[發明專利]高溫煙氣二級顆粒分離裝置

在審

• 申請號: 202011266068.6
• 申請日: 2020-11-13
• 公開（公告）號: CN112246014A
• 公開（公告）日: 2021-01-22
• 發明（設計）人: 楊明華;楊源滿;萬慶明;井小海;王林
• 申請（專利權）人: 北京京誠科林環?？萍加邢薰?/a>;中冶京誠工程技術有限公司
• 主分類號: B01D45/02
• 分類號: B01D45/02;B01D45/08;B01D45/18
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 劉金鳳;韓嫚嫚

本發明提供了一種高溫煙氣二級顆粒分離裝置，其能設置于煙道內，該高溫煙氣二級顆粒分離裝置包括殼體、灰斗、第一分離組件和第二分離組件，殼體設有進口、出口和排灰口；灰斗連接于殼體的底壁；第一分離組件設置于殼體內，第一分離組件包括至少兩層第一斜板，第一斜板與殼體的水平面之間的夾角為30°～70°，各第一斜板通過至少一根第一支撐桿與殼體相接；第二分離組件設置于殼體內，第二分離組件包括至少兩層的第二斜板，第二斜板與殼體的水平面之間的夾角為30°～70°，各第二斜板通過至少一根第二支撐桿與殼體相接。本發明能夠將爆炸性氣體中攜帶的大顆粒塵和泡沫渣等濾除，且能減少后續換熱面的積灰和磨損。

技術領域

本發明涉及煉鋼技術領域，特別涉及一種高溫煙氣二級顆粒分離裝置。

背景技術

轉爐在煉鋼生產過程中生成轉爐煤氣，其主要成分為CO、CO2、O2、N2和Ar等，以及氣體攜帶的FeO、Fe2O3、CaO和SiO2等粉塵，其總含塵量為80g/Nm3～150g/Nm3，必須將之除塵才能加以利用，吹煉一噸鋼可回收含CO濃度60％的轉爐煤氣80Nm3～120Nm3，是鋼鐵廠重要的二次能源。

轉爐生產方式為間歇式，生產時長一般不超過二十分鐘，準備活動時長一般也不超過二十分鐘。由于這種快速間歇式的生產方式，轉爐煙氣處理設施尤其是高溫的設施，需要有很強的應對大溫區冷熱沖擊、大濃度粉塵沖擊和易爆氣體聚集的能力。

冶煉生產期間，隨著冶煉強度的提高，由爐口逸出的煙氣溫度可達1600℃，煙氣成分中CO含量可高達90％，煙氣攜帶的粉塵可達150g/Nm3，粉塵的成分復雜，主要有FeO、Fe2O3和CaO等，逸出的煙氣及煙塵在隨后的煙道中還將發生氧化放熱等反應。

現有技術中，能源回收利用效率最高的生產方式是：設置密封式的汽化冷卻煙道，以輻射熱形式為主將800℃以上的煙氣顯熱轉移給水蒸汽，設置噴淋或蒸發式直接冷卻塔將煙氣溫度降低至70℃或250℃以下，回收并利用CO含量高且O2含量低的轉爐煤氣。而800℃以下的煙氣顯熱，由于煙氣成分易爆，現有工藝均采用噴淋或蒸發式直接冷卻，未能實現顯熱回收。

然而，噴淋式直接冷卻塔將煙氣溫度降低至70℃以下，在冷卻煙氣的同時可以將絕大部分煙塵清洗下來，但存在有顯熱未回收、水耗大和需處理污水的問題。蒸發式直接冷卻塔將煙氣溫度降低至250℃以下，在冷卻煙氣的同時可以將部分大顆粒煙塵分離下來，但存在有顯熱未回收和汽耗大的問題。

因此，為回收800℃以下的煙氣顯熱，通常采用高溫除塵技術將爆炸性氣體中攜帶的大顆粒塵和泡沫渣等濾除，消除可能存在的火種，為中低溫煙氣顯熱回收創造條件，同時還可減少后續換熱面的積灰和磨損。高溫除塵技術是冶金、能源、化工、材料及焚燒等領域工業爐窯節能減排的重要設備。在高溫除塵技術的研究中，主要有旋風除塵、高溫電除塵、陶瓷濾管過濾、金屬濾管過濾和顆粒床過濾等形式。

旋風除塵器，其特點是結構簡單、操作容易以及價格低廉，最高適用溫度可高達800℃～900℃，但旋風除塵無法形成柱塞流，易形成爆炸煙氣的滯留區，形成爆炸隱患；同時，對于含塵氣體粘性變大，且具有交變熱沖擊的冶煉氣體工況，設備壽命影響突出，其設備阻損大1000Pa～1500Pa，能耗高，經濟效益較差。

電除塵器高溫除塵，能達到在650℃～790℃、570kpa下運行100小時的實驗記錄，除塵效率可達到95％～99.5％。但存在電暈放電不穩定、電極壽命短、對煙氣成分敏感和高溫絕緣等問題，短時間內，很難突破，且該技術仍然停留在實驗室層面。

陶瓷濾管的突出優點是過濾效率高，主要缺點是：煙氣熱震沖擊下的脆性問題較為突出：諸如管子與管板間密封失效；因交變熱沖擊和機械沖擊造成過濾管脆斷、密封松動而造成泄漏；管間灰橋熱脹冷縮擠裂過濾管；熱蠕變；與堿金屬等成分反應燒結或局部高溫燒結；永久性灰沉積結殼等問題。