压力容器煤气均压放散装置及其使用方法。尤其涉及一种用于炼铁技术中带缓冲罐的压力容器煤气均压放散装置及其使用方法。
背景技术
高炉炉顶称量料罐均压放散的工艺特点是：介质工作压力：0～0.3MPa。在高压和常压状态之间循环交替，周而复始。每小时变换状态达15次。瞬时处理风量大，达到10～15Nm3/s,持续时间短15～20s，排入到大气中的荒煤气含尘量约20～30g/Nm3。
高炉粗煤气系统中卸灰工艺的中间罐也存在类似炉顶称量料罐的煤气均压放散工艺，其中也需要在短时间内将压力容器中的高压煤气进行放散。目前，在炼铁技术中的压力容器均压放散装置普遍存在如下问题：
1.若该压力容器的煤气均压放散工艺中没有精除尘装置布袋除尘器，未经精除尘后的煤气直接排入到大气中，对环境造成了极大的污染。
2.若该压力容器的煤气均压放散工艺中设有精除尘装置布袋除尘器，由于排放瞬时压力大，时间短的特点，容易造成对精除尘装置的损坏。
3.传统的设计有精除尘装置布袋除尘器的均压放散装置中存在除尘灰不能有效回落到压力容器中，造成堵塞，严重影响后续均压放散过程。
本发明中的均压放散装置及其工艺将有效的解决传统压力容器均压放散装置存在的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种带缓冲罐的压力容器煤气均压放散装置及其使用方法，解决了传统炼铁技术中压力容器煤气均压放散污染高、精除尘装置布袋除尘器易损、易堵塞的问题。实现了低排放、改善环境，而且延长精除尘装置布袋除尘器的寿命。
一种带缓冲罐的压力容器煤气均压放散装置，包括均压装置、放散装置、安全装置及排污装置四部分；均压装置由均压气源11、均压阀7、布袋除尘器6、切断阀一2和压力容器1相串联组成，均压气源11与布袋除尘器6之间设有均压阀7，布袋除尘器6与压力容器1之间设有切断阀一2；均压时，关闭放散装置中的放散阀3、切断阀二5和切断阀三8，开启均压装置中的切断阀一2和均压阀7，均压气源11经切断阀一2、布袋除尘器6和均压阀7进入到压力容器1，实现均压功能；放散装置由压力容器1、放散阀3、缓冲罐4、切断阀二5、布袋除尘器6、切断阀三8、孔板9和煤气排放管道12相串联组成，放散阀3在压力容器1与缓冲罐4之间，缓冲罐4与布袋除尘器6之间有切断阀二5，布袋除尘器6与煤气排放管道12之间有切断阀三8及孔板9，孔板9在切断阀三8上方；放散时，开启放散装置的切断阀三8、切断阀二5和放散阀3，煤气经缓冲罐4及布袋除尘器6过滤后进入到煤气排放管道12，实现放散功能；安全装置由压力容器1、安全阀10和煤气排放管道12相串联组成，压力容器1与煤气排放管道12之间有安全阀10；当压力容器1中的压力瞬时大于设定安全压力上限0.3MPa～0.32MPa时，开启安全装置，压力容器1中的气体经安全阀10排放到煤气排放管道12中，实现安全功能；排污装置由均压气源11、排污阀13、缓冲罐4、放散阀3和压力容器1相串联组成，排污阀13在均压气源11与缓冲罐4之间；当缓冲罐4中的灰尘积攒到罐体容积1/4～1/3时，均压气源11将缓冲罐4中的灰尘反吹至压力容器1中，完成排污。
一种带缓冲罐的压力容器煤气均压放散装置的使用方法，其具体步骤及参数如下：
1.均压：关闭放散阀3、切断阀二5和切断阀三8，开启切断阀一2和均压阀7，均压气源11经均压阀7、布袋除尘器6和切断阀一2进入到压力容器1，均压气源11在将布袋除尘器6中积攒的灰尘吹回压力容器1的同时，使压力容器1达到预设均压压力0.2MPa～0.3MPa，实现均压功能，然后关闭均压阀7和切断阀一2。
2.放散：在均压完成后，开启放散装置的切断阀三8、切断阀二5和放散阀3，压力容器1中的煤气经放散阀3、缓冲罐4、切断阀二5、布袋除尘器6，切断阀三8和孔板9过滤后进入到煤气排放管道12，当压力容器1中的压力达到预设压力0MPa时，实现放散功能，然后关闭放散阀3，切断阀二5和切断阀三8。
传统放散荒煤气的含尘量约20～30g/Nm3，经布袋除尘器6精除尘后的含尘量约为2～5mg/Nm3。在本次放散过程中，缓冲罐4起缓冲作用，大大延长了布袋除尘器的寿命。过程中孔板9减小布袋除尘器6进出口的压差，从而减少放散煤气对布袋除尘器6中布袋的冲击，延长设备寿命。布袋除尘器6使用金属滤料袋式除尘器，该种金属滤料袋式除尘器可解决传统布袋除尘器承受的压差能力小、板结等问题。布袋除尘器6需经过精确计算出适合的布袋过滤面积，以防止布袋除尘器6寿命缩短。
3.安全：当压力容器1中的压力瞬时大于设定安全压力上限0.3MPa～0.32MPa时，开启安全装置，压力容器1中的气体经安全阀10排放到煤气排放管道12中，实现安全功能。
4.排污：当缓冲罐4中的灰尘积攒到罐体容积1/4～1/3时，开启排污阀13、放散阀3和均压气源11将缓冲罐4中的灰尘反吹至压力容器1，完成排污。
精除尘形式一般有三种：袋式除尘、湿法除尘、电除尘。根据高炉炉顶煤气均压放散在高压和常压状态之间循环交替的间歇工艺特点，采用湿法除尘、电除尘几乎是不可能的，只能采用袋式除尘器。目前袋式除尘的滤料基本都是针刺毡无纺布，在其适合的温度范围内长期工作除尘效果良好。但其使用有一定局限，一是承受的压差小，大多数滤料承受的压差在7～8kPa之内，压差过大会使超细粉尘穿过滤料而透滤，交替的大压差运行，也将大大降低滤料寿命。二是针刺毡滤料为灰膜过滤，低温状况下运行会造成粉尘板结，加大运行压差。鉴于针刺毡无纺布使用的局限，因此决定采用金属滤料。金属纤维编织滤料表面光滑，达到表面过滤的程度。采用金属纤维编织滤料可以很大程度上克服针刺毡滤料的使用局限。针对料罐均压煤气除尘过程中除尘器布袋容易出现板结现象，优选滤袋材质，考虑采用金属滤料袋式除尘器作为二次精除尘设施是较为合理的方案。
本发明的优点在于：解决了传统炼铁技术中压力容器煤气的对空排放问题，实现了低污染；通过相关装置大大缓解了气流对布袋除尘器的冲击，延长了设备寿命；解决了布袋除尘器过滤杂质堆积在底部的问题。
附图说明
图1炼铁技术中压力容器煤气的均压放散工艺流程图。其中，压力容器1，切断阀一2，放散阀3，缓冲罐4，切断阀二5，布袋除尘器6，均压阀7，切断阀三8，孔板9，安全阀10，均压气源11，煤气排放管道12，排污阀13。
具体实施方式
实施例1
一种带缓冲罐的压力容器煤气均压放散装置，包括均压装置、放散装置、安全装置及排污装置四部分；均压装置由均压气源11、均压阀7、布袋除尘器6、切断阀一2和压力容器1相串联组成，均压气源11与布袋除尘器6之间设有均压阀7，布袋除尘器6与压力容器1之间设有切断阀一2；放散装置由压力容器1、放散阀3、缓冲罐4、切断阀二5、布袋除尘器6、切断阀三8、孔板9和煤气排放管道12相串联组成，放散阀3在压力容器1与缓冲罐4之间，缓冲罐4与布袋除尘器6之间有切断阀二5，布袋除尘器6与煤气排放管道12之间有切断阀三8及孔板9，孔板9在切断阀三8上方；安全装置由压力容器1、安全阀10和煤气排放管道12相串联组成，压力容器1与煤气排放管道12之间有安全阀10；排污装置由均压气源11、排污阀13、缓冲罐4、放散阀3和压力容器1相串联组成，排污阀13在均压气源11与缓冲罐4之间。
一种带缓冲罐的压力容器煤气均压放散装置的使用方法，其具体步骤及参数如下：
1.均压：关闭放散阀3、切断阀二5和切断阀三8，开启切断阀一2和均压阀7，均压气源11经均压阀7、布袋除尘器6和切断阀一2进入到压力容器1，均压气源11在将布袋除尘器6中积攒的灰尘吹回压力容器1的同时，使压力容器1达到预设均压压力0.25MPa，实现均压功能，然后关闭均压阀7和切断阀一2。
2.放散：在均压完成后，开启放散装置的切断阀三8、切断阀二5和放散阀3，压力容器1中的煤气经放散阀3、缓冲罐4、切断阀二5、布袋除尘器6，切断阀三8和孔板9过滤后进入到煤气排放管道12，当压力容器1中的压力达到预设压力0MPa时，实现放散功能，然后关闭放散阀3，切断阀二5和切断阀三8。在本次放散过程中，缓冲罐4起缓冲作用，大大延长了布袋除尘器的寿命。布袋除尘器6使用金属滤料袋式除尘器，该种金属滤料袋式除尘器可解决传统布袋除尘器承受的压差能力小、板结等问题。布袋除尘器6需经过精确计算出适合的布袋过滤面积，以防止布袋除尘器6寿命缩短。
3.安全：当压力容器1中的压力瞬时大于设定安全压力上限0.3MPa时，开启安全装置，压力容器1中的气体经安全阀10排放到煤气排放管道12中，实现安全功能。
4.排污：当缓冲罐4中的灰尘积攒到罐体容积1/4时，开启排污阀13、放散阀3和均压气源11将缓冲罐4中的灰尘反吹至压力容器1，完成排污。
以3000m3高炉生产工艺为例，计算每年向大气少排放的杂质质量。
| 料罐容积(m3) | 70 |
| 高炉年操作日(天) | 350 |
| 日正常上料(ch/d) | 144 |
| 压力(MPa) | 0.25 |
| 煤气温度(℃) | 100 |
| 每小时放散次数(次) | 15 |
| 传统放散煤气含尘量(g/Nm3) | 25 |
| 本发明放散煤气含尘量(g/Nm3) | 0.005 |
| 年少排放放散煤气粉尘量(kg) | 551140 |
通过本发明还可以延长现有布袋除尘器6的寿命，一般3000m3级高炉粗煤气卸灰装置中的布袋除尘器平均3天换7个布袋，每个布袋的价格约为50元，一年的经费约需40833元，通过本发明可大大节约设备寿命，经核算约18天换7个布袋，每年可节约经费34027元。
Claims (4)
1.一种带缓冲罐的压力容器煤气均压放散装置，其特征在于，包括均压装置、放散装置、安全装置及排污装置四部分；均压装置由均压气源(11)、均压阀(7)、布袋除尘器(6)、切断阀一(2)和压力容器(1)相串联组成，均压气源(11)与布袋除尘器(6)之间设有均压阀(7)，布袋除尘器(6)与压力容器(1)之间设有切断阀一(2)；均压时，关闭放散装置中的放散阀(3)、切断阀二(5)和切断阀三(8)，开启均压装置中的切断阀一(2)和均压阀(7)，均压气源(11)经切断阀一(2)、布袋除尘器(6)和均压阀(7)进入到压力容器(1)，实现均压功能；放散装置由压力容器(1)、放散阀(3)、缓冲罐(4)、切断阀二(5)、布袋除尘器(6)、切断阀三(8)、孔板(9)和煤气排放管道(12)相串联组成，放散阀(3)在压力容器(1)与缓冲罐(4)之间，缓冲罐(4)与布袋除尘器(6)之间有切断阀二(5)，布袋除尘器(6)与煤气排放管道(12)之间有切断阀三(8)及孔板(9)，孔板(9)在切断阀三(8)上方；放散时，开启放散装置的切断阀三(8)、切断阀二(5)和放散阀(3)，煤气经缓冲罐(4)及布袋除尘器(6)过滤后进入到煤气排放管道(12)，实现放散功能；安全装置由压力容器(1)、安全阀(10)和煤气排放管道(12)相串联组成，压力容器(1)与煤气排放管道(12)之间有安全阀(10)；当压力容器(1)中的压力瞬时大于设定安全压力上限时，开启安全装置，压力容器(1)中的气体经安全阀(10)排放到煤气排放管道(12)中，实现安全功能；排污装置由均压气源(11)、排污阀(13)、缓冲罐(4)、放散阀(3)和压力容器(1)相串联组成，排污阀(13)在均压气源(11)与缓冲罐(4)之间；当缓冲罐(4)中的灰尘积攒到罐体容积1/4～1/3时，均压气源(11)将缓冲罐(4)中的灰尘反吹至压力容器(1)中，完成排污。
2.一种权利要求1所述的装置的使用方法，其特征在于，具体步骤及参数如下：
1)均压：关闭放散阀(3)、切断阀二(5)和切断阀三(8)，开启切断阀一(2)和均压阀(7)，均压气源(11)经均压阀(7)、布袋除尘器(6)和切断阀一(2)进入到压力容器(1)，均压气源(11)在将布袋除尘器(6)中积攒的灰尘吹回压力容器(1)的同时，使压力容器(1)达到预设均压压力0.2MPa～0.3MPa，实现均压功能，然后关闭均压阀(7)和切断阀一(2)；
2)放散：在均压完成后，开启放散装置的切断阀三(8)、切断阀二(5)和放散阀(3)，压力容器(1)中的煤气经放散阀(3)、缓冲罐(4)、切断阀二(5)、布袋除尘器(6)，切断阀三(8)和孔板(9)过滤后进入到煤气排放管道(12)，当压力容器(1)中的压力达到预设压力0MPa时，实现放散功能，然后关闭放散阀(3)，切断阀二(5)和切断阀三(8)；
3)安全：当压力容器(1)中的压力瞬时大于设定安全压力上限时，开启安全装置，压力容器(1)中的气体经安全阀(10)排放到煤气排放管道(12)中，实现安全功能；
4)排污：当缓冲罐(4)中的灰尘积攒到罐体容积1/4～1/3时，开启排污阀(13)、放散阀(3)和均压气源(11)将缓冲罐(4)中的灰尘反吹至压力容器(1)，完成排污。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤1)和3)中压力容器(1)预设压力均为0.2MPa～0.3MPa。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤2)的放散过程中，布袋除尘器(6)精除尘后的含尘量为2～5mg/Nm3。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20170829 |
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