CN202620953U - 高温气体净化系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种便于排灰的高温气体净化系统。该高温烟气净化系统包括过滤系统、反吹系统和排灰系统，所述过滤系统包括高温烟气接入管、与所述高温烟气接入管连接的至少一部过滤器以及驱动待净化气体通过所述过滤器的风机，所述过滤器分别与反吹系统和排灰系统连接，其中，所述排灰系统包括设置在所述过滤器底部的第一排灰阀，所述第一排灰阀通过排灰管连接第二排灰阀，所述第二排灰阀通过管道连接储灰罐，所述储灰罐中的压力与外界气压平衡，所述排灰管连接有使该排灰管中的气压小于或等于所述过滤器内压力的泄压装置。该净化系统能够在当排灰系统外的气压大于排灰系统内的气压的情况下实现排灰，适于在风机设置在系统工艺流程末端时采用。

Description

高温气体净化系统

技术领域

本实用新型涉及一种气体净化设施，尤其涉及一种针对冶金行业中所产生的高温烟气进行净化处理的高温气体净化系统。

背景技术

火法冶炼往往会产生大量的高温烟气，对这些高温烟气的治理有着重大的节能环保意义。以铁合金的生产为例，我国目前主要通过矿热炉以碳还原矿石生产铁合金，生产品种有硅铁、硅钙合金、工业硅、高碳锰铁、高铁铬、硅铬合金等等；其中，炉料依靠电弧和电流通过产生的电阻电弧热进行埋弧还原冶炼，冶炼时产生大量500℃度左右的一氧化碳等可燃气体，可用于发电或生产化工产品。目前对该高温烟气的治理方式分为湿法和干法净化。湿法净化中，使用大量的净水净化回收矿热电炉煤气，对电炉烟气进行降温去尘洗涤，由此产生了大量的含有高悬浮物、硫化物、氰化物、氨氮等其他有害物质的污水，此污水不能直接重复循环使用，致使大量的有害污水外排或需处理，造成大量水资源的浪费和有用矿物质的流失，污水处理工作量巨大。随着节能和环保越来越受到重视，铁合金矿热炉的炉型逐步改为封闭式，烟气净化方式也向干法净化方向发展。

现有用于干法净化的高温气体净化系统主要包括过滤系统、反吹系统和排灰系统，其中，过滤系统又包括高温烟气接入管、与所述高温烟气接入管连接的至少一部布袋过滤器以及驱动待净化气体通过所述布袋过滤器的风机，所述布袋过滤器分别与反吹系统和排灰系统连接。通常，过滤系统中位于高温烟气接入管与布袋过滤器之间还设有预除尘设备，预除尘设备主要采用机械除尘器，比如重力除尘器、旋风除尘器等等。这样，来自于高温烟气接入管的高温烟气首先进入到预除尘设备中进行初步的固气分离，此后，经过初步固气分离的烟气再进入布袋过滤器中进行相对精密的过滤，最后再进行回收。

实践发现，将上述传统的高温气体净化系统应用于铁合金矿热炉炉气治理当中主要存在以下几方面问题：第一，结露、焦油糊膜导致过滤器滤芯污染问题。结露、焦油糊膜是影响高温气体过滤的最重要因素，也是目前困扰高温气体过滤行业的一个技术难点，而产生结露、焦油糊膜主要是因为在系统开车或者停车过程中由于气体温度下降到露点以下而在滤芯表面析出液态水或者少量焦油凝结析出，从而降低滤芯的使用寿命。第二，铁合金矿热炉炉压控制问题。铁合金矿热炉炉况要加料、捣料等很不稳定，正常要求控制炉压±10Pa左右，难度系数很大。第三，高温气体净化系统的在线排灰问题。为了提高风机的使用寿命，高温气体净化系统中的风机最好设置在系统工艺流程的末端，这样，整个高温气体净化系统将形成负压驱动烟气运动的方式，从而因排灰系统外的气压大于排灰系统内的气压导致排灰困难。第四，点火放散时产生焦油的问题。当通过高温气体净化系统处理后的气体尚为达到回收要求时，需对该气体进行点火放散，这时将会产生焦油污染环境。

实用新型内容

本实用新型所解决的技术问题是提供一种便于排灰的高温气体净化系统。

为此，该高温烟气净化系统包括过滤系统、反吹系统和排灰系统，所述过滤系统包括高温烟气接入管、与所述高温烟气接入管连接的至少一部过滤器以及驱动待净化气体通过所述过滤器的风机，所述过滤器分别与反吹系统和排灰系统连接，其中，所述排灰系统包括设置在所述过滤器底部的第一排灰阀，所述第一排灰阀通过排灰管连接第二排灰阀，所述第二排灰阀通过管道连接储灰罐，所述储灰罐中的压力与外界气压平衡，所述排灰管连接有使该排灰管中的气压小于或等于所述过滤器内压力的泄压装置。

作为泄压装置的具体结构，所述泄压装置包括连接在所述排灰管与所述过滤器的待净化气体进气端之间的压力平衡管，该压力平衡管上设有控制阀。

进一步的是，所述过滤系统包括气体冷却装置，所述过滤器的已净化气体排气端与所述气体冷却装置连接。

进一步的是，所述反吹系统与排灰系统之间连接有气体输送管，该气体输送管上设有压力控制阀，所述气体输送管通过该压力控制阀向排灰系统的排灰管道中通入不影响排灰的低压保护气体。

进一步的是，所述反吹系统的输气管道与所述过滤器之间连接有用于向过滤器中的灰粉聚集区通入保护气体的排气管。

进一步的是，按本高温烟气净化系统的工艺流程方向，所述风机设置于所述过滤器之后。进一步的是，所述过滤器中的滤芯采用FeAl、TiAl或NiAl金属间化合物多孔材料制作。

本实用新型的有益效果是：在高温气体净化过程中，第一排灰阀和第二排灰阀处于常闭状态；当检测到过滤器底部需要排灰时，先打开第一排灰阀，然后通过泄压装置使得位于第一排灰阀和第二排灰阀之间的排灰管中的气压小于或等于所述过滤器内压力，这时，过滤器底部灰粉就会排入排灰管中；设定一定时间后关闭第一排灰阀，然后打开第二排灰阀，由于储灰罐中的压力与外界气压平衡，因此排灰管中的灰粉靠重力进入储灰罐中，从而实现排灰。可见，本申请的高温气体净化系统能够在当排灰系统外的气压大于排灰系统内的气压的情况下实现排灰，尤其适于在风机设置在系统工艺流程末端时采用。

附图说明

图1为本实用新型高温气体净化系统的总体结构示意图。

图2为图1中A处的局部放大图。

图3为本实用新型高温气体净化系统实现炉压控制的原理图。

图1-2中的粗实线表示待净化气体以及净化后气体的运行管道，虚线表示保护气体的运行管道；图1中的箭头表示待净化气体以及净化后气体的运行方向。

具体实施方式

如图1所示的用于铁合金矿热炉炉气净化的高温气体净化系统系统，包括过滤系统、反吹系统和排灰系统，所述过滤系统包括高温烟气接入管1a、与所述高温烟气接入管1a连接的两部过滤器1c以及驱动待净化气体通过所述过滤器1c的风机1e，这两部过滤器1c彼此并联设置，它们分别与反吹系统和排灰系统连接，高温烟气接入管1a与这两部过滤器1c之间还设有预除尘设备1b，预除尘设备1b采用重力除尘器；反吹系统采用保护气体，该反吹系统中设有保护气体加热装置2b；在本高温气体净化系统开机时，所述反吹系统作为对过滤器1c中的滤芯1c01进行吹气预热的滤芯防结露系统，而在关机时则作为对过滤器1c中的原气体进行置换的保护气体置换系统。上述的“保护气体”可以采用氮气或者氩气等稀有气体，但从使用成本上考虑最好采用氮气。所述高温烟气接入管1a与铁合金矿热炉的烟道相连，从而将铁合金矿热炉排出的高温炉气引入本高温气体净化系统系统中。如图1、2所示，在本高温气体净化系统开机阶段，从反吹系统的气包2a输出的氮气经过保护气体加热装置2b加热至250℃以上，然后通过输气管道2c进入两部过滤器1c中，从而对这两部过滤器1c中的滤芯1c01进行预热，这样，当向过滤器1c通入高温的待净化气体时，将不会在滤芯1c01表面发生结露、焦油糊膜；在本高温气体净化系统停机阶段，通过反吹系统持续向过滤器1c中吹入高温氮气从而对这两部过滤器1c中的原气体进行置换，被置换出的原气体经管道排出并进行点火放散，而置换后过滤器1c中充满氮气，从而避免在滤芯1c01表面发生结露、焦油糊膜。如图2所示，反吹系统是通过文氏管2d向滤芯1c01进行反吹的，这样可产生理想的反吹效果。

为了将铁合金矿热炉的炉压波动控制在要求的范围以内，如图1、3所示，所述风机1e为变频风机，所述高温烟气接入管1a中设有压力传感器9，所述压力传感器9与所述风机1e的变频控制器分别与控制器10信号连接。这样，当压力传感器9检测到温烟气接入管1a中气压变化时，将检测信号发送给控制器10，控制器10接受到检测信号后根据设定的程序向风机1e的变频控制器发送变频控制信号，从而对风机1e的转速进行调节，即当炉压升高时令风机1e的转速增大，这样就加大了炉气的排量，从而降低炉压；而当炉压降低时令风机1e的转速减小，这样就减少了炉气的排量，从而增大炉压。

如图1、3所示，作为炉压控制的另一种手段，在所述高温烟气接入管1a与所述反吹系统的输气管道2c之间连接有输气管4，该输气管4上设有用于调节从该输气管4通入高温烟气接入管1a中的保护气体的流量、从而控制高温烟气接入管1a中压力波动的稳压调节阀5。稳压调节阀5的开度同样可通过上述压力传感器9、控制器10进行控制，但也可以通过独立的控制系统进行控制。当通过压力传感器9、控制器10进行控制时，由压力传感器9检测到温烟气接入管1a中气压变化，然后将检测信号发送给控制器10，控制器10接受到检测信号后根据设定的程序调节稳压调节阀5的开度。如果压力传感器9检测到温烟气接入管1a中的气压增大，以减小稳压调节阀5的开度来进行调节，反之则增大稳压调节阀5的开度来进行调节。上述第二种炉压控制手段最好与第一种炉压控制手段同时采用，以第一种炉压控制手段作为主要手段来实现炉压粗调，以第二种炉压控制手段作为辅助手段来实现炉压精调。

如图1所示，当通过高温气体净化系统处理后的气体尚为达到回收要求时，需对该气体进行点火放散。为了防止点火放散时产生焦油，所述过滤系统包括气体冷却装置1d，所述过滤器1c的已净化气体排气端与所述气体冷却装置1d连接。气体冷却装置1d最好采用逐级冷却方式以达到更好的冷却效果，例如图1中的气体冷却装置1d就包括第一级冷却装置d1和第二级冷却装置d2，第一级冷却装置d1可采用风冷的方式，第二级冷却装置d2可采用水冷方式进行深冷。

如图1所示，为了提高风机1e的使用寿命，因此按本高温气体净化系统的工艺流程方向将所述风机1e设置于过滤器1c之后，这样，整个高温气体净化系统将形成负压驱动烟气运动的方式。在这种情况下，为解决系统排灰问题，如图1、2所示，所述排灰系统包括设置在所述过滤器1c底部的第一排灰阀3a，所述第一排灰阀3a通过排灰管3b连接第二排灰阀3c，所述第二排灰阀3c通过管道连接储灰罐3d，所述储灰罐3d中的压力与外界气压平衡，所述排灰管3b连接有使该排灰管3b中的气压小于或等于所述过滤器1c内压力的泄压装置。在高温烟气净化过程中，第一排灰阀3a和第二排灰阀3c处于常闭状态；当检测到过滤器1c底部需要排灰时，先打开第一排灰阀3a，然后通过泄压装置使得位于第一排灰阀3a和第二排灰阀3c之间的排灰管3b中的气压小于或等于所述过滤器1c内压力，这时，过滤器1c底部灰粉就会排入排灰管3b中；设定一定时间后关闭第一排灰阀3a，然后打开第二排灰阀3c，由于储灰罐3d中的压力与外界气压平衡，因此排灰管3b中的灰粉靠重力进入储灰罐3d中，从而实现排灰。预除尘设备1b以及两部过滤器1c的下方均设有相同的排灰系统，这三组排灰系统的储灰罐3d同时连接一个较大型的灰仓3g。作为泄压装置的具体结构，泄压装置包括连接在所述排灰管3b与所述过滤器1c的待净化气体进气端之间的压力平衡管3e，该压力平衡管3e上设有控制阀3f。只要开启控制阀3f，使排灰管3b与过滤器1c的待净化气体进气端连通，排灰管3b中的气压就会逐渐与过滤器1c内压力达到平衡。为了防止外界空气通过排灰系统进入过滤器1c而产生安全隐患，如图1、2所示，所述反吹系统与排灰系统之间连接有气体输送管6，该气体输送管6上设有压力控制阀7，所述气体输送管6通过该压力控制阀7向排灰系统的排灰管道中通入不影响排灰的低压保护气体。

为便于排灰，所述反吹系统的输气管道2c与所述过滤器1c之间连接有用于向过滤器1c中的灰粉聚集区通入保护气体的排气管8。通过排气管8向过滤器1c中的灰粉聚集区通入保护气体可以起到气体搅拌作用，防止灰粉聚集堵塞。在本高温气体净化系统停机阶段，还可通过排气管8向过滤器1c中通入保护气体以加快气体置换速度。

在本申请的高温气体净化系统系统中，过滤器1c中的滤芯1c01可以采用多种膜材料，例如陶瓷、金属等。作为优选，可采用FeAl、TiAl或NiAl金属间化合物多孔材料，该材料具有良好的综合性能，尤其是高温耐腐蚀性和良好的过滤精度，特别适合于高温烟气净化。

Claims (7)

1.高温气体净化系统，包括过滤系统、反吹系统和排灰系统，所述过滤系统包括高温烟气接入管(1a)、与所述高温烟气接入管(1a)连接的至少一部过滤器(1c)以及驱动待净化气体通过所述过滤器(1c)的风机(1e)，所述过滤器(1c)分别与反吹系统和排灰系统连接，其特征在于：所述排灰系统包括设置在所述过滤器(1c)底部的第一排灰阀(3a)，所述第一排灰阀(3a)通过排灰管(3b)连接第二排灰阀(3c)，所述第二排灰阀(3c)通过管道连接储灰罐(3d)，所述储灰罐(3d)中的压力与外界气压平衡，所述排灰管(3b)连接有使该排灰管(3b)中的气压小于或等于所述过滤器(1c)内压力的泄压装置。

2.如权利要求1所述的高温气体净化系统，其特征在于：所述泄压装置包括连接在所述排灰管(3b)与所述过滤器(1c)的待净化气体进气端之间的压力平衡管(3e)，该压力平衡管(3e)上设有控制阀(3f)。

3.如权利要求1所述的高温气体净化系统，其特征在于：所述过滤系统包括气体冷却装置(1d)，所述过滤器(1c)的已净化气体排气端与所述气体冷却装置(1d)连接。

4.如权利要求1所述的高温气体净化系统，其特征在于：所述反吹系统与排灰系统之间连接有气体输送管(6)，该气体输送管(6)上设有压力控制阀(7)，所述气体输送管(6)通过该压力控制阀(7)向排灰系统的排灰管道中通入不影响排灰的低压保护气体。

5.如权利要求1所述的高温气体净化系统，其特征在于：所述反吹系统的输气管道(2c)与所述过滤器(1c)之间连接有用于向过滤器(1c)中的灰粉聚集区通入保护气体的排气管(8)。

6.如权利要求1所述的高温气体净化系统，其特征在于：按本高温气体净化系统的工艺流程方向，所述风机(1e)设置于所述过滤器(1c)之后。

7.如权利要求1所述的高温气体净化系统，其特征在于：所述过滤器(1c)中的滤芯(1c01)采用FeAl、TiAl或NiAl金属间化合物多孔材料制作。

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