专利名称：转炉煤气干法除尘装置及方法
技术领域：
本发明涉及一种转炉煤气干法除尘装置及方法。
背景技术：
转炉在炼钢生产过程中生成转炉煤气，其主要成分为C0、C02、02、N2和Ar等，以及气体携带的FeO、Fe203> CaO, SiO2等粉尘，总含尘量为80_150g/N m3，必须将之除尘才能加以利用，吹炼一吨钢可回收含CO浓度60%的转炉煤气80-120Nm3，是钢铁厂重要的二次能源。转炉煤气干法除尘技术与其他除尘技术相比在经济和环保上都具有明显的优势一是除尘效率高，粉尘质量浓度降至15mg/Nm3以下；二是干法除尘系统不存在污泥和污水处理系统，回收粉尘可直接利用，节约了用水量；三是系统阻损小，降低了电耗；四是系统简化，占地面积小，便于管理和维护。现有转炉煤气干法除尘系统，主要有汽化冷却烟道、蒸发冷却器、静电除尘器、风机、煤气成分分析系统、切换站、煤气冷却器、放散烟囱、放散煤气点火系统、粗灰输运系统、细灰输运系统等组成。汽化冷却烟道主要是降低煤气温度产生饱和水蒸汽，是转炉煤气余热回收装置；蒸发冷却器通过喷水降低煤气温度，并粗除尘和调节灰尘的介电常数；静电除尘器内通过阴阳极之间高压放电使气体而产生大量的阴阳离子，离子附着在灰尘上并在电场力的作用下在相应的极板上沉降，达到精除尘的目的；风机是整个系统的动力源；煤气成分分析系统测量煤气是否达到回收条件；切换站负责在回收和放散之间切换，起到三通阀的作用；煤气冷却器进一步冷却煤气至72°C以下，然后送入煤气柜；未达到回收条件的煤气通过放散烟 燃烧放散；此外，系统有粗灰、细灰输运系统收集灰尘，放散烟 底部有氮气引射装置，当风机突然断电等突发情况下，为系统提供动力，将易燃易爆的煤气放散燃烧。现有的转炉煤气干法除尘系统的缺点是静电除尘器内发生放电现象，在煤气和空气过渡阶段或者转炉异常操作时，在静电除尘器内发生爆炸，不仅仅影响生产，而且大的爆炸有可能超过静电除尘器泄爆阀的承受范围而将静电除尘器炸毁。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于提供一种转炉煤气干法除尘装置及方法，在非煤气回收期充分利用转炉煤气的能量；避免大爆炸对静电除尘器的危害，提高干法除尘系统安全性。为解决上述技术问题，本发明的技术方案是这样实现的一种转炉煤气干法除尘装置，包括设置有经过管道连接的转炉、汽化冷却烟道、蒸发冷却器、粗灰收集系统、静电除尘器系统、细灰收集系统、风机、气体成分分析系统、切换阀及液压站；切换阀及液压站与煤气柜、放散煤气点火系统三通连接，所述汽化冷却烟道在连通有压缩空气喷入系统。所述静电除尘系统包括静电除尘器、阴离子发生器、气体切换阀以及振打系统，静电除尘器内布置一系列平行的折线型阴极和阳极板以及气流分布板。
利用所述的转炉煤气干法除尘装置除尘的方法，，包括如下步骤
a、转炉一个炼钢周期内，在吹炼初期和末期，煤气未达到回收条件，在汽化冷却烟道入口喷入压缩空气后将煤气燃烧；在回收煤气时，停止喷入压缩空气；
b、经过步骤a的煤气通过汽化冷却烟道和蒸发冷却器降低温度后，再通过粗除尘进入静电除尘系统进行精除尘，静电除尘系统的阴离子发生器通过高压放电将通入其中的气体电离，电离后的阳离子导入大地，阴离子导入煤气中，静电除尘系统的静电除尘器内布置阴极和阳极板，在阴极板和阳极板上加上强电压形成均匀的电场，带电粉尘在阳极板上不断沉积，通过振打系统将粉尘震落；
C、经过步骤b后的煤气，经过煤气成分分析系统测量煤气是否达到回收条件；切换站负责在回收和放散之间切换，达到回收条件的煤气进一步冷却，然后送入煤气柜；未达到回收条件的煤气通过放散烟 燃烧放散。 本发明达到的技术效果如下本发明转炉煤气干法除尘装置通过汽化冷却烟道，蒸发冷却器降温、调质、粗除尘，静电除尘器精除尘，使其含尘量达到15mg/Nm3以下，转炉煤气干法静电除尘技术是最节能环保的转炉煤气除尘技术。传统的静电除尘器其气体电离、粉尘荷电和粉尘沉降都在同一个电场内完成，由于转炉冶炼的间歇性，静电除尘器周期性的通过转炉煤气和空气，而在其过渡阶段转炉煤气处在爆炸极限范围以内时，气体电离产生的电火花便会引起爆炸。本发明将静电除尘器的气体电离区和粉尘荷电沉降区相分离，从本质上避免了煤气爆炸对静电除尘器的损害，提高了转炉煤气干法除尘技术的安全性。转炉的一个炼钢周期内，在吹炼初期和末期转炉煤气不能达到回收条件，此时通过汽化冷却烟道内喷入适量的压缩空气将煤气充分燃烧，提高饱和蒸汽的回收量。在回收煤气时，停止喷入压缩空气，从而多回收转炉煤气，从而达到转炉煤气的充分利用。
图I为本发明转炉煤气干法除尘装置的结构示意 图2为汽化冷却烟道压缩空气喷入装置示意 图3为静电除尘系统的结构示意 图4为多个电场串联意 图5为百叶窗式惯性除尘器的结构示意图。
具体实施例方式如图I-图2所示，为本发明转炉煤气干法除尘装置，主要部件有转炉I、压缩空气喷入系统2、汽化冷却烟道3、蒸汽包4、气液两相喷枪5、蒸发冷却器6、粗灰收集系统7、阴离子发生器8、静电除尘器9、细灰收集系统10、风机11、气体成分分析系统12、切换阀及液压站13、喷枪14、煤气冷却器15、煤气柜16、放散烟囱17、氮气引射装置18、放散煤气点火系统19、百叶窗式惯性除尘器20、双层翻板阀21、气流分布板22、阴极和阳极板23、净煤气管路24、氮气管路25 ;压缩空气管路26等组成。汽化冷却烟道3主要是降低煤气温度产生饱和水蒸汽，经过蒸汽包4进行分离和收集，是转炉I煤气余热回收装置；蒸发冷却器6通过气液两相喷枪5喷水降低煤气温度和调节灰尘的介电常数，并通过蒸发冷却器6底部连接的粗灰收集系统7粗除尘至粗灰仓，以及通过静电除尘器系统实现精除尘至精灰仓，如图5所示，粗灰收集系统7设有百叶窗式惯性除尘器20、双层翻板阀21进行粗除尘。转炉I的一个炼钢周期为30-45min，其中吹氧时间为18_24min，但回收煤气的时间约10-14min，在吹炼初期和末期转炉煤气不能达到回收条件(C0%>30%，02〈1%)，此时通过压缩空气喷入系统2喷入适量的压缩空气将煤气燃烧，提高饱和蒸汽的回收量。在回收煤气时，停止喷入压缩空气，从而多回收转炉煤气，从而达到转炉煤气的充分利用。如图3所示，静电除尘系统主要分为静电除尘器9、阴离子发生器8、气体切换阀以及控制系统组成。静电除尘器9内布置一系列平行的折线型阴极和阳极板23以及气流分布板22，在阴极板和阳极板23上加上强电压形成均匀的电场，带电粉尘在阳极板上不断沉积，通过振打系统将粉尘震落，保证阳极和阴极板23的清洁阴阳极板的振打周期不同，分别控制。该静电除尘器9内阳极和阴极板23之间形成的均匀电场不会发生放电现象，所以对极板的安 装要求大为降低。阴离子发生器8是通过高压放电将气体电离，通过净煤气管路24、氮气管路25、压缩空气管路26分别控制通入净煤气、氮气和空气，电离后的阳离子导入大地，而阴离子导入煤气中，阴离子的数量对静电除尘器9除尘效率影响巨大，故需要阴离子发生器8具有足够的功率或者布置多个。炼钢过程是个周期性过程，所以静电除尘器9周期地通过空气和转炉煤气，阴离子发生器8、气体切换阀和静电除尘器9都有控制系统自动控制，且控制系统与转炉状态连锁。转炉I处在非冶炼阶段时，阴离子发生器8处在低电压而产生少量的阴离子，静电除尘器9振打系统的振打周期长，而此时通入阴离子发生器8的是空气；转炉处在冶炼期中，阴离子发生器处在高电压，且在非煤气回收期通入氮气，而在煤气回收期通入净转炉煤气(该净煤气来自风机11之后或煤气柜16),此时静电除尘器9振打系统的振打周期短。阳极和阴极板23振打过程中的二次扬尘，静电除尘器9采用多个电场串联，以保证静电除尘器的除尘效果。要使粉尘浓度达到15mg/Nm3以下，需要3_4个静电除尘器串联，且每个静电除尘器之前都需布置阴离子发生器，如图4所示。下面结合实施例进一步阐明本发明的内容
实例假设转炉炼钢周期为40min，其中O-IOmin为吹炼前的准备阶段，ll_32min为吹炼阶段，其中16-28min为煤气回收阶段，33_40min为出钢阶段，则转炉煤气干法除尘装置的工作流程如下
1)O-lOmin，汽化冷却烟道不通入压缩空气，阴离子发生器8处在低压工作模式，内通入压缩空气，静电除尘器9处于长振打周期；
2)ll_15min，汽化冷却烟道通入适量压缩空气，阴离子发生器8处在高压工作模式，其内通入氮气，静电除尘器9处于短振打周期；
3)16-28min，汽化冷却烟道不通入压缩空气，阴离子发生器8处在高压工作模式，其内通入净煤气，静电除尘器9处于短振打周期；
4)29-32min，汽化冷却烟道通入适量压缩空气，阴离子发生器8处在高压工作模式，其内通入氮气，静电除尘器9处于短振打周期；
5)33-40min，汽化冷却烟道不通入压缩空气，阴离子发生器8处在低压工作模式，内通入空气，静电除尘器9处于长振打周期；
风机11是整个系统的动力源；煤气成分分析系统12测量煤气是否达到回收条件；切换阀及液压站13负责在回收和放散之间切换，起到三通阀的作用；达到回收条件的煤气经过煤气冷却器15以及喷枪14的进一步冷却煤气至72°C以下，然后送入煤气柜16 ;未达到回收条件的煤气通过放散烟囱17、放散点火系统燃烧放散；此外，系统有粗灰、细灰输运系 统收集灰尘，当风机11突然断电等突发清楚下，放散烟 底部有氮气引射装置18作为系统提供动力，将易燃易爆的煤气放散燃烧。以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。
权利要求
1.一种转炉煤气干法除尘装置，包括设置有经过管道连接的转炉、汽化冷却烟道、蒸发冷却器、粗灰收集系统、静电除尘器系统、细灰收集系统、风机、气体成分分析系统、切换阀及液压站；切换阀及液压站与煤气柜、放散煤气点火系统三通连接，其特征在于，所述汽化冷却烟道在连通有压缩空气喷入系统。
2.如权利要求I所述的转炉煤气干法除尘装置，其特征在于，所述静电除尘系统包括静电除尘器、阴离子发生器、气体切换阀以及振打系统，静电除尘器内布置一系列平行的折线型阴极和阳极板以及气流分布板。
3.一种利用如权利要求I所述的转炉煤气干法除尘装置除尘的方法，其特征在于，包括如下步骤 a、转炉一个炼钢周期内，在吹炼初期和末期，煤气未达到回收条件，在汽化冷却烟道入口喷入压缩空气后将煤气燃烧；在回收煤气时，停止喷入压缩空气； b、经过步骤a的煤气通过汽化冷却烟道和蒸发冷却器降低温度后，再经过粗除尘进入静电除尘系统进行精除尘，静电除尘系统的阴离子发生器通过高压放电将通入其中的气体电离，电离后的阳离子导入大地，阴离子导入煤气中，静电除尘系统的静电除尘器内布置阴极和阳极板，在阴极板和阳极板上加上强电压形成均匀的电场，带电粉尘在阳极板上不断沉积，通过振打系统将粉尘震落； C、经过步骤b后的煤气，经过煤气成分分析系统测量煤气是否达到回收条件；切换站负责在回收和放散之间切换，达到回收条件的煤气进一步冷却，然后送入煤气柜；未达到回收条件的煤气通过放散烟 燃烧放散。
全文摘要
本发明公开了一种转炉煤气干法除尘装置以及方法，包括设置有经过管道连接的转炉、汽化冷却烟道、蒸发冷却器、粗灰收集系统、静电除尘器系统、细灰收集系统、风机、气体成分分析系统、切换阀及液压站；切换阀及液压站与煤气柜、放散煤气点火系统三通连接，汽化冷却烟道在连通有压缩空气喷入系统。本发明将静电除尘器的气体电离区和粉尘荷电沉降区相分离，从本质上避免了煤气爆炸对静电除尘器的损害，提高了转炉煤气干法除尘技术的安全性。通过汽化冷却烟道中喷入适量的压缩空气将煤气燃烧，提高饱和蒸汽的回收量。在回收煤气时，停止喷入压缩空气，从而多回收转炉煤气，从而达到转炉煤气的充分利用。
文档编号C21C5/40GK102876837SQ20121034609
公开日2013年1月16日 申请日期2012年9月18日 优先权日2012年9月18日
发明者盖东兴, 胡建亮, 周全, 黄永红, 叶理德 申请人:中冶南方工程技术有限公司