CN108369071B - 用于清洁高炉炉气的工艺和过滤装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于清洁炉气的工艺以及装置。沿主流方向(A)流动的炉气经过过滤袋(13)的阵列。已经经过过滤袋的过滤的炉气通过沿过滤袋的下游端部移动的一个或多个喷嘴(28)部分地返回。在循环过程中每个过滤袋(13)由至少一个喷嘴(28)经过至少一次。经过过滤袋的喷嘴沿回流方向(B)吹动过滤的炉气通过所述过滤袋。回流方向与主流方向相反。

Description

用于清洁高炉炉气的工艺和过滤装置
技术领域
本发明涉及一种用于除去由金属生产工艺(特别是钢铁生产工艺) 产生的炉气(如高炉炉气或用电弧炉(EAF)、氧气顶吹转炉(BOF) 或直接还原铁(DRI)工艺产生的炉气)的干式除尘的工艺和过滤装置。
背景技术
通常具有相对高的一氧化碳含量，例如约20-28％的高炉炉气，能够在各种类型的燃烧器中用作燃料气体。然而，离开高炉的高炉炉气含尘量通常为约10-40g/Nm3，这对于在这种燃烧器中使用来说太高。为了确保使用高炉炉气的燃烧器或其他设备的正常和稳定地工作，必须显著降低高炉炉气的含尘量。这通常通过两步过程完成。在第一步中，较大的灰尘颗粒在气旋中分离。在第二步中，较小的颗粒通常通过湿法工艺中的洗涤器分离。这种湿法工艺需要大量的水消耗，并产生污泥和废水，这需要进一步处理。水洗涤处理还导致经处理的高炉炉气的压力和温度的下降，这降低了其作为下游气体燃烧器中的燃料气体的效率。
为了克服湿式气体清洁工艺的缺陷，已经提出通过从管板垂下的过滤袋来过滤气体，例如在2009年中国上海的第5届国际炼铁科技大会记录第612-616页中张富明的文献“大型高炉的高炉炉气的干式过滤袋清洁技术的研究”中。
过滤袋可以通过通常是惰性气体(例如氮气)的回流进行清洁，例如在Lanzerstorfer和Xu，“Neue Entwicklungen zur Gichtgasreinigung von Hochofen：ein
Figure BDA0001674329910000021
”，BH，第195卷，第91-98,2014中公开的。这可以离线或在线完成。离线清洁会中断过滤工艺。在线清洗具有氮气会冷却并且稀释高炉炉气的缺点。为了使这种影响最小化，氮气流必须使用最少量的氮以短而强的脉冲喷出。这些脉冲应该非常强，以产生与2.5巴主流相对的冲击波。可通过这种在线回流清洁的过滤袋的最大长度通常约为4米。
该出版物还讨论了1982年小仓钢铁厂的日本过滤装置，所述过滤装置使用清洁过的高炉炉气的逆流来清洁过滤袋。所述过滤器从气流中取出并离线清洗。
本发明的目的是提供一种用于使用过滤袋以在线回流从高炉炉气除尘的干式清洁工艺，其具有改进的清洁效率，并且允许使用较长的过滤袋。
发明内容
本发明的目的是通过用于清洁炉气的工艺实现的，在该工艺中沿主流方向流动的炉气经过过滤袋的阵列。已经经过过滤袋的过滤的炉气通过一个或多个喷嘴部分返回，所述喷嘴沿过滤袋的下游端部移动，其中在一个循环过程中每个过滤袋由至少一个喷嘴经过至少一次。经过过滤袋的喷嘴将过滤后的炉气吹向回流方向通过过滤袋，回流方向与主流方向相反。
将过滤的高炉炉气用于在线回流不会冷却或稀释主高炉炉气流。因此，可以使用比氮气可能的用量大得多的量，所以脉冲可以更长并且可能较弱。由于每个脉冲可以使用更大量的回流气体，因此可以使用的过滤袋可以更长。
例如当管板上的压力差过高时，返回的回流气体可以连续或间歇地与主流分离。返回的气体量例如可以是主气流的体积的约0.1％至约 0.5％。
在特定实施例中，喷嘴布置在可在过滤袋阵列之上移动的臂中。过滤袋阵列例如可以包括多个同心圆形阵列，从而最大限度地利用过滤器装置的壳体中的空间，考虑到加压工艺条件，该过滤器装置的壳体通常是柱形的。在那种情况中，具有喷嘴的臂可以例如是绕与过滤袋的圆形阵列同轴的中心轴线旋转的旋转臂。相应的喷嘴布置成在旋转臂旋转期间经过具有相应径向位置的过滤袋，因此在一个循环期间每个过滤袋由至少一个喷嘴经过。
在顶视图中，过滤袋和管板中的开口可以例如是圆形或椭圆形。如果过滤袋以同心圆形阵列布置，则使用椭圆形过滤袋有助于最大限度地利用空间。此外，如果过滤袋是椭圆形的且具有径向延伸的短轴和切向延伸的长轴，则经过的喷嘴在过滤袋上方的时间将更长，因此回流脉冲将更长。
高炉炉气流在主方向上的压力通常至少为1.5巴，例如至少2巴或至少2.5巴。在喷嘴处，回流压力可以比主流方向中的主流内的压力高例如大约0.1-1.2巴，高例如0.5-1.0巴，高例如约0.8巴。
使用清洁的高炉炉气使得能够使用更大量的回流气体。
本公开的工艺可以利用用于清洁金属生产工艺中的处理气体的过滤装置来有效地执行，所述过滤装置包括至少一个容器，其具有：
-底部部分处的进气口；
-顶部部分处的排气口；
-进气口和排气口之间的管板。管板包括开口阵列，每个开口设置有从所述开口垂下的过滤袋。排气口连接到排放线路。返回线路将排放线路的下游部分与容器顶端的返回入口连接。返回线路例如可以包括气体增压器以使清洁气体以所需的过压返回。返回线路可以连接到具有可围绕容器的中心轴线旋转的至少一个径向臂的转子，可旋转臂限定例如经由同轴地定位在容器内的转子的中心通道与返回线路连通的通道。径向臂的通道包括向下指向的喷嘴，所述喷嘴的径向位置对应于管板中的开口的径向位置，因此在转子的整个循环期间每个过滤袋由至少一个喷嘴经过。
附图说明
将参考示出示例性实施例的附图来进一步解释本公开的工艺和过滤装置。
图1：示意性地示出了用于清洁高炉炉气的过滤装置的布局；
图2：示出了具有用于清洁图1的过滤装置的过滤袋的喷嘴的转子；
图3：以侧视图示出了图2的转子的细节。
具体实施方式
图1示出了用于过滤高炉炉气或来自类似金属生产工艺的工艺气体的过滤装置1的布局。气体从方向A供应。可选地，气体首先通过除尘装置(例如气旋)处理，例如用于去除较大的灰尘颗粒，和/或可以首先将气体冷却以例如降低温度峰值，和/或用吸附剂和/或碱性试剂处理以去除酸性和有机污染物。
高炉炉气在多个过滤站2中分布，在所示的示例性布置中为四个过滤站。过滤站2中的每个包括柱形压力容器，在容器2的底部部分5处具有进气口4，并且在容器2的顶部部分7处具有排气口6。高炉炉气从容器2的底部部分5朝向顶部部分7沿主流方向A流动。圆形管板9定位在容器2的顶部部分7处。管板9设有椭圆形开口11的同心圆形阵列 (参见图2)。椭圆形开口11相对于管板的中心轴线具有在径向上的短轴和在切线方向上延伸的长轴。在顶视图中具有相应的椭圆形轮廓的过滤袋13从每个开口11下垂。每个过滤袋13具有连接到管板9中的相应开口11的开口端和在其相对端处的封闭端14。开口框架(未示出)定位在每个过滤袋13内，以抵抗主高炉气流的压力保持过滤袋13开口。管板9 的周缘连接到容器2的内壁，使得所有的高炉炉气都被迫流经开口11中的过滤袋13。
容器2的出口6通到共同的排放线路15，该排放线路中已过滤的气体通过传统的顶部气体回收涡轮17排放，以便通过膨胀来减小压力。压力减小后，气体可以用作燃烧器的燃料。在顶部气体回收涡轮不可操作的情况下，传统的减压阀18可用作备用装置。
主返回线路19从共同的排放线路15分支并且分成多个返回线路 21，一条返回线路用于容器2中的一个。主返回线路19包括气体增压器 23，该气体增压器将返回流的压力增加到高于主气流中的压力的水平。每个返回线路21连接到转子25，在图2和图3中更详细地示出。转子 25限定了基本竖直的中央通道27，该中央通道同轴地定位在管板9上方的空间内的容器内部。转子25可围绕中心通道27的纵向轴线X旋转。转子25包括连接到中央通道27的下端的多个径向中空臂29。径向臂29 在其朝向管板9的一侧限定具有喷嘴28的通道。开口11的每个圆的半径对应于至少一个径向臂29的至少一个喷嘴28的径向位置。在所示的实施例中，臂29的两个相邻喷嘴28之间的每个间距等于管板9中的开口11与径向上的下一个开口11之间的距离的三倍。结果，一个径向臂 29的喷嘴28仅清洁三个开口中的一个。另外两个臂29的喷嘴28布置成使得它们清洁剩余的过滤袋13。因此，在转子25的每次完整旋转期间，管板9中的每个开口11由径向臂29中的一个的喷嘴13经过一次。
门30使得能够进入管板9上方的空间以进行维护或修理。
各容器2的底部部分5是锥形的并收集散开的灰尘。在容器2的锥形部分5的下方是连接至灰尘排放线路32的灰尘收集箱31。
原始高炉炉气供应到容器2并且在主流方向A上通过过滤袋13。在容器2的入口4处的主流中的压力通常为大约2.5巴。过滤的气体收集在容器2的顶部部分7中，同时灰尘保留在过滤袋13的外表面上。
在管板9下游收集的过滤气体经由相应的出口6和排放线路15排放。部分气体通过返回线路19被连续抽回。气体增压器23将压力增加至例如至少3.3巴，比主流中的压力高0.8巴。
过滤的气体经由回流线路21流到相应的容器2的顶部部分7，经过转子25的中央通道27和三个径向臂29，在径向臂中气体由喷嘴28沿与主流方向A相反的回流方向B吹送。喷嘴28在转子25旋转期间当喷嘴经过时将清洁气体吹入面向相应喷嘴的相应管板开口11中。由于中央通道27和径向臂29连续地旋转，因此在转子25的整个旋转周期期间每个开口11都被吹送喷嘴28经过。
气体以例如约0.8巴的过压吹入开口11中。收集在过滤袋13的外表面上的灰尘被吹走并落到容器2的底部部分5。这恢复了过滤袋13的过滤能力。
如果在容器2的底部部分5处收集到足够的灰尘，则打开排尘阀并将灰尘收集在相应的收集箱31中。灰尘通过灰尘排放线路32进一步排放，例如用于进一步处理。

Claims (6)

1.一种用于清洁高炉炉气的工艺，其中沿主流方向(A)流动的高炉炉气经过气旋然后经过过滤袋(13)的圆形阵列，
其中经过过滤袋的过滤后的高炉炉气通过一个或多个喷嘴(28)部分地返回，所述喷嘴沿着所述过滤袋的下游端移动，
其中所述喷嘴(28)布置在至少一个旋转臂(29)中，所述旋转臂围绕与所述过滤袋阵列同轴的中心轴线旋转，其中相应的喷嘴(28)布置成在旋转臂旋转期间经过具有相应径向位置的过滤袋；
其中在所述旋转臂的一个循环过程中每个过滤袋(13)由至少一个喷嘴(28)经过至少一次，
其中，正在经过过滤袋的喷嘴沿回流方向(B)吹送经过滤的炉气通过所述过滤袋，其中所述回流方向与所述主流方向相反，
其中高炉炉气随后被收集用作燃料。
2.根据权利要求1所述的工艺，其中，相对于沿主流方向(A)的炉气流内的压力，以0.1-1.2巴的过压吹送回流(B)。
3.根据权利要求2所述的工艺，其中，相对于沿主流方向(A)的炉气流内的压力，以0.5-1.0巴的过压吹送回流(B)。
4.根据权利要求2所述的工艺，其中，相对于沿主流方向(A)的炉气流内的压力，以大约0.8巴的过压吹送回流(B)。
5.根据权利要求1所述的工艺，其中沿所述主流方向(A)的炉气流中的压力为至少1.5巴。
6.根据权利要求5所述的工艺，其中沿所述主流方向(A)的炉气流中的压力为至少2.5巴。
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