2 Методы и средства очистки газа доменного производства
Техника очистки газа располагает различными методами и средствами, основанными на соответствующих свойствах пыли, обеспечивающими улавливание ее до необходимого конечного содержания в газе. По способу воздействия на пыль эти методы подразделяются на сухие и мокрые, электрические и механические и другие (рисунок 1).
Существенно различаются сухой и мокрой методы пылеулавливания. Аппараты мокрого пылеулавливания обычно просты и компактны, но часто энергоемки и требуют развитого шламового хозяйства и водоснабжения с соответствующими насосными станциями, осветлителями, сгустителями и охладителями. Капитальные затраты и эксплуатационные расходы при мокром методе пылеулавливания велики, но габариты, которые занимают газоочистные аппараты, незначительны. Сухие же пылеуловители характеризуются незначительными эксплуатационными затратами, так как не нуждаются в сложном водном хозяйстве. Однако для тонкой очистки газа они сложны, капиталоемки, имеют большие габариты, требуют квалифицированного ухода и ремонта.
Очистка газа
Сухой метод
Мокрый метод
Трубы Вентуры
Радиальные и тангенциальные пылеуловители
Дроссельная группа
Электрофильтры
Дезинтеграторы
Фильтрующие аппараты
Электрофильтры
Скрубберы
Рисунок 1 – методы и способы очистки доменного газа
Следует признать, что мокрые методы пылеулавливания нашли широкое распространение, несмотря на явные преимущества сухих пылеуловителей. По-видимому, это объясняется, кроме отмеченного, также сложностью изготовления сухих пылеуловителей для тонкой очистки газа.
Соответствующий метод пылеулавливания выбирают исходя из конкретных условий работы газоочистки на основе технико-экономического анализа различных вариантов.
Система очистки доменного газа в процессе развития сложилась таким образом, что аппараты ее можно четко разделить на три последовательные группы: первичной грубой очистки, полутонкой очистки и окончательной тонкой очистки газа.
2.1 Грубая очистка
При первичной грубой очистке газа выделяется и улавливается наиболее крупная фракция колошниковой пыли (примерно 0,1 мм и более). Содержание этой фракции в доменном газе для средних условий работы равно 40%. По химическому анализу это в основном кокс и железная руда. При этой очистке применяются простые, надежные и экономичные, так называемые сухие пылеуловители, использующие для оседания пыли собственную энергию пылинок без затраты дополнительных усилий. Пылесодержание доменного газа после первой ступени не превышает 5—8 г/м3. Уловленная колошниковая пыль по химическому и фракционному составу пригодна для использования в шихте агломерационных фабрик (содержание .железа достигает 50%). Следует подчеркнуть, что первая ступень очистки газа выгодно отличается от последующих наибольшей простотой и надежностью газоочистных аппаратов.
Аппаратами первичной сухой очистки доменного газа являются радиальные и тангенциальные пылеуловители, устанавливаемые вблизи доменной печи.
Рисунок 2 – Радиальный пылеуловитель
По конструктивному исполнению радиальные пылеуловители существенно не отличаются. На рисунке 2 изображен радиальный пылеуловитель, нашедший наиболее широкое применение [6].
Запыленный газ поступает в пылеуловитель сверху по вертикальной оси по специальному расширяющемуся патрубку, что несколько снижает гидравлический удар потока газа и уменьшает взмучивание осевшей уже в бункере колошниковой пыли. Под действием силы тяжести и сил инерции пылинки выпадают из потока газа. При входе в пылеуловитель резко снижается скорость газа, так как он попадает в сосуд большего сечения и делает поворот на 180 °С в сторону отводящего патрубка. Поэтому наиболее тяжелые и крупные пылинки не могут удержаться в потоке газа и оседают в бункер. Наиболее рациональной скоростью потока газа в пылеуловителе является 0,6-1,0 м/сек.
Повышение скорости приводит к ухудшению пылеосаждения, а снижение – к неоправданному увеличению габаритов пылеуловителя без заметного улучшения эффективности работы. Удаление осевшей в бункере колошниковой пыли осуществляется периодически специальным устройством.
Принципиально тангенциальные пылеуловители отличаются от радиальных только методом подвода и отвода газа (рисунок 3) [4].
Рисунок 3 – Тангенциальный пылеуловитель
Однако при тангенциальном вводе газа существенно меняется картина пылеосаждения. В результате такого подвода поток газа в пылеуловителе приобретает вращательное движение и пылинки под действием центробежной силы отбрасываются к стенкам корпуса, где скорость газа незначительная, и пылинки постепенно оседают в бункер пылеуловителя.