专利名称：高温烟气净化系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种气体净化设施，尤其涉及一种针对冶金行业中所产生的高温烟气进行净化处理的高温烟气净化系统。
背景技术：
火法冶炼往往会产生大量的高温烟气，对这些高温烟气的治理有着重大的节能环保意义。以铁合金的生产为例，我国目前主要通过矿热炉以碳还原矿石生产铁合金，生产品种有娃铁、娃I丐合金、工业娃、闻碳猛铁、闻铁络、娃络合金等等；其中，炉料依罪电弧和电流 通过产生的电阻电弧热进行埋弧还原冶炼，冶炼时产生大量500°C度左右的一氧化碳等可燃气体，可用于发电或生产化工产品。目前对该高温烟气的治理方式分为湿法和干法净化。湿法净化中，使用大量的净水净化回收矿热电炉煤气，对电炉烟气进行降温去尘洗涤，由此产生了大量的含有高悬浮物、硫化物、氰化物、氨氮等其他有害物质的污水，此污水不能直接重复循环使用，致使大量的有害污水外排或需处理，造成大量水资源的浪费和有用矿物质的流失，污水处理工作量巨大。随着节能和环保越来越受到重视，铁合金矿热炉的炉型逐步改为封闭式，烟气净化方式也向干法净化方向发展。现有用于干法净化的高温烟气净化系统主要包括过滤系统、反吹系统和排灰系统，其中，过滤系统又包括高温烟气接入管、与所述高温烟气接入管连接的至少一部布袋过滤器以及驱动待净化气体通过所述布袋过滤器的风机，所述布袋过滤器分别与反吹系统和排灰系统连接。通常，过滤系统中位于高温烟气接入管与布袋过滤器之间还设有预除尘设备，预除尘设备主要采用机械除尘器，比如重力除尘器、旋风除尘器等等。这样，来自于高温烟气接入管的高温烟气首先进入到预除尘设备中进行初步的固气分离，此后，经过初步固气分离的烟气再进入布袋过滤器中进行相对精密的过滤，最后再进行回收。实践发现，将上述传统的高温烟气净化系统应用于铁合金矿热炉炉气治理当中主要存在以下几方面问题第一，结露、焦油糊膜导致过滤器滤芯污染问题。结露、焦油糊膜是影响高温气体过滤的最重要因素，也是目前困扰高温气体过滤行业的一个技术难点，而产生结露、焦油糊膜主要是因为在系统开车或者停车过程中由于气体温度下降到露点以下而在滤芯表面析出液态水或者少量焦油凝结析出，从而降低滤芯的使用寿命。第二，铁合金矿热炉炉压控制问题。铁合金矿热炉炉况要加料、捣料等很不稳定，正常要求控制炉压± IOPa左右，难度系数很大。第三，高温烟气净化系统的在线排灰问题。为了提高风机的使用寿命，高温烟气净化系统中的风机最好设置在系统工艺流程的末端，这样，整个高温烟气净化系统将形成负压驱动烟气运动的方式，从而因排灰系统外的气压大于排灰系统内的气压导致排灰困难。第四，点火放散时产生焦油的问题。当通过高温烟气净化系统处理后的气体尚为达到回收要求时，需对该气体进行点火放散，这时将会产生焦油污染环境。
发明内容
本发明所解决的技术问题是提供一种可防结露、焦油糊膜的高温烟气净化系统。
为此，该高温烟气净化系统包括过滤系统、反吹系统和排灰系统，所述过滤系统包括高温烟气接入管、与所述高温烟气接入管连接的至少一部过滤器以及驱动待净化气体通过所述过滤器的风机，所述过滤器分别与反吹系统和排灰系统连接，其中，所述反吹系统采用保护气体作反吹介质，该反吹系统中设有保护气体加热装置；在高温烟气净化系统开机时，所述反吹系统作为对过滤器中的滤芯进行吹气预热的滤芯防结露系统，在关机时所述反吹系统又作为对过滤器中的原气体进行吹气置换的保护气体置换系统。所述“保护气体”在本申请中特指与待净化气体混合后不产生爆炸危险，并且在日常工作条件下为气态的气体。比如，当待净化气体主要是一氧化碳等可燃气体时，保护气体优选为氮气，但也可以采用氩气等稀有气体。在反吹系统中设保护气体加热装置后，可使吹出的保护气体达到一定的温度，从而在高温烟气净化系统的开机阶段通过保护气体对滤芯进行预热，这样就避免了当滤芯接触高温的待净化气体时在滤芯表面发生结露、焦油糊膜现象；而在高温烟气净化系统的关机阶段通过从 反吹系统吹出的保护气体对过滤器中的原气体进行置换，在系统冷却后亦不会在滤芯表面发生结露、焦油糊膜现象。进一步的是，所述风机为变频风机，所述高温烟气接入管中设有压力传感器，所述压力传感器与所述风机的变频控制器分别与控制器信号连接。进一步的是，所述高温烟气接入管与所述反吹系统的输气管道之间连接有输气管，该输气管上设有用于调节从该输气管通入高温烟气接入管中的保护气体的流量、从而控制高温烟气接入管中压力波动的稳压调节阀。进一步的是，所述过滤系统包括气体冷却装置，所述过滤器的已净化气体排气端与所述气体冷却装置连接。进一步的是，所述排灰系统包括设置在所述过滤器底部的第一排灰阀，所述第一排灰阀通过排灰管连接第二排灰阀，所述第二排灰阀通过管道连接储灰罐，所述储灰罐中的压力与外界气压平衡，所述排灰管连接有使该排灰管中的气压小于或等于所述过滤器内压力的泄压装置。作为泄压装置的具体结构，所述泄压装置包括连接在所述排灰管与所述过滤器的待净化气体进气端之间的压力平衡管，该压力平衡管上设有控制阀。进一步的是，所述反吹系统与排灰系统之间连接有气体输送管，该气体输送管上设有压力控制阀，所述气体输送管通过该压力控制阀向排灰系统的排灰管道中通入不影响排灰的低压保护气体。进一步的是，所述反吹系统的输气管道与所述过滤器之间连接有用于向过滤器中的灰粉聚集区通入保护气体的排气管。进一步的是，按本高温烟气净化系统的工艺流程方向，所述风机设置于所述过滤器之后。进一步的是,所述过滤器中的滤芯采用FeAl、TiAl或NiAl金属间化合物多孔材料制作。本发明的有益效果是在反吹系统中设保护气体加热装置后，可使吹出的保护气体达到一定的温度，从而在高温烟气净化系统的开机阶段通过保护气体对滤芯进行预热，这样就避免了当滤芯接触高温的待净化气体时在滤芯表面发生结露、焦油糊膜现象；而在高温烟气净化系统的关机阶段通过从反吹系统吹出的保护气体对过滤器中的原气体进行置换，由于保护气体在日常工作条件下为气态，因此其冷却后亦不会在滤芯表面发生结露、焦油糊膜现象。
图I为本发明高温烟气净化系统的总体结构示意图。图2为图I中A处的局部放大图。图3为本发明高温烟气净化系统实现炉压控制的原理图。图1-2中的粗实线表示待净化气体以及净化后气体的运行管道，虚线表示保护气体的运行管道；图I中的箭头表示待净化气体以及净化后气体的运行方向。
具体实施例方式如图I所示的用于铁合金矿热炉炉气净化的高温烟气净化系统系统，包括过滤系统、反吹系统和排灰系统，所述过滤系统包括高温烟气接入管la、与所述高温烟气接入管Ia连接的两部过滤器Ic以及驱动待净化气体通过所述过滤器Ic的风机le，这两部过滤器Ic彼此并联设置，它们分别与反吹系统和排灰系统连接，高温烟气接入管Ia与这两部过滤器Ic之间还设有预除尘设备lb，预除尘设备Ib采用重力除尘器；反吹系统采用保护气体，该反吹系统中设有保护气体加热装置2b ;在本高温烟气净化系统开机时，所述反吹系统作为对过滤器Ic中的滤芯IcOl进行吹气预热的滤芯防结露系统，而在关机时则作为对过滤器Ic中的原气体进行置换的保护气体置换系统。上述的“保护气体”可以采用氮气或者氩气等稀有气体，但从使用成本上考虑最好采用氮气。所述高温烟气接入管Ia与铁合金矿热炉的烟道相连，从而将铁合金矿热炉排出的高温炉气引入本高温烟气净化系统系统中。如图1、2所示，在本高温烟气净化系统开机阶段，从反吹系统的气包2a输出的氮气经过保护气体加热装置2b加热至250°C以上，然后通过输气管道2c进入两部过滤器Ic中，从而对这两部过滤器Ic中的滤芯IcOl进行预热，这样，当向过滤器Ic通入高温的待净化气体时，将不会在滤芯IcOl表面发生结露、焦油糊膜；在本高温烟气净化系统停机阶段，通过反吹系统持续向过滤器Ic中吹入高温氮气从而对这两部过滤器Ic中的原气体进行置换，被置换出的原气体经管道排出并进行点火放散，而置换后过滤器Ic中充满氮气，从而避免在滤芯IcOl表面发生结露、焦油糊膜。如图2所示，反吹系统是通过文氏管2d向滤芯IcOl进行反吹的，这样可产生理想的反吹效果。 为了将铁合金矿热炉的炉压波动控制在要求的范围以内，如图1、3所示，所述风机Ie为变频风机，所述高温烟气接入管Ia中设有压力传感器9，所述压力传感器9与所述风机Ie的变频控制器分别与控制器10信号连接。这样，当压力传感器9检测到温烟气接入管Ia中气压变化时，将检测信号发送给控制器10，控制器10接受到检测信号后根据设定的程序向风机Ie的变频控制器发送变频控制信号，从而对风机Ie的转速进行调节，即当炉压升高时令风机Ie的转速增大，这样就加大了炉气的排量，从而降低炉压；而当炉压降低时令风机Ie的转速减小，这样就减少了炉气的排量，从而增大炉压。如图1、3所示，作为炉压控制的另一种手段，在所述高温烟气接入管Ia与所述反吹系统的输气管道2c之间连接有输气管4，该输气管4上设有用于调节从该输气管4通入高温烟气接入管Ia中的保护气体的流量、从而控制高温烟气接入管Ia中压力波动的稳压调节阀5。稳压调节阀5的开度同样可通过上述压力传感器9、控制器10进行控制，但也可以通过独立的控制系统进行控制。当通过压力传感器9、控制器10进行控制时，由压力传感器9检测到温烟气接入管Ia中气压变化，然后将检测信号发送给控制器10，控制器10接受到检测信号后根据设定的程序调节稳压调节阀5的开度。如果压力传感器9检测到温烟气接入管Ia中的气压增大，以减小稳压调节阀5的开度来进行调节，反之则增大稳压调节阀5的开度来进行调节。上述第二种炉压控制手段最好与第一种炉压控制手段同时采用，以第一种炉压控制手段作为主要手段来实现炉压粗调，以第二种炉压控制手段作为辅助手段来实现炉压精调。如图I所示，当通过高温烟气净化系统处理后的气体尚为达到回收要求时，需对该气体进行点火放散。为了防止点火放散时产生焦油，所述过滤系统包括气体冷却装置1山所述过滤器Ic的已净化气体排气端与所述气体冷却装置Id连接。气体冷却装置Id最好 采用逐级冷却方式以达到更好的冷却效果，例如图I中的气体冷却装置Id就包括第一级冷却装置dl和第二级冷却装置d2，第一级冷却装置dl可采用风冷的方式，第二级冷却装置d2可采用水冷方式进行深冷。如图I所示，为了提高风机Ie的使用寿命，因此按本高温烟气净化系统的工艺流程方向将所述风机Ie设置于过滤器Ic之后，这样，整个高温烟气净化系统将形成负压驱动烟气运动的方式。在这种情况下，为解决系统排灰问题，如图1、2所示，所述排灰系统包括设置在所述过滤器Ic底部的第一排灰阀3a，所述第一排灰阀3a通过排灰管3b连接第二排灰阀3c，所述第二排灰阀3c通过管道连接储灰罐3d，所述储灰罐3d中的压力与外界气压平衡，所述排灰管3b连接有使该排灰管3b中的气压小于或等于所述过滤器Ic内压力的泄压装置。在高温烟气净化过程中，第一排灰阀3a和第二排灰阀3c处于常闭状态；当检测到过滤器Ic底部需要排灰时，先打开第一排灰阀3a，然后通过泄压装置使得位于第一排灰阀3a和第二排灰阀3c之间的排灰管3b中的气压小于或等于所述过滤器Ic内压力，这时，过滤器Ic底部灰粉就会排入排灰管3b中；设定一定时间后关闭第一排灰阀3a,然后打开第二排灰阀3c，由于储灰罐3d中的压力与外界气压平衡，因此排灰管3b中的灰粉靠重力进入储灰罐3d中，从而实现排灰。预除尘设备Ib以及两部过滤器Ic的下方均设有相同的排灰系统，这三组排灰系统的储灰罐3d同时连接一个较大型的灰仓3g。作为泄压装置的具体结构，泄压装置包括连接在所述排灰管3b与所述过滤器Ic的待净化气体进气端之间的压力平衡管3e，该压力平衡管3e上设有控制阀3f。只要开启控制阀3f，使排灰管3b与过滤器Ic的待净化气体进气端连通，排灰管3b中的气压就会逐渐与过滤器Ic内压力达到平衡。为了防止外界空气通过排灰系统进入过滤器Ic而产生安全隐患，如图1、2所示，所述反吹系统与排灰系统之间连接有气体输送管6，该气体输送管6上设有压力控制阀7，所述气体输送管6通过该压力控制阀7向排灰系统的排灰管道中通入不影响排灰的低压保护气体。为便于排灰，所述反吹系统的输气管道2c与所述过滤器Ic之间连接有用于向过滤器Ic中的灰粉聚集区通入保护气体的排气管8。通过排气管8向过滤器Ic中的灰粉聚集区通入保护气体可以起到气体搅拌作用，防止灰粉聚集堵塞。在本高温烟气净化系统停机阶段，还可通过排气管8向过滤器Ic中通入保护气体以加快气体置换速度。在本申请的高温烟气净化系统系统中，过滤器Ic中的滤芯IcOl可以采用多种膜材料，例如陶瓷、金属等。作为优选，可采用FeAl、TiAl或NiAl金属间化合物多孔材料，该材料具有良好的综合性能，尤其是高温耐腐蚀性和良好的过滤精度，特别适合于高温烟气 净化。
权利要求
1.高温烟气净化系统，包括过滤系统、反吹系统和排灰系统，所述过滤系统包括高温烟气接入管(la)、与所述高温烟气接入管(Ia)连接的至少一部过滤器(Ic)以及驱动待净化气体通过所述过滤器(Ic)的风机(Ie)，所述过滤器(Ic)分别与反吹系统和排灰系统连接，其特征在于所述反吹系统采用保护气体作反吹介质，该反吹系统中设有保护气体加热装置(2b);在高温烟气净化系统开机时，所述反吹系统作为对过滤器(Ic)中的滤芯(IcOl)进行吹气预热的滤芯防结露系统，而关机时所述反吹系统又作为对过滤器(Ic)中的原气体进行吹气置换的保护气体置换系统。
2.如权利要求I所述的高温烟气净化系统，其特征在于所述风机(Ie)为变频风机，所述高温烟气接入管(Ia)中设有压力传感器(9)，所述压力传感器(9)与所述风机(Ie)的变频控制器分别与控制器(10)信号连接。
3.如权利要求I所述的高温烟气净化系统，其特征在于所述高温烟气接入管(Ia)与所述反吹系统的输气管道(2c)之间连接有输气管(4)，该输气管(4)上设有用于调节从该输气管(4)通入高温烟气接入管(Ia)中的保护气体的流量、从而控制高温烟气接入管(Ia)中压力波动的稳压调节阀(5)。
4.如权利要求I所述的高温烟气净化系统，其特征在于所述过滤系统包括气体冷却装置(Id)，所述过滤器(Ic)的已净化气体排气端与所述气体冷却装置(Id)连接。
5.如权利要求I所述的高温烟气净化系统，其特征在于所述排灰系统包括设置在所述过滤器(Ic)底部的第一排灰阀(3a)，所述第一排灰阀(3a)通过排灰管(3b)连接第二排灰阀(3c)，所述第二排灰阀(3c)通过管道连接储灰罐(3d)，所述储灰罐(3d)中的压力与外界气压平衡，所述排灰管(3b)连接有使该排灰管(3b)中的气压小于或等于所述过滤器(Ic)内压力的泄压装置。
6.如权利要求5所述的高温烟气净化系统，其特征在于所述泄压装置包括连接在所述排灰管(3b)与所述过滤器(Ic)的待净化气体进气端之间的压力平衡管(3e)，该压力平衡管(3e)上设有控制阀(3f)。
7.如权利要求I所述的高温烟气净化系统，其特征在于所述反吹系统与排灰系统之间连接有气体输送管出)，该气体输送管(6)上设有压力控制阀(7)，所述气体输送管(6)通过该压力控制阀(7)向排灰系统的排灰管道中通入不影响排灰的低压保护气体。
8.如权利要求I所述的高温烟气净化系统，其特征在于所述反吹系统的输气管道(2c)与所述过滤器(Ic)之间连接有用于向过滤器(Ic)中的灰粉聚集区通入保护气体的排气管⑶。
9.如权利要求I所述的高温烟气净化系统，其特征在于按本高温烟气净化系统的工艺流程方向，所述风机(Ie)设置于所述过滤器(Ic)之后。
10.如权利要求I所述的高温烟气净化系统，其特征在于所述过滤器(Ic)中的滤芯(IcOl)采用FeAl、TiAl或NiAl金属间化合物多孔材料制作。
全文摘要
本发明公开了一种可防结露、焦油糊膜的高温烟气净化系统。该系统包括过滤系统、反吹系统和排灰系统，所述过滤系统包括高温烟气接入管、与所述高温烟气接入管连接的至少一部过滤器以及驱动待净化气体通过所述过滤器的风机，所述过滤器分别与反吹系统和排灰系统连接，其中，所述反吹系统采用保护气体作反吹介质，该反吹系统中设有保护气体加热装置；在高温烟气净化系统开机时，所述反吹系统作为对过滤器中的滤芯进行吹气预热的滤芯防结露系统，在关机时所述反吹系统又作为对过滤器中的原气体进行吹气置换的保护气体置换系统。在高温烟气净化系统的开机阶段通过保护气体对滤芯进行预热，避免滤芯表面发生结露、焦油糊膜现象。
文档编号B01D50/00GK102631820SQ201210089470
公开日2012年8月15日 申请日期2012年3月30日 优先权日2012年3月30日
发明者樊彬, 汪涛, 贺跃辉, 高麟 申请人:成都易态科技有限公司