CN115948628B - 具有二级压力平衡系统的高炉煤气干法除尘装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有二级压力平衡系统的高炉煤气干法除尘装置及方法，该装置包括均压煤气回收除尘器、大灰仓、若干个煤气除尘器、荒煤气入口支管、荒煤气入口总管、净煤气出口支管、高压净煤气出口总管、TRT发电装置、减压阀组、低压净煤气总管、均压煤气回收入口管、均压煤气回收出口管、净煤气反吹清灰管、压力平衡支管接入压力平衡母管、切断阀组、止回阀、调节阀、氮气脉冲反吹清灰装置、卸灰装置、氮气输灰管道。本发明泄压速度快，工艺流程简单，减少了氮气的大量消耗。

Description

具有二级压力平衡系统的高炉煤气干法除尘装置及方法

技术领域

本发明属于高炉煤气除尘领域，具体涉及一种具有二级压力平衡系统的高炉煤气干法除尘装置及方法。

背景技术

目前，高炉煤气干法布袋除尘的布袋清灰大多采用氮气脉冲反吹清灰，虽然该清灰方式工艺路线简单、氮气气源稳定、易于调节、反吹效果较好，但是存在以下问题：1)氮气脉冲反吹布袋清灰需要消耗较多氮气，运行费用高；2)氮气脉冲反吹布袋清灰需使用的球阀和脉冲阀数量多，故障率高，其中，脉冲膜片更是属于易损件，特别是在寒冷天气易于冻损，需要经常检修更换，不仅影响布袋除尘器的运行，后期检修费用也会增加；3)反吹清灰后的氮气进入高炉煤气管网，影响煤气热值。

随着炼铁技术的进步与发展，高炉炉料条件较好且操作过程平稳，副产高炉煤气温度、压力、含湿量等波动较小，可采用高压净化的高炉煤气进行反吹布袋清灰，能够解决氮气脉冲反吹布袋清灰造成的以上问题。但是，目前仍然存在以下问题：采用高压净煤气进行反吹布袋清灰前，除尘箱体的泄压通常采用单根DN200的泄压管，将箱体内的压力泄至低压净煤气总管，这种操作方式下，多个箱体同时进行布袋反吹时(定压差自动运行时)，会导致泄压速度较慢，或者采用引射器进行快速泄压，如此则工艺较为复杂，投资费用较高。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有二级压力平衡系统的高炉煤气干法除尘装置及方法，泄压速度快，工艺流程简单，减少了氮气的大量消耗。

本发明所采用的技术方案是：

一种具有二级压力平衡系统的高炉煤气干法除尘装置，包括均压煤气回收除尘器、大灰仓和若干个煤气除尘器；各煤气除尘器均通过荒煤气入口支管接入荒煤气入口总管、通过净煤气出口支管接入高压净煤气出口总管，高压净煤气出口总管依次通过并联的TRT发电装置和减压阀组、低压净煤气总管接入煤气用户，均压煤气回收除尘器连接有均压煤气回收入口管和均压煤气回收出口管且通过净煤气反吹清灰管接入高压净煤气出口总管，均压煤气回收出口管的上游接入均压煤气回收除尘器、下游接入低压净煤气总管，均压煤气回收出口管兼作压力平衡母管，各净煤气出口支管均通过旁接的压力平衡支管接入压力平衡母管；荒煤气入口支管、净煤气出口支管、压力平衡支管、均压煤气回收入口管、均压煤气回收出口管和净煤气反吹清灰管上均设有切断阀组，压力平衡支管位于净煤气出口支管上切断阀组上游，压力平衡母管上设有止回阀和调节阀；均压煤气回收除尘器、大灰仓和煤气除尘器上均设有清灰滤袋，均压煤气回收除尘器和大灰仓上均设有氮气脉冲反吹清灰装置，均压煤气回收除尘器和煤气除尘器均通过卸灰装置接入氮气输灰管道，氮气输灰管道通入大灰仓，大灰仓上设有大灰仓卸灰装置。

优选地，切断阀组为电动盲板阀和气动蝶阀。

优选地，均压煤气回收除尘器、大灰仓和煤气除尘器上均设有安全阀和放散管。

优选地，氮气输灰管道采用均相输灰或浓相输灰。

优选地，均压煤气回收入口管和均压煤气回收出口管的管径为DN500-DN800，具有两级压力平衡系统，一级平衡为煤气除尘器至压力平衡母管，二级平衡为压力平衡母管至低压净煤气总管。

一种具有二级压力平衡系统的高炉煤气干法除尘方法，采用上述具有二级压力平衡系统的高炉煤气干法除尘装置；

进行煤气除尘时：打开荒煤气入口支管和净煤气出口支管上的切断阀组，高炉副产高温高压和含尘的荒煤气经过初步净化后进入荒煤气入口总管，再通过各荒煤气入口支管进入各煤气除尘器，荒煤气中的粉尘被阻留在清灰滤袋外壁，净化后的净煤气通过净煤气出口支管进入高压净煤气出口总管，高压净煤气出口总管通过TRT发电装置或减压阀组降压后进入低压净煤气总管，最后接入煤气用户，随着煤气除尘器内清灰滤袋上积灰的增多，当阻力增大到一定值或达到一定时间时，进行清灰；

进行煤气除尘器清灰时：关闭荒煤气入口支管和净煤气出口支管上的切断阀组，打开压力平衡支管上的切断阀组，通过压力平衡母管上的调节阀使煤气除尘器内煤气压力降低至设定值后，再关闭压力平衡支管上的切断阀组，然后打开净煤气出口支管上的切断阀组，利用高压净煤气出口总管内的高压净煤气反吹煤气除尘器内清灰滤袋上积灰，直至煤气除尘器内压力与高压净煤气出口总管内压力一致，则反吹结束，打开荒煤气入口支管蝶阀，煤气除尘器重新进行煤气除尘；

进行均压煤气回收除尘时：炉顶均压煤气回收时，均压煤气通过均压煤气回收入口管进

入均压煤气回收除尘器，均压煤气经过清灰滤袋过滤灰尘后进入压力平衡母管，通过压力平5衡母管上调节阀使均压煤气回收除尘器内煤气压力降低至设定值后，再关闭均压煤气回收入

口管和均压煤气回收出口管上的切断阀组；

进行均压煤气回收除尘器清灰时：采用高压净煤气反吹清灰或氮气脉冲反吹清灰；采用高压净煤气反吹清灰时，关闭均压煤气回收入口管和均压煤气回收出口管上的切断阀组，打

开净煤气反吹清灰管上的切断阀组，利用高压净煤气出口总管内的高压净煤气反吹均压煤气0回收除尘器内清灰滤袋上积灰，直至均压煤气回收除尘器内压力与高压净煤气出口总管内压

力一致，则反吹结束，关闭净煤气反吹清灰管上的切断阀组，打开均压煤气出口管上的切断阀组，通过压力平衡母管上的调节阀使均压煤气回收除尘器内煤气压力降低至设定值后，打开均压煤气入口管上的切断阀组，重新进行均压煤气回收除尘；氮气脉冲反吹清灰时，无论

均压煤气回收入口管和均压煤气回收出口管上的切断阀组打开还是关闭，均能利用氮气脉冲5反吹清灰装置进行氮气脉冲反吹清灰；

进行卸灰、输灰时：对于均压煤气回收除尘器和煤气除尘器，当底部积灰达到预设的高度时，打开卸灰装置，积灰通过卸灰装置进入氮气输灰管道，再被输送至大灰仓，大灰仓的灰位达到设定值时，打开大灰仓卸灰装置卸灰。

优选地，进行煤气除尘时，荒煤气通过煤气除尘器净化后的净煤气含尘量≤5mg/Nm³。0优选地，进行煤气除尘时，高压净煤气出口总管通过TRT发电装置或减压阀组降压至

11～15kPa后进入低压净煤气总管。

优选地，进行煤气除尘器清灰时，炉顶煤气温度在150-250℃，压力0.2-0.25MPa。

优选地，进行卸灰、输灰时，大灰仓卸灰装置的卸灰方式为加湿卸灰或吸排罐车干法卸灰。

5本发明的有益效果是：

目前高炉炉顶均压煤气均需进行回收，均压煤气回收出口管需连接至低压净煤气总管，本发明采用均压煤气回收出口管兼作压力平衡母管，均压煤气回收出口管径一般为DN500-DN800，远远大于常规的DN200泄压管道，由此构成了反吹清灰过程的两级压力平衡系统，一级平衡为煤气除尘器至压力平衡母管，二级平衡为压力平衡母管至低压净煤气总管，如此压力平衡速度可加快，泄压速度快，并且可支持多个煤气除尘器(2-3个)同时进行反吹清灰，同时常规的泄压总管可取消，工艺流程变得简单；

本发明取消了煤气除尘器的氮气脉冲反吹设施，煤气除尘器的高度可相应降低，箱体基础及梁柱荷载相应降低，降低了设备成本及土建成本，后期没有氮气脉冲阀的损坏和更换，检修费用和人工负荷也大大降低；

对于煤气除尘器和均压煤气回收除尘器，本发明采用高压净煤气高速倒灌反吹清灰，减少了氮气的大量消耗。

附图说明

图1是本发明实施例中具有二级压力平衡系统的高炉煤气干法除尘装置的结构示意图。

图中：1-低压净煤气总管；2-调节阀；3-减压阀组；4-高压净煤气出口总管；5-TRT发电装置；6-压力平衡母管；7-安全阀和放散管；8-压力平衡支管；9-净煤气出口支管；10-清灰滤袋；11-煤气除尘器；12-卸灰装置；13-氮气输灰管道；14-电动盲板阀；15-气动蝶阀；16-荒煤气入口支管；17-切断阀组；18-止回阀；19-净煤气反吹清灰管；20-均压煤气回收除尘器；21-氮气脉冲反吹清灰装置；22-均压煤气回收出口管；23-大灰仓；24-均压煤气回收入口管；25-荒煤气入口总管；26-大灰仓卸灰装置。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示，一种具有二级压力平衡系统的高炉煤气干法除尘装置，包括均压煤气回收除尘器20、大灰仓23和若干个煤气除尘器11；各煤气除尘器11均通过荒煤气入口支管16接入荒煤气入口总管25、通过净煤气出口支管9接入高压净煤气出口总管4，高压净煤气出口总管4依次通过并联的TRT发电装置5和减压阀组3、低压净煤气总管1接入煤气用户，均压煤气回收除尘器20连接有均压煤气回收入口管24和均压煤气回收出口管22且通过净煤气反吹清灰管19接入高压净煤气出口总管4，均压煤气回收出口管22的上游接入均压煤气回收除尘器20、下游接入低压净煤气总管1，均压煤气回收出口管22兼作压力平衡母管6，各净煤气出口支管9均通过旁接的压力平衡支管8接入压力平衡母管6；荒煤气入口支管16、净煤气出口支管9、压力平衡支管8、均压煤气回收入口管24、均压煤气回收出口管22和净煤气反吹清灰管19上均设有切断阀组17，压力平衡支管8位于净煤气出口支管9上切断阀组17上游，压力平衡母管6上设有止回阀18和调节阀2；均压煤气回收除尘器20、大灰仓23和煤气除尘器11上均设有清灰滤袋10，均压煤气回收除尘器20和大灰仓23上均设有氮气脉冲反吹清灰装置21，均压煤气回收除尘器20和煤气除尘器11均通过卸灰装置12接入氮气输灰管道13，氮气输灰管道13通入大灰仓23，大灰仓23上设有大灰仓卸灰装置26。

如图1所示，在本实施例中，优选地，切断阀组17为电动盲板阀14和气动蝶阀15。

如图1所示，在本实施例中，优选地，均压煤气回收除尘器20、大灰仓23和煤气除尘器11上均设有安全阀和放散管7。

在本实施例中，优选地，氮气输灰管道13采用均相输灰或浓相输灰。

在本实施例中，优选地，均压煤气回收入口管24和均压煤气回收出口管22的管径为DN500-DN800，根据炼铁工艺要求设置。

一种具有二级压力平衡系统的高炉煤气干法除尘方法，采用上述具有二级压力平衡系统的高炉煤气干法除尘装置；各工况如下：

进行煤气除尘时：打开荒煤气入口支管16和净煤气出口支管9上的切断阀组17，高炉副产高温高压和含尘的荒煤气经过初步净化后进入荒煤气入口总管25，再通过各荒煤气入口支管16进入各煤气除尘器11，荒煤气中的粉尘被阻留在清灰滤袋10外壁，净化后的净煤气通过净煤气出口支管9进入高压净煤气出口总管4，高压净煤气出口总管4通过TRT发电装置5或减压阀组3降压后进入低压净煤气总管1，最后接入煤气用户，随着煤气除尘器11内清灰滤袋10上积灰的增多，当阻力增大到一定值或达到一定时间时，进行清灰。其中，优选地，高炉副产高温高压和含尘的荒煤气经过重力除尘器或旋风除尘器初步净化后进入荒煤气入口总管25；优选地，荒煤气通过煤气除尘器11净化后的净煤气含尘量≤5mg/Nm³；优选地，高压净煤气出口总管4通过TRT发电装置5或减压阀组3降压至11～15kPa(12kPa左右)后进入低压净煤气总管1。

进行煤气除尘器11清灰时：关闭荒煤气入口支管16和净煤气出口支管9上的切断阀组17，打开压力平衡支管8上的切断阀组17，通过压力平衡母管6上的调节阀2使煤气除尘器11内煤气压力降低至设定值后，再关闭压力平衡支管8上的切断阀组17，然后打开净煤气出口支管9上的切断阀组17，利用高压净煤气出口总管4内的高压净煤气反吹煤气除尘器11内清灰滤袋10上积灰，直至煤气除尘器11内压力与高压净煤气出口总管4内压力一致，则反吹结束，打开荒煤气入口支管16蝶阀，煤气除尘器11重新进行煤气除尘。其中，进行煤气除尘器11清灰时，炉顶煤气温度在150-250℃，压力0.2-0.25MPa。

进行均压煤气回收除尘时：炉顶均压煤气回收时，均压煤气通过均压煤气回收入口管24进入均压煤气回收除尘器20，均压煤气经过清灰滤袋10过滤灰尘后进入压力平衡母管6，通过压力平衡母管6上调节阀2使均压煤气回收除尘器20内煤气压力降低至设定值后，再关闭均压煤气回收入口管24和均压煤气回收出口管22上的切断阀组17。

进行均压煤气回收除尘器20清灰时：采用高压净煤气反吹清灰或氮气脉冲反吹清灰；采用高压净煤气反吹清灰时，关闭均压煤气回收入口管24和均压煤气回收出口管22上的切断阀组17，打开净煤气反吹清灰管19上的切断阀组17，利用高压净煤气出口总管4内的高压净煤气反吹均压煤气回收除尘器20内清灰滤袋10上积灰，直至均压煤气回收除尘器20内压力与高压净煤气出口总管4内压力一致，则反吹结束，关闭净煤气反吹清灰管19上的切断阀组17，打开均压煤气出口管上的切断阀组17，通过压力平衡母管6上的调节阀2使均压煤气回收除尘器20内煤气压力降低至设定值后，打开均压煤气入口管上的切断阀组17，重新进行均压煤气回收除尘；氮气脉冲反吹清灰时，无论均压煤气回收入口管24和均压煤气回收出口管22上的切断阀组17打开还是关闭，均能利用氮气脉冲反吹清灰装置21进行氮气脉冲反吹清灰。

进行卸灰、输灰时：对于均压煤气回收除尘器20和煤气除尘器11，当底部积灰达到预设的高度时，打开卸灰装置12，积灰通过卸灰装置12进入氮气输灰管道13，再被输送至大灰仓23，大灰仓23的灰位达到设定值时，打开大灰仓卸灰装置26卸灰。其中，优选地，大灰仓卸灰装置的26卸灰方式为加湿卸灰或吸排罐车干法卸灰。

目前高炉炉顶均压煤气均需进行回收，均压煤气回收出口管22需连接至低压净煤气总管，本发明采用均压煤气回收出口管22兼作压力平衡母管6，均压煤气回收出口管22径一般为DN500-DN800，远远大于常规的DN200泄压管道，由此构成了反吹清灰过程的两级压力平衡系统，一级平衡为煤气除尘器11至压力平衡母管6，二级平衡为压力平衡母管6至低压净煤气总管1，如此压力平衡速度可加快，泄压速度快，并且可支持多个煤气除尘器11(2-3个)同时进行反吹清灰，同时常规的泄压总管可取消，工艺流程变得简单；本发明取消了煤气除尘器11的氮气脉冲反吹设施，煤气除尘器11的高度可相应降低，箱体基础及梁柱荷载相应降低，降低了设备成本及土建成本，后期没有氮气脉冲阀的损坏和更换，检修费用和人工负荷也大大降低；对于煤气除尘器11和均压煤气回收除尘器20，本发明采用高压净煤气高速倒灌反吹清灰，减少了氮气的大量消耗。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种具有二级压力平衡系统的高炉煤气干法除尘装置，其特征在于：包括均压煤气回收除尘器、大灰仓和若干个煤气除尘器；各煤气除尘器均通过荒煤气入口支管接入荒煤气入口总管、通过净煤气出口支管接入高压净煤气出口总管，高压净煤气出口总管依次通过并联的TRT发电装置和减压阀组、低压净煤气总管接入煤气用户，均压煤气回收除尘器连接有均压煤气回收入口管和均压煤气回收出口管且通过净煤气反吹清灰管接入高压净煤气出口总管，均压煤气回收出口管的上游接入均压煤气回收除尘器、下游接入低压净煤气总管，均压煤气回收出口管兼作压力平衡母管，各净煤气出口支管均通过旁接的压力平衡支管接入压力平衡母管；荒煤气入口支管、净煤气出口支管、压力平衡支管、均压煤气回收入口管、均压煤气回收出口管和净煤气反吹清灰管上均设有切断阀组，压力平衡支管位于净煤气出口支管上切断阀组上游，压力平衡母管上设有止回阀和调节阀；均压煤气回收除尘器、大灰仓和煤气除尘器上均设有清灰滤袋，均压煤气回收除尘器和大灰仓上均设有氮气脉冲反吹清灰装置，均压煤气回收除尘器和煤气除尘器均通过卸灰装置接入氮气输灰管道，氮气输灰管道通入大灰仓，大灰仓上设有大灰仓卸灰装置；均压煤气回收入口管和均压煤气回收出口管的管径为DN500-DN800，具有两级压力平衡系统，一级平衡为煤气除尘器至压力平衡母管，二级平衡为压力平衡母管至低压净煤气总管。

2.如权利要求1所述的具有二级压力平衡系统的高炉煤气干法除尘装置，其特征在于：切断阀组为电动盲板阀和气动蝶阀。

3.如权利要求1所述的具有二级压力平衡系统的高炉煤气干法除尘装置，其特征在于：均压煤气回收除尘器、大灰仓和煤气除尘器上均设有安全阀和放散管。

4.如权利要求1所述的具有二级压力平衡系统的高炉煤气干法除尘装置，其特征在于：氮气输灰管道采用均相输灰或浓相输灰。

5.一种具有二级压力平衡系统的高炉煤气干法除尘方法，其特征在于：采用如权利要求1至4任一所述的具有二级压力平衡系统的高炉煤气干法除尘装置；

进行煤气除尘时：打开荒煤气入口支管和净煤气出口支管上的切断阀组，高炉副产高温高压和含尘的荒煤气经过初步净化后进入荒煤气入口总管，再通过各荒煤气入口支管进入各煤气除尘器，荒煤气中的粉尘被阻留在清灰滤袋外壁，净化后的净煤气通过净煤气出口支管进入高压净煤气出口总管，高压净煤气出口总管通过TRT发电装置或减压阀组降压后进入低压净煤气总管，最后接入煤气用户，随着煤气除尘器内清灰滤袋上积灰的增多，当阻力增大到一定值或达到一定时间时，进行清灰；

进行煤气除尘器清灰时：关闭荒煤气入口支管和净煤气出口支管上的切断阀组，打开压力平衡支管上的切断阀组，通过压力平衡母管上的调节阀使煤气除尘器内煤气压力降低至设定值后，再关闭压力平衡支管上的切断阀组，然后打开净煤气出口支管上的切断阀组，利用高压净煤气出口总管内的高压净煤气反吹煤气除尘器内清灰滤袋上积灰，直至煤气除尘器内压力与高压净煤气出口总管内压力一致，则反吹结束，打开荒煤气入口支管蝶阀，煤气除尘器重新进行煤气除尘；

进行均压煤气回收除尘时：炉顶均压煤气回收时，均压煤气通过均压煤气回收入口管进入均压煤气回收除尘器，均压煤气经过清灰滤袋过滤灰尘后进入压力平衡母管，通过压力平衡母管上调节阀使均压煤气回收除尘器内煤气压力降低至设定值后，再关闭均压煤气回收入口管和均压煤气回收出口管上的切断阀组；

进行均压煤气回收除尘器清灰时：采用高压净煤气反吹清灰或氮气脉冲反吹清灰；采用高压净煤气反吹清灰时，关闭均压煤气回收入口管和均压煤气回收出口管上的切断阀组，打开净煤气反吹清灰管上的切断阀组，利用高压净煤气出口总管内的高压净煤气反吹均压煤气回收除尘器内清灰滤袋上积灰，直至均压煤气回收除尘器内压力与高压净煤气出口总管内压力一致，则反吹结束，关闭净煤气反吹清灰管上的切断阀组，打开均压煤气出口管上的切断阀组，通过压力平衡母管上的调节阀使均压煤气回收除尘器内煤气压力降低至设定值后，打开均压煤气入口管上的切断阀组，重新进行均压煤气回收除尘；氮气脉冲反吹清灰时，无论均压煤气回收入口管和均压煤气回收出口管上的切断阀组打开还是关闭，均能利用氮气脉冲反吹清灰装置进行氮气脉冲反吹清灰；

进行卸灰、输灰时：对于均压煤气回收除尘器和煤气除尘器，当底部积灰达到预设的高度时，打开卸灰装置，积灰通过卸灰装置进入氮气输灰管道，再被输送至大灰仓，大灰仓的灰位达到设定值时，打开大灰仓卸灰装置卸灰。

6.如权利要求5所述的具有二级压力平衡系统的高炉煤气干法除尘方法，其特征在于：进行煤气除尘时，荒煤气通过煤气除尘器净化后的净煤气含尘量≤5mg/Nm³。

7.如权利要求5所述的具有二级压力平衡系统的高炉煤气干法除尘方法，其特征在于：进行煤气除尘时，高压净煤气出口总管通过TRT发电装置或减压阀组降压至11～15kPa后进入低压净煤气总管。

8.如权利要求5所述的具有二级压力平衡系统的高炉煤气干法除尘方法，其特征在于：进行煤气除尘器清灰时，炉顶煤气温度在150-250℃，压力0.2-0.25MPa。

9.如权利要求5所述的具有二级压力平衡系统的高炉煤气干法除尘方法，其特征在于：进行卸灰、输灰时，大灰仓卸灰装置的卸灰方式为加湿卸灰或吸排罐车干法卸灰。