CN104144750A - 钢真空处理过程的废气净化方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种在使用产生负压的装置(16)、特别是利用蒸汽喷射泵或机械真空泵产生负压的脱气设备中的废气净化的方法。根据本发明建议将来自容器(15)的废气导入到回旋分离器(12)内，且在回旋分离器(12)内相继地执行从废气中粗分离微粒的方法步骤和从废气的微粒中分离细粉尘以及气体冷却的方法步骤，使得废气在完成粗净化之后直接通过安装在回旋分离器(12)内的细粉尘过滤器(13)且然后通过连接在细粉尘过滤器(13)上的气体冷却器(14)被导入到与用于产生负压的装置(16)连接的抽吸管道(2)内且导入到产生负压的装置(16)内。

Description

钢真空处理过程的废气净化方法和设备
技术领域
背景技术
在钢制造中在所谓的次级冶金过程中特别地在吹氧过程中，钢液在真空下被处理。所谓的钢脱气以及通过所谓的吹氧的带有低C含量的钢的制造是从现有技术中已知的且世界范围内应用的处理方案。
用于执行前述方法的设备基本上包括两个核心部件，即其中处理了带有钢液的容量直至300吨的钢水包的所谓的容器以及通过抽吸管道与容器连接的真空生成器。在200mbar至0.6mbar之间的绝对压力的降低的压力下进行的过程中，释放了溶解的气体以及反应气体，所述气体由真空生成器抽吸而维持各绝对工作压力。在此，所拖带的或通过蒸发和冷凝所产生的金属和非金属粉尘微粒在废气流中被携带运输。根据方法，粉尘在直至500℃的废气温度和从0.5μm至≥100μm的颗粒度的情况下达到每吨3kg至4kg的质量沉降。
对于低抽吸压力下的高抽吸体积，目前使用两个不同类型的真空泵***：一方面是很大程度上对粉尘不敏感的而具有更高的能量要求的蒸汽喷射泵，且另一方面是不抗粉尘的机械真空泵。
在其中通过多级蒸汽喷射泵产生真空的设备中，在废气中的粉尘载荷不直接影响喷射器泵的功能。废气在此通过多级喷射器在大气压力下被压缩，其中废气中含有的粉尘大约5％至10％沉积在管路和喷射器的壁上，且剩余的90％至95％的粉尘由循环冷却水冲洗出道喷射冷凝器内，且被排出。但在此情况中被认为不利的是高工作强度的手工清洁工作的高成本以及清洁被粉尘微粒污染的循环水的高成本。此外，通过蒸汽束产生真空在此也具有高蒸汽消耗的特征，所述蒸汽必须在原处由高功率蒸汽生成器产生，这附加地导致了成本。
而机械真空泵的运行则明显地节能，当然机械真空泵对于高温和吸入的气体内的粉尘敏感。因此，对于机械真空泵，基本上在容器和真空泵之间总是提供气体/粉尘分离器和气体冷却器。在目前所安装的使用机械真空泵的设备中，抽吸的气体在进入到真空泵内之前首先被引导通过回旋器，其中进行粗粉尘微粒的分离。然后，气体被导入到气体冷却器内以被冷却，且从气体冷却器通过细粉尘过滤器，所述细粉尘过滤器用于分离且排出最小的粉尘微粒。
以上所述的使用机械真空泵的设备的部件相继地安装在真空管道内，这从空间需求的角度而言导致真空管道的相应的长度。这与容器和真空泵之间的尽可能短的管道以实现在容器内产生真空时的尽可能大的有效性相抵触。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是在使用蒸汽喷射泵以及机械真空泵时避免以上所述的问题。此技术问题以带有权利要求1的特征的方法解决。
本发明的核心构思在于将所要求其的用于除尘的方法步骤，如预除尘、细过滤和气体冷却，在唯一的真空密封的气体冷却器内执行，其中进入到回旋器内的原始气体通过螺纹状的被强制旋转运动，以此一方面有利于粗粉尘的分离，且另一方面导致气体流在所安装的换热器的外壳上的预冷却。然后，气体被引导通过装配有不锈钢细过滤器垫的细粉尘过滤器和连接在其上的水冷的气体冷却器，且通过真空气体管道内的气体漏斗被引导到真空泵。在此特别有利的是通过设备的紧凑的构造显著缩短了真空管道的长度，以此可保持低的压力损失。
有利的扩展在从属权利要求中给出。
组装在一起的过滤器-冷却器单元松弛地支撑在废气漏斗上，使得实现了部件从设备的壳体向上的简单的拆卸，因为基本上仅需将过滤器-冷却器单元升起。
回旋器在下方漏斗形端部上具有真空密封的粉尘板，通过所述粉尘板可排出沉积的粗粉尘和细粉尘。
细过滤器利用惰性气体气动清洁。与此无关地，通过惰性气体分开地冲洗回旋器内部空间是有利的。
附图说明
本方面的优点、特点和细节从如下的本发明的优选实施例的描述中以及根据附图可见。各图为：
图1在原理图示中示出了根据现有技术的用于废气清洁的设备，
图2也在原理图示中示出了根据本发明的用于废气清洁的设备，和
图3在纵截面中示出了根据图2的设计中所使用的回旋分离器。
具体实施方式
图1示出了对应于目前的现有技术的用于钢制造的废气清洁的设备，所述设备带有在抽吸管道2内安装在容器1和真空生成器3之间的用于粗除尘的回旋分离器4，分开地布置的气体冷却器5和随后布置的细过滤器6。细过滤器6在此布置在气体冷却器5后，因为所述细过滤器6装配有多重的布过滤器袋，所述布过滤器袋必须被保护不受高气体温度影响。
图2示出了根据本发明的用于废气除尘的设备10，所述设备10带有整合在回旋分离器12的回旋器壳体11内的细粉尘过滤器13和气体冷却器14。回旋分离器12在真空管道17内布置在容器15和真空生成器16之间，其中真空生成器16可具有任意构造。
图3示出了根据本发明的安装有细粉尘过滤器13和气体冷却器14的回旋分离器12的详细结构。
设备单元包括用于预除尘的回旋器壳体11，设计为水冷的管束换热器19的气体冷却器14，和用于废气细过滤的细粉尘过滤器13。
细粉尘过滤器13和管束换热器19相互连接且同心地布置在真空密封的回旋器壳体11内，使得管束换热器19的下部分21形成为锥形且安放在回旋器壳体11的气体出口管23的锥形相对漏斗18内。以此，在回旋器壳体11的盖24打开之后且在水入口连接件25和水出口连接件26松开之后，保证了用于维护目的的简单的结构。根据要求，也可构造不带有气体冷却器14或管束换热器19的细粉尘过滤器13。
为排出粉尘，在下回旋器锥体27上安装了真空密封的优选地带有气压或液压驱动器的覆盖板28。为支持从回旋分离器12排出粉尘，安装了优选地处于回旋器锥体27上的带有电驱动器或气压驱动器的振动器30。
回旋分离器12的功能如下：载有粉尘的热气体通过真空生成器16的抽吸力被引导到回旋分离器12的切向布置的入口管31。通过高入口速度和因此引起的旋转运动，离心力作用在热气体的较大的微粒上，使得微粒以已知的方式在回旋器锥体27上被捕获。回旋器壳体11的内壁上的螺纹状地形成的导板32支持了微粒的分离过程。通过首先垂直定向的气体流，已实现气体通过管束换热器19的水冷的外壳33的部分冷却。
带有剩余粉尘的全部气体体积被抽吸通过细过滤器13且然后通过管束换热器19。细过滤器13优选地包括细孔的不锈钢微过滤器垫，且与微粒的颗粒度大小匹配。为净化细过滤器13，在设备停机时从细过滤器13在回旋器壳体11的方向上通过优选地通过惰性气体的气压脉冲冲击，所述气压脉冲冲击将粉尘向下输送到回旋器锥体27内。
水冷的管束换热器19根据交叉流动原理设计，即气体通过管而水围绕管。被冷却的且体积收缩的净气体在真空生成器16的方向上通过气体出口管23离开回旋分离器12。根据防粉尘颗粒度大小分布，可建议使细过滤器13和气体冷却器14在回旋器壳体18内旋转180°。
在过程结束时，通常以环境空气冲洗整个***。高的细颗粒成分可由于O2的富含量而在颗粒表面上自燃或与另外的运行状态关联，例如带有足够容量的点燃火花以导致***。因此，过程结束时，回旋分离器12的内部空间优选地与剩余的设备体积分开且以惰性气体冲洗。
附图标号列表
1    容器
2    抽吸管道
3    真空生成器
4    回旋分离器
5    气体冷却器
6    细过滤器
10   设备
11   回旋器壳体
12   回旋分离器
13   细粉尘过滤器
14   气体冷却器
15   容器
16   真空生成器
17   真空管道
18   相对漏斗
19   管束换热器
21   下部分
23   气体出口管
24   覆盖件
25   水入口连接件
26   水出口连接件
27   回旋器锥体
28   覆盖板
30   振动器
31   入口管
32   导板
33   外壳

Claims (10)

1.一种在使用产生负压的装置(16)、特别是利用蒸汽喷射泵或机械真空泵产生负压的脱气设备中的废气净化的方法，
其特征在于，将来自容器(15)的废气导入到回旋分离器(12)内，且在回旋分离器(12)内相继地执行从废气中粗分离微粒和从废气的微粒中分离细粉尘以及气体冷却的方法步骤，使得废气在完成粗净化之后直接通过安装在回旋分离器(12)内的细粉尘过滤器(13)且然后通过连接在该细粉尘过滤器(13)上的气体冷却器(14)被导入到与用于产生负压的装置(16)连接的抽吸管道(2)内且导入到所述产生负压的装置(16)内。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过由导板(32)导致的特别是螺旋形的运动从进入到回旋分离器(12)内的废气分离粗粉尘微粒，且使废气围绕形成为换热器(19)的气体冷却器(14)的外壁(33)流过以便预冷却。
3.一种用于执行根据权利要求1或2所述的方法的设备(10)，其特征在于，所述设备(10)包括带有回旋器壳体(11)的回旋分离器(12)，其中在回旋器壳体(11)内布置细粉尘过滤器(13)和气体冷却器(14)，且其中进入到回旋分离器(12)内的废气能强制地通过细粉尘过滤器(13)和气体冷却器(14)被导引到与装置(16)连接的抽吸管道(2)。
4.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，细粉尘过滤器(13)具有从回旋器壳体(11)伸出的气体出口管(23)，且回旋器壳体(11)具有用于微粒的具有封闭板(28)的形式的排出装置。
5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，封闭板(28)布置在回旋器壳体(11)的锥形区域(17)的底部上，且区域(17)与振动装置(30)联接以使回旋器壳体(11)内的微粒脱落。
6.根据权利要求3至5中一项所述的设备，其特征在于，在回旋器壳体(11)内安装至少一个优选地螺纹形的导板(32)以用于引导废气。
7.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，至少一个导板(32)将废气引导到气体冷却器(13)的外壁(33)上。
8.根据权利要求3至7中一项所述的设备，其特征在于，安装在回旋器壳体(11)内的细粉尘过滤器(13)和气体冷却器(14)相互连接且松弛地安放在气体出口管(23)的壳体部分(18)上。
9.根据权利要求3至8中一项所述的设备，其特征在于，细粉尘过滤器(13)具有不锈钢微过滤器垫，且设置为利用惰性气体气动清洁。
10.根据权利要求4至9中一项所述的设备，其特征在于，回旋器壳体(11)的细粉尘过滤器(13)真空密封地被密封。
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