CN112774334A - 一种金属冶炼除尘装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种金属冶炼除尘装置，属于冶炼除尘领域，本方案利用降温粉尘的余热和变温吸附球常温吸附、升温脱附的特性，让除尘球上下两端的重心发生偏移，并在杠杆原理的作用下使除尘球实现自我转动，从而让过滤孔对准清理通道，达到吹气清理的目的，从而有效提高除尘效果，通过对转轴转动角度的限定，在重心偏移和杠杆原理共同作用下使除尘球在90°夹角范围内来回转动，从而使得除尘球在除尘和自我清理之间来回切换，省去人工清理所消耗的时间和精力，与现有技术相比它通过吹气设备对除尘球上的过滤孔进行自我清理，无需消耗大量的水资源或电能，符合节能环保的理念。

Description

一种金属冶炼除尘装置

技术领域

本发明涉及冶炼除尘领域，更具体地说，涉及一种金属冶炼除尘装置。

背景技术

钢铁工业作为我国重要工业，近年来得到了快速的发展，山于钢铁在生产过程中，需要用到大量的煤矿资源，会产生大量的粉尘等污染物，各种有害气体的排放量也逐渐增多，对周围环境会造成严重的影响，为了满足可持续发展的要求，必须采取有效的措施处理生产过程中产生的污染物。钢铁冶炼粉尘，粉尘的性质与其发生源有关。一般由物料的破碎、筛分、输送过程散发到空气中的粉尘，其化学成分、真密度等物理性质与原物料近似，颗粒较粗，大颗粒可达数百微米。炉窑烟尘是在金属冶炼或加热过程中，因物理化学过程产生的升华物或蒸气，在空气中凝结或氧化而形成的固体颗粒物，如氧气转炉烟尘、吹氧平炉烟尘、电炉烟尘等，主要是金属氧化物，颗粒很细，大都是随高温烟气经烟囱排放的。

粉尘对人体的危害程度，除与吸入量有关外，还与粉尘理化特性有密切关系。颗粒越细的粉尘，化学活性越强，在人体内造成肺组织纤维化的作用也越显著。此外，细粉尘特别是金属氧化物粉尘具有较强的吸附和催化作用，大气中有许多有害气体或元素易被其吸附。如果吸附有害成分的粉尘被人体吸入，更加剧了对人体的危害。

目前市场上用于冶炼除尘的方法和设备有很多，主要分为干法和湿法，湿法除尘所消耗的水量大，不利于环境资源的保护，而干法除尘大多通过过滤截留的方式出去粉尘，使用时间长了之后过滤孔容易堵塞，降低除尘效果，而且频繁的清理也加大了工作量、耗费时间。

发明内容

1．要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种金属冶炼除尘装置，本方案利用降温粉尘的余热和变温吸附球常温吸附、升温脱附的特性，让除尘球上下两端的重心发生偏移，并在杠杆原理的作用下使除尘球实现自我转动，从而让过滤孔对准清理通道，达到吹气清理的目的，从而有效提高除尘效果，通过对转轴转动角度的限定，在重心偏移和杠杆原理共同作用下使除尘球在90°夹角范围内来回转动，从而使得除尘球在除尘和自我清理之间来回切换，省去人工清理所消耗的时间和精力，与现有技术相比它通过吹气设备对除尘球上的过滤孔进行自我清理，无需消耗大量的水资源或电能，符合节能环保的理念。

2．技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种金属冶炼除尘装置，包括与降温设备连接的管道，所述管道的内壁固定连接有承载板，且承载板上转动连接有多个等间距设置的除尘球，所述承载板位于每个除尘球上方的内壁均开设有清理管道，且多个清理管道同时与吹气设备连接，所述除尘球的中部开设有过滤腔，且过滤腔的两侧均开设有通气口，所述过滤腔的内壁固定连接有过滤板，且过滤板的内壁开设有多个等间距设置的微米级过滤孔，所述除尘球的上端内壁开设有圆柱形空腔，且圆柱形空腔的两端均连通有球形腔，所述圆柱形空腔和球形腔的内部填充有吸附液，位于左侧的所述球形腔中固定连接有第一变温吸附球，位于右侧所述的球形腔中固定连接有第一配重球，所述除尘球的一侧内壁镶嵌有与第一变温吸附球连接的导热棒，且除尘球的另一侧内壁镶嵌有与第一配重球连接的配重棒，所述除尘球的下端内壁开设有椭圆球形空腔，且椭圆球形空腔的内部同样填充有吸附液，所述椭圆球形空腔远离过滤板的一端固定连接有与第一变温吸附球结构相同的第二变温吸附球，且椭圆球形空腔靠近过滤板的一端固定连接有与第一配重球结构相同的第二配重球，所述过滤板内壁镶嵌有导热丝，且导热丝贯穿至椭圆球形空腔中并与第二变温吸附球连接，通过利用降温粉尘的余热和变温吸附球常温吸附、升温脱附的特性，让除尘球上下两端的重心发生偏移，并在杠杆原理的作用下使除尘球实现自我转动，从而让过滤孔对准清理通道，达到吹气清理的目的，从而有效提高除尘效果，通过对转轴转动角度的限定，在重心偏移和杠杆原理共同作用下使除尘球在90°夹角范围内来回转动，从而使得除尘球在除尘和自我清理之间来回切换，省去人工清理所消耗的时间和精力，与现有技术相比它通过吹气设备对除尘球上的过滤孔进行自我清理，无需消耗大量的水资源或电能，符合节能环保的理念。

进一步的，所述除尘球的主体采用隔热材料制成，在除尘球处于除尘状态下，为了避免粉尘气体的余热对第一变温吸附球的吸附性能产生影响，因此除尘球需采用隔热材料，且除尘球通过转轴与承载板的内壁转动连接。

进一步的，所述转轴远离其旋转中心的侧壁固定连接有凸块，所述承载板的内壁固定连接有两个与凸块匹配的限位杆，且两个限位杆之间的夹角为90°，这样是为了限制除尘球在夹角90°的范围内转到。

进一步的，所述第一变温吸附球在未吸附状态下与第一配重球的质量相等，所述第二变温吸附球在未吸附状态下与第二配重球的质量相等，这样是为了保持除尘球在初始状态下的平衡。

进一步的，所述过滤板采用吸热材料制成，是为了将热量通过导热丝传给第二变温吸附球，从而让第二变温吸附球脱附，进而使得重心上移便于除尘球能顺利的转到下来，且过滤板位于过滤腔的中部位置，是为了保持除尘球整体的平衡，以免过滤板对除尘球的来回转动造成影响。

进一步的，所述微米级过滤孔的孔径为0.5-1微米，所述微米级过滤孔由前后两个孔组成，且面向进口的孔的孔径大于面向出口的孔的孔径，这样是为了让微米级过滤孔有两次递进式的过滤作用，从而进一步提高除尘效果。

进一步的，所述第二变温吸附球包括传热球壳和吸附壳，所述传热球壳的内部为空心，且导热丝贯穿至传热球壳的内部。

进一步的，所述传热球壳的内部放置有导热球，且导热球与导热丝固定连接，所述导热球的侧壁与传热球壳的内壁之间固定连接有多根导热连接杆。导热丝将过滤板吸收粉尘气体的热量传给导热球，导热球通过导热连接杆将热量传给传热球壳，从而让吸附壳升温脱附。

进一步的，所述除尘球上端部的总质量与下端部的总质量相等，是为了保持除尘球整体的平衡，这样在重心发生偏移时才更容易转动。

进一步的，所述配重棒的质量与导热棒的质量相等，且配重棒采用不导热材料制成，是为了保持除尘球上端两侧的平衡。

3．有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

（1）本方案利用降温粉尘的余热和变温吸附球常温吸附、升温脱附的特性，让除尘球上下两端的重心发生偏移，并在杠杆原理的作用下使除尘球实现自我转动，从而让过滤孔对准清理通道，达到吹气清理的目的，从而有效提高除尘效果，通过对转轴转动角度的限定，在重心偏移和杠杆原理共同作用下使除尘球在90°夹角范围内来回转动，从而使得除尘球在除尘和自我清理之间来回切换，省去人工清理所消耗的时间和精力，与现有技术相比它通过吹气设备对除尘球上的过滤孔进行自我清理，无需消耗大量的水资源或电能，符合节能环保的理念。

（2）除尘球的主体采用隔热材料制成，在除尘球处于除尘状态下，为了避免粉尘气体的余热对第一变温吸附球的吸附性能产生影响，因此除尘球需采用隔热材料，且除尘球通过转轴与承载板的内壁转动连接。

（3）转轴远离其旋转中心的侧壁固定连接有凸块，承载板的内壁固定连接有两个与凸块匹配的限位杆，且两个限位杆之间的夹角为90°，这样是为了限制除尘球在夹角90°的范围内转到。

（4）第一变温吸附球在未吸附状态下与第一配重球的质量相等，第二变温吸附球在未吸附状态下与第二配重球的质量相等，这样是为了保持除尘球在初始状态下的平衡。

（5）过滤板采用吸热材料制成，是为了将热量通过导热丝传给第二变温吸附球，从而让第二变温吸附球脱附，进而使得重心上移便于除尘球能顺利的转到下来，且过滤板位于过滤腔的中部位置，是为了保持除尘球整体的平衡，以免过滤板对除尘球的来回转动造成影响。

（6）微米级过滤孔的孔径为0.5-1微米，微米级过滤孔由前后两个孔组成，且面向进口的孔的孔径大于面向出口的孔的孔径，这样是为了让微米级过滤孔有两次递进式的过滤作用，从而进一步提高除尘效果。

（7）第二变温吸附球包括传热球壳和吸附壳，传热球壳的内部为空心，且导热丝贯穿至传热球壳的内部。

（8）传热球壳的内部放置有导热球，且导热球与导热丝固定连接，导热球的侧壁与传热球壳的内壁之间固定连接有多根导热连接杆。导热丝将过滤板吸收粉尘气体的热量传给导热球，导热球通过导热连接杆将热量传给传热球壳，从而让吸附壳升温脱附。

（9）除尘球上端部的总质量与下端部的总质量相等，是为了保持除尘球整体的平衡，这样在重心发生偏移时才更容易转动。

（10）配重棒的质量与导热棒的质量相等，且配重棒采用不导热材料制成，是为了保持除尘球上端两侧的平衡。

附图说明

图1为本发明的除尘状态示意图；

图2为本发明的清理状态示意图；

图3为本发明的除尘状态下的除尘球主视结构示意图；

图4为本发明的清理状态下的除尘球主视结构示意图；

图5为本发明的变温吸附球的剖面结构示意图；

图6为本发明的转轴结构示意图。

图中附图标记说明：

1管道、2承载板、3除尘球、301过滤腔、302通气口、4过滤板、5微米级过滤孔、6吸附液、7第一变温吸附球、8第一配重球、9导热棒、10配重棒、11第二变温吸附球、1101传热球壳、11011导热球、11012导热连接杆、1102吸附壳、12第二配重球、13导热丝、14清理管道。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例：

请参阅图1-6，一种金属冶炼除尘装置，请参阅图1-2，包括与降温设备连接的管道1，管道1的内壁固定连接有承载板2，且承载板2上转动连接有多个等间距设置的除尘球3，除尘球3的主体采用隔热材料制成，在除尘球3处于除尘状态下，为了避免粉尘气体的余热对第一变温吸附球7的吸附性能产生影响，因此除尘球3需采用隔热材料，且除尘球3通过转轴与承载板2的内壁转动连接，请参阅图6，转轴远离其旋转中心的侧壁固定连接有凸块，承载板2的内壁固定连接有两个与凸块匹配的限位杆，且两个限位杆之间的夹角为90°，这样是为了限制除尘球3在夹角90°的范围内转到，除尘球3上端部的总质量与下端部的总质量相等，是为了保持除尘球3整体的平衡，这样在重心发生偏移时才更容易转动，承载板2位于每个除尘球3上方的内壁均开设有清理管道14，且多个清理管道14同时与吹气设备连接；

请参阅图3-4，除尘球3的中部开设有过滤腔301，且过滤腔301的两侧均开设有通气口302，过滤腔301的内壁固定连接有过滤板4，过滤板4采用吸热材料制成，是为了将热量通过导热丝13传给第二变温吸附球11，从而让第二变温吸附球11脱附，进而使得重心上移便于除尘球3能顺利的转到下来，且过滤板4位于过滤腔301的中部位置，是为了保持除尘球3整体的平衡，以免过滤板4对除尘球3的来回转动造成影响，且过滤板4的内壁开设有多个等间距设置的微米级过滤孔5，微米级过滤孔5的孔径为0.5-1微米，微米级过滤孔5由前后两个孔组成，且面向进口的孔的孔径大于面向出口的孔的孔径，这样是为了让微米级过滤孔5有两次递进式的过滤作用，从而进一步提高除尘效果；

请参阅图3-4，除尘球3的上端内壁开设有圆柱形空腔，且圆柱形空腔的两端均连通有球形腔，圆柱形空腔和球形腔的内部填充有吸附液6，位于左侧的球形腔中固定连接有第一变温吸附球7，第一变温吸附球7在未吸附状态下与第一配重球8的质量相等，第二变温吸附球11在未吸附状态下与第二配重球12的质量相等，这样是为了保持除尘球3在初始状态下的平衡，位于右侧的球形腔中固定连接有第一配重球8，除尘球3的一侧内壁镶嵌有与第一变温吸附球7连接的导热棒9，且除尘球3的另一侧内壁镶嵌有与第一配重球8连接的配重棒10，配重棒10的质量与导热棒9的质量相等，且配重棒10采用不导热材料制成，是为了保持除尘球3上端两侧的平衡，除尘球3的下端内壁开设有椭圆球形空腔，且椭圆球形空腔的内部同样填充有吸附液6；

请参阅图5，椭圆球形空腔远离过滤板4的一端固定连接有与第一变温吸附球7结构相同的第二变温吸附球11，第二变温吸附球11包括传热球壳1101和吸附壳1102，传热球壳1101的内部为空心，且导热丝13贯穿至传热球壳1101的内部，传热球壳1101的内部放置有导热球11011，且导热球11011与导热丝13固定连接，导热球11011的侧壁与传热球壳1101的内壁之间固定连接有多根导热连接杆11012，导热丝13将过滤板4吸收粉尘气体的热量传给导热球11011，导热球11011通过导热连接杆11012将热量传给传热球壳1101，从而让吸附壳1102升温脱附，且椭圆球形空腔靠近过滤板4的一端固定连接有与第一配重球8结构相同的第二配重球12，过滤板4内壁镶嵌有导热丝13，且导热丝13贯穿至椭圆球形空腔中并与第二变温吸附球11连接。

本装置的工作原理为：冶炼产生的高温粉尘气体经过降温设备降温到200摄氏度以下，初始状态时除尘球3为打开状态，含尘气体由通气口302进入到过滤腔301内，经过微米级过滤孔5的过滤粉尘被截留下来，随着时间的推移，第一变温吸附球7慢慢吸附吸附液6，使得重心向第一变温吸附球7一端偏移，根据杠杆原理除尘球3开始转动，在转轴的限制下除尘球3转动90°后停止，在含尘气体余热作用下第一变温吸附球7开始脱附，并最终使得重心回复到圆柱形空腔的中心点，此时启动吹气设备向除尘球3中吹入高速气体以对微米级过滤孔5进行清理，在此过程中第二变温吸附球11开始慢慢吸附吸附液6，使得重心向第二变温吸附球11一端偏移，同样在杠杆原理下除尘球3回转到原位，除尘球3复位后第一变温吸附球7重新开始吸附，而第二变温吸附球11由于吸收了含尘气体传给过滤板4的热量而开始脱附以让重心复位，后序除尘球3在上述的状态下来回切换，从而达到了除尘球3来回过滤、自清理的目的。

本方案利用降温粉尘的余热和变温吸附球常温吸附、升温脱附的特性，让除尘球上下两端的重心发生偏移，并在杠杆原理的作用下使除尘球实现自我转动，从而让过滤孔对准清理通道，达到吹气清理的目的，从而有效提高除尘效果，通过对转轴转动角度的限定，在重心偏移和杠杆原理共同作用下使除尘球在90°夹角范围内来回转动，从而使得除尘球在除尘和自我清理之间来回切换，省去人工清理所消耗的时间和精力，与现有技术相比它通过吹气设备对除尘球上的过滤孔进行自我清理，无需消耗大量的水资源或电能，符合节能环保的理念。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种金属冶炼除尘装置，包括与降温设备连接的管道（1），其特征在于：所述管道（1）的内壁固定连接有承载板（2），且承载板（2）上转动连接有多个等间距设置的除尘球（3），所述承载板（2）位于每个除尘球（3）上方的内壁均开设有清理管道（14），且多个清理管道（14）同时与吹气设备连接，所述除尘球（3）的中部开设有过滤腔（301），且过滤腔（301）的两侧均开设有通气口（302），所述过滤腔（301）的内壁固定连接有过滤板（4），且过滤板（4）的内壁开设有多个等间距设置的微米级过滤孔（5），所述除尘球（3）的上端内壁开设有圆柱形空腔，且圆柱形空腔的两端均连通有球形腔，所述圆柱形空腔和球形腔的内部填充有吸附液（6），位于左侧的所述球形腔中固定连接有第一变温吸附球（7），位于右侧所述的球形腔中固定连接有第一配重球（8），所述除尘球（3）的一侧内壁镶嵌有与第一变温吸附球（7）连接的导热棒（9），且除尘球（3）的另一侧内壁镶嵌有与第一配重球（8）连接的配重棒（10），所述除尘球（3）的下端内壁开设有椭圆球形空腔，且椭圆球形空腔的内部同样填充有吸附液（6），所述椭圆球形空腔远离过滤板（4）的一端固定连接有与第一变温吸附球（7）结构相同的第二变温吸附球（11），且椭圆球形空腔靠近过滤板（4）的一端固定连接有与第一配重球（8）结构相同的第二配重球（12），所述过滤板（4）内壁镶嵌有导热丝（13），且导热丝（13）贯穿至椭圆球形空腔中并与第二变温吸附球（11）连接。

2.根据权利要求1所述的一种金属冶炼除尘装置，其特征在于：所述除尘球（3）的主体采用隔热材料制成，且除尘球（3）通过转轴与承载板（2）的内壁转动连接。

3.根据权利要求2所述的一种金属冶炼除尘装置，其特征在于：所述转轴远离其旋转中心的侧壁固定连接有凸块，所述承载板（2）的内壁固定连接有两个与凸块匹配的限位杆，且两个限位杆之间的夹角为90°。

4.根据权利要求1所述的一种金属冶炼除尘装置，其特征在于：所述第一变温吸附球（7）在未吸附状态下与第一配重球（8）的质量相等，所述第二变温吸附球（11）在未吸附状态下与第二配重球（12）的质量相等。

5.根据权利要求1所述的一种金属冶炼除尘装置，其特征在于：所述过滤板（4）采用吸热材料制成，且过滤板（4）位于过滤腔（301）的中部位置。

6.根据权利要求1所述的一种金属冶炼除尘装置，其特征在于：所述微米级过滤孔（5）的孔径为0.5-1微米，所述微米级过滤孔（5）由前后两个孔组成，且面向进口的孔的孔径大于面向出口的孔的孔径。

7.根据权利要求1所述的一种金属冶炼除尘装置，其特征在于：所述第二变温吸附球（11）包括传热球壳（1101）和吸附壳（1102），所述传热球壳（1101）的内部为空心，且导热丝（13）贯穿至传热球壳（1101）的内部。

8.根据权利要求7所述的一种金属冶炼除尘装置，其特征在于：所述传热球壳（1101）的内部放置有导热球（11011），且导热球（11011）与导热丝（13）固定连接，所述导热球（11011）的侧壁与传热球壳（1101）的内壁之间固定连接有多根导热连接杆（11012）。

9.根据权利要求1所述的一种金属冶炼除尘装置，其特征在于：所述除尘球（3）上端部的总质量与下端部的总质量相等。

10.根据权利要求1所述的一种金属冶炼除尘装置，其特征在于：所述配重棒（10）的质量与导热棒（9）的质量相等，且配重棒（10）采用不导热材料制成。

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