RU2420342C2

RU2420342C2 - Process gas bursts treatment and recovery plant

Info

Publication number: RU2420342C2
Application number: RU2009132228/05A
Authority: RU
Inventors: Владимир Владимирович Гутенев (RU); Владимир Владимирович Гутенев; Валерий Иванович Теличенко (RU); Валерий Иванович Теличенко; Евгений Александрович Коротков (RU); Евгений Александрович Коротков; Валерий Николаевич Азаров (RU); Валерий Николаевич Азаров; Константин Иванович Лопатин (RU); Константин Иванович Лопатин; Артем Иванович Ажгиревич (RU); Артем Иванович Ажгиревич; Станислав Игоревич Стефаненко (RU); Станислав Игоревич Стефаненко; Олег Васильевич Кабаев (RU); Олег Васильевич Кабаев
Priority date: 2009-08-26
Filing date: 2009-08-26
Publication date: 2011-06-10
Also published as: RU2009132228A

Abstract

FIELD: process engineering.

SUBSTANCE: invention relates to dust separation and cleaning of process gas of solid impurities. Proposed unit comprises movable driven aspirator communicated with gas duct, bag filter and blower. Gas duct is provided with flexible section communicated with said aspirator mounted on rollers supported by crane girder guides. Aspirator drive is made up of piston-type pneumatic drive with its housing rigidly attached to vertical support. Piston rod is jointed with aspirator. Bag filter comprises casing, dust bin and filtration bags. Filtration bag lower closed ends are secured to metal perforated plate arranged on springs at dusty gas chamber bottom. Said plate is jointed with casing outer platform supporting the vibrator. Electromagnetic coils are arranged along the axes of filtration bags. Pressure pickups are arranged in purified and dusty gas chambers and connected to control unit connected with vibrator and electromagnetic coil power supply.

EFFECT: higher efficiency, simplified design, reliable recovery of bag filters.

3 dwg

Description

Изобретение относится к области улавливания и очистки технологических газов от твердых примесей и может быть использовано в химической, металлургической или других отраслях промышленности, предпочтительно в устройствах, выбросы от которых содержат ферромагнитные частицы. В частности, изобретение может быть использовано для улавливания неорганизованных выбросов от металлургических агрегатов, например от электродуговых сталеплавильных печей, аппаратов печь-ковш.The invention relates to the field of trapping and purification of process gases from solid impurities and can be used in chemical, metallurgical or other industries, preferably in devices, emissions of which contain ferromagnetic particles. In particular, the invention can be used to capture fugitive emissions from metallurgical units, for example from electric arc steelmaking furnaces, ladle-furnace apparatuses.

Известно устройство для улавливания и отвода газов электродуговой печи, содержащее зонт, расположенный над сводом в фонарной зоне крыши здания, газоход с дымососом и фильтром, вытяжную трубу (см. Алиев Г.М. Техника пылеулавливания и очистки промышленных газов. Справочник. М.: Металлургия, 1986, с.440-444). Недостатком этого устройства является низкая эффективность улавливания газа и пыли вследствие большой высоты расположения зонта и значительный расход воздуха, поступающего вместе с уловленным газом на очистку.A device for collecting and removing gases from an electric arc furnace containing an umbrella located above the arch in the lamp zone of the roof of the building, a flue with a smoke exhaust and a filter, an exhaust pipe (see Aliev G.M. Technique of dust removal and purification of industrial gases. Reference book. M .: Metallurgy, 1986, p. 440-444). The disadvantage of this device is the low efficiency of the capture of gas and dust due to the large height of the umbrella and the significant consumption of air supplied with the trapped gas for cleaning.

Известно устройство для улавливания пылегазовых выбросов от металлургического агрегата, содержащее подвижный зонт, снабженный входным и выходным отверстием, закрепленный на траверсе крана, и стационарный газоход, соединенный с вентиляционной системой для удаления выбросов, причем зонт выполнен с возможностью синхронного с металлургическим агрегатом вертикального и горизонтального перемещения (см. заявку на изобретение RU №96117662, опубл. 20.11.1998 г.). Однако данное устройство не предусматривает очистку выбросов от пыли.A device for collecting dust and gas emissions from a metallurgical unit is known, comprising a movable umbrella provided with an inlet and an outlet mounted on a crane beam, and a stationary duct connected to a ventilation system to remove emissions, the umbrella being configured to synchronize vertical and horizontal movements with the metallurgical unit (see application for invention RU No. 96117662, publ. November 20, 1998). However, this device does not provide for cleaning emissions from dust.

Указанного выше недостатка лишена известная из патента RU №2282667, опубл. 27.08.2006 г., установка для улавливания неорганизованных выбросов от технологического оборудования - металлургического агрегата, содержащая закрепленный на подкрановой балке газоход и соединенный с ним герметично подвижный зонт, установленный на тележке с возможностью ограниченного осевого перемещения вдоль направляющих подкрановых балок с помощью привода, выполненного в виде канатной системы с отводными роликами, барабаном и лебедкой. Привод тележки соединен с пультом управления агрегата и позволяет тележке перемещаться синхронно со сводом агрегата. Газоходы снабжены распределительным устройством с заслонкой, выполненной с возможностью поочередного их частичного перекрытия, и сообщены с пылеосадительной камерой и рукавными фильтрами, соединенными с вытяжным вентилятором. Однако в известной установке, являющейся наиболее близким аналогом предложенного изобретения, не предусмотрена эффективная регенерация рукавных фильтров, кроме того, процесс пыле- и газоулавливания приостанавливается во время проведении операций завалки и подвалки сырья вследствие отхода зонта от газохода.The above disadvantage is deprived of the known from patent RU No. 2282667, publ. 08/27/2006, an installation for collecting fugitive emissions from technological equipment - a metallurgical unit, containing a gas duct fixed on a crane beam and connected to it with a hermetically movable umbrella mounted on a trolley with the possibility of limited axial movement along the crane guide rails using a drive made in in the form of a rope system with bypass rollers, a drum and a winch. The trolley drive is connected to the control panel of the unit and allows the trolley to move synchronously with the unit's arch. The gas ducts are equipped with a switchgear with a shutter configured to partially overlap them alternately and communicated with a dust chamber and bag filters connected to an exhaust fan. However, in the known installation, which is the closest analogue of the proposed invention, the effective regeneration of bag filters is not provided, in addition, the dust and gas collection process is suspended during the operations of filling and dumping of raw materials due to the departure of the umbrella from the flue.

Задачей предложенного изобретения является повышение эффективности удаления и очистки неорганизованных газовых выбросов от технологического оборудования, предпочтительно от металлургических агрегатов, во всех режимах его работы, упрощение конструкции установки и обеспечение надежной регенерации входящего в ее состав рукавного фильтра.The objective of the invention is to increase the efficiency of removal and purification of fugitive gas emissions from technological equipment, preferably from metallurgical units, in all modes of its operation, simplifying the design of the installation and ensuring reliable regeneration of the bag filter included in it.

Сущность изобретения заключается в том, что установка для улавливания и очистки газовых выбросов содержит расположенный над технологическим оборудованием подвижный зонт с приводом, сообщенный с газоходом, рукавный фильтр и вентилятор и отличается от наиболее близкого аналога тем, что газоход снабжен гибким участком, соединенным с зонтом, который при помощи роликов установлен на прикрепленных к подкрановой балке направляющих. Привод выполнен в виде поршневого пневмопривода, корпус которого жестко закреплен на вертикальной опоре. Шток поршня соединен с зонтом. Рукавный фильтр содержит корпус, пылевой бункер и фильтровальные рукава. Корпус разделен на камеры загрязненного и очищенного газа. Верхние открытые концы фильтровальных рукавов неподвижно закреплены в корпусе и сообщены с камерой очищенного газа. Нижние закрытые концы фильтровальных рукавов прикреплены к металлической перфорированной пластине, установленной подвижно на пружинах в нижней части камеры загрязненного газа. Пластина соединена с размещенной снаружи корпуса площадкой, на которой расположен вибратор. По оси фильтровальных рукавов размещены электромагнитные катушки. В камерах загрязненного и очищенного газа установлены датчики давления, подключенные к блоку управления, который соединен с вибратором и источником питания электромагнитных катушек.The essence of the invention lies in the fact that the installation for trapping and cleaning gas emissions contains a movable umbrella located above the technological equipment with a drive in communication with the gas duct, a bag filter and a fan, and differs from the closest analogue in that the gas duct is equipped with a flexible section connected to the umbrella, which with the help of rollers is mounted on guides attached to the crane beam. The drive is made in the form of a piston pneumatic actuator, the housing of which is rigidly fixed to a vertical support. The piston rod is connected to the umbrella. The bag filter contains a housing, a dust bin and filter bags. The housing is divided into chambers of contaminated and purified gas. The upper open ends of the filter bags are fixedly mounted in the housing and are in communication with the purified gas chamber. The lower closed ends of the filter bags are attached to a metal perforated plate mounted movably on the springs in the lower part of the contaminated gas chamber. The plate is connected to the platform located on the outside of the housing, on which the vibrator is located. Along the axis of the filter bags are placed electromagnetic coils. In the chambers of contaminated and purified gas, pressure sensors are installed connected to the control unit, which is connected to a vibrator and a power source for electromagnetic coils.

Установка зонта непосредственно на своде агрегата предотвращает распространение неорганизованных выбросов по цеху, позволяет снизить расход воздуха поступающего на газоочистку.Installing an umbrella directly on the roof of the unit prevents the spread of fugitive emissions throughout the workshop, and reduces the air flow to the gas treatment.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показан общий вид установки для улавливания и очистки газовых выбросов от технологического оборудования, на фиг.2 - вид сверху, а на фиг.3 показан вид А, поясняющий механизм крепления зонта к подкрановой балке.The invention is illustrated by drawings, where Fig. 1 shows a general view of an apparatus for collecting and purifying gas emissions from process equipment, Fig. 2 is a top view, and Fig. 3 is a view A illustrating a mechanism for attaching an umbrella to a crane beam.

Предложенная установка содержит газоход 2, снабженный гибким участком 3, соединенным с зонтом 4, который при помощи роликов 5 установлен на направляющих 6, прикрепленных к горизонтальным опорным балкам 1, с возможностью ограниченного перемещения в горизонтальном направлении. Гибкий участок газохода 3 может быть выполнен, например, из гофрированной металлической трубы. Зонт 4 снабжен поршневым пневмоприводом 7, корпус которого жестко закреплен на вертикальной опоре, а шток поршня 8 соединен с зонтом 4. Зонт 4 расположен над технологическим оборудованием 9 - металлургическим агрегатом, например электродуговой печью.The proposed installation comprises a gas duct 2 provided with a flexible section 3 connected to an umbrella 4, which, using the rollers 5, is mounted on guides 6 attached to the horizontal support beams 1, with the possibility of limited movement in the horizontal direction. The flexible section of the duct 3 can be made, for example, from a corrugated metal pipe. The umbrella 4 is equipped with a piston pneumatic actuator 7, the housing of which is rigidly mounted on a vertical support, and the piston rod 8 is connected to the umbrella 4. The umbrella 4 is located above the processing equipment 9 - metallurgical unit, such as an electric arc furnace.

Газоход 2 соединен с рукавным фильтром, который включает корпус 10, разделенный на камеры очищенного 11 и загрязненного 12 газа, фильтровальные рукава 13, верхние открытые концы которых неподвижно закреплены в корпусе 10 и сообщены с камерой очищенного газа 11. На перегородке корпуса 10 неподвижно закреплены расположенные по оси фильтровальных рукавов 13 электромагнитные катушки 14. Рукавный фильтр имеет входной 15 и выходной 16 патрубки и пылевой бункер 17. Нижние, закрытые фильтровальной тканью, концы фильтровальных рукавов 13 прикреплены к металлической перфорированной пластине 18, расположенной в нижней части камеры 12 очищаемого газа, установленной подвижно на пружинах 19. Второй конец пружин соединен с опорной рамой, на которую посредством пружин опирается перфорированная пластина 18, имеющая площадку 20, выходящую за корпус 10, на которой установлен вибратор 21. Место выхода пластины 18 из корпуса 10 герметизировано гибкой резиновой вставкой 22. В камерах 11 и 12 очищенного и загрязненного газа установлены датчики давления 23 и 24, которые подключены к блоку управления 25, который соединен с вибратором 21 и источником питания 26 электромагнитных катушек 14. Для удаления очищенного газа выходной патрубок 16 сообщен с вытяжным вентилятором 27.The gas duct 2 is connected to a bag filter, which includes a housing 10, divided into chambers of cleaned 11 and contaminated gas 12, filter bags 13, the upper open ends of which are fixedly mounted in the housing 10 and in communication with the cleaned gas chamber 11. On the partition of the housing 10 are fixedly mounted along the axis of the filter bags 13 are electromagnetic coils 14. The bag filter has an inlet 15 and an outlet 16 nozzles and a dust bin 17. The lower ends closed by filter cloth, the ends of the filter bags 13 are attached to the metal a perforated plate 18 located in the lower part of the gas to be cleaned 12 mounted movably on the springs 19. The second end of the springs is connected to a support frame, on which the perforated plate 18 is supported by means of springs, having a platform 20 extending beyond the housing 10 on which the vibrator is mounted 21. The exit point of the plate 18 from the housing 10 is sealed by a flexible rubber insert 22. In the chambers 11 and 12 of the cleaned and contaminated gas pressure sensors 23 and 24 are installed, which are connected to the control unit 25, which is connected to ibratorom 21 and the power source electromagnetic coils 26, 14. To remove the purified gas outlet 16 communicates with an exhaust fan 27.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Для улавливания неорганизованных газовых выбросов от металлургического агрегата 9 зонт 4 перемещают в рабочее положение над агрегатом 9. Перемещение зонта 4 осуществляют с помощью роликов 5, установленных на направляющих 6, и с помощью поршневого пневмопривода 7, корпус которого закреплен на вертикальной опоре, а шток 8 поршня соединен с зонтом 4 и движется под действием сжатого воздуха, подаваемого от компрессора (не показан). Газовые выбросы, содержащие частицы металла, от металлургического агрегата 9 поступают в зонт 4 и далее через гибкий участок 3 в газоход 2, в котором создается разрежение с помощью вытяжного вентилятора 27. Из газохода 2 газовые выбросы поступают через входной патрубок 15 рукавного фильтра 10 в камеру загрязненного газа 12 и попадают в межрукавное пространство. Далее газ проходит через фильтровальные рукава 13 и, очищаясь, выходит через внутреннюю часть рукавов в камеру очищенного газа 11, а затем через патрубок 16 при помощи вентилятора 27 удаляется из фильтра в атмосферу. Пыль, содержащая металлические частицы, оседает на внешней поверхности рукавов 13. По мере накопления пыли на поверхности рукавов 13 возрастает аэродинамическое сопротивление фильтра 10, которое фиксируется датчиками 23 и 24, установленными в камерах очищенного 11 и загрязненного 12 газа. Как только потери давления в рукавном фильтре достигают заданного уровня, блок управления 25 включает электромагнитные катушки 14, работающие от источника переменного тока 26, и вибратор 21. Происходит встряхивание фильтровальных рукавов 13 и воздействие электромагнитного поля на частицы пыли.To capture fugitive gas emissions from the metallurgical unit 9, the umbrella 4 is moved to the working position above the unit 9. The umbrella 4 is moved using rollers 5 mounted on the guides 6, and using a piston pneumatic actuator 7, the casing of which is mounted on a vertical support, and the rod 8 the piston is connected to the umbrella 4 and moves under the action of compressed air supplied from a compressor (not shown). Gas emissions containing metal particles from the metallurgical unit 9 enter the umbrella 4 and then through the flexible section 3 into the gas duct 2, in which a vacuum is created using an exhaust fan 27. From the gas duct 2, gas emissions enter the inlet 15 of the bag filter 10 into the chamber contaminated gas 12 and fall into the sleeve space. Next, the gas passes through the filter bags 13 and, being cleaned, leaves the inside of the bags into the purified gas chamber 11, and then through the pipe 16 is removed from the filter to the atmosphere through a fan 27. Dust containing metal particles settles on the outer surface of the sleeves 13. As dust accumulates on the surface of the sleeves 13, the aerodynamic resistance of the filter 10 increases, which is detected by sensors 23 and 24 installed in the chambers of purified 11 and contaminated 12 gas. As soon as the pressure loss in the bag filter reaches a predetermined level, the control unit 25 includes electromagnetic coils 14 operating from an alternating current source 26, and a vibrator 21. The filter bags 13 are shaken and the electromagnetic field acts on the dust particles.

За счет появления под действием электромагнитного поля пьезоэлектрического заряда между содержащимися в пыли ферромагнитными частицами - оксидными соединениями, преимущественно железа, возникает явление электрострикции. Это приводит к появлению отталкивающих сил между оксидными частицами, что способствует их отделению друг от друга и разрушению образовавшихся агломератов пыли. Пыль, удаляемая с поверхности рукавов 13 под действием силы тяжести, падает на перфорированную пластину 18 и далее попадет в бункер 17.Due to the appearance of a piezoelectric charge under the influence of an electromagnetic field between the ferromagnetic particles contained in dust - oxide compounds, mainly iron, the phenomenon of electrostriction occurs. This leads to the appearance of repulsive forces between the oxide particles, which contributes to their separation from each other and the destruction of the formed dust agglomerates. Dust removed from the surface of the sleeves 13 by gravity falls on the perforated plate 18 and then enters the hopper 17.

Как только разность давления между камерами очищенного 11 и загрязненного 12 газа снижается до заданного значения, электромагнитные катушки 14 и вибратор 21 посредством блока управления 25 выключаются - регенерация прекращается. Верхний и нижний предел перепада давления задается блоком управления 25. Для минимизации аэродинамического сопротивления рукавного фильтра 10 подобраны оптимальные соотношения параметров фильтровального рукава 13 и размещенной внутри него электромагнитной катушки 14, а именно соотношение площадей поперечного сечения рукава и электромагнитной катушки составляет 3-5:1, а оптимальное соотношение их длины равно 1:0,9-0,95.As soon as the pressure difference between the chambers of the purified 11 and the contaminated gas 12 is reduced to a predetermined value, the electromagnetic coils 14 and the vibrator 21 are turned off by the control unit 25 - regeneration is stopped. The upper and lower limit of the pressure drop is set by the control unit 25. To minimize the aerodynamic drag of the bag filter 10, the optimal ratios of the parameters of the filter bag 13 and the electromagnetic coil 14 located inside it are selected, namely, the ratio of the cross-sectional areas of the sleeve and the electromagnetic coil is 3-5: 1, and the optimal ratio of their length is 1: 0.9-0.95.

Степень регенерации может регулироваться напряжением, подаваемым на обмотки электромагнитных катушек, частотой вибрации пластины и временем работы системы регенерации.The degree of regeneration can be controlled by the voltage supplied to the windings of the electromagnetic coils, the vibration frequency of the plate and the operating time of the regeneration system.

При прекращении работы агрегата 9 посредством обратного хода поршня со штоком 8 и роликов 5 зонт 4 переводят в крайнее правое, нерабочее, положение, обозначенное на фиг.1 пунктирной линией. При необходимости освобождения рабочего пространства над работающим агрегатом 9 зонт 4 может быть перемещен посредством привода 7 в промежуточное между крайним левым и крайним правым положение, при котором процесс улавливания и очистки газовых выбросов не прекращается.Upon termination of the operation of the unit 9 by means of the piston stroke back with the rod 8 and rollers 5, the umbrella 4 is transferred to the extreme right, inoperative, position indicated in dashed line in Fig. 1. If it is necessary to free the working space above the working unit 9, the umbrella 4 can be moved by means of the actuator 7 to an intermediate position between the leftmost and the rightmost position, in which the process of collecting and cleaning gas emissions does not stop.

Таким образом, предложенная установка имеет относительно несложную конструкцию, позволяет повысить эффективность удаления и очистки газовых выбросов от технологического оборудования во всех режимах его работы и обеспечить надежную регенерацию входящего в ее состав рукавного фильтра.Thus, the proposed installation has a relatively simple design, allows to increase the efficiency of removal and purification of gas emissions from technological equipment in all modes of its operation and to ensure reliable regeneration of the bag filter included in it.

Claims

Installation for capturing and cleaning gas emissions, comprising a movable umbrella with a drive located above the technological equipment in communication with the gas duct, a bag filter and a fan, characterized in that the gas duct is equipped with a flexible section connected to the umbrella, which is mounted on rollers mounted on rails attached to horizontal support beams, the drive is made in the form of a piston pneumatic actuator, the housing of which is rigidly mounted on a vertical support, and the piston rod is connected to the umbrella, the bag filter contains mustache with inlet and outlet nozzles, divided into chambers of contaminated and purified gas, dust hopper, filter bags, the upper open ends of which are fixedly mounted in the housing and communicated with the purified gas chamber, and the lower closed ends are attached to a metal perforated plate mounted movably on the springs in the lower part of the chamber of contaminated gas, while the plate is connected to the platform located on the outside of the housing on which the vibrator is located, an electromagnet is placed along the axis of the filter bags total coils, while in the chambers of contaminated and purified gas pressure sensors are connected to the control unit, which is connected to the vibrator and the power source of the electromagnetic coils.