CN2234956Y

CN2234956Y - 高温干法除尘器

Info

Publication number: CN2234956Y
Application number: CN 92237683
Authority: CN
Inventors: 任镇华
Original assignee: MAANSHAN IRON AND STEEL DESIGN
Current assignee: MAANSHAN IRON AND STEEL DESIGN
Priority date: 1992-11-16
Filing date: 1992-11-16
Publication date: 1996-09-11
Anticipated expiration: 2002-11-16

Abstract

本实用新型是用于炼铁厂高炉煤气的除尘装置。它是由上锥体、圆柱形直段、下锥体三部分组合焊接而成。圆柱形直段由下部惯性重力沉降段及上部过滤段两部分构成。它将传统的粗除尘与精除尘合为一体，在设置重力除尘器的位置就可以安装本除尘器，不要另外占地，不用水，没有排放污染。它能耐500～600℃的高温且寿命长，总体除尘效果为99.9％，煤气含尘量小于10mg/m³。

Description

高温干法除尘器

本实用新型所述的高温干法除尘器属于固体废物的处理一一一从产生处收集或清除污物或烟尘的技术领域。

就申请人所知，目前高炉煤气从炉中出来带有大量灰尘，一般为30～40g/m³，个别高达80～100g/m³。这种煤气不除尘就不能作燃料使用。煤气中灰尘的清洁程度一般要求≯10～15g/m³。

高炉煤气除尘可分成湿法除尘和干法除尘两种。

湿法除尘的工艺过程一般可分为粗除尘、半精除尘和精除尘三个阶段。粗除尘一般采用重力除尘器。煤气经重力除尘后煤气含尘量一般为10g/m³左右。半精除尘一般采用洗涤塔或溢流文氏管。经半精除尘后煤气含尘量一般为500mg/m³以下。洗涤塔耗水量一般为4.5～4t/km³。精除尘设备有文氏管、湿法电除尘等。经过精除尘后的煤气含尘量一般都小于10mg/m³。文氏管耗水量为2—3t/km³，电除尘耗水量0.3t/km³左右。

湿法除尘主要存在如下问题：

(1)需要大量洗涤水，即使采用循环水系统，仍需补充5——10％新水。大量污水需设置庞大的水处理系统。为避免循环水有害物质浓度愈来愈高不能继续使用，需要定期排放，造成环境污染。

(2)煤气的物理热没有得到充分利用。净煤气含水量高，煤气发热值低，影响燃烧使用。

(3)大量用水，动力消耗高。

(4)生产环节多，占用面积大，投资高。

干法除尘工艺过程一般可分成粗除尘和精除尘两个阶段。有的流程中增加了一个温度调节装置。粗除尘与湿法除尘相同，大部分采用重力除尘器。精除尘有干法电除尘和布袋除尘器两种。目前干法电除尘正处于起步阶段，武钢3200m³高炉引进的干法电除尘尚未正式投入生产。很多中小型高炉采用了干法布袋除尘，约有近20座300m³级高炉采用了此技术。布袋除尘后的煤气含尘量一般都小于10mg/m³，个别厂达到5mg/m³以下。

目前于法布袋除尘器存在如下几个主要问题：

(1)布袋的过滤负荷比较小，一般为35m³/m².h过滤风速为05m/min左右。布袋除尘器体积比较大。如一座300m³高炉的布袋除尘器一般都由6～8个φ3200～φ3400mm高13～14m左右的过滤箱组成。呈一排布置，占地很大，总体布置很困难。是阻碍该技术向大型高炉推广的原因之一。

(2)布袋寿命低。运行一年后布袋的损坏率为5～6％，运行二年后布袋的损坏率为15～16％左右。当布袋损坏后，除尘效率就下降，需及时更换，否则将影响高炉煤气的利用。检修更换工作量大。有关资料表明，运行二年，布袋老化更换率达25～26％左右，合计40％以上的布袋需更换。

(3)布袋不能耐高温，一般合成纤维滤袋耐温200℃左右。近年研制成功的玻璃纤维袋耐温也只有280～300℃。而高炉炉顶煤气温度随生产情况会发生波动，经常会出现300℃以上的情况。有时个别高炉可超过400℃。需要采取煤气降温措施，否则就无法长年连续正常生产。

(4)由于过滤箱体多，卸灰系统设备多，各生产环节连结比较复杂，漏损现象比较普遍。二次污染严重，生产环境差。

本实用新型目的是寻求一种高效简易的除尘装置，代替目前的庞大的除尘系统。既要耐高温(能适应300～500℃左右)寿命长(争取高炉一代炉龄不大修)，又要操作简单，占地小，投资省。使于法布袋除尘的优点得以保存，又能克服布袋除尘器存在的问题，能普遍推广应用。

本实用新型的设计思想是利用惯性，重力除尘的原理和过滤尘的机理，把分散多个粗精除尘设备合为一体，本除尘器外型类似重力除尘器由上锥体(12)，园柱形直段(8)和下锥体(2)三部分焊接而成。上锥体为净煤气室，园柱形直段为除尘室。下锥体为灰斗。下面对照附图详细说明本实用新型的结构。

图1是除法器的整体示意图。

1—1卸灰机、1—2下锥体、1—3钢板、1—4导料锥、1—5粗煤气出口、1—6过滤板、1—7导流板、1—8园柱形直段、1—9导管、1—10过滤管、1—11检查入孔、1—12上锥体、1—13封板、1—14反吹阀、1—15反吹气围管、1—18检修入孔、1—17净煤气出口阀、1—18围管、1—19煤气切断阀。

图2是除尘器的A——A剖面图。

图3是除尘器的B——B剖面图。

上锥体12和园柱形直段8之间有封板13隔开。园柱形直段由下部惯性、重力沉降段和上部过滤段组成。(园柱形直段的直径是根据重力除尘器的设计要求计算确定的。煤气在沉降段的气流速度为0.5m/min，停留时间为15秒以上。过滤段的过滤面积是根据滤材的允许风速设计的。除尘器选用的滤材允许风速为6～13m/min，设计选用风速为5～8m/min)。在除尘器中间有一根导管9，导管由上锥体顶部插入除尘器直至沉降段底部，导管顶部与高炉煤气下降管连接，将煤气引入除尘器。在导管的尾部设有粗煤气出口5、导料锥4和过滤板6。沉降段由若干个沉降室组成，每个沉降段有一个粗煤气出口，高度位置处于沉降段的最下部。每个粗煤气出口的上方都有一个过滤板。导料锥在下锥体的体内。粗煤气出口为百叶窗结构。此百叶窗是一种靠压差开启和关闭装置。粗煤气出口处对应一组导流板7，每组导流板由三块环形钢板组成。三块环形钢板呈参差垂直水平面布置。气体从粗煤气出口出来撞在导流板上，再通过导流体上升。由于导流板的作用气流得到了均匀分布。过滤板上供反吹气体排出的通道。采用的滤料与过滤室的滤管相同。导料锥是一个防止粉尘内部成拱造成堵塞的装置。过滤段由若干个过滤室组成，每个过滤室由若干个不锈钢丝网状过滤管构成。各过滤室用钢板隔开。过滤管上段用螺栓固定在上封板上。另一端用园钢套住焊在除尘器壳体上。以防止晃动和产生静电。过滤管10采用1Cr18Ni9Ti钢丝为原料，通过多层网的轧制、烧结、卷管和焊接而成。这种材料过去依靠进口，近年来国内已有生产。除尘器的上锥体内有若干个上气室，上气室数量与过滤室相同并相对应。两个气室用钢板隔开。每个气室都设有净煤气出口阀17。出口伐与除尘器顶部的围管18相连通。在总管上有煤气切断阀19用以切断除尘器与全厂煤气管网的连接。在每个气室的下部设有电动(或气动)反吹阀14、15是反吹气围管。反吹气来自煤气加压机，反吹阀数量与滤室数量相同。除尘器壳体上还设有检修入孔16和检查入孔11。入孔数量与滤室相同。将过滤室与沉降段隔开的钢板一直延伸至下导锥体内的料锥的端部。在该处形成若干个排灰口。每个排灰口面积都应≥总排灰口面积。在除尘器工作时，下锥体的存灰量应保证有一定的料面高度，料面高度应高于上述排灰口高度。形成灰封。灰封高可根据煤气压力调整。灰封可防止各气室的气流串通。本除尘器采用的卸灰机是有喷水和搅拌装置的卸灰机1，该卸灰机是在高炉普遍采用螺旋清灰机基础上改进的一种设备。现已有系列产品。

本除尘器的工作原理：高炉炉顶的粗煤气由煤气下降管经导管进入除尘器。由粗煤气出口进入沉降段。百叶窗靠粗煤气压力顶开。煤气进入沉降段后，因该段是按重力除尘器的工作要求设计的，有足够的沉降时间，又因有导流板的作用沉降效果会比目前高炉采用的一般重力除尘器好。因此煤气中80％左右的粉尘会在该段沉降下来进入灰斗。含尘量10g/m³左右的煤气继续向上运动进入过滤段。过滤管为外滤式。煤气透过滤管外壁进入管中。管中即为净气，粉尘在过滤管外部吸附。因本除尘器采用的过滤管的材料能承受较高的过滤风速，并能承受500℃左右的高温，所以能适应高炉煤气温度变化的要求进行可靠的工作。本设计选用的滤材孔径为20um。用粉煤灰标准粉尘进行试验，在入口处烟尘浓度为5000mg/m³时，出口烟尘浓度为0.28～2.33mg/m³，过滤效率为99.98～99.99％。本除尘器选用的滤材的过滤机制可以认为过滤大体上分为二个步骤。首先是滤网对尘粒的收集，随着在滤网表面上沉积而形成了完整的粉尘层，其后粉尘层进一步增加了对粉尘的捕采作用，可以认为是灰滤灰。捕采效果为二者之和。从试验资料得知，该种滤料粉尘层形成快而且完整。又因孔径很小，粉尘不易穿透，粉尘层集中在滤料的表面。所以很容易清灰，而且清灰后很快达到稳定状态。由于上述滤料的优越性能，就保证了本除尘器的除尘效率。

净化后的煤气进入上气室。再通过净煤气出口伐进入围管到总管。煤气再由净煤气总管进入全厂煤气管网。

清灰作业的工作流程是首先关闭(根据净煤气和粗煤气压差信号或定时)净煤气出口伐。上气室压力与粗煤气压力很快达到平衡。百叶窗式粗煤气出口自动关闭，开启反吹伐。经过加压的净煤气进入上气室由过滤管内向滤管外反吹。反吹后粉尘通过沉降进入灰斗。反吹气体经过过滤板进入其他气室(沉降段)。

因为本除尘器将粗精除尘合二为一，粗颗粒粉尘和细颗粒粉尘均在一个灰斗内积存，且因粗颗粒粉尘比例大，所以粉尘的亲水性比单一细颗粒要大的多。利用卸灰作业，在卸灰机工作时，粉尘得到充分湿润，卸灰时可避免了二次污染。

本除尘器的优点：

(1)本除尘器将传统的粗除尘与精除尘合为一体，在设置重力除尘器的位置就可以安装本除尘器，不需要另外占地，缓解了高炉区布置的困难，特别有利于老厂改造。

(2)本除尘器有很好的除尘效率，预计总体除尘效果为99.9％以上，煤气含尘量＜10mg/m³。

(3)本除尘器为干法除尘设备，不用水，没有排放污染，且煤气的物理热能得到充分利用，可降低冶炼的总能耗。

(4)本除尘器采用的滤材为不锈钢，能耐500～600℃高温，适应高炉煤气温度变化的要求，不需要设置降温设施。使用寿命长，予计高炉一代炉龄大修一次。

(5)本除尘器采用分室停气反吹，又因滤板对反吹气进行过滤，在除尘器内部不会造成二次飞扬，清灰效果好。可以接受含尘量大的煤气流。且采用自身净化煤气反吹，生产比较安全可靠。

(6)本除尘器采用的卸灰机是经过改进的螺旋清灰机，有成熟的使用经验，可以大大减少卸灰作业的二次污染。

Claims

1.一种高温干法除尘器，其特征是把分散多个粗精除尘设备合为一体，它是由上锥体(12)，园柱形直段(8)，下锥体(2)三部分组合焊接而成；上锥体为净煤气室，园柱形直段为除尘室，下锥体为灰斗。

2.按权利要求1所述的高温干法除尘器，其特征是园柱形直段由下部惯性重力沉降段及上部过滤段两部分构成，惯性重力沉降段内在粗煤气出风口(5)相对位置上设有一组导流板(7)，粗颗粒粉尘受阻依惯性重力除尘；过滤段由若干个过滤室构成，每个过滤室由若干个不锈钢丝网状过滤管(10)构成，各过滤室相互用钢隔板分隔开。

3.按权利要求1，2所述的高温干法除尘器，其特征是园柱形直段中有含尘煤气导管(9)，导管由上锥体顶部插入除尘器直至沉降段底部，导管顶端与高炉煤气下降管连接，其下部有一个含尘粗煤气出风口，出风口为百叶窗结构，此百叶窗是一种依靠除尘后的净煤气与粗煤气压差自动开启、并闭的装置；不锈钢网状过滤管用螺旋固定在上封板上，下端用圆钢套住，焊在除尘器壳体上，以防止晃动和产生静电。

4.按权利要求1，2所述的高温干法除尘器，其特征是导流板是一组3个环形钢板成竖直安装在除尘器园柱形直段的下部，在竖直面上成台阶式参差形。

5.按权利要求1所述的高温干法除尘器，其特征是经过滤后的煤气进入上气室，净煤气经除尘器出口阀进入围管(18)，在总管上设有煤气切断阀(19)。

6.按权利要求1所述的高温干法除尘器，其特征是在除尘器上气室的下部，设有电动(或气动)反吹阀(14)，反吹阀及净气出口阀的个数与滤室数相对应。

7.按权利要求1所述的除尘器，其特征是在除尘器的壳体上设有检修入孔(11)及检查入孔(16)，其数量与滤室的个数相同。

8.按权利要求1所述的高温干法除尘器，其特征是除尘器下锥体内有一个导流锥(4)，是防止粉尘内部堵塞的装置。

9.按权利要求1所述的高温干法除尘器，其特征是将过滤室分隔开的钢板(3)下端与下锥体构成的每室水平截面应大于或等于下锥体卸灰口的水平截面面积。

10.按权利要求1所述的高温干法除法器，其特征是在滤管进行反吹时，反吹的气体通过设置的反吹气出口(6)排出。