[发明专利]高炉气体除尘装置

说明书

本发明涉及一种高炉气体除尘装置。

高炉气体除尘装置通常包括一个预清理段和一个终清理段。预清理段是由粉尘捕收器构成的。后者主要是由一个大型的垂直的压力室构成的，该室通过一大截面的气体管与高炉的炉喉相连。气体从气体管垂直地进入压力室，于其中，气体进入压力室时入口截面增大使得气体的速度明显下降。因之，至少最粗的颗粒在气流离开压力室顶端的粉尘捕收器之前及在转向之后，从气流中垂直落下。被分离出来的粉尘收集在粉尘斗中，由此斗它们经由位于压力室底部的闭锁机构被排出。然后，经过预清理的高炉气体从粉尘捕收器通往终清理器，它通常包括至少一台气体除尘器或静电除尘器。

当粉尘捕收器的分离效率较差时，还可使高炉气体在其离开粉尘捕收器之后及在通往终清理段之前通过旋风分离器。这种类型的旋风分离器包括一或多台平行相连的离心除尘器。后者是压力室，高炉气体以高速切向地供于其中，结果使之产生漩流运动。颗粒被离心力抛向旋风分离器的外壁，然后沿外壁下滑而落入粉尘斗中。这类两段预清理大量增加除尘装置的成本及在气体侧需要用于连接平行相连的旋风除尘器的昂贵的管线是显而易见的。

其中的粉尘捕收器被单台的大型旋风分离器取代的高炉气体除尘装置已经建造起来了(在Schwelgen works of THYSSEN Krupp Stahl AG的二号高炉除尘装置)。来自高炉的主气体管沿切线方向引入离心分离室，结果使高炉气体产生漩流，从而发生上述的粉尘分离。但，这种类型的大型旋风分离器迄今仍不能从市场上取代传统的粉尘捕收器，尽管对于更有效的高炉气体预清理一直有着需求。可能性最大的原因是：(1)来自高炉炉喉的气体管与大型旋风分离器的连接很成问题；(2)受限于压力室损耗；(3)缺乏与将大型旋风除尘器用于高炉气体预清理相关的经验数据。对于(1)，应该说，大型高炉气体管(截面尺寸最大为4m)与离心分离室的切向连接需要特别复杂的管路，横向支撑结构(它需要很多的空间)，辅助的管线弯头，胀缩件及昂贵的矩形的管道(它用于增强抗弯折的能力)。若欲用大型的旋风除尘器取代现有的粉尘捕收器，则需对高炉气体管线和钢结构作重大的改动。对于来自高炉炉喉处的气体管而言，则经常缺乏足够的空间用于横向支撑装置。在这种连接中同样还应指出成问题的是：来自高炉炉喉处的气体管的支撑，由于管线的重量很大(沉重的耐火衬)，必需考虑的风的负荷(大直径时)及热补偿(大的长度及大的温差)，而很成问题。至于(2)，则应注意，流入旋风分离器的气体以高速正面冲击室壁，这将导致严重的损耗。对于第(3)，则应提及高炉操作人员特别怕这种大型旋风除尘器达不到其预计的分离特性。由于这种类型的旋风除尘器的分离特性仅取决于该旋风分离器的几何形状及切线方向的进入气流，因而对分离特性的进一步提高只能以可观的成本进行。

因此，本发明的目的在于提供一种带有预清理段的高炉气体除尘装置，它具有高的分离效率，但没有以大型旋风分离器作预处理段的已知解决方案的上述缺点，或仅有程度很低的缺点。

按本发明，用权利要求1的除尘装置完成了这一目的。按公知的方式，这种类型的除尘装置包括：一预清理段及一终清理段。预清理段由一大型旋风分离器构成，它包括一个竖直的压力室，来自高炉的气体管终于其中。按本发明，在压力室的顶部设有轴向的，高炉气体的输送装置，它可与高炉的气体管相连的。该轴向输送装置是按这样的方式设计的：它沿轴向方向将高炉气体引入压力室。带有导流叶片的漩流装置被置于输送装置下面。它是这样设计的：它使沿轴向被引入压力室的高炉气体绕压力室的轴线涡流流动。离心力将高炉气体中的颗粒抛向压力室的外壁，然后沿外壁下滑。应该提到的是：与切向输送装置相比，这种轴向供应高炉气体的装置使大型旋风分离器与来自高炉的气体管间的连接大为简化。该管可从上与轴向输送装置相连，因而被垂直地支撑于旋风分离器的上方。因此，这一并非无关紧要的问题被大为简化。用于压力室的横向切向连接的单独的支撑结构、附加的管弯头及防弯折的矩形管线均被省略。此外，由于高炉气体沿轴向引入，所以进气区的压力室壁的磨损也大为减少。导流叶片使高炉气体产生涡流运动，该叶片可简单地用可互换的耐磨部件进行设计。因此，符合本发明的除尘装置另行具有优点，即，在任何时间该设备的分离特性都可通过改变漩流装置中的导流叶片，即以可接受的成本来满足新要求。