应用于现场部分的转底炉烟气成分分析样气预处理系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种应用于现场部分的转底炉烟气成分分析样气预处理系统，其特征在于，包括：恒温设备，以及穿过所述的恒温设备内部的过滤管路、粉尘管路以及反吹管路，其中，所述的过滤管路包括除尘装置、过滤装置、磁性除尘装置以及将所述的除尘装置、所述的过滤装置以及所述的磁性除尘装置依次连接的样气管道；所述的粉尘管路分别与所述的除尘装置的粉尘出口以及所述的过滤装置的粉尘出口连接；所述的反吹管路包括与所述的过滤装置连通的反吹管道，以及与所述的反吹管道连接的用于确保反吹效率的气体缓冲罐，所述反吹管道分别对样气取样管、所述的除尘装置、所述的过滤装置、所述的磁性除尘装置反吹。本发明能够确保氧气分析仪表正常工作，更好去除样气中的杂质。
【专利说明】应用于现场部分的转底炉烟气成分分析样气预处理系统
【技术领域】
[0001] 本发明涉及气体分析【技术领域】，更具体地，涉及钢铁行业转底炉烟气成分分析领 域，特别涉及一种应用于现场部分的转底炉烟气成分分析样气预处理系统。
【背景技术】
[0002] 钢铁企业、化工企业、有色金属企业等工业"废料"中有许多含铁尘泥和粉尘，而这 些"废料"中含有锌、铅等有色金属。目前处理的办法是将这些含铁尘泥和粉尘返回到烧结 工艺，混到矿石里进行烧结而形成烧结矿。烧结矿进入高炉内进行高温还原反应而生产出 铁，但有色金属锌会与氧产生反应而形成氧化锌，而氧化锌在高炉炉内要损坏高炉炉衬并 在高炉的上部"结瘤"，影响高炉的顺行和缩短高炉的寿命。采用转底炉工艺可以将钢铁厂 的这些尘泥和粉尘直接还原成铁，并可以将金属锌予以回收。
[0003] 转底炉直接还原冶炼技术在充分利用低品位铁矿石和共伴生矿资源、处理冶金尘 泥等固体废弃物资源方面具有工艺简单、技术先进、自动化程度高、对原料适应性强、作业 率高、资源回收率高、投资省等优点。转底炉工艺是通过实践证明了的一种高效直接还原工 艺。被国内外专家称之为：第三代炼铁技术。
[0004] 当前转底炉工艺过程中，通过烟气C0/C02/02组分的变化分析去控制产品质量和 生产效率。而转底炉是一个"快速"的工艺过程，从原料进入到形成产品铁，时间在8分钟到 40分钟，相对其他"窑"类工艺的数十小时工艺过程来说要快得多。因此对烟气中成分分析 的实时性要求就更高，且转底炉工艺的特点是烟气有四高：温度1300°C，粉尘含量数十g/ m 3,水分18 % ;粉尘杂质品种除氧化锌、氧化铅外还有氧化钙、氧化镁、氧化钾、氧化钠、合金 铁、磁性铁等。因此给烟气成分分析带来很大的不利因素，为了能使分析仪表准确、正常的 运行。所以样气预处理技术的开发是转底炉工艺成熟发展的重要部分。
[0005] 由于而现有的样气预处理技术存在转底炉烟气高水分易结露，使烟气中的CaO与 水反应而成为"糊状黏糊物"堵塞样气管路；烟气中的ZnO等杂质量大，粒度分布范围广；烟 气中合金铁和磁性铁的存在不仅要影响样气系统中的部件工作，并使利用"磁性原理测量 氧气"的仪表无法正常工作。所以一种不易结露的，不容易堵塞样气管路的且能够吸收样气 中杂志的，能够提高"滤网"除尘效率，确保分析仪表系统持续正常工作；采用磁性体去除样 气中的铁的杂质，确保氧气分析仪表正常工作的样气预处理装置是十分重要的。
【发明内容】
[0006] 本发明的主要目的就是针对以上存在的问题与不足，提供一种能控制温度，使样 气通道中的任何环节温度都要保持在烟气露点以上，使氧化钙、氧化钾、氧化钠等不被"潮 解";将大型旋风除尘器工艺流程微型化，使烟气中的大部分杂质去除，提高"滤网"除尘效 率，确保分析仪表系统持续正常工作；采用磁性体去除样气中的铁的杂质，确保氧气分析仪 表正常工作；分别对各个除尘装置进行反吹，使被收集的粉尘反吹到工艺管道中，确保除尘 装置良好状态，作为现场部分使用的应用于现场部分的转底炉烟气成分分析样气预处理系 统。
[0007] 为了实现上述目的，在本发明的提供了 一种应用于现场部分的转底炉烟气成分分 析样气预处理系统，其特点是，包括：
[0008] 恒温设备，以及穿过所述的恒温设备内部的过滤管路、粉尘管路以及反吹管路，其 中，
[0009] 所述的过滤管路包括除尘装置、过滤装置、磁性除尘装置以及将所述的除尘装置、 所述的过滤装置以及所述的磁性除尘装置依次连接的样气管道；
[0010] 所述的粉尘管路分别与所述的除尘装置的粉尘出口以及所述的过滤装置的粉尘 出口连接；
[0011] 所述的反吹管路包括与所述的过滤装置连通的反吹管道，以及与所述的反吹管道 连接的用于确保反吹效率的气体缓冲罐，所述反吹管道分别对样气取样管、所述的除尘装 置、所述的过滤装置、所述的磁性除尘装置反吹。
[0012] 较佳地，所述的现场仪表箱为具有恒温措施的装置，所述的恒温现场仪表箱内部 温度要高于样气露点温度。
[0013] 较佳地，所述的除尘装置为旋风除尘器。
[0014] 更佳地，所述的反吹管路采用所述高于样气露点温度的氮气进行反吹。
[0015] 较佳地，所述的粉尘管路包括粉尘管道，所述的粉尘管道采用大口径管道。
[0016] 较佳地，所述的过滤装置为陶瓷滤网过滤器。
[0017] 更佳地，所述的反吹管道通入所述的陶瓷滤网过滤器的滤网外环室。
[0018] 较佳地，所述的样气管道的进气端设有连接转底炉的连接头，所述的连接头与所 述的样气取样管连接。
[0019] 本发明的有益效果在于：本发明采用控制温度的措施，使样气通道中的任何环节 温度都要保持在烟气露点以上，使氧化钙、氧化钾、氧化钠等不被"潮解";将大型旋风除尘 器工艺流程微型化，使烟气中的大部分杂质去除，提高"滤网"除尘效率，确保分析仪表系统 持续正常工作；采用磁性体去除样气中的铁的杂质，确保氧气分析仪表正常工作。
[0020] 采用具有高于烟气露点温度、并且具有能反吹1?2分钟5?10升的氮气对预处 理装置进行反吹；将样气管路与粉尘管路分开处理的方式，加大预处理反吹的效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0021] 图1是本发明实施例中应用于现场部分的转底炉烟气成分分析样气预处理系统 的结构不意图；
[0022] 图2是本发明实施例中应用于现场部分的转底炉烟气成分分析样气预处理系统 中的连接头的结构示意图；
[0023] 图3是本发明实施例中应用于现场部分的转底炉烟气成分分析样气预处理系统 中的旋风除尘器的结构示意图；
[0024] 图4是本发明实施例中应用于现场部分的转底炉烟气成分分析样气预处理系统 中的滤网过滤器的结构示意图。
【具体实施方式】
[0025] 下面结合附图对发明的具体实施方法作进一步说明。
[0026] 图1是本发明实施例中应用于现场部分的转底炉烟气成分分析样气预处理系统 的结构示意图，图2是本发明实施例中应用于现场部分的转底炉烟气成分分析样气预处理 系统中的连接头的结构示意图。如图1，2所示，本发明应用于现场部分的转底炉烟气成分 分析样气预处理系统，包括：烟气样气预处理现场箱2,粉尘管道3,将烟气流通过电磁阀 104、103、107、108、109、110引入到分析仪表的通道的样气管道4,反吹管道5,旋风除尘器 6、滤网过滤器7、氮气缓冲罐8、磁性除尘9,以及设有样气取样管的连接头1。
[0027] 烟气样气预处理现场箱2中设有穿过烟气样气预处理现场箱2内部的过滤管路， 粉尘管路以及反吹管路，其中，过滤管路包括旋风除尘器6、滤网过滤器7、磁性除尘9以及 将旋风除尘器6、滤网过滤器7、磁性除尘9依次连接的样气管道4 ;粉尘管路包括粉尘管道 3,粉尘管道3分别与旋风除尘器6的粉尘出口以及滤网过滤器7的粉尘出口连接；反吹管 路包括与滤网过滤器7连通的反吹管道5,以及与所述的反吹管道5连接的用于确保反吹效 率的氮气缓冲罐8。烟气样气预处理现场箱2通过连接头1上的安装法兰与转底炉连接。 连接头1设有样气取样管。由于转底炉烟气温度往往高达1300°C，为了能使样气具有代表 性，因此取样点插入很深，取样管的温度也很高，以往的样气取样管与过滤器是一体型，要 处理过滤器时要将取样管一起取出，此时维护人员易被烧伤。所以将样气取样管置于连接 头1处，可以避免操作不便，防止维护人员被烧伤。
[0028] 其反吹流程如下：1.样气取样管反吹：电磁阀101与104开、其余电磁阀闭，对样 气取样管进行反吹；2.旋风除尘器反吹：电磁阀101与103与105开、其余电磁阀闭先将旋 风除尘器积灰部分反吹一定时间，然后电磁阀101与102与105与107开、其余电磁阀闭对 旋风除尘器上升管反吹；3.陶瓷过滤器反吹：电磁阀101与106与108开、其余电磁阀闭， 对陶瓷过滤器进行反吹；4.磁性除尘器反吹电磁阀101与106与109开、其余电磁阀闭对 磁性过滤器进行反吹。
[0029] 烟气流经过连接头1进入样气管道4,依次经过旋风除尘器6除尘，陶瓷滤网过滤 器7过滤以及磁性除尘9将样气中的铁性杂质除去，再通过样气出口将过滤掉粉尘后的样 气排出。其中，烟气样气预处理现场箱2内部设有保温设施，内部温度要高于样气的露点温 度，是确保样气在除尘之前样气中的水汽不结露的关键措施。
[0030] 图3是本发明实施例中应用于现场部分的转底炉烟气成分分析样气预处理系统 中的旋风除尘器的结构示意图。如图3所示，样气以切线方式进入除尘器，由于管壁的作用 使样气气流产生"旋转"，粉尘在旋转的气流中形成"离心力"并与样气气流分离，再在重力 作用下而下沉，样气从样气出口排出，粉尘落入粉尘出口，达到样气除尘的目的。
[0031] 另一边，氮气通过反吹管道5通入应用于现场部分的转底炉烟气成分分析样气预 处理系统内，为了使其连续正常的工作，需要定期的对样气预处理装置进行"净化"的反吹。 样气预处理系统能否保持长期连续运行，关键的是反吹系统。采用惰性气体氮气做反吹的 "能源"是现在样气预处理系统中常用的手段，但以往是采用"管网"式，一旦打开氮气管路， 由于管路的"压损"，使进入预处理装置时的压力下降很大，这样使反吹的效率也大为下降， 为此本发明采用氮气缓冲罐8与反吹管道5连接，确保反吹的效率。另外由于样气的含水 量高，采用常温氮气反吹时会使预处理装置中的样气结露，因此本发明是采用高于样气露 点温度的氮气反吹，确保不结露。
[0032] 由于样气温度高达1300°C，而预处理设备的材质一般都在60?80°C，因此通过 置于现场箱内的"氮气罐"进行降温并同时对氮气进行加温，使氮气温度高于样气的露点温 度；如果样气的热量使现场箱的温度高于80°C时，通过电磁阀111和112电磁阀的动作，将 高位氮气排出，同时进入低温的氮气，将现场箱内温度下降到80°C以下；如果样气热量不 能使现场箱内的温度上升到样气露点温度以上，此时通过现场箱内的"电加热器"使现场箱 内温度上升到样气露点温度以上。
[0033] 粉尘管道3与旋风除尘器6与滤网过滤器7的粉尘出口连接，以往的预处理装置 是将"收集"到的粉尘是通过样气管路反吹到烟气管道中，由于样气管路的口径不能太大， 因为大的口径要影响分析仪表系统的响应时间，因此反吹时可能有粉尘滞留样气管路的现 象，而本发明将粉尘管道3与旋风除尘器6与滤网过滤器7连接，可以避免粉尘滞留样气管 路的现象，而且粉尘管道的口径可选择大口径。这样更好的避免了粉尘对样气管路的堵塞。 而且能确保除尘器中的粉尘尽量被反吹到工艺管道中，而且可以采用"双系统"，一个在运 行、另一个在反吹过程。
[0034] 图4是本发明实施例中应用于现场部分的转底炉烟气成分分析样气预处理系统 中的滤网过滤器的结构示意图。如图4所示，滤网过滤器7增加了滤网外环室外吹功能和 粉尘出口，使聚集于滤网外部的粉尘能有效的清除。
[0035] 本发明的有益效果在于：本发明采用控制温度的措施，使样气通道中的任何环节 温度都要保持在烟气露点以上，使氧化钙、氧化钾、氧化钠等不被"潮解";将大型旋风除尘 器工艺流程微型化，使烟气中的大部分杂质去除，提高"滤网"除尘效率，确保分析仪表系统 持续正常工作；采用磁性体去除样气中的铁的杂质，确保氧气分析仪表正常工作。
[0036] 采用具有高于烟气露点温度的氮气对预处理装置进行反吹；将样气管路与粉尘管 路分开处理的方式，加大预处理反吹的效率，提高系统响应速度。
[0037] 在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出 各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书应被认为是说明性的而非限 制性的。
【权利要求】
1. 一种应用于现场部分的转底炉烟气成分分析样气预处理系统，其特征在于，包括： 恒温设备，以及穿过所述的恒温设备内部的过滤管路、粉尘管路以及反吹管路，其中， 所述的过滤管路包括除尘装置、过滤装置、磁性除尘装置以及将所述的除尘装置、所述 的过滤装置以及所述的磁性除尘装置依次连接的样气管道； 所述的粉尘管路分别与所述的除尘装置的粉尘出口以及所述的过滤装置的粉尘出口 连接； 所述的反吹管路包括与所述的过滤装置连通的反吹管道，以及与所述的反吹管道连接 的用于确保反吹效率的气体缓冲罐，所述反吹管道分别对样气取样管、所述的除尘装置、所 述的过滤装置、所述的磁性除尘装置反吹。
2. 根据权利要求1所述的应用于现场部分的转底炉烟气成分分析样气预处理系统，其 特征在于，所述的现场仪表箱为具有恒温措施的装置，所述的恒温现场仪表箱内部温度要 高于样气露点温度。
3. 根据权利要求1所述的应用于现场部分的转底炉烟气成分分析样气预处理系统，其 特征在于，所述的除尘装置为旋风除尘器。
4. 根据权利要求2所述的应用于现场部分的转底炉烟气成分分析样气预处理系统，其 特征在于，所述的反吹管路采用所述高于样气露点温度、5?10升的氮气进行反吹。
5. 根据权利要求1所述的应用于现场部分的转底炉烟气成分分析样气预处理系统，其 特征在于，所述的粉尘管路包括粉尘管道，所述的粉尘管道采用大口径管道。
6. 根据权利要求1所述的应用于现场部分的转底炉烟气成分分析样气预处理系统，其 特征在于，所述的过滤装置为陶瓷滤网过滤器。
7. 根据权利要求6所述的应用于现场部分的转底炉烟气成分分析样气预处理系统，其 特征在于，所述的反吹管道通入所述的陶瓷滤网过滤器的滤网外环室。
8. 根据权利要求1所述的应用于现场部分的转底炉烟气成分分析样气预处理系统，其 特征在于，所述的样气管道的进气端设有连接转底炉的连接头，所述的连接头与所述的样 气取样管连接。
【文档编号】G01N1/28GK104083976SQ201410310508
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年7月1日 优先权日:2014年7月1日
【发明者】赵阳基, 钟山, 张 浩, 廖扬华, 吴迪 申请人:上海中冶横天自动化工程有限公司