一種焦炭物理熱利用與微孔陶瓷除塵耦合的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于鋼鐵節(jié)能減排領(lǐng)域,涉及一種鋼鐵生產(chǎn)過程中對(duì)煙氣粉塵過濾的技術(shù)工藝,提供一種焦炭物理熱利用與微孔陶瓷除塵耦合的方法,可以對(duì)干熄焦循環(huán)氣體密封系統(tǒng)中的煙塵進(jìn)行高效分離,保護(hù)干熄焦系統(tǒng)內(nèi)部的設(shè)備,延長設(shè)備的壽命,保證系統(tǒng)的安全運(yùn)行。
技術(shù)背景
[0002]近年來,隨著煉焦行業(yè)的快速發(fā)展,干熄焦工藝得到廣泛應(yīng)用。所謂干熄焦是相對(duì)濕熄焦而言的,是指采用惰性氣體將紅焦降溫冷卻的一種熄焦方法。雖然干熄焦工藝相比濕熄焦具有諸多優(yōu)點(diǎn),但采用濕法熄焦工藝時(shí),焦炭的含水量大,塵氣中的含塵濃度不高,除塵問題不是很嚴(yán)重。而干熄焦工藝的煙塵具有含塵濃度高、流動(dòng)性好、溫度高、顏色發(fā)黑等特點(diǎn),除塵問題就凸顯出來。這是由于干熄的焦炭表面干燥不能大量吸附焦粉,產(chǎn)生的粉塵量較多,如果除塵效果不好,不但造成環(huán)境污染,還會(huì)破壞內(nèi)部設(shè)備,從而影響系統(tǒng)的安全運(yùn)行,因此干熄焦工藝對(duì)提升干熄焦煙塵的處理能力要求很高。
[0003]在干熄焦系統(tǒng)中設(shè)置了兩套專門的除塵系統(tǒng),即干熄焦循環(huán)氣體除塵系統(tǒng)和干熄焦環(huán)境除塵系統(tǒng)。干熄焦循環(huán)氣體除塵主要是對(duì)系統(tǒng)內(nèi)的粒度較大的焦塵進(jìn)行分離,起到保護(hù)余熱鍋爐、給水預(yù)熱器、循環(huán)風(fēng)機(jī)的作用。干熄焦循環(huán)氣體除塵由一次除塵器和二次除塵器組成,其中一次除塵器位于干熄爐出口與鍋爐入口之間,降低煙塵對(duì)余熱鍋爐的啄蝕,提高余熱鍋爐的使用壽命,而二次除塵器位于鍋爐出口與循環(huán)風(fēng)機(jī)之間,降低煙塵對(duì)循環(huán)風(fēng)機(jī)以及給水預(yù)熱器的磨損,提高風(fēng)機(jī)和預(yù)熱器的壽命。一次除塵器、二次除塵器收集和排出的焦粉,經(jīng)鏈?zhǔn)焦伟鍣C(jī)和斗式提升機(jī)等設(shè)備送往焦粉貯槽,經(jīng)加濕攪拌后外排運(yùn)走。一次除塵和二次除塵都處在干熄焦循環(huán)氣體密封系統(tǒng)中,是對(duì)循環(huán)氣體中顆粒物進(jìn)行分離,保護(hù)系統(tǒng)內(nèi)部的設(shè)備。
[0004]目前,一次除塵應(yīng)用最廣泛的除塵器是重力除塵器。這是由于從干熄爐環(huán)形煙道出來的循環(huán)氣體溫度高達(dá)約850?970°C,含塵濃度約30?60g/m3,且粉塵琢磨性極強(qiáng),所以一般一次除塵選用重力除塵器進(jìn)行除塵,這是其他一般的除塵器不可及的。但是焦粉經(jīng)過重力除塵器后只能除去部分粗粒焦粉,即重力除塵的效率較低,導(dǎo)致余熱鍋爐防磨罩磨損較為嚴(yán)重,長期使用甚至發(fā)生爆管現(xiàn)象,危害系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。此外,重力除塵器由于其質(zhì)量與體積較大,生產(chǎn)和安裝困難,運(yùn)行也存在潛在的危險(xiǎn)。隨后大量細(xì)焦粉通過鍋爐進(jìn)入二次除塵器,二次除塵器在干熄焦工藝中主要解決大量不規(guī)則焦粉對(duì)循環(huán)風(fēng)機(jī)和給水預(yù)熱器的磨損。目前,二次除塵應(yīng)用最廣泛的除塵器是旋風(fēng)除塵器器。但是旋風(fēng)除塵器的除塵效率不高,導(dǎo)致給水預(yù)熱器和循環(huán)風(fēng)機(jī)具有一定磨損,設(shè)備壽命減短。因此,尋找一種能在干熄焦循環(huán)氣體密封系統(tǒng)中替代現(xiàn)有的一次除塵和二次除塵的方式,提高除塵效率,減少運(yùn)行過程中對(duì)系統(tǒng)設(shè)備的磨損,進(jìn)而延長設(shè)備的壽命和保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行顯得尤為重要。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明目標(biāo)是要解決干熄焦循環(huán)氣體傳統(tǒng)除塵技術(shù)的問題和不足,提供一種焦炭物理熱利用與微孔陶瓷除塵耦合的方法。本發(fā)明采用微孔陶瓷板除塵器和微孔陶瓷管除塵器分別替代傳統(tǒng)的干熄焦工藝除塵中的重力除塵器和旋風(fēng)除塵器,即一次除塵采用微孔陶瓷板除塵,二次除塵采用微孔陶瓷管除塵器。根據(jù)干熄焦的規(guī)模,選擇相應(yīng)微孔陶瓷板除塵器的有效高度、寬度、厚度以及微孔陶瓷管除塵器長度、內(nèi)徑、并排安置的微孔陶瓷管數(shù)量,從而滿足干熄焦對(duì)處理量的要求。從干熄爐環(huán)形煙道出來的高溫、高煙塵濃度、琢磨性極強(qiáng)的循環(huán)氣體首先經(jīng)過微孔陶瓷板除塵器進(jìn)行一次過濾,由于微孔陶瓷除塵器具有耐高溫、耐酸堿、耐磨損、抗粘結(jié)、過濾阻力小、過濾量大、運(yùn)行成本低、使用壽命長、過濾精度高以及良好的機(jī)械性能和穩(wěn)定性等特點(diǎn),因此可以高效過濾從干熄爐環(huán)形煙道出來的高溫、高濃度、高琢磨性的循環(huán)氣體。經(jīng)一次過濾后的循環(huán)氣體進(jìn)入余熱鍋爐進(jìn)行熱交換后,通過微孔陶瓷管除塵器進(jìn)行高效二次過濾,使得循環(huán)氣體的含塵濃度進(jìn)一步大幅度降低。
[0006]總之,微孔陶瓷板除塵器和微孔陶瓷管除塵器完全滿足干熄焦循環(huán)氣體密封系統(tǒng)中對(duì)除塵器自身材料的苛刻條件,同時(shí)與傳統(tǒng)的除塵方式相比,可以大大提高除塵效率,降低干熄焦循環(huán)氣體中的煙塵含量,減少煙塵對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部的余熱鍋爐、給水預(yù)熱器、循環(huán)風(fēng)機(jī)等設(shè)備的磨損,從而延長設(shè)備的壽命,保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。
[0007]本發(fā)明的具體特點(diǎn)為:
[0008]I) 一次除塵和二次除塵的除塵效率均多95%,減小干熄焦循環(huán)氣體煙塵含量,解決系統(tǒng)內(nèi)部的設(shè)備磨損嚴(yán)重的問題;2)除塵器的生產(chǎn)成本和運(yùn)行成本較低;4)延長設(shè)備的使用壽命多I?3年;5)可以完全取代重力除塵、旋風(fēng)除塵等干熄焦循環(huán)氣體的傳統(tǒng)除塵方式。
【附圖說明】
[0009]附圖為一種焦炭物理熱利用與微孔陶瓷除塵耦合的方法工藝流程圖。
[0010]附圖包括空氣導(dǎo)入管1、干熄爐預(yù)存室2、斜道3、干熄爐冷卻室4、出焦裝置5、傳送帶6、環(huán)形煙道7、微孔陶瓷板除塵器8、余熱鍋爐9、微孔陶瓷管除塵器10、循環(huán)風(fēng)機(jī)11、給水預(yù)熱器12。
[0011]主要工藝流程是紅焦炭從干熄爐頂部通過裝入裝置裝入干熄爐預(yù)存室2,經(jīng)過斜道3進(jìn)入干熄爐冷卻室4。低溫惰性氣體由循環(huán)風(fēng)機(jī)11鼓入干熄爐冷卻室4紅焦層內(nèi),從而冷卻紅焦并吸收紅焦的顯熱,再從干熄爐環(huán)形煙道7出來,經(jīng)由微孔陶瓷板除塵器8進(jìn)行高效除塵,去除絕大部分煙塵,隨后循環(huán)氣體進(jìn)入余熱鍋爐9進(jìn)行熱交換,鍋爐產(chǎn)生蒸汽進(jìn)行發(fā)電,冷卻后的惰性氣體再經(jīng)過微孔陶瓷管除塵器10,進(jìn)行小顆粒除塵,再由循環(huán)風(fēng)機(jī)11鼓入給水預(yù)熱器12內(nèi),進(jìn)而再進(jìn)入干熄爐內(nèi),惰性氣體在封閉的系統(tǒng)中循環(huán)使用,冷卻后的焦碳從干熄爐底部排出。
【具體實(shí)施方式】
[0012]1.140t/h干熄焦,從干熄爐環(huán)形煙道出來的循環(huán)氣體的溫度約為900°C左右,氣體含塵量約為17?20g/m3,氣體流速約為2.2m/s ;一次除塵器采用的微孔陶瓷板的密度為860?1480kg/m3,氣孔率為40?50%,內(nèi)部平均孔徑小于100 μ m,其有效高度約為3.8m,寬度為3.2m,厚度為0.05m ;二次除塵器采用的微孔陶瓷管密度為860?1480kg/m3,氣孔率為30?45%,內(nèi)部平均孔徑小于50 μ m,其長度為1200毫米、內(nèi)徑240毫米,并排安置50根微孔陶瓷管密度;測(cè)得一次除塵后氣體含塵量為0.8g/m3,除塵效率為95.4% ;測(cè)得二次除塵后氣體含塵量為0.024g/m3,除塵效率為97%。
[0013]2.110t/h干熄焦,從干熄爐環(huán)形煙道出來的循環(huán)氣體的溫度約為950°C左右,氣體含塵量約為11?14g/m3,氣體流速約為3.0m/S ;一次除塵器采用的微孔陶瓷板的密度為860?1480kg/m3,氣孔率為40?50%,內(nèi)部平均孔徑小于100 μ m,其有效高度約為2.8m,寬度為2.3m,厚度為0.05m ;二次除塵器采用的微孔陶瓷管密度為860?1480kg/m3,氣孔率為30?45%,內(nèi)部平均孔徑小于50 μ m,其長度為1000毫米、內(nèi)徑200毫米,并排安置30根微孔陶瓷管密度;測(cè)得一次除塵后氣體含塵量為0.55g/m3,除塵效率為95.1%;測(cè)得二次除塵后氣體含塵量為0.022g/m3,除塵效率為96%。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種焦炭物理熱利用與微孔陶瓷除塵耦合的方法,本發(fā)明采用微孔陶瓷板除塵器和微孔陶瓷管除塵器分別替代傳統(tǒng)的干熄焦工藝除塵中的重力除塵器和旋風(fēng)除塵器。根據(jù)干熄焦的規(guī)模,選擇相應(yīng)微孔陶瓷板除塵器的有效高度、寬度、厚度以及微孔陶瓷管除塵器長度、內(nèi)徑、并排安置的微孔陶瓷管數(shù)量,從而滿足干熄焦對(duì)處理量的要求。從干熄爐環(huán)形煙道出來的高溫、高煙塵濃度、琢磨性極強(qiáng)的循環(huán)氣體首先經(jīng)過微孔陶瓷板除塵器進(jìn)行一次高效過濾。隨后,循環(huán)氣體進(jìn)入余熱鍋爐進(jìn)行熱交換后,通過微孔陶瓷管除塵器進(jìn)行二次高效過濾,使得循環(huán)氣體的含塵濃度進(jìn)一步大幅度降低。微孔陶瓷板除塵器和微孔陶瓷管除塵器完全滿足干熄焦循環(huán)氣體密封系統(tǒng)中對(duì)除塵器自身材料的耐高溫、耐磨損等苛刻條件。2.按照權(quán)利要求1所述的方法,一次除塵器采用的微孔陶瓷板的密度為860?1480kg/m3,氣孔率為40?50%,內(nèi)部平均孔徑小于100 μ m,其有效高度、寬度、厚度根據(jù)干熄焦的處理量而定;二次除塵器采用的微孔陶瓷管密度為860?1480kg/m3,氣孔率為30?45%,內(nèi)部平均孔徑小于50 μπι,其長度、內(nèi)徑、并排安置的微孔陶瓷管數(shù)量也根據(jù)干熄焦的處理量而定;與傳統(tǒng)的除塵方式相比,可以大大提高除塵效率,一次除塵和二次除塵的除塵效率均多95%,降低干熄焦循環(huán)氣體中的煙塵含量,減少煙塵對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)備的磨損,從而延長設(shè)備的壽命,保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。3.按照權(quán)利要求1所述的方法,除塵器的生產(chǎn)成本和運(yùn)行成本降低,延長設(shè)備的使用壽命多I?3年,完全滿足對(duì)各種規(guī)模的干熄焦處理量的要求。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種焦炭物理熱利用與微孔陶瓷除塵耦合的方法,解決干熄焦循環(huán)氣體傳統(tǒng)除塵方式的除塵效率不高、對(duì)設(shè)備磨損嚴(yán)重等問題與不足。本發(fā)明是采用微孔陶瓷板除塵器和微孔陶瓷管除塵器分別替代現(xiàn)有的干熄焦工藝除塵中的重力除塵器和旋風(fēng)除塵器。微孔陶瓷除塵器具有耐高溫、耐酸堿、耐磨損、運(yùn)行成本低、使用壽命長、過濾精度高等特點(diǎn),可以高效過濾從干熄爐環(huán)形煙道出來的高溫、高濃度、高琢磨性的循環(huán)氣體。微孔陶瓷除塵器完全滿足干熄焦循環(huán)氣體密封系統(tǒng)中對(duì)除塵器自身材料的苛刻條件,同時(shí)與傳統(tǒng)的除塵方式相比,可以大大提高除塵效率,減少煙塵對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)備的磨損,從而延長設(shè)備的壽命,保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。
【IPC分類】B01D46/24, B01D46/10, C10B39/02, C10B43/00
【公開號(hào)】CN105199751
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510546169
【發(fā)明人】陳軍偉, 袁章福, 杜屏, 吳波, 李志華, 徐秉聲, 張利娜
【申請(qǐng)人】北京大學(xué)
【公開日】2015年12月30日
【申請(qǐng)日】2015年8月31日