技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種罐式煅燒爐生產(chǎn)過程中清理揮發(fā)分大道時(shí)，高溫結(jié)焦塊和高溫粉塵氣體的過濾處理技術(shù)，具體地說是一種高溫除塵設(shè)備，屬于炭素行業(yè)的除塵環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

由于煅燒原料石油焦中含有焦油和細(xì)粉，容易在揮發(fā)分道、罐壁、各通道、溢出口、各下火口等處集聚，長期不清理會(huì)影響生產(chǎn)和煅燒爐的使用壽命。在經(jīng)過對(duì)多家炭素企業(yè)的罐式煅燒爐工藝使用維護(hù)的調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，各單位均專門設(shè)立了日常維護(hù)工作小組，其每天的主要任務(wù)是清理罐式煅燒爐內(nèi)的結(jié)焦塊和清掃揮發(fā)分大道。其采用的清理的方法是，對(duì)揮發(fā)分道、罐壁、各通道、溢出口、各下火口等處用高壓風(fēng)吹進(jìn)行清理。作業(yè)時(shí)除了用壓縮空氣管噴吹揮發(fā)分大道內(nèi)的積灰，用鐵鍬和鉗子把噴吹出來的炭塊集中清掃到專門的收集桶里，還要時(shí)刻提防著噴吹出的火焰、高溫炭塊和粉塵氣體引發(fā)意外事故。盡管各方已經(jīng)采取了防護(hù)措施，但大量的粉塵污染、噴出的火焰長舌、四濺的高溫炭塊和火星，對(duì)周邊環(huán)境及設(shè)施的影響惡劣，如對(duì)照明線路、爐體自身鋼結(jié)構(gòu)、車間大棚采光瓦等的破壞依然是不可避免的。

到目前為止，國內(nèi)外幾乎所有的罐式煅燒爐清理揮發(fā)分大道都是采用壓縮空氣進(jìn)行人工吹掃的方法，作業(yè)工人穿戴好防護(hù)裝備，周邊擺放好滅火器材，還要委派安全員到場實(shí)時(shí)監(jiān)護(hù)，以防意外情況的發(fā)生，整個(gè)清理過程，操作相當(dāng)不便，且存在較大的安全隱患，附帶額外的清理維修事宜等。通常一個(gè)車間內(nèi)有幾組罐式煅燒爐連排組成，大小煅燒爐每組又有十幾條到幾十條不等的揮發(fā)分大道位于罐式煅燒爐首層，清掃口多而密集、粉塵氣體溫度高、有明火、粉塵濃度大、操作平臺(tái)通道狹窄等等，作業(yè)條件受到很大限制。

根據(jù)長時(shí)間以來對(duì)多家炭素企業(yè)罐式煅燒爐使用和維護(hù)的調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)的罐式煅燒爐揮發(fā)分大道吹掃、清理作業(yè)裝備和安全防護(hù)措施，過于簡陋，極易引發(fā)生產(chǎn)安全事故的發(fā)生，對(duì)作業(yè)員工的人身安全和周圍的環(huán)境產(chǎn)生了極大地影響，擬高投入的專業(yè)技改措施又增加了額外成本，且容易造成二次污染和資源浪費(fèi)，其綜合性價(jià)比較差。

依照市場上現(xiàn)有的除塵器設(shè)備，或?qū)ｉT通過對(duì)煅燒工藝的整體設(shè)計(jì)改造方案來解決這個(gè)問題難度很大，需要投入大量的時(shí)間、人力和物力，造成資源浪費(fèi)，也容易造成二次污染，綜合性價(jià)比較低，這不符合國家所倡導(dǎo)的節(jié)能環(huán)保，也不利于炭素行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展；因此，目前在炭素行業(yè)生產(chǎn)中的環(huán)境保護(hù)是很難徹底解決的一大難題，隨著炭素行業(yè)的高速發(fā)展以及電解鋁產(chǎn)業(yè)的不斷擴(kuò)大，環(huán)保問題愈發(fā)變的嚴(yán)峻。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題提供一種能夠有效解決高溫氣粉混合物的過濾處理，加強(qiáng)對(duì)操作人員工作安全的保障，提高工作效率并減少火災(zāi)隱患和環(huán)境污染的高溫除塵設(shè)備。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的高溫除塵設(shè)備，包括由收集室，并排設(shè)置在收集室后部的沉降室以及并排設(shè)置在沉降室后部的過濾室構(gòu)成的除塵系統(tǒng)，收集室包括室體，室體內(nèi)設(shè)置的料斗以及位于料斗下方的用于收集炭塊的收集腔，室體的一側(cè)設(shè)置有正對(duì)料斗入口且用于對(duì)應(yīng)揮發(fā)分大道出灰口的收集口，室體的頂部設(shè)置有位于料斗正上方的氣粉混合物吸收口，氣粉混合物吸收口與沉降室的頂部之間連接有吸塵管，沉降室內(nèi)具有交錯(cuò)排布的隔擋板，沉降室的頂部設(shè)置有與沉降室相通的引風(fēng)機(jī)，過濾室的下部安置有濾清器，過濾室的上部形成凈氣室，引風(fēng)機(jī)的進(jìn)風(fēng)口連接過濾室的凈氣室。

所述濾清器包括吊裝固定在過濾室內(nèi)的濾筒以及具有10μm過濾孔徑的濾芯。

所述過濾室的一側(cè)設(shè)置有反清洗系統(tǒng)。

所述反清洗系統(tǒng)包括用于連接氣源的氣管，用于儲(chǔ)氣的儲(chǔ)氣罐以及設(shè)置在凈氣室內(nèi)的導(dǎo)流管和文氏管，儲(chǔ)氣罐與調(diào)壓過濾器連接，所述儲(chǔ)氣罐上還安裝有脈沖電磁閥，儲(chǔ)氣罐內(nèi)的壓縮空氣能夠通過脈沖電磁閥的控制經(jīng)導(dǎo)流管和文氏管噴吹到濾清器內(nèi)。

除塵系統(tǒng)的底部設(shè)置有行走裝置；所述行走裝置包括固定安置在地面上的軌道以及設(shè)置在除塵系統(tǒng)底部的行走輪，所述除塵系統(tǒng)通過行走輪安置在軌道上。

所述收集腔內(nèi)放置有收集桶。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：采用該設(shè)備相較于應(yīng)用傳統(tǒng)的人工吹掃、清理方法，能夠方便在清理罐式爐揮發(fā)分大道過程中對(duì)高溫結(jié)焦塊進(jìn)行收集、有效解決了高溫氣粉混合物的過濾處理問題，加強(qiáng)了對(duì)操作人員工作安全的保障避免燒傷、燙傷、職業(yè)塵肺等危害，提高了工作效率，減少了在清理罐式爐揮發(fā)分大道作業(yè)時(shí)的火災(zāi)隱患和環(huán)境污染；其結(jié)構(gòu)簡單、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用，它不受工作環(huán)境的局限性，對(duì)所需凈化的煙氣條件要求不嚴(yán)格，不受高溫、火星以及固體顆粒吸附物料濾芯的影響，處理后的潔凈氣體可現(xiàn)場直接排放，過濾效果好，并且操作也更加方便、靈活，性能安全可靠、通用性廣、綜合性價(jià)比高。

附圖說明

圖1為本發(fā)明高溫除塵設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1的A向狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為圖1的B-B向結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為圖1的C-C向結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為圖1的D向狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式，對(duì)本發(fā)明的高溫除塵設(shè)備作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

如圖所示，本發(fā)明的高溫除塵設(shè)備，包括由收集室1，并排設(shè)置在收集室后部的沉降室2以及并排設(shè)置在沉降室后部的過濾室3構(gòu)成的除塵系統(tǒng)，除塵系統(tǒng)的底部設(shè)置有行走裝置，行走裝置包括固定安置在地面上的軌道22以及設(shè)置在除塵系統(tǒng)底部的行走輪20，除塵系統(tǒng)通過行走輪安置在軌道上；收集室1包括室體4，室體內(nèi)設(shè)置的料斗5以及位于料斗下方的用于收集炭塊的收集腔6，收集腔6內(nèi)放置有收集桶21；室體4的一側(cè)設(shè)置有正對(duì)料斗入口且用于對(duì)應(yīng)揮發(fā)分大道出灰口的收集口7，收集口內(nèi)具有物料擋板，收集口可以根據(jù)罐式煅燒爐揮發(fā)分大道出灰口的規(guī)格，按其所處位置、形狀、尺寸及清掃工作的特點(diǎn)設(shè)計(jì)（包括結(jié)構(gòu)、形狀、位置和大?。鸬教繅K收集、粉塵收集、隔離火焰保護(hù)周邊的作用；室體4的頂部設(shè)置有位于料斗正上方的氣粉混合物吸收口8，氣粉混合物吸收口8與沉降室2的頂部之間連接有吸塵管9，沉降室2內(nèi)具有交錯(cuò)排布的隔擋板10，沉降室2的頂部設(shè)置有與沉降室相通的引風(fēng)機(jī)11，沉降室是利用重力和慣性使氣粉混合物中的固體顆粒部分沉降，減輕后置濾清器的負(fù)荷，氣粉混合物在流動(dòng)過程中通過撞擊交錯(cuò)排布的隔擋板，同時(shí)起到隔離火焰、熄滅火星和降低氣粉混合物溫度的作用；過濾室3的下部安置有濾清器12，過濾室3的上部形成凈氣室13，引風(fēng)機(jī)11的進(jìn)風(fēng)口連接過濾室的凈氣室13；其中，引風(fēng)機(jī)優(yōu)選地采用耐高溫高壓風(fēng)機(jī)，將耐高溫高壓引風(fēng)機(jī)布置安裝在沉降室頂部，這樣設(shè)備整體格外緊湊合理，采用引風(fēng)機(jī)吸引揮發(fā)分大道內(nèi)排出的高溫粉塵氣體，并使氣粉混合物吸收口8維持一定的負(fù)壓，克服除塵管道和設(shè)備內(nèi)部的壓力損失，所說的引風(fēng)機(jī)具有過橋軸，引風(fēng)機(jī)過橋軸采用油冷、風(fēng)冷雙降溫方式，引風(fēng)機(jī)的電機(jī)軸與高壓風(fēng)機(jī)軸之間采用撓性件連接傳動(dòng)，能有效隔離風(fēng)機(jī)葉輪溫度傳導(dǎo)至驅(qū)動(dòng)電機(jī)和實(shí)施過載保護(hù)，保證驅(qū)動(dòng)電機(jī)的正常運(yùn)行；引風(fēng)機(jī)的進(jìn)風(fēng)口前還設(shè)置有節(jié)流閥，用于調(diào)節(jié)風(fēng)量平衡，應(yīng)對(duì)不同的環(huán)境變量以使設(shè)備始終處于適宜的工作狀態(tài)，引風(fēng)機(jī)的進(jìn)風(fēng)口管道和過濾室段上部的凈氣室出口管道之間采用軟連接，從而補(bǔ)償管道制作安裝時(shí)的位置誤差，同時(shí)消除設(shè)備運(yùn)行時(shí)活動(dòng)部件間的產(chǎn)生剛性沖擊。

進(jìn)一步地，所說的濾清器12包括吊裝固定在過濾室3內(nèi)的濾筒以及具有10μm過濾孔徑的濾芯，通過該濾芯設(shè)計(jì)能有效阻留98％的有害粉塵，其過濾面積大、體積小，抗氧化、抗腐蝕能力強(qiáng)，耐高溫、阻燃，安全可靠、使用壽命長，還可以在濾清器12的底部固體顆粒收容倉，便于固體顆粒的集中處理。

在濾清器工作一段時(shí)間后，需清除附著在濾芯外表面上的顆粒粉塵，以保證濾清器良好的除塵效果、延長濾芯的使用壽命；因此再進(jìn)一步地，還可以在過濾室3的一側(cè)設(shè)置有反清洗系統(tǒng)，所說的反清洗系統(tǒng)包括用于連接氣源的氣管15，用于儲(chǔ)氣的儲(chǔ)氣罐16以及設(shè)置在凈氣室13內(nèi)的導(dǎo)流管17和文氏管18，儲(chǔ)氣罐16與調(diào)壓過濾器19連接，儲(chǔ)氣罐16上還安裝有脈沖電磁閥14，儲(chǔ)氣罐16內(nèi)的壓縮空氣能夠通過脈沖電磁閥的控制經(jīng)導(dǎo)流管17和文氏管18噴吹到濾清器12內(nèi)；其中，該反清洗系統(tǒng)具有自動(dòng)和手動(dòng)兩種控制方式，其工作周期、工作時(shí)間、噴吹壓力和噴吹量等參數(shù)值，均可根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際工況調(diào)整設(shè)定，以達(dá)到最佳的清洗效果。

其工作原理如下：

使用時(shí)，如圖1、圖2所示，將其收集口對(duì)準(zhǔn)揮發(fā)分大道吹掃時(shí)的出灰口，并放下活動(dòng)鏈翻板；當(dāng)煅燒爐處的作業(yè)人員用壓縮空氣管吹掃揮發(fā)分大道時(shí)，高溫炭塊和高溫粉塵氣體連帶著火焰、火星一起被吹出，炭塊由于慣性力作用撞擊在收集口內(nèi)的物料擋板上，通過料斗自動(dòng)掉入下面的收集桶內(nèi)；而高溫粉塵氣體則通過上面的氣粉混合物吸收口8吸收到設(shè)備后段艙室里，作進(jìn)一步過濾處理；室體4的前端設(shè)置有拉門，當(dāng)落料斗下面的收集桶盛滿炭塊時(shí)，打開前端面的拉門，將盛滿炭塊的收集桶取出，將空的收集桶放到料斗下位置；收集口的半包圍形式還起到了火焰隔離保護(hù)周邊的作用；當(dāng)一條揮發(fā)分大道處理完畢，抬起收集口的活動(dòng)鏈翻板，再將移動(dòng)式高溫除塵設(shè)備推至下一條揮發(fā)分大道出灰口位置，繼而進(jìn)行又一條揮發(fā)分大道的清掃工作；而沉降室主要是用來阻隔火焰和捕集火星，同時(shí)起到部分粉塵預(yù)先沉降和降低高溫粉塵氣體溫度的作用；如圖1、圖3所示，首先，高溫粉塵氣體通過收塵管進(jìn)入到橫斷面比管道大得多的沉降室內(nèi)，流速大大降低；然后，高溫粉塵氣體慢速通過其艙室內(nèi)的S形路線時(shí)，與其艙室內(nèi)交錯(cuò)排布的隔擋板撞擊摩擦，最終使大而重的塵粒得以按其終末沉降速度緩慢落至艙室底部，其夾帶的火星也隨之滅失；沉降室內(nèi)粉塵氣體流速較慢，艙室容積大，由隔擋鋼板形成的S形通道在隔離火焰、熄滅火星和大粒徑粉塵沉降的同時(shí)，還降低了高溫粉塵氣體溫度，并通過設(shè)備殼體快速散熱；過濾室是該移動(dòng)式高溫除塵設(shè)備的核心部分，主要起到粉塵氣體的過濾作用，由于受設(shè)備運(yùn)行環(huán)境條件的限制，這里專門設(shè)計(jì)制造的濾清器，在滿足所需過濾面積的前提下大大地縮小了設(shè)備的體積；濾筒采用螺桿吊裝固定，濾筒端蓋與筒身濾網(wǎng)均采用高強(qiáng)度、耐高溫、抗腐蝕材料制作，濾筒端蓋與筒身之間采用特殊的耐高溫阻燃材料密封；如圖1、圖4所示，含塵氣體從過濾室下部進(jìn)入，氣流自下而上流動(dòng)，通過濾清器時(shí)，粉塵會(huì)被阻留在濾筒外表面，過濾后的潔凈氣體則通過耐高溫高壓風(fēng)機(jī)順利排空。

另外，設(shè)備持續(xù)工作一段時(shí)間后，濾筒外表面上的粉塵越積越多，使氣流阻力變大，會(huì)影響設(shè)備的正常運(yùn)行，所以，當(dāng)設(shè)備工作一段時(shí)間后或設(shè)備內(nèi)部氣流阻力增大到一定值時(shí)，需要對(duì)濾筒進(jìn)行反清洗；如圖1、圖5所示，設(shè)備反清洗系統(tǒng)主要由調(diào)壓過濾器、儲(chǔ)氣罐、氣管、脈沖電磁閥、文氏管、控制柜等組成；氣源由設(shè)備外部氣管接入，根據(jù)實(shí)際工況預(yù)先設(shè)置好壓力、噴吹間隔時(shí)間和噴吹持續(xù)時(shí)間等參數(shù)后，設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)反清洗工作循環(huán)，亦可轉(zhuǎn)為手動(dòng)控制設(shè)備進(jìn)行反清洗。電磁閥收到打開控制信號(hào)時(shí)開啟呈導(dǎo)通狀態(tài)，儲(chǔ)氣罐里的壓縮空氣經(jīng)導(dǎo)流管和文氏管噴吹到濾筒里，氣流由內(nèi)而外，將附著于濾筒外表面的顆粒粉塵吹落到底部，噴吹結(jié)束電磁閥關(guān)閉，一個(gè)反清洗工作流程結(jié)束。

經(jīng)過實(shí)踐檢驗(yàn)證明，在某一大型炭素廠進(jìn)行了實(shí)際操作演練，與采用傳統(tǒng)的人工吹掃、清理的方法相比，使用本發(fā)明的移動(dòng)式高溫除塵設(shè)備后，效果非常好；至此，罐式煅燒爐在正常生產(chǎn)過程中清吹揮發(fā)分大道時(shí)，出灰口明顯不再黑煙滾滾，沒有大量的粉塵外泄造成環(huán)境污染，也沒有胡亂飛舞的火焰和火星會(huì)帶來安全隱患，所有從揮發(fā)分大道中被吹掃出來的火紅炭塊全部成功的落入收集桶內(nèi)。連續(xù)吹掃、清理了6條揮發(fā)分大道后，我們對(duì)濾清器進(jìn)行了手控反清洗，整個(gè)過程簡潔明了。