一種高爐煤氣粉塵粗收集裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高爐煤氣粉塵粗收集裝置及方法，包括殼體、煤氣管、倒錐體及隔板；所述殼體上部設有煤氣出口，所述煤氣管上部設有煤氣入口，底部設有擴張段，所述煤氣管豎直設置在殼體中，所述隔板懸置于煤氣管擴張段及殼體內壁之間，并將煤氣管擴張段及殼體內壁之間區(qū)域分隔成氣流通道與壁面環(huán)道，所述倒錐體固定設置在煤氣管外壁上并對應封堵在隔板上方，所述氣流通道與壁面環(huán)道間通過旋流段相連通；本方法有效的結合了重力和旋風除塵設備的優(yōu)點，實現(xiàn)了同裝置內兩級收粉，提高了粗除塵收粉的效率，減輕了后續(xù)布袋除塵的負荷，降低了粉塵對設備的磨損率，延長收粉裝置的使用壽命和減少了設備維護量。
【專利說明】一種高爐煤氣粉塵粗收集裝置及方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于高爐煤氣凈化【技術領域】，具體涉及一種高爐煤氣粉塵粗收集裝置及方法。

【背景技術】
[0002]高爐冶煉所產生的副產品之一高爐煤氣，常作為熱風爐、焦爐、加熱爐、發(fā)電廠鍋爐等的主要燃料，是鋼鐵廠運行的重要能源，其凈化程度直接影響了下游工藝中燃燒設備的使用，當粉塵含量較高時，會造成管道與燃燒設備的堵塞、耐火材料的渣化及設備腐蝕磨損等，隨著冶煉技術和環(huán)保排放要求的提高，也對煤氣凈化提出了更高的要求。
[0003]目前高爐煉鐵產生的高爐煤氣，其凈化均是由粗除塵加精除塵兩級完成，粗除塵多采用重力除塵器，也有采用國外PW的旋風除塵，精除塵多采用濕法洗滌除塵和干法布袋除塵。重力除塵器具有結構簡單、投資低、運行費用低、易維護及阻損小等優(yōu)點，但是其效率較低。旋風除塵器結構較復雜、設備磨損嚴重、阻損較大，但除塵效率高。濕法洗滌除塵占地面積大、系統(tǒng)復雜、易堵塞、檢修工作量大，而干法布袋除塵占地小、系統(tǒng)簡單、煤氣溫度高、效率高等優(yōu)點。因此目前以重力除塵的粗除塵加干法除塵的精除塵組合成為高爐煤氣凈化發(fā)展的主流。
[0004]重力加布袋除塵的組合從目前的運行來看，仍還有待完善的方面，重力粗除塵效率低，尤其是隨著冶煉強度的增加、為了控制冶煉成本原燃料條件又在降低情況下，煤氣量及煤氣含粉塵量也隨著增加，除塵負荷也相應的增加，這樣布袋在高負荷運行情況下，出現(xiàn)了布袋易損壞，除塵效率降低的現(xiàn)象。


【發(fā)明內容】

[0005]有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種高爐煤氣粉塵粗收集裝置及方法，旨在有機的結合重力和旋風除塵的優(yōu)點，提高粗除塵的效率，減輕后續(xù)布袋除塵的負荷；另外在提高粗除塵效率的同時，降低設備的磨損，延長其使用壽命。
[0006]為達到上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案:一種高爐煤氣粉塵粗收集裝置，其特征在于:包括殼體、煤氣管、倒錐體及隔板；所述殼體上部設有煤氣出口，所述煤氣管上部設有煤氣入口，底部設有擴張段，所述煤氣管豎直設置在殼體中，所述隔板懸置于煤氣管擴張段及殼體內壁之間，并將煤氣管擴張段及殼體內壁之間區(qū)域分隔成氣流通道與壁面環(huán)道，所述倒錐體固定設置在煤氣管外壁上并對應封堵在隔板上方，所述氣流通道與壁面環(huán)道間通過旋流段相連通。
[0007]進一步，所述旋流段為設置在隔板與倒錐體間的旋流片，所述旋流片的旋轉角度β !彡 90°。
[0008]進一步，所述旋流片的旋轉角度β i為20°?70°。
[0009]進一步，所述旋流段為若干個設置在隔板與倒錐體間的旋流通道，所述旋流通道的旋轉角度β2彡90°。
[0010]進一步，所述旋流通道的旋轉角度β2為20°?70°。
[0011]進一步，所述旋流段為開設在隔板上的旋流通孔。
[0012]進一步，所述煤氣管擴張段的擴張角度α <45°。
[0013]進一步，還包括擋灰錐體，所述擋灰錐體對應懸置于煤氣管擴張段與殼體底部之間。
[0014]本發(fā)明還公開了一種高爐煤氣粉塵粗收集方法，主要包括以下步驟:
[0015](I)高爐煤氣由上而下從煤氣入口進入，經過豎直的擴張段，在重力作用下大顆粒煤氣粉塵收集于殼體底部，完成高爐煤氣的一級收粉；
[0016](2)經過沉降的高爐煤氣帶著剩余粉塵沿氣流通道上升；
[0017](3)帶剩余粉塵上升的高爐煤氣經過旋流段時，在離心力和相互碰撞力的作用下，較細小粉塵沿壁面環(huán)道沉降到殼體底部，完成高爐煤氣的二級收粉；
[0018](4)帶細小粉塵的高爐煤氣由殼體上部的煤氣出口排出。
[0019]本發(fā)明的有益效果在于:本裝置結構簡單、造價低廉、使用及維護方便，有效的結合了重力和旋風除塵設備的優(yōu)點，實現(xiàn)了同裝置內兩級收粉，提高了粗除塵收粉的效率，減輕了后續(xù)布袋除塵的負荷；先重力收集大顆粒粉塵，再旋流收集小顆粒粉塵，降低了粉塵對設備的磨損率，克服了現(xiàn)有旋風除塵的缺點，延長收粉裝置的使用壽命和減少了設備維護量。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]為了使本發(fā)明的目的、技術方案和有益效果更加清楚，本發(fā)明提供如下附圖進行說明:
[0021]圖1為帶旋流片的收集裝置結構示意圖；
[0022]圖2為帶旋流通道的收集裝置結構示意圖；
[0023]圖3為帶旋流通孔的收集裝置結構示意圖；
[0024]圖4為帶擋灰錐體的收集裝置結構示意圖；
[0025]圖5為圖1的A-A向剖視圖；
[0026]圖6為圖2的B-B向剖視圖。

【具體實施方式】
[0027]下面將結合附圖，對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行詳細的描述。
[0028]如圖所示，本發(fā)明中的高爐煤氣粉塵粗收集裝置，其特征在于:包括殼體10、煤氣管、倒錐體5及隔板4 ;所述殼體10上部設有煤氣出口 9，所述煤氣管上部設有煤氣入口 1，底部設有擴張段2，所述煤氣管豎直設置在殼體10中，所述隔板4懸置于煤氣管擴張段2及殼體10內壁之間，并將煤氣管擴張段2及殼體10內壁之間區(qū)域分隔成氣流通道6與壁面環(huán)道8，所述倒錐體5固定設置在煤氣管外壁上并對應封堵在隔板4上方，所述氣流通道6與壁面環(huán)道8間通過旋流段相連通。
[0029]在本實施例中，煤氣入口 I為鋼管焊接而成的斜三通管，擴張段2則為鋼板焊接而成的上小下大的異徑管，煤氣管豎直設置在殼體10的中心處，高爐的下降管與煤氣入口 I相連接，從高爐爐頂出來的帶粉塵高爐煤氣由上而下從煤氣入口I沿軸線方向進入到豎直的擴張段2，氣流在擴張段流速逐漸降低，不產生旋流流動，依靠重力將大顆粒粉塵收集于殼體10底部3。隔板4為固定在殼體10上的焊接的環(huán)板，倒錐體5為直徑由小變大、再由大變小的變徑錐體，鋼制的倒錐體5固定在隔板4上方的擴張段2外壁處，殼體10、擴張段2、隔板4及倒錐體5共同形成氣流通道6、旋流段及壁面環(huán)道8，氣流通道6迫使帶著剩余粉塵的高爐煤氣沿擴張段2的兩邊由下向上逆向流動，氣流經過旋流段時產生旋轉流動，在離心力的作用下與壁面發(fā)生碰撞，較細顆粒則沿壁面環(huán)道8沉降到殼體10底部3，最后帶著細粉的高爐煤氣由上部煤氣出口 9排出進入下一步工序。
[0030]旋流段具有多種結構形式，本實施例中的旋流段為設置在隔板4與倒錐體5間的旋流片11，如圖1所示。旋流片11上端與倒錐體5焊接，下端與隔板4焊接。旋流片11可選用固定式旋流片或角度可調的活動式旋流片，旋流片11在水平面上的旋轉角度^^<90° ;其中，旋轉角度P1的取值可根據(jù)粉塵的收集效率、煤氣流動的阻損情況及旋流片11的磨損情況綜合確定；優(yōu)選的，旋流片11在水平面上的旋轉角度P1為20°?70°。為了進一步延長旋流片11的使用壽命，旋流片11上面還可以設置耐磨襯板。
[0031]作為上述方案的替換方案，所述旋流段也可為若干個設置在隔板4與倒錐體5間的旋流通道12，氣流順著旋流通道流出后，也形成了旋轉流動，如圖2所示。所述旋流通道12在水平面上的的旋轉角度< 90° ;其中，旋轉角度β2的取值可根據(jù)粉塵的收集效率、煤氣流動的阻損情況及旋流通道12的磨損情況綜合確定；優(yōu)選的，旋流通道12在水平面上的旋轉角度02為20°?70°。當然，也可在旋流通道12上設置耐磨襯板，進一步延長旋流通道12的使用壽命。
[0032]作為上述方案的替換方案，所述旋流段為開設在隔板4上的旋流通孔14，如圖3所示。即倒錐體5直接封堵在氣流通道6上方，氣流僅依靠倒錐體5的形狀來改變流向，氣流通道6內由下而上的氣流通過旋流通孔14流出，與倒錐體5和殼體10發(fā)生慣性碰撞，一部分顆粒被反彈或沉降到壁面環(huán)道8中，也可實現(xiàn)高爐煤氣的兩極收粉。當然，在此種結構中，氣流與壁面碰撞的機會小于加設旋流片11和旋流通道12的結構，故此其收集效率略低于前兩中結構。
[0033]在本實施例中，所述煤氣管擴張段2的擴張角度α <45°，該角度范圍內，高爐煤氣不會在煤氣管中產生旋流流動，可最大限度的完成高爐煤氣的一級收粉。
[0034]在本實施例中，還包括擋灰錐體13，所述擋灰錐體13對應懸置于煤氣管擴張段2與殼體10底部3之間，可有效防止二次揚塵現(xiàn)象。具體的，帶粉塵氣流從擴張段2出來后的流動路徑改變?yōu)橛上轮辽?，這樣會形成轉吸，造成二次揚塵現(xiàn)象(即將已經沉降的粉塵再次帶走)，在殼體10底部3設置擋灰錐體13，已沉降的粉塵即落于錐體下方，從而避免了氣流轉走粉塵，提高了粉塵收集效率。
[0035]本發(fā)明中的高爐煤氣粉塵粗收集方法，主要包括以下步驟:
[0036](I)高爐煤氣由上而下從煤氣入口進入，首先經過豎直的擴張段2，不產生旋流流動，在重力作用下大顆粒煤氣粉塵收集于殼體10底部3，完成高爐煤氣的一級收粉；
[0037](2)經過沉降的高爐煤氣帶著剩余粉塵沿氣流通道6上升；
[0038](3)帶剩余粉塵上升的高爐煤氣經過旋流段時，在離心力和相互碰撞力的作用下，較細小粉塵沿壁面環(huán)道8沉降到殼體10底部3，完成高爐煤氣的二級收粉；
[0039](4)帶細小粉塵的高爐煤氣由殼體10上部的煤氣出口 9排出，即完成高爐煤氣粉塵的粗收集，從煤氣出口 9排出的高爐煤氣則進入下一步工序繼續(xù)處理。本粗收集方法的所有過程均在同一殼體內完成,過程簡單,收集效率高。
[0040]最后說明的是，以上優(yōu)選實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案而非限制，盡管通過上述優(yōu)選實施例已經對本發(fā)明進行了詳細的描述，但本領域技術人員應當理解，可以在形式上和細節(jié)上對其作出各種各樣的改變，而不偏離本發(fā)明權利要求書所限定的范圍。
【權利要求】
1.一種高爐煤氣粉塵粗收集裝置，其特征在于:包括殼體、煤氣管、倒錐體及隔板；所述殼體上部設有煤氣出口，所述煤氣管上部設有煤氣入口，底部設有擴張段，所述煤氣管豎直設置在殼體中，所述隔板懸置于煤氣管擴張段及殼體內壁之間，并將煤氣管擴張段及殼體內壁之間區(qū)域分隔成氣流通道與壁面環(huán)道，所述倒錐體固定設置在煤氣管外壁上并對應封堵在隔板上方，所述氣流通道與壁面環(huán)道間通過旋流段相連通。
2.根據(jù)權利要求1所述的高爐煤氣粉塵粗收集裝置，其特征在于:所述旋流段為設置在隔板與倒錐體間的旋流片，所述旋流片的旋轉角度P1 <90°。
3.根據(jù)權利要求2所述的高爐煤氣粉塵粗收集裝置，其特征在于:所述旋流片的旋轉角度^為20°?70°。
4.根據(jù)權利要求1所述的高爐煤氣粉塵粗收集裝置，其特征在于:所述旋流段為若干個設置在隔板與倒錐體間的旋流通道，所述旋流通道的旋轉角度β 2 < 90°。
5.根據(jù)權利要求4所述的高爐煤氣粉塵粗收集裝置，其特征在于:所述旋流通道的旋轉角度@2為20°?70°。
6.根據(jù)權利要求1所述的高爐煤氣粉塵粗收集裝置，其特征在于:所述旋流段為開設在隔板上的旋流通孔。
7.根據(jù)權利要求1所述的高爐煤氣粉塵粗收集裝置，其特征在于:所述煤氣管擴張段的擴張角度α < 45°。
8.根據(jù)權利要求1至7任一項所述的高爐煤氣粉塵粗收集裝置，其特征在于:還包括擋灰錐體，所述擋灰錐體對應懸置于煤氣管擴張段與殼體底部之間。
9.一種利用權利要求1至8中任一項所述的高爐煤氣粉塵粗收集裝置的收集方法，其特征在于主要包括以下步驟: (1)高爐煤氣由上而下從煤氣入口進入，經過豎直的擴張段，在重力作用下大顆粒煤氣粉塵收集于殼體底部，完成高爐煤氣的一級收粉； (2)經過沉降的高爐煤氣帶著剩余粉塵沿氣流通道上升； (3)帶剩余粉塵上升的高爐煤氣經過旋流段時，在離心力和相互碰撞力的作用下，較細小粉塵沿壁面環(huán)道沉降到殼體底部，完成高爐煤氣的二級收粉； (4)帶細小粉塵的高爐煤氣由殼體上部的煤氣出口排出。
【文檔編號】C21B7/22GK104328234SQ201410681537
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年11月24日 優(yōu)先權日:2014年11月24日
【發(fā)明者】王賢, 熊拾根, 顏新, 鄭軍, 羅志紅 申請人:中冶賽迪工程技術股份有限公司