过程气体过滤方法和装置.pdf

本发明涉及用于对铁合金熔炼过程中生成的过程气体即一氧化碳气体进行过滤以便基本上减少气体中固体含量的方法和装置。在过滤单元(24)中，含有固体的气体流过至少一个过滤件(7)，向过滤件(7)吹送(8)惰性气体以使得固体材料从过滤件(7)的表面脱离，以及为了把从过滤件(7)表面上脱离的固体材料清除出过滤单元(24)，用供送(11)到过滤单元(24)中的液体来使得固体材料成为泥浆。经排放室(12)把含有固体材料的泥浆清除出过滤单元(24)。过滤单元(24)包括过滤室(1)、与该过滤室机械连接的排放室(12)、以及用于排放从气体过滤出的固体的排放导管(6)，过滤室(1)设有至少一个用于将固体从气体分离的过滤件(7)和至少一个用于把过滤出的固体从过滤室(1)排放的喷嘴(8，11)。

1、  一种用于对铁合金熔炼过程中生成的过程气体即一氧化碳气体进行过滤以便基本上减少气体中固体含量的方法，在该方法中，将一氧化碳气体输送到至少一个气体过滤单元(24)，其特征在于，在该气体过滤单元(24)中，含有固体的气体流过至少一个过滤件(7)，向过滤件(7)吹送(8)惰性气体以使固体材料从过滤件(7)的表面脱离；并且，为了清除从过滤件(7)表面上脱离的固体材料，借助供送(11)到气体过滤单元(24)中的液体来使固体材料成为泥浆；并且，通过排放室(12)把含有固体材料的泥浆从气体过滤单元(24)清除。

2、  根据权利要求1所述的方法，其特征在于，一氧化碳气体经涤气器(22)而送到该气体过滤单元(24)。

3、  根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在连续操作中把一氧化碳气体周期性地送入该气体过滤单元(24)。

4、  根据上述任一权利要求所述的方法，其特征在于，在连续操作中把惰性气体周期性地送入该气体过滤单元(24)。

5、  根据上述任一权利要求所述的方法，其特征在于，含有固体材料的泥浆经液封而送离该气体过滤单元(24)。

6、  根据上述任一权利要求所述的方法，其特征在于，过滤(24)后，一氧化碳气体中固体含量少于5mg/Nm³、优选少于1mg/Nm³。

7、  一种用于对铁合金熔炼过程中生成的过程气体即一氧化碳气体进行过滤以便基本上减少气体中固体含量的装置，其特征在于，过滤单元(24)包括过滤室(1)、与该过滤室机械连接的排放室(12)、以及用于排放从气体过滤出的固体的排放导管(6)；过滤室(1)设有用于将固体从气体分离的至少一个过滤件(7)和用于把过滤出的固体从过滤室(1)排放的至少一个喷嘴(8，11)。

8、  根据权利要求7所述的装置，其特征在于，涤气器(22)在气体流动方向上安装在过滤单元(24)之前。

9、  根据权利要求7或8所述的装置，其特征在于，固体排放室(6)中至少在进口孔设有阻塞件(13)。

10、  根据权利要求7、8或9所述的装置，其特征在于，固体排放室(12)构成与过滤室(1)连接的排放导管(6)的一部分。

11、  根据权利要求10所述的装置，其特征在于，排放导管(6)与过滤室连接的一端处安装有第一阻塞件(13)，并在离第一阻塞件(13)一定距离处安装有第二阻塞件(14)；排放导管(6)中第一和第二阻塞件之间的空间构成固体排放室。

12、  根据权利要求7、8或9所述的装置，其特征在于，固体排放室(12)作为独立部件安装在过滤室(1)与排放导管(6)之间。

13、  根据权利要求12所述的装置，其特征在于，固体排放室(12)设有阻塞件(13，14)，阻塞件设在过滤室(1)与排放室(12)的结合部处以及排放室(12)与排放导管(6)的结合部处。

14、  根据权利要求7-13中任一权利要求所述的装置，其特征在于，排放导管(6)设有液封(15)。

15、  根据权利要求7-14中任一权利要求所述的装置，其特征在于，排放导管(6)与设有液封(15)的部件连接。

16、  根据权利要求7-15中任一权利要求所述的装置，其特征在于，过滤室(1)设有用于向过滤室(1)供送惰性气体的至少一个喷嘴(8)。

17、  根据权利要求7-16中任一权利要求所述的装置，其特征在于，过滤室(1)设有用于向过滤室(1)供送液体介质的至少一个喷嘴(11)。

过程气体过滤方法和装置
技术领域
本发明涉及用于对铁合金熔炼过程中生成的过程气体即一氧化碳气体进行过滤以便基本上减少气体所含固体数量的方法和装置。
背景技术
为了清洗固体的金属熔炼过程中生成的废气，例如为了清洗铁合金熔炼过程中生成的气体，一般使用文丘里涤气器。要清洗的带有固体的气体经该文丘里涤气器的顶部导入文丘里涤气器中，并且水射流喷到向下流动的气流上。由于该水射流的缘故，气体所含固体被冲洗到水中，并且清洗过的气体经文丘里涤气器顶部上的排放孔被引导离开该文丘里涤气器。为了提高文丘里涤气器的固体分离能力，可串联安装两个或更多个文丘里涤气器，以使要清洗的气体流过所有这些涤气器。但是，即使该方法也只能得到50-200mg/Nm³的纯度，在铁合金生产的各个不同过程步骤中或根据所需目的的其它场合要毫无问题地使用该经清洗气体的情况下该纯度是不够的。
此外，在处理过程气体例如处理铁合金熔炼过程中生成的一氧化碳气体时，还必须注意到这样的一氧化碳气体是危险的。因此，在处理一氧化碳气体时，必须谨慎地考虑工作和外界环境的安全要求，以便基本上不得有一氧化碳气体选出到外界工作空间中。
发明内容
本发明的目的是消除现有技术的缺点，并对从过程气体即铁合金熔炼过程中生成的一氧化碳气体中清除固体的方法和装置作出改进，从而可有利地采用该过程气体例如在熔炼过程前和/或熔炼过程后的过程步骤中来用于加热。本发明的新颖实质性特征从权利要求中将明白。
根据本发明用于清洗过程气体即铁合金熔炼过程中生成的一氧化碳气体的方法和装置优选首先在气流方向上具有至少一个这样的涤气器，其中，最好用液体介质进行气体与固体的分离。清洗后的过程气体即一氧化碳气体进一步引导到至少一个气体过滤单元，其中，过滤以干法分离方式进行。需要时，该涤气器与气体过滤单元之间可安装气体鼓风机，在这种情况下，可提高涤气器与过滤单元之间的气体流率。
在根据本发明的装置中，气体过滤单元由横截面优选基本上呈圆形且形状基本上呈圆筒的过滤室构成。气体过滤单元的过滤室中可有利地设有一圆锥形底部。从而，该气体过滤单元也做得紧凑。在过程气体流动方向上，在该圆筒件的第一端或靠近该圆筒件的第一端安装有用于把要处理的气体供给到过滤室的导管，在圆筒件的另一端或靠近该圆筒件的另一端安装有用于把气体排出过滤室的导管。过滤室有利地基本上立式安装，在这种情况下，过滤室下部或与过滤室下部连接的底部还形成有用于排放从气体中分离的固体的排放孔。根据本发明过滤室的横截面也可基本上呈长方形或例如椭圆形。
根据本发明，过滤室内有利地安装有若干过滤件。如果过程气体的数量基本上很少，过滤室中也可只安装一个过滤件，但是就安装和维护过滤件而言，更有利地是在过滤室中使用若干过滤件。过滤件在过滤室中安装成使得过滤件大致覆盖过滤室的整个横截面，或有利地至少是覆盖过滤室中要处理的气体从过滤室进口孔引导到出口孔所经的那部分横截面。过滤件最好用要清洗的气体能够流过的多孔材料、塑料或其它此类材料例如陶瓷材料制成。这样，气体中所含的固体材料可与气体分离，这是由于防止了固体通过过滤件。过滤件也可用金属制成。
此外，根据本发明过滤单元中的过滤室设有惰性气体导管和液体介质导管，用于清洗过滤件的惰性气体例如氮气通过该惰性气体导管输送，用来把从过滤件分离的固体从过滤室清除的液体介质例如水经该液体介质导管输送到过滤室。在与过滤室连接的两端，惰性气体导管和液体介质导管均设有至少一个喷嘴，利用该喷嘴可在预定方向上导引要供应的材料。因此，固体在过滤室中的处理一部分是干法分离、一部分是湿法分离。供应惰性气体的喷嘴朝向过滤件，以除去粘在过滤件表面上的固体。用于输送清洗过滤件的气体的导管设有控制单元，利用该控制单元可调节例如流过该导管的一股气流的持续时间或强度以及吹送周期的频率。
用于把粘在过滤件上的固体从过滤室排放的液体介质例如水有利地是使用喷嘴来引导，以便在使用若干喷嘴时，至少一部分喷嘴优选定向成使得流过这些喷嘴的液体介质用于从过滤件、过滤件壁上分离固体，并且一部分喷嘴用于从过滤件的自由空间清除固体。用该液体介质连续地或优选在重复的周期中除去固体。由液体介质和从气体分离的固体构成的泥浆经在过滤室下部形成的泥浆排放孔或在与过滤室连接的底部中形成的泥浆排放孔排出过滤室。
过滤室中的该固体排放孔与排放导管、最好是排放管连接；在固体流动方向上，基本上靠近排放导管的第一端也就是靠近与过滤室连接的一端处，该排放导管设有两个阻塞件，其中一个阻塞件紧邻排放孔安装，另一阻塞件离第一阻塞件一定距离安装。排放导管中两阻塞件之间剩余的空间构成固体排放室。该排放室也可为与排放导管分开的、设有两个阻塞件的单独部件，在这种情况下，排放导管与排放室连接。这样，排放室一方面与过滤室的固体排放孔连接，另一方面与排放导管连接，从而过滤室的排放孔以及排放导管的结合部均设有阻塞件。阻塞件交替动作，以便当要清洗的一氧化碳气体流过过滤室时，至少一个阻塞件总是关闭。借助该关闭的阻塞件，防止了一氧化碳气体从排放室流到排放导管或流到排放导管中与排放室相继的部位，并且防止了一氧化碳气体从此流到外界空间。排放导管有利地是设计成在排放导管中可形成一液封例如水封。排放导管也可与形成有一液封例如水封的部件连接。使用该液封，优选防止了气态一氧化碳进入外界空间中。
液体介质的供应以及构成排放室的阻塞件的工作在根据本发明的方法中有利地是由也用于控制把惰性气体供给到过滤室的同一控制单元调节。但是，惰性气体和液体介质的供应以及排放室阻塞件的工作也可用一独立控制单元调节。
当本发明装置使用本发明方法工作时，由金属熔炼过程得到并含有带固体的废气的气体即一氧化碳气体首先被引导到文丘里涤气器中清洗，在该涤气器中，将水射流引导到向下流动的气流。由于该水射流，一氧化碳气体中所含的一部分固体沿水流被清除到涤气器下部，而气体向上朝排气孔流动。根据流出涤气器的一氧化碳气体的气体压力，一氧化碳气体或是直接引导到过滤单元或是先引导到气体鼓风机，在该鼓风机中，通过在进入过滤单元之前进行鼓风可增大一氧化碳气体的压力。至少在从涤气器排出的气体压力相对于在过滤单元中发生的压力损耗来说不足时，使用鼓风机是有意义的。
要过滤的一氧化碳气体通过过滤单元的过滤室的进口孔流向设在过滤室中的过滤件，在这种情况下，气体中所含的固体材料被阻挡在过滤件表面上，并且清洗后的气体本身继续流过过滤件。为了清洗过滤件，对过滤件进行氮气喷吹，其持续时间、压力和周期频率由一控制单元调节。水通过过滤单元中安装的喷嘴输送入过滤单元中，用于把从过滤件上脱离的固体材料传送到过滤单元下部。基本上在开始供水的同时，在过滤室下部中排放孔的流动方向上，第一阻塞件打开，以把由水和从过滤件清除的固体构成的泥浆从过滤室排出到固体排放室中。供水停止时，用于排放泥浆的排放孔流动方向上的第一阻塞件关闭。
为了把排放室中所含的泥浆引导离开排放室，用于清除泥浆的排放孔流动方向上的第二阻塞件打开，从而使泥浆流到排放导管的位于排放室之后的那部分。排放导管有利地是设计成使得泥浆流过排放导管中形成的一水封，流过后作进一步处理。因此，可在泥浆流到排放导管之后的外界自由空间前除去可能随泥浆夹带的一氧化碳气体。
由于根据本发明方法和装置过滤的过程气体为一氧化碳气体，而少量一氧化碳也是非常危险的，因此过滤一氧化碳气体过程中防止该气体进入外界自由空间非常重要。
使用本发明装置时，过滤后一氧化碳气体中固体含量少于5mg/Nm³、优选少于1mg/Nm³。
附图说明
下面参照附图详细说明本发明，附图中：
图1为本发明过滤单元局部剖视的侧视图，以及
图2为与本发明过滤单元有关的流程图。
具体实施方式
根据图1和图2，过滤单元的过滤室1连接有输入导管2和输出导管3，用于输入和输出要在过滤单元中处理的一氧化碳气体。同样地，过滤室1还连接有惰性气体供气导管4、供水导管5和用于去除与气体分离的固体的排放导管6。
流到过滤室1的一氧化碳气体经输入导管2的进口孔流到过滤件7，过滤件7由热处理的精磨聚乙烯制成，一氧化碳气体能够流动通过过滤件7。流过过滤件7后，一氧化碳气体流过输出导管3的出口孔，以进行进一步利用。一氧化碳气体中所含固体残留在过滤件7表面上，在连续操作中通过与惰性气体供气导管4连接的气体喷嘴8向过滤件7的表面周期性地喷射氮气。氮气喷流由与惰性气体供气导管4连接的控制单元9进行控制。被氮气清除的固体朝着过滤室1的底部10下降，并且，为了便于清除固体，水从供水导管5输送到过滤室1，并且利用与供水导管5连接的喷嘴11把水至少部分地喷到过滤室的壁上。这样，由固体和水构成的泥浆向底部10的底端流动，底部10的底端设有一阻塞件13。阻塞件13用来调节泥浆向设于底部10下面的排放室12的流动。借助排放室12，防止了可能随泥浆一起夹带的一氧化碳气体从过滤单元1流出到外界，从而排放室12在泥浆流动方向上的另一端还设有一阻塞件14。通过控制单元9来调节阻塞件13和14的操作，使得阻塞件13和14轮流打开，即一个打开的同时另一个关闭。从排放室12排出的泥浆流到排放导管6，排放导管6设有水封15，以确保在例如如果阻塞件13和14的交互工作被扰乱时一氧化碳气体不会流到外界。也利用控制单元9来控制喷水喷嘴11的使用。
根据图2所示一氧化碳气体的流程图，从熔炼炉21得到的一氧化碳气体首先流到涤气器22，在该涤气器中，必要时清除气体中的部分固体。为了确保一氧化碳气体有足够压力，气体经鼓风机23送到过滤单元24的过滤室1。