高爐煤氣幹法除塵裝置與工藝的製作方法

2023-05-19 04:29:21 1

專利名稱：：高爐煤氣幹法除塵裝置與工藝的製作方法
技術領域：
：本發明屬於冶金環保除塵辨域，涉及一種布袋除塵裝置及工藝二
背景技術：
：隨著經濟的發展和科技的進步，國內外對鋼鐵的需求量越來越大，現在，我國已經^為世界上產鋼量第一大國；節能降耗、降本增效、保護環境、減少汙染已成為我國冶金行業全力追求的目標，過去作為廢氣排放的高爐煤氣，現已作為一種重要的能源，被充分而廣泛地加以利用，特別從20世紀90年代以來，隨著高爐煤氣用途的擴展，對高爐煤氣的純淨度要求越來越高。包鋼是我國重要的鋼鐵生產基地，其4#高爐是於1995年投產運行的，由於當時施工場地面積有限，許多已有的高爐煤氣幹法除塵技術又不適用於包鋼4#高爐的實際工況，也不符合包鋼燃氣廠對已有的高爐煤氣幹法除塵工藝技術的要求，所以當時對高爐煤氣的淨化採用的是兩級文氏管溼法除塵系統，而沒有採用其它鋼鐵企業所普遍使用的高爐煤氣幹法除塵裝置與工藝。淨化後的高爐煤氣主要用於餘壓發電，發電設施為透平機(TRT系統)。工藝裝置及流程如下煙塵從重力除塵器出來進入一級定徑喉口文氏管，再進入重力式灰泥捕集器，由捕集器出口再進入二級可調喉口文氏管，再進入填料式灰泥捕集器，從灰泥捕集器出口流出後分兩路，一路通過減壓閥組進入填料脫水器，另一路經過旋風脫水器、透平機(TRT系統)，也進入填料脫水器，從填料脫水器出來後進入切斷裝置，再通過流量孔板，最後進入淨煤氣總管。這種高爐煤氣溼法除塵淨化系統存在能耗高、淨煤氣含水量高、煤氣熱效率低、高爐煤氣餘壓發電設施出力低等缺點。
發明內容為了克服高爐煤氣溼法淨化系統存在能耗高、淨煤氣含水量高、煤氣熱效率低、高爐煤氣餘壓發電設施出力低以及淨煤氣含塵量高等缺點，本發明提供一種除塵效率高、淨煤氣含塵量低、除塵系統能耗低、淨煤氣熱效率高、自動化程度高的幹法除塵淨化系統。高爐煤氣幹法除塵系統是利用濾袋來截獲煤氣中的粉塵，而濾袋截獲粒子的能力決定除塵器的效率，因此，整個除塵系統的工藝過程可簡述為通過濾袋過濾、淨化煤氣，利用氮氣或淨煤氣脈衝氣流反吹清灰，以此控制除塵器的阻力，使濾袋具有最大截獲粉塵粒子的能力，同時使除塵器具有--定的通流能力，即不斷地對除塵器進行周期性的清灰，防止阻力過大，影響工藝進行；通過卸、輸灰系統，將清除下來的灰塵運到除塵裝置外。如此周而復始，使除塵器能正常工作。本發明主要由除塵過濾、清灰、粉塵卸載及輸送、自動控制、氣體放散等裝置及大過濾風速、氮氣或淨煤氣脈衝反吹清灰、氣動卸輸灰及氮氣與淨煤氣互為備用等工藝組成。除塵過濾裝置由若干個大箱體和濾袋組成。大箱體為密封結構，其上部為標準橢圓形封頭，中部為圓筒狀，其下部為支座及錐形灰鬥。大箱體並聯布置，垂直擺放。箱體內從中部用鋼板隔開，上部為淨煤氣室，下部為荒煤氣室；鋼板上均勻排布若干圓孔，圓孔上安裝濾袋，濾袋為超長規格，採用特種布料製作，濾袋內部安置文氏管並襯有籠形支撐骨架。清灰裝置由兩套脈衝反吹系統組成，為雙列對稱安裝，每套脈衝反吹系統安裝若干脈衝閥，每個脈衝閥配一根噴吹管，一排噴嘴焊接在噴吹管下面，垂直向下正對濾袋口中心，噴吹管的一端與閥門(常開)之間用法蘭連接，閥門與脈衝閥相連，脈衝閥與控制閥連接。錐形灰鬥下部依次安裝卸灰上球閥、鐘形洩料閥、卸灰下球閥、輸灰管道，這些閥門均受氣動控制，它們組成卸灰系統。輸灰系統由輸灰管道、大灰倉及閘閥連接組成。當除塵系統運行時，過濾在荒煤氣室進行，過濾方式採用外濾式，其除塵淨化工藝簡述如下荒煤氣從總管進入各箱體下部的荒煤氣室，通過濾袋外壁，進入各濾袋內，再從袋口擴散到箱體上部的淨煤氣室，而後從淨煤氣總管流出；隨著煤氣氣流的不斷流過，濾袋外壁上積灰逐漸增多，為了使除塵系統正常工作，需要對濾袋外的積灰進行定期清除，因此，每個筒型箱體內設計二套脈衝反吹清灰裝置；清灰時，大量的氮氣或淨煤氣衝進濾袋，致使濾袋急劇膨脹，引起一次衝擊振動，同時，在瞬間產生由裡向外的逆向氣流，由於衝擊和逆向氣流的作用，附著在濾袋外壁上的粉塵被抖落，而嵌於濾布孔隙中的粉塵也被吹掉；這樣，濾袋不斷過濾，不斷積灰，又不斷被反吹清灰，周而復始，濾袋可反覆重新使用，直到破損。每個箱體採用超長規格濾袋和雙列脈衝反吹系統，滿足了除塵系統對大過濾面積和優良反吹效果的要求。在過濾狀態下進行反吹清灰時，荒煤氣進口及淨煤氣出口的氣動蝶閥均處於打開狀態，氮氣從濾袋上方的噴吹管向濾袋口內實施動態脈衝反吹，將沉積在濾袋外壁的積灰吹落入下部灰鬥中。離線清灰時，將箱體的所有進出口蝶閥全關閉，反吹方式同在線清灰一樣。反吹清灰可連續周期性進行，也可定時或定壓差式的間歇進行。如果氮氣系統出現故障，可採用淨煤氣反吹，也可採用放散荒煤氣反吹。反吹清灰後根據灰鬥貯灰情況及時進行卸、輸灰，輸灰在管道內進行，動力介質採用氮氣或高壓淨煤氣。輸灰管道與大灰倉連通，大灰倉中的灰定時由運灰車輛運出。卸、輸灰系統工藝裝置及流程簡述如下除塵器灰鬥一氣動卸灰上球閥一氣動鐘形洩料閥一氣動卸灰下球閥一輸灰管道一大灰倉一運灰車輛(吸引罐車)。採用新型放散塔簡化了幹法除塵系統啟停的步驟，新型放散塔實現微機自動控制，在除塵系統出現低溫、超溫、低壓、超壓故障時可自動將荒煤氣切換至放散塔，可有效控制高爐爐頂壓力，保證了除塵系統在生產運行中的安全，同時對淨煤氣管網壓力也能起到調節作用，具有調節速度快、安全可靠的特點；採用荒煤氣放散，氮氣或淨煤氣脈衝反吹清灰技術，清灰能力強，除塵效率高，能耗少，鋼耗小，佔地面積小，運行穩定可靠，運行成本低，經濟效益好；採用淨煤氣與氮氣互為備用的氣動卸、輸灰技術，輸灰不間斷、效果好、成本低，徹底擺脫反吹清灰和卸輸灰工藝對氮氣的依賴；卸、輸灰用過的淨煤氣可重新返回到煤氣主管網，不會產生二次汙染。本發明實現了全程無水運行，與同行業其它幹法除塵系統相比，省去水冷卻裝置，節約高爐系統的用水量約1260m3/h，不僅降低了成本，而且可有效防止因冷卻裝置出現故障造成荒煤氣與冷卻水直接接觸從而使煤氣灰塵含水糊濾袋的可能，具有佔地面積少、工藝流程短、設備簡單、勞動強度低的特點。本發明從根本上解決了高爐煤氣溼法除塵淨化工藝存在的能耗高、淨煤氣含水量高、煤氣熱效率低、煤氣餘壓發電設施出力低等缺點，杜絕了高爐煤氣洗滌用水，這不僅不用處理高爐煤氣洗滌水，而且大量節約了高爐系統的用水，降低了環保設施的成本，徹底解決了洗滌水帶來的廢水汙染問題;同時，將剩餘的高爐煤氣用放散塔在空中點火放散，可滿足排放指標要求，避免了空氣汙染。對箱體進行整體保溫，以塗隔熱保溫膏或裹覆纏繞耐火絕熱纖維製品為宜，乾燥後用鐵皮或金屬、非金屬薄板材料進行裹覆保護。四.圖1為濾袋安裝結構示意圖；圖2為除塵器脈衝反吹系統結構示意圖；圖中1一噴嘴、2—噴吹管、3_閥門、4—氮氣包、5脈衝閥、6—控制閥、7—箱體、8—脈衝氣流、9—法蘭、10—濾袋接口壓板、11—鋼隔板、12—文氏管、13—濾袋、14一支撐骨架。五.具體實施例方式以下結合實例加以進一步說明。本發明在包鋼4#高爐實施，高爐的工藝參數等具體情況見下表。包鋼4#高爐工藝參數表tableseeoriginaldocumentpage8包鋼4tf高爐煤氣幹法除塵系統主要由除塵器箱體及配套的灰鬥、脈衝反吹系統、卸輸灰系統、閥門、膨脹節、電氣儀表及自動化控制裝置等組成。高爐煤氣經重力除塵和旋風除塵後，由荒煤氣主管道分配到本發明的幹法除塵系統各箱體7，進入中下部的荒煤氣室，顆粒較大的粉塵由於重力作用而自然沉降進入下部灰鬥中，顆粒較小的粉塵隨煤氣流向濾袋13，當煤氣通過濾袋13壁並上升進入淨煤氣室時，粉塵被濾袋13壁阻留在濾袋13的外表面，煤氣得到淨化。淨化後的煤氣由淨煤氣總管輸入到TRT系統推動透平發電機做功，然後再進入冷卻塔降溫，最後輸入低壓煤氣管網。除塵器箱體7為兩排並聯布置，垂直擺放，設計壓力0.30MPa，為密封結構；其中部為圓筒狀，壁厚16醒；其上部為標準橢圓形封頭，壁厚為18rnm，封頭設有洩爆閥及煤氣放散口各一個；其下部為支座及錐形灰鬥，灰鬥及箱體7直段下部第一帶板，壁厚均為18,;箱體7內由鋼板ll分隔為上下兩部分，下部為荒煤氣室(過濾室)，荒煤氣進口設在荒煤氣室中部的下端，用荒煤氣支管與總管連通，荒煤氣支管伸入箱體7內，在支管上方焊接氣流分布板；上部為淨煤氣室，淨煤氣總管與其用支管連通；鋼隔板11設在箱體7的荒煤氣進口上方，其上均勻排布若干個圓孔，圓孔上安裝濾袋13和文氏管12，濾袋採用耐高溫、高負荷、高強度、使用壽命長的特種布料製作，為防止濾袋13被氣流壓扁，濾袋13內部襯有支撐骨架14，濾袋13與鋼隔板11之間用接口壓板10連接，過濾裝置結構示意見附圖2;箱體7上還設有檢修人孔、人工取樣口、吹掃口等。高爐煤氣的過濾在荒煤氣室內進行。箱體7下部的灰鬥用來暫時儲存反吹清灰落下的粉塵，形灰鬥的錐角260°C)或過低(<100°C)時，系統將自動關閉所有荒煤氣進口蝶閥並自動打開荒煤氣放散閥組，進行荒煤氣放散，可有效控制高爐爐頂壓力。為了檢測除塵效果，在各除塵器箱體7淨煤氣出口處裝有煤氣含塵量分析儀，可在線連續檢測淨煤氣含塵量，以便及時發現濾袋是否破損。包鋼4!l高爐荒煤氣的含塵量一般為610g/V左右，經濾袋13過濾除塵後，淨煤氣的含塵量降為《8mg/m3，可以滿足用戶的要求。煤氣的淨化效率大於99.9%。在正常情況(煤氣壓O.18Mpa)下，除塵系統的過濾風速為全風速，約0.41m/min;當一個箱體檢修，一個箱體反吹清灰時，系統的過濾風速為0.49m/min。在常壓狀態(煤氣壓0.04Mpa)下，系統的過濾全風速約0.43m/min，-個箱體檢修一個箱體反吹清灰時，系統的過濾風速為0.52m/min左右。當除塵系統運行時，隨著煤氣不斷流過，過濾過程不斷進行，濾袋13外壁上的粉塵越積越多，過濾阻力不斷增大。為了使除塵系統正常工作，需要對濾袋13外壁的積灰進行定期清除，因此，每個筒型箱體7內設計兩套脈衝反吹系統，雙列對稱安裝於濾袋13口上方，以滿足除塵系統對反吹效果的要求。每套脈衝反吹系統安裝脈衝閥5，每個脈衝閥5配一根噴吹管2，噴嘴1焊接在噴吹管2上，垂直向下正對濾袋12口中心；噴吹管2的一端與閥門3之間用法蘭9連接，閥門3(常開)與脈衝閥5相連，脈衝閥5與控制閥6連接；脈衝反吹系統裝配結構示意詳見附圖1。當阻力增大到一定值(或時間)時，脈衝閥5啟動，進行脈衝反吹清灰。在過濾狀態下進行反吹清灰時，荒煤氣進口及淨煤氣出口的氣動蝶閥均處於打開狀態，氮氣通過濾袋13上方的噴吹管2從噴嘴1向濾袋13口內實施動態脈衝反吹，將沉積在濾袋13外壁上的積灰吹落入下部灰鬥中；也可以將箱體的所有進出口蝶閥關閉，進行離線清灰，其反吹方式同在線反吹清灰方式。反吹清灰可連續周期性進行，也可定時或定壓差式的間歇進行。如果氮氣系統出現故障，可採用淨煤氣反吹清灰，也可採用放散荒煤氣反吹清灰。當脈衝反吹介質為氮氣時，壓力為0.30.4Mpa，在脈衝反吹清灰時，脈衝閥5膜片的開啟時間約為0.1S，在這一瞬間內噴出的高壓氮氣，形成高速脈衝氣流8，從周圍引入數倍於脈衝噴射氣量的淨煤氣衝進濾袋B，致濾袋13急劇膨脹，引起一次衝擊振動，同時產生由裡向外的逆向氣流，由於衝擊震動和逆向氣流的作用，附著在濾袋13外壁上的粉塵被抖落，而嵌於濾布孔隙中的粉塵也被吹掉，濾袋13再重新投入使用。當脈衝反吹介質為淨煤氣時，煤氣壓力為0.16Mpa左右；反吹時，箱體7的淨煤氣出口閥、荒煤氣放散閥均打開，荒煤氣入口閥、淨煤氣放散閥均關閉，並將淨煤氣手動閘閥打開，這時，大量的淨煤氣衝進濾袋13，以後發生的情況與氮氣脈衝反吹情況相同。脈衝(噴吹)時間為O.10.2S，脈衝(噴吹)間隔510S，脈衝(噴吹)循環周期一般為2.54小時(視荒煤氣含塵量而定)。被清理的灰塵落入灰鬥，當灰鬥中的灰塵累積到一定量(由料位計控制或由時間控制)時，卸灰球閥、卸料閥自動開啟，灰塵經卸料閥卸入輸灰管道，卸、輸灰系統採用氣動輸送，由氣動卸灰(上、下)球閥、氣動鐘形洩料閥、輸灰管、大灰倉等組成。氣動輸送介質採用氮氣或高壓淨煤氣，設在輸灰管道前端的兩個氣動球閥作為控制閥，用來選擇用氮氣還是高壓淨煤氣作為輸灰介質。氮氣由10mM諸罐供給，使用壓力為0.2-0.5Mpa，消耗量約3000mVh(輸灰期間)；高壓淨煤氣由一根煤氣支管道從淨煤氣總管裡面接入;淨煤氣與氮氣互為備用，並設有氣動球閥和手動盲板閥進行操作控制。用氮氣(出現故障時用高壓淨煤氣)將灰塵輸送至大灰倉，大灰倉中的灰塵再卸入運灰汽車，然後由運灰汽車運出廠區。輸灰介質經過濾後，殘餘氣體(氮氣或淨煤氣)通過出氣口回收到低壓管網(淨煤氣)或通過放散管放空(氮氣)。在荒煤氣放散閥組前設置三偏心金屬硬密封耐磨煤氣蝶閥和全封閉電動插板閥，在荒煤氣放散閥組後設置全封閉電動插板閥。關閉前後兩個全封閉電動插板閥，可將荒煤氣放散閥組從管道中隔開切出，進行維護或更換。放散塔由二根放散管與支架組成，高60米。荒、淨煤氣放散總管和放散塔連接處分兩層，荒煤氣在上層，由三根放散管經荒煤氣放散闊與放散塔連接；淨煤氣在下層，由三根放散管經淨煤氣放散閥與放散塔連接。箱體7應進行整體保溫，塗稀土高效憎水複合隔熱保溫膏，乾燥後用鍍鋅鐵皮進行裹覆保護，保溫層厚度約40mm。權利要求1.一種高爐煤氣幹法除塵裝置與工藝，由除塵過濾裝置、煤氣放散裝置、自動控制裝置及大過濾風速、氮氣或淨煤氣脈衝反吹清灰、氣動卸輸灰工藝組成，其特徵在於除塵過濾裝置由大箱體和濾袋組成，大箱體為密封結構，其上部為封頭，中部為圓筒狀，其下部為支座及錐形灰鬥；箱體內中部用鋼隔板隔開，上部為淨煤氣室，下部為荒煤氣室，煤氣進、出口均安裝自動煤氣碟閥，在進氣口上方安置氣流分布板，鋼隔板上均勻排布圓孔，圓孔上安裝濾袋，濾袋內部安置文氏管並襯有支撐骨架；清灰系統由兩套脈衝反吹裝置組成，每套脈衝反吹裝置安裝脈衝閥，每個脈衝閥配一根噴吹管，一排噴嘴焊接在噴吹管下方，嘴口垂直向下正對濾袋口中心，噴吹管的一端與閥門之間用法蘭連接，閥門與脈衝閥相連，脈衝閥與控制閥連接；錐形灰鬥上設蒸汽盤管，對灰鬥進行加熱保溫，下部依次安裝卸灰上球閥、鐘形洩料閥、卸灰下球閥、輸灰管道，它們組成卸灰系統；輸灰系統由輸灰管道、大灰倉及閘閥連接組成。2、根據權利要求1所述的一種高爐煤氣千法除塵裝置與工藝，其特徵在於大箱體為並聯布置，垂直擺放。3、根據權利要求1所述的一種高爐煤氣幹法除塵裝置與工藝，其特徵在於濾袋為超長規格，採用耐高溫、高負荷、高強度、使用壽命長的布料製作。4、根據權利要求l所述的一種高爐煤氣幹法除塵裝置與工藝，其特徵在於濾袋上方的脈衝反吹清灰裝置為雙列對稱安裝。5、根據權利要求1所述的一種高爐煤氣幹法除塵裝置與工藝，其特徵在於卸輸灰系統的閥門均受氣動控制。6、根據權利要求l所述的一種高爐煤氣幹法除塵裝置與工藝，其特徵在於灰鬥卸灰操作由料位計或由時間定時器自動控制。7、根據權利要求1所述的一種高爐煤氣千法除塵裝置與工藝，其特徵在於氣體放散裝置為新型放散塔，由三根放散管與支架組成，荒、淨煤氣放散總管和新型放散塔連接處分為上下兩層，各由三根放散管道經煤氣放散閥分別與新型放散塔連接，在煤氣放散閥前後分別安裝三偏心金屬硬密封耐磨煤氣蝶閥和全封閉電動插板閥。8、根據權利要求1所述的一種高爐煤氣幹法除塵裝置與工藝，其特徵在於箱體進行整體保溫，以塗隔熱保溫膏或裹覆纏繞耐火絕熱纖維製品為宜，乾燥後用鐵皮或金屬、非金屬薄板材料進行裹覆保護。9、根據權利要求1所述的一種高爐煤氣幹法除塵裝置與工藝，其特徵在於在正常情況下，除塵系統的過濾風速為全風速，約0.41m/min;當一個箱體檢修，一個箱體反吹清灰時，系統的過濾風速為0.49m/min。在常壓狀態下，系統的過濾全風速約0.43m/min，一個箱體檢修一個箱體反吹清灰時，系統的過濾風速為0.52m/min左右。10、根據權利要求1所述的一種高爐煤氣幹法除塵裝置與工藝，其特徵在於脈衝反吹清灰和氣動卸輸灰時，淨煤氣與氮氣互為備用，用氣動球閥和手動盲板閥進行操作控制，氮氣使用壓力為0.2-0.5Mpa，煤氣壓力為0.14—0.18Mpa。氮氣系統出現故障，可採用淨煤氣反吹清灰，也可採用放散荒煤氣反吹清灰。11、根據權利要求1所述的一種高爐煤氣幹法除塵裝置與工藝，其特徵在於實現了全程無水運行，省去水冷卻裝置，可防止荒煤氣與冷卻水接觸而出現煤氣灰塵含水糊濾袋的可能a全文摘要一種高爐煤氣幹法布袋除塵裝置與工藝，屬於冶金環保除塵
技術領域：
。主要由除塵過濾、清灰、粉塵卸載及輸送、自動控制、氣體放散等裝置及大過濾風速、氮氣或淨煤氣脈衝反吹清灰、氣動卸輸灰及氮氣與淨煤氣互為備用等工藝組成。通過濾袋過濾、淨化煤氣，利用氮氣或淨煤氣脈衝氣流反吹清灰，以此控制除塵器的阻力，使濾袋具有最理想的除塵效果，是一種除塵效率高、淨煤氣含塵量低、除塵系統能耗低、淨煤氣熱效率高、自動化程度高的幹法除塵淨化系統；採用超長規格濾袋和雙列脈衝反吹系統，滿足了除塵系統對大過濾面積和優良反吹效果的要求；增加荒煤氣放散閥組，確保溫度超標的煤氣不進入除塵器箱體，保護了布袋，有效控制高爐爐頂壓力，使系統運行更安全；實現了全程無水運行，有效防止煤氣灰塵含水糊濾袋的可能，具有佔地面積少、工藝流程短、清灰能力強、設備簡單、勞動強度低的特點。文檔編號C10K1/00GK101260322SQ20061015190公開日2008年9月10日申請日期2006年8月29日優先權日2006年8月29日發明者於孟華,司永濤,敬曹申請人:包頭鋼鐵(集團)有限責任公司