一种高炉煤气布袋除尘装置

1.本发明涉及钢铁工业用高炉炼铁技术领域，尤其是涉及一种高炉煤气布袋除尘装置。


背景技术：

2.在炼铁过程中，除铁水外，还产生大量高炉煤气，每吨生铁产生的煤气热值约为160～200公斤标准煤，是冶金厂的重要副产品和主要二次能源。当高炉煤气从高炉排出时，它含有大量粉尘，因此煤气在使用前必须经过粗、精清除尘，特别是精清是高炉炼铁中必不可少的工艺环节。目前高炉煤气引出高炉炉顶后普遍采用沉降室与布袋除尘器组合除尘的工艺路线。众所周知，高炉煤气布袋除尘器均采用氮气脉冲清灰方式清除布袋除尘器中布袋外部超标灰层，但该种清灰方式主要存在以下缺点：1、常温氮气进行脉冲清灰时，极易导致布袋灰层产生水分凝结，经常导致布袋产生糊袋问题，甚至造成布袋损坏，严重影响清灰效果及布袋使用寿命；2、采用氮气进行脉冲清灰会导致高炉煤气中的惰性气体增加，进而导致煤气热值、发热量下降；3、采用氮气进行脉冲清灰会导致氮气损失。为解决上述问题，有些企业尝试采用直接将净化后的高炉煤气替代氮气进行脉冲清灰，但还是存在1、布袋结湿灰现象明显，糊袋现象严重，布袋寿命进一步缩短，通常一至三个月就会出现明显的布袋结湿灰、糊袋现象；2、由于高炉煤气压力波动幅度较大，极易发生煤气吹速过高损坏布袋或者过低根本无法实现清灰。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种高炉煤气布袋除尘装置，该高炉煤气布袋除尘装置可有效改善布袋除尘器中的布袋结湿灰和糊袋现象，布袋使用寿命长，清灰效果好，煤气热值高。
4.为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种高炉煤气布袋除尘装置，包括与外界高炉相连的布袋除尘器，所述布袋除尘器经排气管路与外界煤气燃烧装置相连，还包括反吹系统，所述反吹系统包括反吹管路、冷干器、再热器、稳压储气罐、脉冲汽包和反吹阀组，所述反吹管路与排气管路相连，高炉排出的荒煤气经布袋除尘器除尘后形成净煤气，净煤气经排气管路一部分排入外界煤气燃烧装置，一部分经反吹管路排入冷干器，冷干器对净煤气进行降温，净煤气降温时析出水分，随后析出水分的净煤气储存在稳压储气罐中，由稳压储气罐排出的净煤气经再热器换热升温后再经脉冲汽包二次稳压再反吹至布袋除尘器，对布袋除尘器进行脉冲清灰，布袋除尘器包括若干个布袋。
5.优选的，所述布袋除尘器经进气管道与外界高炉相连，所述布袋除尘器设有若干个，脉冲汽包数量与布袋除尘器一一对应，经再热器换热升温后的净煤气经反吹支管分别与相应脉冲汽包相连，各脉冲汽包对净煤气二次稳压后再反吹至对应布袋除尘器内，对各布袋除尘器进行脉冲清灰。
6.优选的，在所述进气管道上设有沉降室，荒煤气经沉降室除尘后排入各布袋除尘器。
7.优选的，所述冷干器和再热器均为间壁式加热，冷干器可将净煤气降温15-30℃，再热器可将净煤气升温20℃-40℃。
8.优选的，还包括热泵系统，所述热泵系统包括冷媒、压缩机、蒸发器、冷凝器和膨胀阀，所述蒸发器经冷水循环泵、冷水循环管路与冷干器相连，低温冷媒在蒸发器吸收热量使冷水循环管路降温，进而通过冷水循环泵实现经过冷干器的净煤气降温，同时低温冷媒形成气态冷媒进入与蒸发器相连的压缩机，经压缩机压缩使气态冷媒温度升高形成高温冷媒，随后高温冷媒进入冷凝器，所述冷凝器经热水循环泵、热水循环管路与再热器相连，高温冷媒进入冷凝器使热水循环管路升温，进而通过热水循环泵实现经过再热器的净煤气升温；高温冷媒进入冷凝器换热后经膨胀阀温度降低。
9.优选的，在所述冷干器上设有疏水阀，经过冷干器的净煤气降温时析出的水分经疏水阀排出。
10.优选的，在所述反吹管路上设有压力跟踪控制器，压力跟踪控制器设置在稳压储气罐和脉冲汽包之间，所述稳压储气罐气压为0.45-0.55mpa，脉冲汽包气压为0.35-0.45mpa。
11.优选的，所述反吹阀组设有与布袋除尘器一一对应的若干组，每组反吹阀组均包括脉冲阀。
12.优选的，所述进气管道与若干个煤气分散管相连，进气管道经各煤气分散管排入对应布袋除尘器，在进气管道上设有总煤气蝶阀和总煤气盲板阀，在布袋除尘器上设有卸灰口，在卸灰口上设有卸灰阀。
13.进一步优选的，所述稳压储气罐气压为0.48-0.52mpa，脉冲汽包气压为0.38-0.42mpa，在所述排烟管道上设有第一调节阀，在反吹管路设有第二调节阀，所述反吹系统还包括煤气螺杆加压泵，经冷干器降温后的净煤气在煤气螺杆加压泵加压作用下储存在稳压储气罐中。
14.上述技术方案中，由于排气管路排出的净煤气为40℃左右的低温饱和气体，因此直接将40℃左右的低温饱和净煤气用于布袋除尘器进行脉冲清灰，饱和净煤气会由于压力和热损失进一步降压、降温至20℃左右，使得反吹用的净煤气中的水分析出，导致布袋快速结湿灰。本技术通过将40℃左右的低温、低压饱和净煤气引入反吹系统并经冷干器对净煤气进行换热降温至10-20℃，净煤气降温时会析出水分，随后析出水分的净煤气储存在稳压储气罐中，由稳压储气罐排出的净煤气经再热器换热升温得到40℃甚至以上的不饱和净煤气，再经脉冲汽包二次稳压再反吹至布袋除尘器，对布袋除尘器进行脉冲清灰，在反吹至布袋除尘器过程中40℃甚至以上的不饱和净煤气降压、降温至20℃左右，因此净煤气在反吹过程中水分并不会析出，布袋结湿灰和糊袋现象得到有效缓解，布袋使用寿命得到有效延长，清灰效果显著提高。反吹用的净煤气在稳压储气罐和脉冲汽包二次稳压作用下更加持续、稳定的喷出不饱和净煤气，反吹煤气压力波动小，清灰效果得到保证同时布袋使用寿命得到延长。通过将热泵系统的蒸发器经冷水循环泵、冷水循环管路与冷干器相连，冷凝器经热水循环泵、热水循环管路与再热器相连，使得冷媒循环即可实现净煤气的降温和升温，运行成本低。通过设置多个并联的布袋除尘器并且脉冲汽包与布袋除尘器一一对应，使得稳
压储气罐中的净煤气经反吹支管分别与各脉冲汽包相连，各脉冲汽包对净煤气二次稳压后再反吹至各布袋除尘器内，对各布袋除尘器单独进行脉冲清灰，因此本装置除尘效率更高，其中某个布袋除尘器检修也不影响本装置整体运行。相比以往的氮气脉冲清灰方式，煤气热值更高，运行更经济。
附图说明
15.图1为本高炉煤气布袋除尘装置示意图。
具体实施方式
16.下面结合附图，对本发明做进一步说明：如图1所示，本高炉煤气布袋除尘装置，包括与外界高炉相连的布袋除尘器1和反吹系统，由布袋除尘器1对高炉产生的煤气精除尘，布袋除尘器1经排气管路2与外界煤气燃烧装置相连，反吹系统包括反吹管路31、冷干器32、再热器33、稳压储气罐34、脉冲汽包35和反吹阀组，反吹管路31与排气管路2相连，冷干器32、稳压储气罐34、再热器33、脉冲汽包35依次设置在反吹管路31上，使得高炉排出的荒煤气经布袋除尘器1除尘后形成40℃左右的低温饱和净煤气，40℃左右的低温饱和净煤气经排气管路2一部分排入外界煤气燃烧装置，一部分经反吹管路31排入冷干器32，冷干器32对净煤气进行换热降温15-30℃，直至净煤气温度为10-20℃，净煤气降温时会析出水分，随后析出水分的净煤气储存在稳压储气罐34中，由稳压储气罐34排出的净煤气经再热器33换热升温20℃-40℃，净煤气温度优选为40℃甚至以上的不饱和净煤气，再经脉冲汽包35二次稳压再更加稳定的反吹至布袋除尘器1，对布袋除尘器中的多个布袋进行脉冲清灰，在反吹至布袋除尘器过程中40℃甚至以上的不饱和净煤气降压、降温至20℃左右，因此净煤气在反吹过程中水分并不会析出，布袋结湿灰和糊袋现象得到有效缓解，布袋使用寿命得到有效延长，清灰效果显著提高。相比以往直接将40℃左右的低温饱和净煤气用于布袋除尘器进行脉冲清灰，饱和净煤气由于压力和热损失进一步降压、降温至20℃左右，使得反吹用的净煤气中的水分析出，导致一至三个月就会出现明显的布袋结湿灰、糊袋现象，本高炉煤气布袋除尘装置可保证布袋一年不出现结湿灰、糊袋现象，布袋使用寿命得到有效延长。并且反吹用的净煤气在稳压储气罐34和脉冲汽包35二次稳压作用下更加持续、稳定的喷出不饱和净煤气，反吹煤气压力波动小，清灰效果得到保证同时布袋使用寿命得到延长。在本实施例中，布袋除尘器1经进气管道4与外界高炉相连，布袋除尘器1设有多个，脉冲汽包35与布袋除尘器1一一对应，这样，稳压储气罐34中的净煤气经再热器换热升温后再经反吹支管36分别与各脉冲汽包35相连，各脉冲汽包35对净煤气二次稳压后再反吹至对应的布袋除尘器1内，对各布袋除尘器1进行脉冲清灰。多个布袋除尘器并联并且脉冲汽包与布袋除尘器一一对应，因此本系统除尘效率更高，其中某个布袋除尘器检修也不影响本系统整体运行。相比以往的氮气脉冲清灰方式，由于没有氮气的混入，煤气热值更高，运行更经济。
17.在一个优选实施例中，本高炉煤气布袋除尘装置还包括热泵系统，热泵系统包括循环用的冷媒（附图未示出）、压缩机71、蒸发器72、冷凝器73和膨胀阀74，蒸发器72经冷水循环泵75、冷水循环管路76与冷干器32相连，低温冷媒首先在蒸发器72吸收热量使冷水循环管路76中的水降温，进而通过冷水循环泵75实现经过冷干器32的净煤气降温，同时低温
冷媒形成气态冷媒进入与蒸发器72相连的压缩机71，经压缩机71压缩使气态冷媒温度升高形成高温冷媒，随后高温冷媒进入冷凝器73，冷凝器73经热水循环泵77、热水循环管路78与再热器33相连，高温冷媒进入冷凝器73使热水循环管路78中的水升温，进而通过热水循环泵77实现经过再热器33的净煤气升温；高温冷媒进入冷凝器73换热后经膨胀阀74温度降低再次形成低温冷媒，便于下次循环利用，因此冷媒循环即可实现净煤气的降温和升温，本装置运行成本较低，热泵系统为现有技术在此不做过多赘述。在本实施例中，在冷干器32上设有疏水阀（附图未示出），经过冷干器的净煤气降温时析出的水分经疏水阀快速分离排出。冷干器32与再热器33均采用间壁式加热即可，经过冷干器的净煤气降温时析出的水分凝聚在间壁式反吹管路31内壁，再将水分顺着反吹管路31内壁收集经疏水阀排出即可。
18.在一个优选实施例中，在进气管道4上还设有沉降室5，高炉排出的荒煤气经沉降室5沉降粗除尘后再排入各布袋除尘器1精除尘。在一个实施例中，在反吹管路31上设有压力跟踪控制器6，并且压力跟踪控制器6设置在稳压储气罐34和脉冲汽包35之间，根据压力跟踪控制器6采集的数据智能调节脉冲汽包35储气和稳压储气罐34供气。上述反吹阀组设有与布袋除尘器一一对应的若干组，每组反吹阀组均包括脉冲阀361，脉冲控制更为稳定、灵敏且使用寿命更长。当稳压储气罐气压为0.45-0.55mpa，脉冲汽包气压为0.35-0.45mpa时，稳压储气罐气压优选稳定在0.42-0.52mpa，脉冲汽包气压稳定在0.38-0.42mpa，既可以保证布袋除尘器1的有效除尘，又可以保证布袋使用寿命，同时本系统运行成本更为经济。进一步的，反吹系统还包括煤气螺杆加压泵37，经冷干器32降温后的净煤气在煤气螺杆加压泵37加压作用下储存在稳压储气罐中。
19.上述进气管道4与多个煤气分散管41相连，进气管道4经各煤气分散管41分散排入各布袋除尘器1，在进气管道4上设有总煤气蝶阀43和总煤气盲板阀44，控制进气管道4煤气流量，在排烟管道2上设有第一调节阀21，在反吹管路31设有第二调节阀311，第一调节阀21调节排烟管道上的净煤气流量，第二调节阀311调节排入反吹管路31的反吹煤气流量。在布袋除尘器1上设有卸灰口12，在卸灰口上设有卸灰阀。
20.上述技术方案中，高炉排出的荒煤气经沉降室5沉降粗除尘后再经各煤气分散管41分散排入各布袋除尘器1精除尘得到40℃左右的饱和净煤气，该40℃左右的饱和净煤气一部分排入外界煤气燃烧装置用于燃烧，一部分经反吹管路31排入冷干器32，冷干器32对净煤气进行换热降温15-30℃，直至净煤气温度为10-20℃，净煤气降温时会析出水分，随后析出水分的净煤气经煤气螺杆加压泵37加压储存在稳压储气罐34中，由稳压储气罐34排出的净煤气经再热器33换热升温生成40℃甚至以上的不饱和净煤气，再经脉冲汽包35二次稳压再更加稳定的反吹至布袋除尘器1，对布袋除尘器中的多个布袋进行脉冲清灰，在反吹至布袋除尘器过程中40℃甚至以上的不饱和净煤气降压、降温至20℃左右，因此净煤气在反吹过程中水分并不会析出，布袋结湿灰和糊袋现象得到有效缓解，布袋使用寿命得到有效延长，清灰效果显著提高。并且反吹用的净煤气在稳压储气罐34和脉冲汽包35二次稳压作用下更加持续、稳定的喷出不饱和净煤气，反吹煤气压力波动小，清灰效果得到保证同时布袋使用寿命得到延长。冷媒在热泵系统内循环利用即可实现净煤气的降温和升温，根据压力跟踪控制器6采集的数据智能调节脉冲汽包35储气和稳压储气罐34供气，使稳压储气罐气压稳定在0.42-0.52mpa，脉冲汽包气压稳定在0.38-0.42mpa，既可以保证布袋除尘器1的有效除尘，又可以保证布袋使用寿命，同时本系统运行成本更为经济。
21.本实施例只是对本发明构思和实现的说明，并非对其进行限制，在本发明构思下，未经实质变换的技术方案仍然在保护范围内。

技术特征：
1.一种高炉煤气布袋除尘装置，包括与外界高炉相连的布袋除尘器，所述布袋除尘器经排气管路与外界煤气燃烧装置相连，其特征在于，还包括反吹系统，所述反吹系统包括反吹管路、冷干器、再热器、稳压储气罐、脉冲汽包和反吹阀组，所述反吹管路与排气管路相连，高炉排出的荒煤气经布袋除尘器除尘后形成净煤气，净煤气经排气管路一部分排入外界煤气燃烧装置，一部分经反吹管路排入冷干器，冷干器对净煤气进行降温，净煤气降温时析出水分，随后析出水分的净煤气储存在稳压储气罐中，由稳压储气罐排出的净煤气经再热器换热升温后再经脉冲汽包二次稳压再反吹至布袋除尘器，对布袋除尘器进行脉冲清灰，布袋除尘器包括若干个布袋。2.如权利要求1所述的高炉煤气布袋除尘装置，其特征在于，所述布袋除尘器经进气管道与外界高炉相连，所述布袋除尘器设有若干个，脉冲汽包数量与布袋除尘器一一对应，经再热器换热升温后的净煤气经反吹支管分别与相应脉冲汽包相连，各脉冲汽包对净煤气二次稳压后再反吹至对应布袋除尘器内，对各布袋除尘器进行脉冲清灰。3.如权利要求2所述的高炉煤气布袋除尘装置，其特征在于，在所述进气管道上设有沉降室，荒煤气经沉降室除尘后排入各布袋除尘器。4.如权利要求3所述的高炉煤气布袋除尘装置，其特征在于，所述冷干器和再热器均为间壁式加热，冷干器可将净煤气降温15-30℃，再热器可将净煤气升温20℃-40℃。5.如权利要求4所述的高炉煤气布袋除尘装置，其特征在于，还包括热泵系统，所述热泵系统包括冷媒、压缩机、蒸发器、冷凝器和膨胀阀，所述蒸发器经冷水循环泵、冷水循环管路与冷干器相连，低温冷媒在蒸发器吸收热量使冷水循环管路降温，进而通过冷水循环泵实现经过冷干器的净煤气降温，同时低温冷媒形成气态冷媒进入与蒸发器相连的压缩机，经压缩机压缩使气态冷媒温度升高形成高温冷媒，随后高温冷媒进入冷凝器，所述冷凝器经热水循环泵、热水循环管路与再热器相连，高温冷媒进入冷凝器使热水循环管路升温，进而通过热水循环泵实现经过再热器的净煤气升温；高温冷媒进入冷凝器换热后经膨胀阀温度降低。6.如权利要求5所述的高炉煤气布袋除尘装置，其特征在于，在所述冷干器上设有疏水阀，经过冷干器的净煤气降温时析出的水分经疏水阀排出。7.如权利要求2至5任一项所述的高炉煤气布袋除尘装置，其特征在于，在所述反吹管路上设有压力跟踪控制器，压力跟踪控制器设置在稳压储气罐和脉冲汽包之间，所述稳压储气罐气压为0.45-0.55mpa，脉冲汽包气压为0.35-0.45mpa。8.如权利要求至7所述的高炉煤气布袋除尘装置，其特征在于，所述反吹阀组设有与布袋除尘器一一对应的若干组，每组反吹阀组均包括脉冲阀。9.如权利要求8所述的高炉煤气布袋除尘装置，其特征在于，所述进气管道与若干个煤气分散管相连，进气管道经各煤气分散管排入对应布袋除尘器，在进气管道上设有总煤气蝶阀和总煤气盲板阀，在布袋除尘器上设有卸灰口，在卸灰口上设有卸灰阀。10.如权利要求7所述的高炉煤气布袋除尘装置，其特征在于，所述稳压储气罐气压为0.48-0.52mpa，脉冲汽包气压为0.38-0.42mpa，在所述排烟管道上设有第一调节阀，在反吹管路设有第二调节阀，所述反吹系统还包括煤气螺杆加压泵，经冷干器降温后的净煤气在煤气螺杆加压泵加压作用下储存在稳压储气罐中。

技术总结
本发明公开了一种高炉煤气布袋除尘装置，包括与外界高炉相连的布袋除尘器，所述布袋除尘器经排气管路与外界煤气燃烧装置相连，其特征在于，还包括反吹系统，所述反吹系统包括反吹管路、冷干器、再热器、稳压储气罐、脉冲汽包和反吹阀组，所述反吹管路与排气管路相连，高炉排出的荒煤气经布袋除尘器除尘后形成净煤气，净煤气经排气管路一部分排入外界煤气燃烧装置，一部分经反吹管路排入冷干器，冷干器对净煤气进行降温，净煤气降温时析出水分，随后析出水分的净煤气储存在稳压储气罐中。该高炉煤气布袋除尘装置可有效改善布袋除尘器中的布袋糊袋现象，布袋使用寿命长，清灰效果好，煤气热值高。气热值高。气热值高。


技术研发人员：薛贵军 王子兵 李水清 吕鸣宇
受保护的技术使用者：华北理工大学智能仪器厂
技术研发日：2023.06.20
技术公布日：2023/8/14