专利名称：一种高温烟气的除尘装置及方法
技术领域：
本发明涉及对由真空系统提供动力的高温气体进行除尘的技术领域，更具体地讲，涉及一种对由真空系统抽出的海绵钛蒸馏电炉内腔中的高温气体进行除尘的装置和方法。
背景技术：
利用镁热还原法生产海绵钛时，为了缩短蒸馏时间、降低蒸馏能耗，生产中采用真空蒸馏的方法，同时为避免反应罐由于内外压差过大造成反应罐变形，生产中要对炉腔内部进行抽真空处理，称为反真空操作。由于蒸馏炉内有较多细小的耐火材料颗粒，所以蒸馏炉烟气中会混有耐火材料颗粒，这些固体颗粒对真空泵的破坏极大，且易影响系统真空度，因此在进入真空泵之前，要对烟气进行除尘操作。
目前，大多数的海绵钛生产过程中采用在真空管道上设置一个底部为椎形的圆柱体，椎体和柱体之间设置筛板，圆柱形筒体内装有粘附着机油的钢丝卷，利用机油的吸附作用除去烟尘。在使用过程中发现，该装置有很大缺陷，首先出烟气体温度较高(700 9000C )，直接进行除尘操作极易造成机油的碳化，不但不能吸附尘粒，反而会造成碳化后的碳粒进入真空泵，污染泵油，降低其润滑功能，对真空泵造成较大损坏。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，而提供一种能降低烟气温度，提高烟气除尘效果的除尘装置。为了实现上述目的，本发明一方面提供了一种高温烟气的除尘装置，所述除尘装置包括第一除尘系统和第二除尘系统，其中，所述第一除尘系统包括第一筒体，与所述第一筒体内部连通的烟气入口和烟气出口，以及围绕第一筒体设置、以对第一筒体进行降温的冷却水构件；所述第二除尘系统包括第二筒体，设置在所述第二筒体内的由基体和附着在基体表面的机油构成的机油除尘构件，以及设置在所述基体下方的烟气入口和设置在所述基体上方的烟气出口，所述第一除尘系统的烟气出口与所述第二除尘系统的烟气入口连通。根据本发明的高温烟气除尘装置的一个实施例，所述冷却水构件包括套装于所述第一筒体上的水冷系统外壳，以及置于所述水冷系统外壳与所述第一筒体之间的密封空间内且围绕所述第一筒体的冷却盘管，其中，所述冷却盘管的一端与设置在所述水冷系统外壳上端的进水口连通，另一端与设置在所述水冷系统外壳下端的出水口连通，在所述冷却盘管靠近所述第一筒体的一侧设置有多个喷水小孔。根据本发明的高温烟气除尘装置的一个实施例，所述冷却盘管固定在所述水冷系统外壳上，且所述冷却盘管围绕所述第一筒体呈螺旋状分布。根据本发明的高温烟气除尘装置的一个实施例，所述第二除尘系统还包括筛板、盖板、以及设置在所述盖板与筛板之间并作为基体的钢丝卷，其中，所述筛板布置在所述第二筒体内并位于第二除尘系统的烟气入口与所述机油除尘构件之间，所述盖板布置在所述第二筒体内并位于所述机油除尘构件与第二除尘系统的烟气出口之间，所述盖板和所述筛板上设置有多个小孔。根据本发明的高温烟气除尘装置的一个实施例，所述第一除尘系统还包括固定在所述第一筒体内以延长烟气在所述第一除尘系统中的停留时间的隔板，所述隔板沿所述第一除尘系统的高度方向设置，并将所述第一除尘系统的内部空间分割为左部、右部和位于所述隔板下方并将左部和右部连通的下部。根据本发明的高温烟气除尘装置的一个实施例，所述第一除尘系统还包括固定在所述下部内的挡板，所述挡板位于所述右部的下方，所述挡板与所述隔板呈110° 130°并且所述挡板与所述隔板之间留有烟气通道。根据本发明的高温烟气除尘装置的一个实施例，所述除尘装置还包括设置在所述第一筒体底部的排尘口和设置在所述第二筒体底部的排污口。根据本发明的高温烟气除尘装置的一个实施例，所述除尘装置还包括多个分别设 置在所述第一除尘系统的烟气入口上、烟气出口上、出水口上、排尘口上、以及所述第二除尘系统的烟气出口上的调节阀门。本发明另一方面提供了一种高温烟气的除尘方法，所述除尘方法包括依次进行的以下步骤对烟气同时进行降温和重力除尘；对烟气进行机油除尘；经机油除尘后的烟气进入真空系统，并且烟气的动力由真空系统提供。根据本发明的高温烟气除尘方法的一个实施例，所述除尘方法采用上述任一项所述的除尘装置来处理高温烟气。与现有技术相比，本发明具有的有益效果包括结构简单、适用，便于清理；降低了烟气温度，避免了除尘机油的碳化；大大提高除尘效率。
图I示出了根据本发明示例性实施例的高温烟气除尘装置的示意图。图2示出了根据本发明示例性实施例的高温烟气除尘装置与真空蒸馏装置相连接的示意图。10-第一除尘系统、11-第一筒体、12-第一除尘系统的烟气入口、13-第一除尘系统的烟气出口、14-水冷系统外壳、15-冷却盘管、16-进水口、17-出水口、18-隔板、19-挡板、110-排尘口、111-收尘槽、20-第二除尘系统、21-第二筒体、22-筛板、23-盖板、24-钢丝卷、25-第二除尘系统的烟气入口、26-第二除尘系统的烟气出口、27-顶盖、28-排污口、100-蒸馏电炉。
具体实施例方式下面将参照附图和示例性实施例详细地描述根据本发明的高温烟气除尘装置及方法。图I是根据本发明示例性实施例的高温烟气除尘装置的示意图。图2是根据本发明示例性实施例的高温烟气除尘装置与真空蒸馏装置(例如，海绵钛蒸馏电炉，简称为蒸馏电炉)相连接的示意图。如图I所示，本示例性实施例的高温烟气除尘装置包括第一除尘系统10和第二除尘系统20。所述第一除尘系统包括圆柱形的第一筒体11，与所述第一筒体11内部连通的烟气入口 12和烟气出ロ 13，以及围绕第一筒体11设置的以对第一筒体11进行降温的冷却水构件。其中，所述冷却水构件可以包括套装于所述第一筒体11上的水冷系统外壳14，以及置于所述水冷系统外壳14与所述第一筒体11之间的密封空间内且围绕所述第一筒体11的冷却盘管15，所述冷却盘管15的一端与设置在所述水冷系统外壳14上端的进水口 16连通，一般采用法兰连接，另一端与设置在所述水冷系统外壳14下端的出水ロ 17连通，为方便清理，可以将所述另一端设置为盲管，在所述冷却盘管15靠近所述第一筒体11的ー侧设置有多个喷水小孔；以便将冷却水均匀喷至所述第一筒体11上；此外，为了使所述冷却盘管15在喷水过程中更加稳定，可以通过锁扣等固定件将所述冷却盘管15固定在所述水冷系统外壳14的内壁面上。优选地，所述冷却盘管15围绕所述第一筒体11呈螺旋状分布，采用螺旋状的冷却盘管15可以增加其围绕所述第一筒体11的有效长度，并且可以对第一筒体11内的高温烟气进行全面、均匀的冷却，使冷却效果更好。但所属技术领域的技术人员能够理解，为实现 第一除尘系统10对高温烟气的冷却作用，冷却盘管15并不限于螺旋状的分布方式，只要冷却盘管15能够围绕所述第一筒体11对其进行冷却降温即可。为了延长烟气在第一除尘系统10中的停留时间，以获得更好的降温和除尘效果，所述第一除尘系统还可以包括固定在所述第一筒体11内以延长烟气在所述第一除尘系统10中的停留时间的隔板18，为了方便清理，所述隔板18沿所述第一除尘系统10的高度方向设置，并将所述第一除尘系统10的内部空间分割为左部、右部和位于所述隔板18下方并将左部和右部连通的下部；此外，为了进一歩降低烟气速度，避免烟气速度过快进入第二除尘系统20，同时截留一部分尘粒，还可以在所述下部内设置ー块挡板19，所述挡板5位于所述右部的下方，所述挡板19与所述隔板18呈110° 130°并且所述挡板19与所述隔板18之间留有烟气通道；通常，所述隔板18和挡板19以焊接方式固定在所述第一筒体11内，但并不排除还可以其他方式固定在第一筒体11上，甚至可以将所述隔板18和挡板19与所述第一筒体11制成一体件；在设置有隔板18情况下，将所述烟气入口 12和烟气出ロ 13设置在所述第一筒体11的上端，可以延长高温烟气在第一筒体11中的停留时间，有利于烟气的降温和烟气中尘粒的沉降。在本实施例中，所述挡板19与所述隔板18为厚度10 40_的钢板。所述第二除尘系统20包括第二筒体21，设置在所述第二筒体21内的由基体和附着在基体表面的机油构成的机油除尘构件，以及设置在所述基体下方的烟气入口 25和设置在所述基体上方的烟气出ロ 26 ;所述第一除尘系统10的烟气出ロ 13与所述第二除尘系统20的烟气入口 25通过管道连通；其中，烟气入口 25用于将经过第一除尘系统10降温除尘后的烟气通入第二除尘系统20中进行第二次除尘，第二次除尘主要采用机油等粘度较大的油类物质进行除尘，即通过机油等粘度较大的油类物质吸附烟气中的微细尘粒达到除尘效果；所述第二除尘系统20还可以包括筛板22、盖板23、以及设置在所述盖板23与筛板22之间并作为基体的钢丝卷24构成，其中，所述筛板22布置在所述第二筒体21内并位于第二除尘系统20的烟气入ロ 25与所述机油除尘构件之间，盖板23布置在所述第二筒体21内并位于所述机油除尘构件与第二除尘系统20的烟气出ロ 26之间，所述盖板23和所述筛板22上设置有多个小孔；在本实施例中，所述筛板22和所述盖板23为厚度10 20mm的圆形钢板，并在圆形钢板上设置有多个4 5_的圆孔。为了方便更换机油，可以在所述第二筒体21顶部设置顶盖27，这样，在除尘过程中，可以根据机油上吸附的灰尘情况及时通过顶盖27拿出钢丝卷24。装配时，首先将筛板22安装在第二筒体21内的下部，为方便筛板22的安装和拆卸，可以在第二筒体21内壁面的下部安装多个定位凸起，然后将经过机油等粘度较大的油类物质浸泡后的钢丝卷24置于筛板22上，接着盖上盖板23，为了防止在除尘过程中，钢丝卷24变形而影响吸附除尘效果，通常将筛板22和盖板23采用锁扣等固定件进行固定，最后，通过螺栓等固定件将顶盖27安装在所述第二筒体21的顶部，为进一歩防止烟气从顶盖27和第二筒体21之间的连接间隙向外泄露，可以在所述第二筒体21与所述顶盖27之间做密封处理。
对于上述示例性实施例的高温烟气除尘装置还可以做出如下改进为了方便排污，所述除尘装置还包括设置在所述第一筒体11底部的排尘ロ 110和设置在所述第二筒体底部的排污ロ 28，其中，将第一除尘系统10的第一筒体11的底部设置为倒圆锥形，并且在所述第一筒体11的底部安装收尘槽111，以便于收集烟气中除掉的烟尘，避免烟尘直接进入空气中造成污染。所述除尘装置还可以包括多个分别设置在所述第一除尘系统10中的烟气入口 12上、烟气出口 13上、出水ロ 17上、排尘ロ 110上、以及所述第二除尘系统20的烟气出口 26上的调节阀门，用于控制烟气的流量和冷却水的流量，例如，在出水ロ 17处设置压カ感应阀门，以控制所述水冷系统外壳14与所述第一筒体11之间的密封空间内的冷却水液位；在烟气出口 26处设置阀门是为了方便检修，当然，为了保证除尘系统的真空度，在烟气出口26处也可以不设置阀门。本发明的另一方面，提供了ー种高温烟气的除尘方法，所述除尘方法包括依次进行的以下步骤对烟气同时进行降温和重力除尘；对烟气进行机油除尘；经机油除尘后的烟气进入真空系统，并且烟气的动カ由真空系统提供。所述除尘方法可以采用上述的除尘装置来处理高温烟气。根据本发明的一个示例性实施例，如图I、图2所示，在海绵钛蒸馏电炉反真空系统使用过程中，在高温烟气进入真空泵(未示出)之前，先采用根据本发明示例性实施例的高温烟气除尘装置的进行除尘，所述除尘方法包括(I)从蒸馏电炉100出来的含尘高温烟气首先进入第一除尘系统10 (盘管式水冷除尘系统)中，经过冷却盘管15喷出的水的冷却作用，以及通过隔板18和挡板19的作用，降低烟气的流速和温度，并截留一部分的烟尘。(2)经过第一除尘系统10处理后的烟气从第二除尘系统20 (微细尘粒吸附除尘系统)下方的烟气入口 25进入第二筒体21内，通过钢丝卷24上粘附的机油对烟尘的吸附作用下，进行第二次除尘。在除尘过程中，可以根据生产情况及时的补充更换钢丝卷上的机油，并通过排出ロ Iio和排污ロ 28排除烟尘和废弃机油。本发明示例性实施例的高温烟气除尘装置在进行机油吸附除尘之前，即进入第ニ除尘系统20之前，先对烟气进行降温处理，避免由于温度过高而造成的机油碳化，延长了机油使用寿命，更重要的是，除尘后的烟气进入真空系统，避免了碳化尘粒对真空泵的损害，使真空系统的故障发生率大大降低。此外，在第一除尘系统10中，通过设置挡板19和隔板18，延长了烟气在第一除尘系统10中的停留时间，強化了冷却效果，同时具有较好的除尘效果，減少了第二次除尘的除尘压力，使整个除尘装置的除尘效果更好，并且，烟尘沿第一除尘装置10的高度方向设置的隔板18直接落入收尘槽111中，很方便清理，在第一除尘装置10的下部设置的挡板19进ー步強化了除尘效果。可以看出，本发明的高温烟气除尘装置适用于海绵钛生产中蒸馏电炉烟气的降温除尘处理，并取得了较好的除尘效果，但 本发明不限于此，本发明广泛适用于各种高温烟气的除尘处理。 综上所述，本发明的高温烟气除尘装置具有如下优点(1)结构简单、适用，便于清理；(2)降低了烟气温度，避免了除尘机油的碳化；(3)具有较好的除尘效果。
权利要求
1.ー种高温烟气的除尘装置，其特征在于，所述除尘装置包括第一除尘系统和第二除尘系统，其中， 所述第一除尘系统包括第一筒体，与所述第一筒体内部连通的烟气入口和烟气出口，以及围绕第一筒体设置、以对第一筒体进行降温的冷却水构件； 所述第二除尘系统包括第二筒体，设置在所述第二筒体内的由基体和附着在基体表面的机油构成的机油除尘构件，以及设置在所述基体下方的烟气入口和设置在所述基体上方的烟气出口，所述第一除尘系统的烟气出口与所述第二除尘系统的烟气入口连通。
2.根据权利要求I所述的除尘装置，其特征在于，所述冷却水构件包括套装于所述第一筒体上的水冷系统外壳，以及置于所述水冷系统外壳与所述第一筒体之间的密封空间内且围绕所述第一筒体的冷却盘管，其中，所述冷却盘管的一端与设置在所述水冷系统外壳上端的进水口连通，另一端与设置在所述水冷系统外壳下端的出水ロ连通，在所述冷却盘管靠近所述第一筒体的一侧设置有多个喷水小孔。
3.根据权利要求2所述的除尘装置，其特征在于，所述冷却盘管固定在所述水冷系统外売上，且所述冷却盘管围绕所述第一筒体呈螺旋状分布。
4.根据权利要求I所述的除尘装置，其特征在于，所述第二除尘系统还包括筛板、盖板、以及设置在所述盖板与筛板之间并作为基体的钢丝卷，其中，所述筛板布置在所述第二筒体内并位于第二除尘系统的烟气入口与所述机油除尘构件之间，所述盖板布置在所述第ニ筒体内并位于所述机油除尘构件与第二除尘系统的烟气出口之间，所述盖板和所述筛板上设置有多个小孔。
5.根据权利要求I所述的除尘装置，其特征在于，所述第一除尘系统还包括固定在所述第一筒体内以延长烟气在所述第一除尘系统中的停留时间的隔板，所述隔板沿所述第一除尘系统的高度方向设置，并将所述第一除尘系统的内部空间分割为左部、右部和位于所述隔板下方并将左部和右部连通的下部。
6.根据权利要求5所述的除尘装置，其特征在于，所述第一除尘系统还包括固定在所述下部内的挡板，所述挡板位于所述右部的下方，所述挡板与所述隔板呈110° 130°并且所述挡板与所述隔板之间留有烟气通道。
7.根据权利要求I所述的除尘装置，其特征在于，所述除尘装置还包括设置在所述第一筒体底部的排尘口和设置在所述第二筒体底部的排污ロ。
8.根据权利要求7所述的除尘装置，其特征在于，所述除尘装置还包括多个分别设置在所述第一除尘系统的烟气入口上、烟气出口上、出水口上、排尘口上、以及所述第二除尘系统的烟气出口上的调节阀门。
9.ー种高温烟气的除尘方法，其特征在于，所述除尘方法包括依次进行的以下步骤 对烟气同时进行降温和重力除尘； 对烟气进行机油除尘； 经机油除尘后的烟气进入真空系统，并且烟气的动カ由真空系统提供。
10.根据权利要求9所述的高温烟气的除尘方法，其特征在于，所述除尘方法采用权利要求I至8中任一项所述的除尘装置来处理高温烟气。
全文摘要
本发明提供了一种高温烟气的除尘装置及方法，除尘装置包括第一除尘系统和第二除尘系统，第一除尘系统包括第一筒体，与第一筒体内部连通的烟气入口和烟气出口，以及围绕第一筒体设置以对第一筒体进行降温的冷却水构件；第二除尘系统包括第二筒体，设置在所述第二筒体内的由基体和附着在基体表面的机油构成的机油除尘构件，以及设置在基体下方的烟气入口和设置在基体上方的烟气出口，第一除尘系统的烟气出口与第二除尘系统的烟气入口连通。除尘方法为对烟气同时进行降温和重力除尘；然后进行机油除尘；经机油除尘后的烟气进入真空系统，并且烟气的动力由真空系统提供。本发明的除尘装置降低了烟气温度，避免除尘机油的碳化，大大提高除尘效率。
文档编号B01D47/00GK102861495SQ20121036741
公开日2013年1月9日 申请日期2012年9月28日 优先权日2012年9月28日
发明者苗庆东, 李开华, 杨仰军, 程晓哲, 张继东 申请人:攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司