6.1.3. Тонкая очистка

Тонкую очистку газа ранее повсеместно осуществляли в дезинтег­раторах. Дезинтегратор (рис. 6.10) представляет собой мощный вентилятор, на лопасти которого из газопровода поступает газ. В дезинтеграторе проис­ходит тонкое перемешивание газа с мельчайшими частицами воды. Под дей­ствием центробежной силы увлажненные частицы пыли отбрасываются на стенку и вместе с водой отводятся по сливной трубе. Очищенный газ посту­пает в водоотделитель и далее в сборный коллектор газовой сети.

Водоотделитель состоит из цилиндрического корпуса, внутри которо­го установлены в два ряда насадки с загруженными на них керамическими кольцами. Частицы воды задерживаются поверхностью насадки и стекают в гидравлический затвор, а затем в шламоотвод. На некоторых заводах тонкая очистка газа в дезинтеграторах осуществляется и в настоящее время.

Кроме дезинтеграторов, тонкую очистку газа осуществляют в элект­рофильтрах. Электрофильтр (рис. 6.11) представляет собой вертикальный металлический цилиндр, в который газ подводится снизу, а отводится сверху. В верхней части цилиндра расположены электроды, создающие электричес­кое поле высокой напряженности. Аноды (положительно заряженные элект­роды) выполнены в виде стальных труб диаметром до 325 мм и длиной до 4 м; катоды (отрицательно заряженные электроды) выполнены в виде натянутых по оси труб отрезков стальной про­волоки диаметром 5 мм. К электро­дам подводят постоянный ток высо­кого напряжения (50-100 кВ). Под действием электрического поля про­исходит ионизация газа. Отрицатель­ные ионы газа осаждаются на частицах пыли и влаги, сообщая им отрицатель­ный заряд. Отрицательно заряженные частицы пыли под действием элект­рического поля устремляются к ано­дам и осаждаются на стенках труб. Пыль с анода удаляют встряхиванием в сухих электрофильтрах и смывани­ем водой в мокрых.

С овременные электрофильтры рассчитаны на очистку газа в количестве 300-380 тыс. м3/ч при избыточном давлении ~ 0,25-2,5 ати (25,0-250 кПа) и скорости 2,5-1,4 м/сек соответственно. Рабочее сечение фильтра составляет 25 м2. После прохождения газа через электрофильтр содержание пыли в нем составляет не более 0,004 г/м3. В мокром электрофильтре расход воды на непре­рывную промывку составляет 400-600 м3/ч. Вы­сота электрофильтра достигает 40-42 м, а его диаметр - 12 м. Сейчас на металлургических предприятиях с доменным производством полу­чают распространение скрубберы-электрофильтры (рис. 6 12), где в одном цилиндре размещают скруббер (в нижней части) и электрофильтр (в верхней части). В скруббере-электрофильтре типа ДМ-9 скрубберная часть установки имеет хордовую насадку с поверхностью осаждения 14500 м2, а электрофильтр состоит из двух последовательно расположенных электрических полей, которые имеют по две сек­ции для периодической промывки электродов. Производительность такого ап­парата тонкой очистки газа достигает 80-100 тыс. м3/ч.

Сейчас наиболее распространенными аппаратами тонкой очистки газа являются трубы-распылители (трубы Вентури), работающие в комплексе с орошаемой дроссельной группой. Опыт эксплуатации газоочисток такого типа показал возможность получения газа, очищенного от пыли до 0,01 г/м3 без применения электрофильтров и дезинтеграторов.

Т руба-распылитель (рис. 6.13) представляет собой вертикальную (иногда горизонтальную) тру­бу с пережимом. В пережим трубы, где скорость газа увеличивается до 60-120 м/сек, через специ­альные форсунки 2 перпендикулярно направлению движения газа подается вода с избыточным дав­лением, достигающим 4 ати (400 кПа). Турбулен­тное движение газа и образующийся водяной ту­ман в месте пережима создают благоприятные ус­ловия для увлажнения пыли, которая осаждается на выходе газа из трубы и удаляется в виде шлама. Число труб-распылителей у скруббера - три, две или одна. Устанавливают трубы-распылители пе­ред входом газа в скруббер, но чаще на выходе газа из скруббера. Оптимальный расход воды, по­даваемый в трубу-распылитель, составляет 1,40-1,47 м3/1000 м3 газа. Производительность труб-распылителей достигает 380 тыс. м3/ч.

После труб-распылителей устанавливают дроссельное устройство, основным назначением которого является созда­ние повышенного давления в рабочем пространстве доменной печи. Чтобы избежать абразивного износа клапанов дроссельного устройства, его уста­навливают по ходу газа после очистных аппаратов.

Д россельное устройство (рис. 6.14) представляет собой два фланца, соединенных пятью патрубками различного диаметра. В четырех из них ус­танавливают дистанционно управляемые клапаны дроссельного типа - три клапана 1 диаметром 750 мм (для больших доменных печей 1000 мм) и один клапан 2 диаметром 400 мм. Пятый патрубок 3 диаметром 200-300 мм вы­полняет функцию перепускной трубы. При работе на повышенном давлении два клапана 750 мм (1000 мм) постоянно закрыты, а третий приоткрыт в зависимости от давления газа. Клапан диаметром 400 мм является рабочим органом регулирования давления газа под колошником доменной печи. Он управляется автоматически, обеспечивая заданную величину давления газа. При переводе доменной печи на нормальное давление открывают все клапа­ны дроссельного устройства.

Очистка газа в дроссельном устройстве осуществляется путем обильного орошения водой струи газа в месте пережима и дроссе­лей устройства. Вода подается форсунками 4. Принцип очистки газа в дроссельном устройстве ана­логичен принципу очистки в тру­бах-распылителях. Отличие состо­ит в том, что в трубе-распылителе большая часть энергии газа восста­навливается в диффузоре трубы, тогда как в дроссельном устрой­стве энергия газа не восстанавли­вается, а расходуется на турбулен­тное перемешивание воды и газа.

П ри использовании энергии повышенного давления газа в тур­бинах-расширителях содержание пыли в газе не должно превышать 0,002 г/м3. Такую степень очистки газа можно получить, применяя схему:

Именно такая схема очистки газа принята для доменной печи объемом 5000 м3 (рис. 6.15).

П рименение сухих тканевых фильтров для тонкой очистки газа сейчас находится в стадии экспериментальной разработки.

Для отделения системы газоочистки доменной печи от газовой сети завода во время ремонтов за дроссельным устройством (по ходу газа) уста­навливают листовую задвижку термического типа (рис. 6.16), которая состо­ит из двух раздельных корпусов 2 с компенсаторами и фигурной листовой заслонки 11, помещенной между корпусами. Заслонка выполнена из сталь­ного листа, который с одной стороны имеет отверстие, равное внутреннему п росвету в корпусах Для отделения газоочистки от газовой сети разжимают корпуса и перемещают заслонку так, чтобы сечение газопровода было пол­ностью перекрыто глухой частью листа Сжатие и разжатие корпусов задвиж­ки осуществляется путем термического расширения полых металлических тяг Для этого оба стальных корпуса в трех участках по окружности связаны тягами, которые с одного конца скреплены с телом корпусов 2 так, что из трех тяг, находящихся в общей обойме 9 для каждого участка, одна тяга 8 связана с одним корпусом, а две другие тяги 7-е другим корпусом задвиж­ки С противоположного конца тяги закреплены через обойму 10 на газо­проводе При разжатии корпусов из трех тяг каждого участка нагревают только тягу 5 Нагревание тяг производится паром или электрическим током Что­бы ускорить зажатие заслонки, применяют водяное охлаждение тяги 8 Пе­ремещение заслонки между корпусами осуществляют вручную с помощью ре­дуктора 12 или электричес­ким приводом

На некоторых заводах для отделения пылеулови­телей и скруббера от газо­вой сети завода использу­ют секторную задвижку Она устанавливается так же, как и листовая задвиж­ка термического т ипа, за дроссельным устройством Секторная задвижка (рис 6 17) состоит из двух раздельных корпусов (буге­лей) 1 с листовыми компен­саторами Между бугелями располагается фигурная листовая задвижка с зубча­той рейкой 2 Для сжатия и разжатия бугелей на газопроводе устанавливают раздвижные механизмы, приводимые в действие с помощью червячных пе­редач 3 вручную с помощью штурвалов 5, червячной передачи 4 и зубчато­го колеса 6, сцепленного с секторной зубчатой рейкой 2.