專利名稱：高爐煤氣全干式除塵裝置及除塵方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于用于氣態(tài)流體的過濾領(lǐng)域。主要用于高爐煤氣的凈化，也適用于轉(zhuǎn)爐、電爐、發(fā)生爐煤氣和其它高溫含塵氣體的凈化。
國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的高爐煤氣干式除塵方法大致分為兩種即布袋過濾除塵和干式靜電除塵。布袋除塵方法是以布袋為過濾元件，它的主要缺點(diǎn)是布袋的允許使用溫度在300℃以下，通常為200℃左右，而高爐煤氣的出口溫度通常超過400℃。因此，布袋除塵系統(tǒng)使用時(shí)必需配置復(fù)雜的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，如水霧直接噴淋、外冷間接換熱等，否則就會(huì)造成布袋的燒損破壞。而且，即使煤氣溫度被控制在300℃以下，布袋使用一段時(shí)間后，由于頻繁的反吹清灰。也必然造成布袋的磨損，使阻力增大，流量減少，不得不定期更換。一旦布袋破漏損壞，其自動(dòng)檢測(cè)目前還很困難，而人工定時(shí)檢測(cè)則費(fèi)時(shí)費(fèi)力，也不安全，勢(shì)必造成除塵系統(tǒng)工作穩(wěn)定性的破壞。另外，由于布袋濾材強(qiáng)度低，不適于承受較高的過濾風(fēng)速。因而一般布袋除塵系統(tǒng)所采用的過濾風(fēng)速僅為0.5～1.0m/min，當(dāng)處理風(fēng)量較高時(shí)，除塵系統(tǒng)的體積和占地面積就非常龐大，使其維修管理費(fèi)用非常高(《高爐煤氣布袋除塵與球式熱風(fēng)爐技術(shù)及發(fā)展》，1991年，高清舉、涂繼煒主編)。干式靜電除塵方法是根據(jù)靜電吸塵原理的一種除塵方法。中國(guó)專利ZL91102494.8提供了一種高爐煤氣全干式靜電除塵方法。該方法是使高爐煤氣在重力除塵器除塵后，通過換熱緩沖器，再進(jìn)入干式靜電除塵器，對(duì)煤氣進(jìn)行凈化。這種除塵方法的缺點(diǎn)是除塵系統(tǒng)龐大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，初投資高，耗電量大，操作繁瑣。而且，為保證靜電除塵系統(tǒng)的正常工作和達(dá)到較高的除塵效率必須設(shè)置復(fù)雜的煤氣增濕與降溫系統(tǒng)。當(dāng)爐頂煤氣溫度超過靜電除塵的允許溫度或低于煤氣露點(diǎn)溫度時(shí)，通過換熱緩沖器來(lái)嚴(yán)格控制和調(diào)節(jié)煤氣的溫度；當(dāng)煤氣電場(chǎng)電壓低于要求值時(shí)，必須從重力除塵器或其前后的管道通入適量的蒸汽或水霧進(jìn)行煤氣增濕，以降低灰塵的比電阻值，提高煤氣的電場(chǎng)電壓。
總之，高爐煤氣無(wú)論是采用布袋干式除塵，還是采用靜電干式除塵，都必須設(shè)置嚴(yán)格控制的增濕或降溫系統(tǒng)。其一方面提高了除塵系統(tǒng)的控制難度，增大了設(shè)備投資和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性；另一方面煤氣溫度的降低和濕度增加，也不利于煤氣顯熱的有效利用和熱值的提高，必將造成能源的巨大浪費(fèi)。
本發(fā)明的目的在于提供一種節(jié)能、節(jié)水效率高，無(wú)環(huán)境污染，可在高風(fēng)速下穩(wěn)定操作，且適用于各種工況的高爐煤氣全干式除塵裝置及除塵方法。
針對(duì)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案本發(fā)明所述的高爐煤氣全干式除塵裝置，含有荒煤氣管、重力除塵器或旋風(fēng)除塵器、金屬絲網(wǎng)過濾除塵器、透平發(fā)電機(jī)、洗凈塔、熱風(fēng)爐燃燒室、熱風(fēng)爐、加熱器、反吹清洗系統(tǒng)、相應(yīng)的煤氣輸送管道和各種閥門；上述各設(shè)備或部件通過煤氣輸送管道和各種閥門相互連接。重力除塵器與高爐爐頂相連，反吹清洗系統(tǒng)直接與金屬絲網(wǎng)過濾除塵器相連，加熱器裝配在煤氣進(jìn)入金屬絲網(wǎng)過濾除塵器之前的管道上。
金屬絲網(wǎng)過濾除塵器是以燒結(jié)金屬絲網(wǎng)多孔材料為濾芯的絲網(wǎng)過濾罐式除塵器，該金屬絲網(wǎng)濾芯是由兩層以上金屬絲網(wǎng)交叉疊加后，經(jīng)燒結(jié)、軋制、成形、焊接而成，具有強(qiáng)度高、耐高溫孔隙分布均勻，流通阻力小和透過能力大等優(yōu)點(diǎn)。反吹清洗系統(tǒng)由氮?dú)饣騼艋簹鈨?chǔ)罐、流量控制閥和脈沖電磁閥組成。并且該除塵裝置中至少有兩個(gè)或兩個(gè)以上的金屬絲網(wǎng)過濾除塵器，以保證除塵系統(tǒng)的過濾除塵器能夠切換使用，連續(xù)工作。
本發(fā)明所述的高爐煤氣全干式除塵方法的工藝流程如下高爐爐頂煤氣經(jīng)重力除塵器或旋風(fēng)除塵器初級(jí)除塵后經(jīng)管道進(jìn)入金屬絲網(wǎng)過濾除塵器，對(duì)煤氣進(jìn)行過濾凈化。凈化后的高壓高爐煤氣經(jīng)管道和調(diào)節(jié)閥，進(jìn)入透平機(jī)，進(jìn)行發(fā)電，通過透平機(jī)的熱煤氣和常壓高爐凈化后的熱煤氣，一是經(jīng)管道送至熱風(fēng)爐燃燒室作為氣體燃料，一是經(jīng)洗凈塔冷卻，并去除氯離子后，送至煤氣管道，作為其他用戶使用。
對(duì)于高于露點(diǎn)溫度任意高溫高爐煤氣經(jīng)重力除塵器或旋風(fēng)除塵器初級(jí)除塵后，經(jīng)管道可直接進(jìn)入金屬絲網(wǎng)過濾除塵器，不需經(jīng)任何降溫處理。
當(dāng)高爐煤氣的溫度低于露點(diǎn)溫度時(shí)，開啟加熱器，熱風(fēng)爐的燃燒廢氣通過管道閥門進(jìn)入加熱器中，通過加熱器將高爐煤氣加熱升溫，然后再進(jìn)入金屬絲網(wǎng)過濾除塵器。
本發(fā)明除塵方法是兩個(gè)或兩個(gè)以上的金屬絲網(wǎng)過濾除塵器(8、9)輪流切換工作對(duì)于停止工作的金屬絲網(wǎng)過濾除塵器可以利用反吹清洗系統(tǒng)，對(duì)除塵器的濾芯進(jìn)行清洗，清除濾芯表面的積塵等。通常，當(dāng)處于工作狀態(tài)的金屬絲網(wǎng)過濾除塵器的進(jìn)出口煤氣壓差高于某一規(guī)定值(或超過某一規(guī)定工作周期)時(shí)，則關(guān)閉煤氣進(jìn)口、出口閥門，同進(jìn)打開另一金屬絲網(wǎng)過濾除塵器的進(jìn)口和出口閥門，隨后打開反吹清洗系統(tǒng)的流量控制閥、脈沖電磁閥，使氮?dú)饣騼艋簹鈨?chǔ)罐中的氮?dú)饣騼艋簹猓悦}沖的形式通過停止的金屬絲網(wǎng)過濾除塵器，將濾芯表面的積塵清洗干凈。
本發(fā)明所述的除塵裝置和除塵方法不僅適用于高爐煤氣凈化，也適用于電爐、轉(zhuǎn)爐和發(fā)生爐煤氣，以及鍋爐煙氣等高溫含塵氣體的凈化，使之再生。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)(1)、由于本發(fā)明高爐煤氣全干式凈化采用了耐高溫的、以燒結(jié)金屬絲網(wǎng)多孔材料為濾芯的除塵器，工作溫度可高達(dá)300～800℃，故凈化煤氣溫度高，熱值大，可大大提高透平機(jī)發(fā)電效率和熱風(fēng)爐的加熱效率。
(2)、熱煤氣凈化過程無(wú)需冷卻，故省去了復(fù)雜的水霧噴淋降溫冷卻系統(tǒng)，不僅減少了大量水和能源的消耗，節(jié)省了投資和占地面積，而且節(jié)約電；(3)、燒結(jié)金屬絲網(wǎng)多孔材料濾芯，強(qiáng)度高、運(yùn)行阻力小，工藝過程可靠，除塵效率大于99.9％，可在較高的過濾風(fēng)速下穩(wěn)定工作；(4)、整個(gè)除塵系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作和維修方便，且除塵器濾芯可以再生，使用壽命長(zhǎng)，成本低。
(5)、當(dāng)金屬絲網(wǎng)過濾除塵器采用較高的過濾風(fēng)速時(shí)(1～60m/min)，仍可保護(hù)工藝過程的順利進(jìn)行和凈化效率的穩(wěn)定。
現(xiàn)結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
附

圖1為本發(fā)明高爐煤氣全干式除塵裝置的結(jié)構(gòu)示意圖及除塵方法的流程示意圖。
由圖1看出，本發(fā)明高爐煤氣全干式除塵裝置由荒煤氣管2、重力除塵器3或旋風(fēng)除塵器4、管道39和加熱器5，金屬絲網(wǎng)過濾除塵器8、9和眼鏡閥6、7及閥門10、11、透平機(jī)14、調(diào)壓閥18及眼鏡閥13及閥門12、15、16、管道17、19、20、洗凈塔24及管道21、22、閥門25及凈化煤氣管道26、熱風(fēng)爐燃燒室29、熱風(fēng)爐30及眼鏡閥28、閥門27、管道閥門32、氮?dú)饣騼艋簹鈨?chǔ)罐35和流量控制閥36及脈沖電磁閥37、38組成。
其中金屬絲網(wǎng)過濾除塵器8、9是以燒結(jié)金屬絲網(wǎng)多孔材料為濾芯的除塵器；加熱器5裝配在煤氣進(jìn)入金屬絲網(wǎng)過濾除塵器8、9之前的管道39上；由氮?dú)饣騼艋簹鈨?chǔ)罐35、流量控制閥36和脈沖電磁閥37、38組成反吹清洗系統(tǒng)。
本發(fā)明高爐煤氣全干式除塵方法的工藝流程如下第一種工藝流程對(duì)于具有余壓發(fā)電設(shè)備的高壓高爐煤氣，由高爐1產(chǎn)生的爐頂煤氣在正常狀態(tài)下，經(jīng)荒煤氣管2，到重力除塵器3，再經(jīng)旋風(fēng)除塵器4，由眼鏡閥6進(jìn)入除塵器8，進(jìn)行煤氣凈化；部分凈化煤氣經(jīng)閥門10、12和眼鏡閥13，進(jìn)入透平機(jī)14，進(jìn)行余壓發(fā)電，之后凈化煤氣經(jīng)閥門15到熱凈化煤氣管道20、21，經(jīng)閥門27和眼鏡閥28，進(jìn)入熱風(fēng)爐燃燒室29，進(jìn)行燃燒，并在熱風(fēng)爐30中進(jìn)行顯熱利用，燃燒后的廢氣經(jīng)過熱風(fēng)爐煙道33，由煙囪34放空；另一部分熱凈化煤氣經(jīng)閥門23到其它加熱或鍋爐進(jìn)行顯熱利用；剩余的熱凈化煤氣由洗凈塔24冷卻，去除氯離子后經(jīng)閥門25，進(jìn)入凈化煤氣管道26，作為他用。當(dāng)爐頂煤氣瞬時(shí)低于煤氣露點(diǎn)時(shí)，打開管道閥門32，使熱風(fēng)爐30燃燒廢氣進(jìn)入加熱器5，使管道中的煤氣加熱升溫，然后再進(jìn)入金屬絲網(wǎng)過濾除塵器8。
第二種工藝流程對(duì)于沒有余壓發(fā)電設(shè)備的常壓高爐，其工藝流程與第一種工藝流程相比，可取消重力除塵器3或旋風(fēng)除塵器4，沒有閥門12、13和透平機(jī)14，而增加閥門16、調(diào)壓18和管道19，使由金屬絲網(wǎng)過濾除塵器8、9凈化后的煤氣，經(jīng)調(diào)壓閥18降壓后，進(jìn)入相應(yīng)的管道予以利用，即與第一種工藝流程的后部分相同。
在上述工藝流程中，當(dāng)金屬絲網(wǎng)過濾除塵器8工作時(shí)狀態(tài)，則金屬絲網(wǎng)過濾除塵器9處于停止工作狀態(tài)，兩者輪流工作。通常，當(dāng)處于工作狀態(tài)的金屬絲網(wǎng)過濾除塵器8的進(jìn)出口煤氣壓差高于某一規(guī)定值時(shí)，或超過某一規(guī)定工作周期后，則關(guān)閉此除塵器8，同時(shí)開啟另一除塵器9。對(duì)于停止運(yùn)行的除塵器8進(jìn)行反吹清洗，即打開流量控制閥36、脈沖電磁閥37，使儲(chǔ)罐35中的氮?dú)饣騼艋簹膺M(jìn)入金屬絲網(wǎng)過濾除塵器8，清洗濾芯表面積塵，恢復(fù)最佳功能。
權(quán)利要求
1.一種高爐煤氣全干式除塵裝置，包含荒煤氣管(2)、重力除塵器(3)或旋風(fēng)除塵器(4)、除塵器(8、9)、透平發(fā)電機(jī)(14)、洗凈塔(24)、熱風(fēng)爐燃燒室(29)與熱風(fēng)爐(30)、相應(yīng)的煤氣輸送管道和各種閥門，其特征在于[1]、除塵器(8、9)是以燒結(jié)金屬絲網(wǎng)多孔材料為濾芯的絲網(wǎng)過濾除塵器；[2]、含有一個(gè)由氮?dú)饣騼艋簹鈨?chǔ)罐(35)、流量控制閥(36)和脈沖電磁閥(37、38)組成的濾芯反吹清洗系統(tǒng)該反吹清洗系統(tǒng)與金屬絲網(wǎng)過濾除塵器(8、9)相連；[3]、在煤氣進(jìn)入金屬絲網(wǎng)過濾除塵器(8、9)之前的管道(39)上配置簡(jiǎn)單的加熱器(5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的除塵裝置，其特征在于至少設(shè)置兩個(gè)或兩個(gè)以上的金屬絲網(wǎng)過濾除塵器(8、9)。
3.一種利用權(quán)利要求1所述的除塵裝置的高爐煤氣全干式除塵方法，包含高爐爐頂煤氣經(jīng)重力除塵器(3)或旋風(fēng)除塵器(4)初級(jí)除塵后，經(jīng)管道(39)進(jìn)入絲網(wǎng)過濾除塵器，對(duì)煤氣進(jìn)行凈化，凈化后的高壓高爐煤氣經(jīng)管道和調(diào)節(jié)閥，進(jìn)入透平機(jī)(14)，進(jìn)行發(fā)電，通過透平機(jī)(14)的熱煤氣和常壓高爐凈化后的熱煤氣，一是經(jīng)管道送至高爐熱風(fēng)爐燃燒室(29)作為氣體燃料；一是經(jīng)洗凈塔(24)冷卻、去除氯離子后，送入煤氣管道(25)，供其它用戶使用，其特征在于[1]、對(duì)于高于露點(diǎn)溫度的任意高溫高爐煤氣、經(jīng)重力除塵器(3)或旋風(fēng)除塵器(4)初級(jí)除塵后、可直接進(jìn)入金屬絲網(wǎng)過濾除塵器(8、9)、無(wú)需經(jīng)任何降溫處理；[2]、當(dāng)高爐煤氣的溫度低于露點(diǎn)溫度時(shí)，開啟加熱器(5)、熱風(fēng)爐(30)的燃燒廢氣通過管道閥門(32)，進(jìn)入加熱器(5)中，通過加熱器(5)使管道內(nèi)的高爐煤氣加熱升溫，然后再進(jìn)入金屬絲網(wǎng)過濾除塵器(8或9)；[3]、兩個(gè)或兩個(gè)以上的金屬絲網(wǎng)過濾除塵器(8、9)可以輪流切換工作；[4]、對(duì)于停止工作的金屬絲網(wǎng)過濾除塵器(8或9)，可利用反吹清洗系統(tǒng)，對(duì)金屬絲網(wǎng)過濾除塵器(8或9)的濾芯進(jìn)行清洗，清除濾芯表面的積塵，使濾芯再生。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的除塵方法，其特征在于通過開啟或關(guān)閉眼睛閥(6或7)、閥門(10或11)，使金屬絲網(wǎng)過濾除塵器(8或9)處于工作或停運(yùn)狀態(tài)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3和4所述的除塵方法，其特征在于當(dāng)處于工作狀態(tài)的金屬絲網(wǎng)過濾除塵器(8或9)的進(jìn)出口煤氣壓差高于某一規(guī)定值或工作時(shí)間超過某一設(shè)定值以后，則關(guān)閉眼睛閥(6或7)和閥門(10或11)，打開眼睛閥(7或6)和閥門(11或10)，并打開流量控制閥(36)和脈沖電磁閥(37或38)，氮?dú)饣騼艋簹鈨?chǔ)罐(35)中的氣體經(jīng)流量控制閥(36)和脈沖電磁閥(37或38)，以脈沖的形式通過金屬絲網(wǎng)過濾除塵器(8或9)，將濾芯表面的積塵清洗干凈。
6.根據(jù)權(quán)利要求1和權(quán)利要求3所述的除塵裝置和除塵方法，本發(fā)明不僅適用于高爐煤氣凈化，也適用于電爐、轉(zhuǎn)爐和發(fā)生爐煤氣，以及鍋爐煙氣等高溫含塵氣體的凈化。
全文摘要
本發(fā)明屬于氣態(tài)流體的過濾領(lǐng)域，主要適用于高爐煤氣凈化，也適用于轉(zhuǎn)爐、電爐、發(fā)生爐煤氣和其它高溫含塵氣體的凈化。其主要特征是除塵器是以燒結(jié)金屬絲網(wǎng)多孔材料為濾芯的絲網(wǎng)過濾除塵器，并且含有兩個(gè)或兩個(gè)以上的此類除塵器，無(wú)需降溫系統(tǒng)，只配置簡(jiǎn)單的加熱器。兩個(gè)除塵器可以輪流工作，停止工作的除塵器可以利用反吹清洗系統(tǒng)，對(duì)濾芯進(jìn)行清洗，使之再生。本發(fā)明可在高溫和高風(fēng)速下工作，大大提高熱效率和過濾效率。
文檔編號(hào)C21B7/22GK1144848SQ9610975
公開日1997年3月12日 申請(qǐng)日期1996年9月13日 優(yōu)先權(quán)日1996年9月13日
發(fā)明者王燚, 方玉誠(chéng), 詹冬巧, 陳欣, 顧臨, 丁桂山 申請(qǐng)人:冶金工業(yè)部鋼鐵研究總院