一种用于高炉煤气精脱硫的烟气净化系统
阅读说明:本技术 一种用于高炉煤气精脱硫的烟气净化系统 (Flue gas purification system for blast furnace gas fine desulfurization ) 是由 张作帅 于 2021-07-15 设计创作,主要内容包括:本发明属于脱硫净化技术领域,具体公开一种用于高炉煤气精脱硫的烟气净化系统,包括依次连接的热交换器、重力除尘器以及布袋除尘器,布袋除尘器包括用于收集净煤气的净煤气罐、用于脱除烟气杂质的除尘组件以及用于清洗除尘组件的清洗组件,除尘组件包括除尘仓以及固定于除尘仓内的布袋,布袋将除尘仓分割成净煤腔和粉尘腔,粉尘腔侧壁设置有烟气进口,底部设置有灰斗出口,净煤腔顶部设置有净煤出口,净煤出口通过净煤管路连通净煤气罐的收集口。高炉产生的荒煤气首先通过热交换器回收高能热量,再通过重力除尘器进行粗除尘后,最后通过布袋除尘器精细除尘,从而有利于后续通过余压透平发电减压阀组的脱硫再利用过程。(The invention belongs to the technical field of desulfurization and purification, and particularly discloses a flue gas purification system for blast furnace gas fine desulfurization, which comprises a heat exchanger, a gravity dust collector and a bag-type dust collector which are sequentially connected, wherein the bag-type dust collector comprises a clean gas tank for collecting clean gas, a dust removal component for removing flue gas impurities and a cleaning component for cleaning the dust removal component, the dust removal component comprises a dust removal bin and a bag fixed in the dust removal bin, the bag divides the dust removal bin into a clean coal cavity and a dust cavity, the side wall of the dust cavity is provided with a flue gas inlet, the bottom of the dust cavity is provided with an ash bucket outlet, the top of the clean coal cavity is provided with a clean coal outlet, and the clean coal outlet is communicated with a collection port of the clean gas tank through a clean coal pipeline. The blast furnace raw gas firstly recovers high-energy heat through the heat exchanger, then carries out coarse dust removal through the gravity dust remover, and finally carries out fine dust removal through the bag-type dust remover, thereby being beneficial to the subsequent desulfurization and recycling process through the residual pressure turbine power generation pressure reducing valve group.)
技术领域
本发明属于脱硫净化
技术领域
,具体地说涉及一种用于高炉煤气精脱硫的烟气净化系统。背景技术
高炉煤气是高炉冶炼过程中副产的一种可燃气体,主要成分为一氧化碳、二氧化碳、氮气、氢气和烃类,同时含有少量H2S、有机硫(主要为COS、CS2)及粉尘;高炉煤气具有热值低、气量大的特点,因此增加了其利用难度;高炉煤气除用于自身系统热风炉作燃料外,还有大量富裕的高炉煤气需要外排,外排的高炉煤气通常用于TRT发电、加热炉等。专利CN202011359664.9中公开了一种用于高炉煤气的精脱硫系统,包括依次通过管道连接的高炉、重力除尘器、干法布袋除尘器、高炉煤气余压透平发电装置及高炉煤气电化学协同湿法脱硫系统,高炉煤气电化学协同湿法脱硫系统通过管道连接有煤气柜,煤气柜通过煤气管网将煤气管网将煤气送至用户终端。该精脱硫系统可以在高炉煤气未进入下游用户前进行处理,降低对环境的二次污染。但这种方式的前端烟气净化处理部分会浪费大量的高炉煤气热能,同时较高的气体温度也不适用于后续的脱硫过程,因此需要对烟气净化部分进行改进,以提高脱硫效率。
因此,现有技术还有待于进一步发展和改进。
发明内容
针对现有技术的种种不足,为了解决上述问题,现提出一种用于高炉煤气精脱硫的烟气净化系统。本发明提供如下技术方案:
一种用于高炉煤气精脱硫的烟气净化系统,设置于高炉和余压透平发电减压阀组之间,包括依次连接的热交换器、重力除尘器以及布袋除尘器,所述布袋除尘器包括用于收集净煤气的净煤气罐、用于脱除烟气杂质的除尘组件以及用于清洗除尘组件的清洗组件,所述除尘组件包括除尘仓以及固定于除尘仓内的布袋,布袋将除尘仓分割成净煤腔和粉尘腔,所述粉尘腔侧壁设置有烟气进口,底部设置有灰斗出口,净煤腔顶部设置有净煤出口,净煤出口通过净煤管路连通净煤气罐的收集口,所述清洗组件两端分别连接除尘仓和净煤气罐。
进一步的,所述清洗组件包括设置于净煤气罐和净煤出口之间的反冲管路以及设置于粉尘腔和净煤气罐之间的过滤管路,所述反冲管路一端连通净煤气罐的第一接口,另一端连通净煤出口,所述过滤管路一端连通粉尘腔的洗气出口,另一端连通净煤气罐的第二接口。
进一步的,所述过滤管路上设置有过滤罐,所述过滤罐两端开口分别与过滤管路密封连接,所述过滤管路上还设置有两个过滤密封阀,两个过滤密封阀分别设置于过滤罐两侧。
进一步的,所述反冲管路上设置有气动增压泵和流量阀,所述气动增压泵设置于靠近净煤气罐处,所述流量阀设置于远离净煤气罐处。
进一步的,所述烟气进口和洗气出口以除尘仓轴线为对称轴相对设置,所述烟气进口和洗气出口处分别设置有用于阻挡粉尘进入烟气进口和洗气出口的粉尘挡板。
进一步的,所述重力除尘器包括沉降罐以及开口朝下伸入沉降罐内部的喇叭管,喇叭管顶端为重力除尘进口,沉降罐上方侧壁上设置有输出重力除尘后煤气的重力除尘出口,喇叭管底端低于重力除尘出口,喇叭管底端和重力除尘出口之间还设置有用于辅助煤气杂质沉降的环形喷雾器。
进一步的,所述环形喷雾器的环形内径长度不大于喇叭管底端外径长度,环形喷雾器的环形外径长度小于沉降罐内径长度。
进一步的,所述环形喷雾器底端沿环形外周方向设置有多个喷雾口。
进一步的,所述沉降罐底端设置有沉降杂质出口,所述沉降杂质出口处连接有用于密封输送沉降杂质的输送绞龙。
进一步的,所述热交换器包括密封连接于高炉管路和重力除尘器管路之间的直线管路以及套接于直线管路外侧的冷却管路,所述冷却管路和直线管路密封连接,冷却管路的两头分别设置有用于冷却液进出的冷却液进口和冷却液出口。
有益效果:
1、高炉产生的荒煤气首先通过热交换器回收高能热量,通过重力除尘器进行粗除尘后,再通过布袋除尘器精细除尘,经过三级操作后,荒煤气转化成低能且杂质颗粒很少的净煤气,从而有利于后续通过余压透平发电减压阀组的脱硫再利用过程;
2、通过在除尘仓外增加缓存净煤气的净煤气罐以及连通净煤气罐与除尘仓的清洗组件,实现烟气除尘后及时通过清洗组件反冲除尘仓内布袋,避免杂质在布袋内长期板结影响除尘效率;
3、采用净煤气除尘能够避免往除尘仓内引进外源气体,确保煤气成分的稳定性;
4、通过喇叭管将荒煤气引入沉降罐内,喇叭管上端开口细,下端开口粗,从而减缓了荒煤气气流速度,由上到下气路设计能够很好的实现重力除尘效果,使得在荒煤气内的大颗粒杂质优先在重力作用下下沉,而不会绕路向上继续传输,通过设置环形喷雾器来给荒煤气内重量轻的杂质增加重量,颗粒杂质吸水后或被水附着后会优先沉降,提升重力除尘器的除尘率;
5、环形设置多个喷雾口呈圆形排列,使得喷雾能够全面覆盖从喇叭管底端输出的荒煤气,从而提高杂质沉降效率。
附图说明
图1是本发明具体实施例中一种用于高炉煤气精脱硫的烟气净化系统安装状态结构示意图;
图2是本发明具体实施例中布袋除尘器结构示意图及除尘气路流向示意图;
图3是本发明具体实施例中布袋除尘器结构示意图及清洗气路流向示意图;
图4是本发明具体实施例中重力除尘器内部结构示意图;
图5是本发明图4中A-A向剖视结构示意图。
附图中:1000、布袋除尘器;1100、除尘仓;1110、布袋;1120、净煤腔;1121、净煤出口;1130、粉尘腔;1131、粉尘挡板;1132、烟气进口;1133、洗气出口;1134、灰斗出口;1135、梭形缓冲部;1140、过滤管路;1141、过滤罐;1142、过滤密封阀;1150、净煤管路;1151、三通阀;1160、反冲管路;1161、气动增压泵;1162、流量阀;1200、净煤气罐;2000、重力除尘器;2100、沉降罐;2110、重力除尘出口;2120、沉降杂质出口;2200、喇叭管;2210、重力除尘进口;2300、环形喷雾器;2310、喷雾口;3000、热交换器;4000、高炉;5000、余压透平发电减压阀组。
具体实施方式
为了使本领域的人员更好地理解本发明的技术方案,下面结合本发明的附图,对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述,基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其它类同实施例,都应当属于本申请保护的范围。此外,以下实施例中提到的方向用词,例如“上”“下”“左”“右”等仅是参考附图的方向,因此,使用的方向用词是用来说明而非限制本发明创造。
如图1-5所示,一种用于高炉煤气精脱硫的烟气净化系统,设置于高炉4000和余压透平发电减压阀组5000之间,包括依次连接的热交换器3000、重力除尘器2000以及布袋除尘器1000,所述布袋除尘器1000包括用于收集净煤气的净煤气罐1200、用于脱除烟气杂质的除尘组件以及用于清洗除尘组件的清洗组件,所述除尘组件包括除尘仓1100以及固定于除尘仓1100内的布袋1110,布袋1110将除尘仓1100分割成净煤腔1120和粉尘腔1130,所述粉尘腔1130侧壁设置有烟气进口1132,底部设置有灰斗出口1134,净煤腔1120顶部设置有净煤出口1121,净煤出口1121通过净煤管路1150连通净煤气罐1200的收集口,所述清洗组件两端分别连接除尘仓1100和净煤气罐1200。通过在高炉4000和余压透平发电减压阀组5000之间依次设置热交换器3000、重力除尘器2000以及布袋除尘器1000,实现高炉4000产生的荒煤气首先通过热交换器3000回收高能热量,通过重力除尘器2000进行粗除尘后,再通过布袋除尘器1000精细除尘,经过三级操作后,荒煤气转化成低能且杂质颗粒很少的净煤气,从而有利于后续通过余压透平发电减压阀组5000的脱硫再利用过程。通过在除尘仓1100外增加缓存净煤气的净煤气罐1200以及连通净煤气罐1200与除尘仓1100的清洗组件,实现烟气除尘后及时通过清洗组件反冲除尘仓1100内布袋1110,避免杂质在布袋1110内长期板结影响除尘效率。采用净煤气除尘能够避免往除尘仓1100内引进外源气体,确保煤气成分的稳定性。
进一步的,所述清洗组件包括设置于净煤气罐1200和净煤出口1121之间的反冲管路1160以及设置于粉尘腔1130和净煤气罐1200之间的过滤管路1140,所述反冲管路1160一端连通净煤气罐1200的第一接口,另一端连通净煤出口1121,所述过滤管路1140一端连通粉尘腔1130的洗气出口1133,另一端连通净煤气罐1200的第二接口。通过反冲管路1160将净煤气罐1200内的净煤气反向引入除尘仓1100内,布袋1110上堆积的杂质受净煤气反冲风力作用自然下落至灰斗出口1134处,为了保证风压的流动性,需要对应设置洗气出口1133回收带有杂质的煤气,而在洗气出口1133再设置过滤管路1140就能将带有杂质的煤气再次过滤回收至净煤气罐1200内。
进一步的,所述过滤管路1140上设置有过滤罐1141,所述过滤罐1141两端开口分别与过滤管路1140密封连接,所述过滤管路1140上还设置有两个过滤密封阀1142,两个过滤密封阀1142分别设置于过滤罐1141两侧。过滤罐1141内设置有用于过滤杂质的滤芯,过滤罐1141可拆卸式连接,方便更换滤芯,滤芯较小,可通过外部清洗后再次安装循环使用,相对于更换除尘仓1100的布袋1110来说,更换滤芯过程更为简单快速。
进一步的,所述反冲管路1160上设置有气动增压泵1161和流量阀1162,所述气动增压泵1161设置于靠近净煤气罐1200处,所述流量阀1162设置于远离净煤气罐1200处。通过调整三通阀1151,就能在不改变整体设备机构的基础上实现除尘和清洗过程的转变,简单有效。
进一步的,所述烟气进口1132和洗气出口1133以除尘仓1100轴线为对称轴相对设置,所述烟气进口1132和洗气出口1133处分别设置有用于阻挡粉尘进入烟气进口1132和洗气出口1133的粉尘挡板1131。所述粉尘挡板1131为一端固定于除尘仓1100内壁上的倾斜板,所述倾斜板倾斜方向朝向除尘仓1100轴线方向。倾斜板用于引导气流走向,由于受流动气体的气流作用会在倾斜板上表面处形成负压面,进一步吸引新进入的烟气流向倾斜板上表面处,进而再流向布袋1110处进行过滤,并且两侧相对设置的倾斜板恰好形成倒三角的斗状结构,使得布袋1110上落下的杂质经斗状结构的收集落入灰斗出口1134,而不会被烟气进口1132处新进入的烟气吹到相对设置的洗气出口1133处。所述粉尘挡板1131的最底端低于所述烟气进口1132和洗气出口1133的最底端。所述布袋1110设置有多个,对应每个布袋1110上方均设置有净煤出口1121,多个净煤出口1121通过净煤管路1150汇集。净煤出口1121设置于布袋1110同轴的正上方,方便收集净煤气的同时,方便清洗布袋1110。所述灰斗出口1134与除尘仓1100之间连接有梭形缓冲部1135。梭形缓冲部1135用于缓存布袋1110落下的杂质,梭形缓冲部1135的下半部分为便于收集的漏斗状,上半部分为倒扣的漏斗状,由于梭形缓冲部1135与除尘仓1100之间的连接口较小,从而避免受烟气扰动再次被吹到粉尘腔1130内。
进一步的,所述重力除尘器2000包括沉降罐2100以及开口朝下伸入沉降罐2100内部的喇叭管2200,喇叭管2200顶端为重力除尘进口2210,沉降罐2100上方侧壁上设置有输出重力除尘后煤气的重力除尘出口2110,喇叭管2200底端低于重力除尘出口2110,喇叭管2200底端和重力除尘出口2110之间还设置有用于辅助煤气杂质沉降的环形喷雾器2300。通过喇叭管2200将荒煤气引入沉降罐2100内,喇叭管2200上端开口细,下端开口粗,从而减缓了荒煤气气流速度,由上到下气路设计能够很好的实现重力除尘效果,使得在荒煤气内的大颗粒杂质优先在重力作用下下沉,而不会绕路向上继续传输,通过设置环形喷雾器2300来给荒煤气内重量轻的杂质增加重量,颗粒杂质吸水后或被水附着后会优先沉降,提升重力除尘器2000的除尘率。环形喷雾器2300顶端设置有进水管路,进水管路侧壁密封固定于沉降罐2100顶壁上,进水管路外接带压水源,确保环形喷雾气内水源始终维持充盈状态。环形喷雾气高度设置于喇叭管2200底端和重力除尘出口2110之间,避免雾气喷入喇叭管2200或重力除尘出口2110内,喷于喇叭管2200外壁的液体会顺着喇叭管2200外壁滑落至底部的沉降杂质出口2120处。
进一步的,所述环形喷雾器2300的环形内径长度不大于喇叭管2200底端外径长度,环形喷雾器2300的环形外径长度小于沉降罐2100内径长度。通过此种设置方式确保环形喷雾器2300喷雾能够辐射到从喇叭管2200底端溢出的荒煤气。
进一步的,所述环形喷雾器2300底端沿环形外周方向设置有多个喷雾口2310。环形设置多个喷雾口2310呈圆形排列,使得喷雾能够全面覆盖从喇叭管2200底端输出的荒煤气,从而提高杂质沉降效率。
进一步的,所述沉降罐2100底端设置有沉降杂质出口2120,所述沉降杂质出口2120处连接有用于密封输送沉降杂质的输送绞龙。通过设置输送绞龙实现沉降杂质出口2120的密封传输,由于通过喷雾来辅助煤气重力沉降,因此在沉降杂质出口2120处的杂质大多为浆状或液体杂质,直接通过管路输送容易产生堵塞现象,而通过输送绞龙就能很好的解决堵塞问题,降低清理难度,提高沉降罐2100内清洁度。
进一步的,所述热交换器3000包括密封连接于高炉4000管路和重力除尘器2000管路之间的直线管路以及套接于直线管路外侧的冷却管路,所述冷却管路和直线管路密封连接,冷却管路的两头分别设置有用于冷却液进出的冷却液进口和冷却液出口。通过设置直线管路,降低荒煤气杂质在管路内壁的沉积,同时有利于对管路内壁的清理,优选的,直线管路竖直设置于高炉4000出口和重力除尘器2000之间,即重力除尘器2000设置位置低于高炉4000设置位置,此时冷却液进口设置于竖直的冷却管路下方,冷却液出口设置于竖直的冷却管路上方,荒煤气进口设置于直线管路上方,荒煤气出口设置于直线管路下方,此结构布置能够最大化的给荒煤气降温,尽可能回收荒煤气热能。
对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
以上已将本发明做一详细说明,以上所述,仅为本发明之较佳实施例而已,当不能限定本发明实施范围,即凡依本申请范围所作均等变化与修饰,皆应仍属本发明涵盖范围内。
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