[实用新型]高温烟气二级颗粒分离装置

说明书

本实用新型提供了一种高温烟气二级颗粒分离装置，其能设置于烟道内，该高温烟气二级颗粒分离装置包括壳体、灰斗、第一分离组件和第二分离组件，壳体设有进口、出口和排灰口；灰斗连接于壳体的底壁；第一分离组件设置于壳体内，第一分离组件包括至少两层第一斜板，第一斜板与壳体的水平面之间的夹角为30°～70°，各第一斜板通过至少一根第一支撑杆与壳体相接；第二分离组件设置于壳体内，第二分离组件包括至少两层的第二斜板，第二斜板与壳体的水平面之间的夹角为30°～70°，各第二斜板通过至少一根第二支撑杆与壳体相接。本实用新型能够将爆炸性气体中携带的大颗粒尘和泡沫渣等滤除，且能减少后续换热面的积灰和磨损。

技术领域

本实用新型涉及炼钢技术领域，特别涉及一种高温烟气二级颗粒分离装置。

背景技术

转炉在炼钢生产过程中生成转炉煤气，其主要成分为CO、CO2、O2、N2和Ar 等，以及气体携带的FeO、Fe2O3、CaO和SiO2等粉尘，其总含尘量为 80g/Nm3～150g/Nm3，必须将之除尘才能加以利用，吹炼一吨钢可回收含CO浓度60％的转炉煤气80Nm3～120Nm3，是钢铁厂重要的二次能源。

转炉生产方式为间歇式，生产时长一般不超过二十分钟，准备活动时长一般也不超过二十分钟。由于这种快速间歇式的生产方式，转炉烟气处理设施尤其是高温的设施，需要有很强的应对大温区冷热冲击、大浓度粉尘冲击和易爆气体聚集的能力。

冶炼生产期间，随着冶炼强度的提高，由炉口逸出的烟气温度可达1600℃，烟气成分中CO含量可高达90％，烟气携带的粉尘可达150g/Nm3，粉尘的成分复杂，主要有FeO、Fe2O3和CaO等，逸出的烟气及烟尘在随后的烟道中还将发生氧化放热等反应。

现有技术中，能源回收利用效率最高的生产方式是：设置密封式的汽化冷却烟道，以辐射热形式为主将800℃以上的烟气显热转移给水蒸气，设置喷淋或蒸发式直接冷却塔将烟气温度降低至70℃或250℃以下，回收并利用CO含量高且O2含量低的转炉煤气。而800℃以下的烟气显热，由于烟气成分易爆，现有工艺均采用喷淋或蒸发式直接冷却，未能实现显热回收。

然而，喷淋式直接冷却塔将烟气温度降低至70℃以下，在冷却烟气的同时可以将绝大部分烟尘清洗下来，但存在有显热未回收、水耗大和需处理污水的问题。蒸发式直接冷却塔将烟气温度降低至250℃以下，在冷却烟气的同时可以将部分大颗粒烟尘分离下来，但存在有显热未回收和汽耗大的问题。

因此，为回收800℃以下的烟气显热，通常采用高温除尘技术将爆炸性气体中携带的大颗粒尘和泡沫渣等滤除，消除可能存在的火种，为中低温烟气显热回收创造条件，同时还可减少后续换热面的积灰和磨损。高温除尘技术是冶金、能源、化工、材料及焚烧等领域工业炉窑节能减排的重要设备。在高温除尘技术的研究中，主要有旋风除尘、高温电除尘、陶瓷滤管过滤、金属滤管过滤和颗粒床过滤等形式。

旋风除尘器，其特点是结构简单、操作容易以及价格低廉，最高适用温度可高达800℃～900℃，但旋风除尘无法形成柱塞流，易形成爆炸烟气的滞留区，形成爆炸隐患；同时，对于含尘气体粘性变大，且具有交变热冲击的冶炼气体工况，设备寿命影响突出，其设备阻损大1000Pa～1500Pa，能耗高，经济效益较差。

电除尘器高温除尘，能达到在650℃～790℃、570kpa下运行100小时的实验记录，除尘效率可达到95％～99.5％。但存在电晕放电不稳定、电极寿命短、对烟气成分敏感和高温绝缘等问题，短时间内，很难突破，且该技术仍然停留在实验室层面。

陶瓷滤管的突出优点是过滤效率高，主要缺点是：烟气热震冲击下的脆性问题较为突出：诸如管子与管板间密封失效；因交变热冲击和机械冲击造成过滤管脆断、密封松动而造成泄漏；管间灰桥热胀冷缩挤裂过滤管；热蠕变；与碱金属等成分反应烧结或局部高温烧结；永久性灰沉积结壳等问题。