TWI727978B - 清潔爐氣的方法及過濾裝置 - Google Patents

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Abstract

一種清潔爐氣的方法及裝置，其中流動於一主氣流方向(A)的爐氣通過一陣列的袋式過濾器(13)。已通過過濾袋的過濾爐氣係經由一個或多個沿著袋式過濾器的下游端移動的噴嘴(28)部分回轉。在一週期期間，每一個袋式過濾器(13)係被至少一個噴嘴(28)至少通過一次。通過袋式過濾器的噴嘴於一回流方向(B)將過濾爐氣吹經袋式過濾器。回流方向係相反於主氣流方向。

Description

清潔爐氣的方法及過濾裝置
本發明係相關於爐氣的乾式塵埃移除的方法及過濾裝置，該爐氣產生自金屬生產程序，特別是鋼或鐵生產程序，例如高爐氣或或用電弧爐(EAF)，轉爐(BOF)或直接還原鐵(DRI)程序生產的氣體。
高爐器典型上具有相對高的一氧化碳含量，如，大約20-28%，容許用作各種類型的燃燒器中的燃料氣體。然而，離開高爐的高爐氣的塵含量典型上大約10-40g/Nm3，使用於此等燃燒器是太高。為了確保使用高爐氣的燃燒器或其它設備能適當且穩定運行，所以高爐氣的塵含量必須大量降低。這通常採用兩步驟方法為之。在第一步驟中，較大的塵粒在旋風分離器中被分離。在第二步驟中，較小顆粒通常利用濕法洗滌器分離。此一濕法需要消耗大量的水且產生需要進一步處理的爛泥及廢水。水洗滌處理亦導致處理的高爐器壓力及溫度的下降，這種下降減少其作為下游氣體燃燒器中的燃燒氣體的效能。
為了克服濕法氣體清潔程序的缺點，利用從管板垂下的過濾袋過濾氣體已被提出，例如，在張福明(譯音)的論文，「大高爐的高爐氣的乾式包過濾清潔技術的研究」，第五屆國際煉鐵技術大會論文集，第612-620頁，2009年，上海，中國。
袋式過濾器能由通常是例如氮的惰氣的回流清潔，例如如在Lanzerstorfer和徐中所揭示，「對於煙氣淨化高爐的新進展：概述」，BH，第195冊，第91-98頁，2014年。這能離線或在線完成。離線清潔中斷過濾程序。在線清潔具有氮氣冷卻且稀釋高爐氣的缺點。為了最小化此效應，氮氣流必須使用最小量的氮以短的、很強的脈衝噴射。脈衝應很強到產生與2.5巴主氣流相反的衝擊波。能以此在線回流清潔的過濾袋的最大長度典型上係大約4公尺。
相同的刊物亦討論1982年的小倉鋼鐵廠的日本過濾裝置，該過濾裝置使用已清潔的高爐氣的逆流清潔過濾袋。過濾器從氣流取出並離線清潔。
本發明的目的係提供一使用具有改良清潔效能的在線回流的袋式過濾器從高爐氣移除塵埃的乾式清潔方法，容許使用較長的過濾袋。
本發明的目的係利用清潔爐氣的方法達成，其中於主氣流方向流動的爐氣通過一陣列的袋式過濾器。已通過過濾器包的過濾爐氣經由一個或多個沿著袋式過濾器的下游端移動的噴嘴部分回轉，其中在一週期時間每一個袋式過濾器係由至少個噴嘴至少通過一次。通過袋式過濾器的噴嘴將過濾的爐氣吹入回流方向穿過袋式過濾器，回流方向係相反於主氣流方向。
使用在線回流的過濾高爐氣不冷卻或稀釋主高爐氣流。因此，可以使用比用氮氣可能的更大的量，使得脈衝能夠較長且可比較不強。因為每一脈衝較大量的回流氣體能被使用，能被使用的過濾袋能被製造得 更長。
例如，當管片之上的的差壓太高時，回轉的回流氣體能從主氣流連續或間歇地分離。回轉的氣體的量可例如為主氣流的大約0.1至大約0.5體積百分比。
在一特定實施例中，噴嘴係配置在一可於袋式過濾器上移動的臂中。袋式過濾器的陣列例如能包含多個同心圓陣列，讓考慮加壓過程條件的典型圓柱的過濾裝置的外殼中的空間能有最大的使用。在該情形下，具有噴嘴的臂例如可以是一轉動臂，該轉動臂繞著與圓陣列的袋式過濾器同軸的中心軸轉動。噴嘴分別被配置成在轉動臂轉動期間通過具有對應的徑向位置的袋式過濾器，所以在一週期期間每一袋式過濾器係被至少一個噴嘴通過。
頂視圖中，過濾袋及管片中的開口例如可以是圓形或橢圓形。若過濾袋係配置於同心圓的陣列中，使用橢圓形過濾袋有助於讓空間有最大的使用。更且，若過濾袋係具有一徑向延伸的短軸及一切向延伸的長軸的橢圓形，通過的噴嘴將於一過濾袋之上的時間會較長，所以回流脈衝會是較長。
主氣流方向的高爐氣流中的壓力典型上係至少1.5巴，例如，至少2或至少2.5巴。噴嘴處的回流壓力例如可為大約0.1至1.2巴，例如，0.5至1.0巴，例如，高於主氣流方向的主氣流內的壓力的大約0.8巴。
已清潔的高爐氣的使用讓使用更大量的回流氣體成為可能。
揭示的方法能利用金屬生產程序中的清潔處理氣體的過濾裝置進行，該方法包含至少一個容器，該容器具有： 一氣體入口，在底部；一氣體出口，在頂部；以及一館片，在氣體入口和氣體出口之間。
管片包含一陣列的開口，每個開口具有一從該開口下懸的過濾袋。氣體出口連接一排出管線。一回轉管線連接排出管線的下游部至容器頂端的回轉入口。回轉管線例如可包含氣體增壓器以回轉具有所需超壓的清潔氣體。回轉管線可連接至具有至少一個可繞著容器的中心軸轉動的徑向臂的轉子，可轉動臂界定一與回轉管線例如經由同軸定位於容器內的轉子的中心通道連通的通道。徑向臂的通道包含具有對應管片中的開口的徑向位置的徑向位置的向下指向噴嘴，所以在轉子的完整週期期間，每一袋式過濾器被至少一個噴嘴通過。
1:過濾裝置
2:過濾站/容器
4:氣體入口
5:底部/上游部
6:氣體出口
7:頂部/下游部
9:管片
11:開口
13:過濾袋/袋式過濾器
15:排出管線
17:頂部氣體回收渦輪機
18:減壓閥
19:主回轉管線
21:回轉管線
23:氣體增壓器
25:轉子
27:中心通道
28:噴嘴
29:徑向臂
30:門
31:塵埃收集箱
32:塵埃排出管線
揭示的方法以及過濾器裝置將參考顯示一例示實施例的所附圖式進一步說明。
第1圖概略顯示清潔高爐氣的過濾裝置的佈置；第2圖顯示清潔第1圖的過濾裝置的袋式過濾器的具有噴嘴的轉子；以及第3圖係第2圖的轉子的詳細側視圖。
第1圖顯示一過濾高爐氣或來自類似的金屬生產程序的處理氣體的過濾裝置1。氣體從方向A被供應。可選擇地，氣體首先利用例如移除較大塵粒的旋風分離器的塵埃移除裝置被處理，及/或氣體首先可被冷卻 以例如減少溫度峰值，及/或利用吸附劑及/或鹼性試劑被處理以移除酸性或有機污染物。
高爐氣係分布於多個過濾站2上，在顯示的例示配置中係為四個過濾站。每一個過濾站2包含一圓柱壓力容器，具有容器2的底部5處的氣體入口4及容器2的頂部7處的氣體出口6。高爐氣於主氣流方向A從容器2的底部5流至頂部7。一圓形管片9係位於容器2的頂部7。管片9具有同心圓陣列的橢圓形開口11(見第2圖)。橢圓形開口11相對於管片的中心軸具有徑向方向的短軸以及切向方向的長軸。一頂視上具有對應外觀的過濾袋13從每一開口11下懸。每一過濾袋13具有一分別連接管片9中的開口11的開放端，以及其相對端的封閉端14。一對抗主高爐氣流壓力的開放的框架(未圖示)係位於每一過濾袋13中以保持過濾袋打開。管片9的周邊係連接於容器2的內壁，使得所有的高爐氣被迫流經開口11中的過濾袋13。
容器2的出口6開放入一常見的排出管線15，其中過濾氣體係經由習知的頂部氣體回收渦輪機17釋放，以便利用擴張降低壓力。在壓力降低之後，氣體能被使用為燃燒器的燃料。若頂部氣體回收渦輪機不能運作時，一習知的減壓閥18可被使用為一備份。
主回轉管線19從常見的排出管線15分支出來且分離成多個回轉管線21，一個回轉管線給予每一個容器2。主回轉管線19包含一氣體增壓器23，增加回轉氣流的壓力至主氣流中的壓力之上的壓力階。如第2和3圖所詳示，每一回轉管線21連接於一轉子25。轉子25界定一同軸定位於管片9之上的空間中的容器內部之內的實質垂直中心通道27。轉子25係可繞著中心通道27的縱向軸X轉動。轉子25包含多個連接至中心通道27的下端的徑 向中空臂29。徑向臂29界定具有噴嘴28的通道，該等噴嘴28在該等徑向臂29的側邊且面向管片9。開口11的每一圓的半徑對應至少徑向臂29的至少一個噴嘴28的徑向位置。在顯示的實施例中，臂29的兩個相鄰噴嘴28之間的每一間隔等於三倍的管片9中的開口11和徑向的下一個開口之間的距離。因此，三個開口之中僅一個被一個徑向臂29的噴嘴28清潔。其它兩個臂29的噴嘴被配置成它們清潔剩餘的過濾袋13。因而，在轉子的每一個完整轉動期間，管片9中的每一開口11被徑向臂29中的一個的噴嘴13通過。
門30提供進入管片9上方的空間以進行維護或修理。
各自的容器2的底部5係錐狀且收集分離的塵埃。連接於塵埃排出管線32的塵埃收集箱31係位於容器2的錐形部5的下方。
原始高爐氣係供應至容器2並於主氣流方向A通過袋式過濾器13。容器2的入口4處的主氣流中的壓力典型係大約2.5巴。過濾的氣體被收集於容器2的頂部7中，同時塵埃停留於過濾袋13的外表面。
收集於管片9下游的過濾氣體係分別經由出口6及排出管線15排出。部分氣體係經由回轉管線19連續收回。氣體加壓器23增加壓力例如至至少3.3巴，係0.8巴高於主氣流中的壓力。
過濾氣體經由回轉管線21流至各自的容器2的頂部7，並流經中心通道27及轉子25的三個徑向臂29，其中氣體被氣體28吹於相反於主氣流方向A的回流方向B。當噴嘴在轉子25的旋轉期間經過時，噴嘴28將清潔氣體吹入面向各自的噴嘴的各自的管片開口11。因為中心通道27和徑向臂29係連續轉動，在轉子25的一完整轉動週期期間，每一開口11被一吹氣噴嘴28通過。
氣體以例如大約0.8巴的超壓吹入開口11。收集在過濾袋13的外表面上的塵埃被吹走且下落至容器2的底部5。這恢復袋式過濾器13的過濾能力。
若足夠的塵埃被收集於容器2的底部5，塵埃排出閥打開且塵埃被收集於各自的收集箱31中。塵埃進一步經由塵埃排出管線32排出，例如做進一步處理。
1:過濾裝置
2:過濾站/容器
4:氣體入口
5:底部/上游部
6:氣體出口
7:頂部/下游部
9:管片
13:過濾袋/袋式過濾器
15:排出管線
17:頂部氣體回收渦輪機
18:減壓閥
19:主回轉管線
21:回轉管線
23:氣體增壓器
31:塵埃收集箱
32:塵埃排出管線

Claims (3)

  1. 一種清潔爐氣的方法，其中流動於一主氣流方向(A)的該爐氣通過一陣列的袋式過濾器(13)，其中已通過該等袋式過濾器的過濾爐氣係經由一個或多個沿著袋式過濾器的下游端移動的噴嘴(28)部分回轉，其中該等噴嘴(28)係配置於至少一轉動臂(29)中，該轉動臂(29)繞著與該陣列的袋式過濾器同軸的中心軸轉動，其中該等各自的噴嘴(28)係配置成在該轉動臂轉動期間通過具有對應的徑向位置的袋式過濾器；其中每一袋式過濾器(13)係在該臂的一轉動週期期間被至少一噴嘴(28)通過至少一次，其中通過一袋式過濾器的一噴嘴於一回流方向(B)將已過濾的爐氣吹經該袋式過濾器，其中該回流方向係相反於該主氣流方向。
  2. 如申請專利範圍第1項的方法，其中一回流被吹以相對於該主氣流方向(A)的爐氣流內的壓力的0.1至1.2巴超壓。
  3. 如申請專利範圍第1或2項的方法，其中該主氣流方向(A)的爐氣流中的壓力係至少1.5巴。
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