重力除尘器设计

任何一种除尘装置都是借助于一种或几种机理来达到分离固体颗粒的目的。湿法除尘是基于含尘气流与某种液体(通常为水)接触，借助于惯性碰撞、扩散等机理捕集。而干法除尘设备的原理有的是依靠离心力的作用，将煤气中的粉尘分离；有的是用过滤的方法，达到分离的目的；也有的是利用电场的电离作用，分离煤气中的颗粒杂质。一、重力除尘器工作原理

重力除尘器是一种干式除尘器，它是利用惯性力使固体颗粒与气体分离,固体颗粒与高炉煤气从除尘器顶进入,固体颗粒受重力及气体推动,向下运动,到达器底部时，气体以180°转弯，向上升起，固体颗粒由于质量较大，其动量也大，不像气体那样容易转弯向上，因而直落器底，进入灰斗内，从而实现气固分离。重力除尘器可以除去大于30μm的大颗粒灰尘，除尘效率一般为80%~95%，出口煤气含尘量为1~10g/Nm3，阻损为200~500Pa。增加重力除尘器的直径，减小煤气流在重力除尘器内的流速，可以提高其除尘效率。

荒煤气经除尘器粗除尘后，由除尘器出口煤气管进入精除尘设施。除尘器的除尘效率高低，直接影响到精除尘系统中湿式除尘的耗水量和污水处理量，除尘效率高，可减轻干式精除尘的除尘负担，提高其使用寿命。同样是利用惯性的除尘器，如果高炉煤气除尘采用旋风除尘装置的话，一座高炉的煤气产量约在每小时几十万立方，旋风除尘器的直径需要做到10m左右，此时旋风除尘器离心力大为减少，效率降低。故高炉煤气粗除尘不使用旋风除尘器而用重力除尘器。

二、重力除尘器设计

重力除尘器靠近净煤气设施布置，在一列式高炉布置时，一般布置在铁罐线的一侧。除尘器应采用高架式，清灰口以下的净空应能满足火车或汽车通过的要求。

重力除尘器的直径大小直接影响煤气在除尘器内的流速，若煤气流速大于灰尘沉降速度，则达不到除尘目的，煤气流速过小对除尘有好处，但要求重力除尘器的直径增大，占地面积大并且浪费材料。根据经验保证煤气在除尘器内的流速为0.6~1.0m/s为好，高限适用于高压高炉；除尘器直筒部分高度取决于煤气在除尘器内的停留时间，一般要保证煤气停留时间为12~15s。除尘器中心导入管可做成直筒或喇叭状。除尘器下部圆锥面与水平面的夹角应做成＞50°。除尘器内喇叭口以下的积灰体积应能具有足够的富余量(一般应满足三天的积灰量)，以避免斗中灰面距中心管出口太近，炉尘被气流带走。

三、重力除尘器附属设施设计

遮断阀（切断瓣）遮断阀应能满足高炉休风时，迅速将高炉和煤气管道系统分隔开。目前使用的都是带两个锥形的盘式阀，装在除尘器喇叭管的顶端。切断煤气的时候下降至喇叭管的底端，阀上人工压沙。电动卷扬遮断阀的操纵采用电动卷扬，提升此阀所需的力，应考虑被提升部件的重量、阀盘上煤气灰、沙子的重量及煤气压力，三者之和。为了避免冲击，钟形阀的升降速度不得超过0.1~0.2m/s。人孔重力除尘器开人孔主要是为了清灰、检查、吹扫和与大气连通起安全作用，安装时喇叭口最底部一定要有一个便于清灰的人孔，喇叭口离底部2m左右安装2个人孔，2个人孔安装在通过除尘器中心的同一条水平直线上，主要用于检修吹扫煤气和与大气连通确保安全，同时也用于清灰。安装人孔时，要贴近除尘器壁安装，这样人进出容易，且积灰少。排灰装置考虑到煤气灰堵塞及排灰系统的磨损，除尘器下部设置三个排灰管道系统，每个系统设有切断煤气灰的V形旋塞阀和切断煤气的两个球阀(阀门通径均为150mm) ，阀门为汽缸驱动。为了吸收管道的热膨胀，还设有波纹管。一般情况下，依次使用三个系统进行排灰。排灰时阀门开启顺序为:下部球阀→上部球阀斗→V形旋塞阀；排灰终止后阀门关闭顺序为：V形旋塞阀→上部球阀→下部球阀。在排灰管道下部还设有清灰搅拌机，用以向煤气灰中打水、搅拌，避免扬尘。

参考文献：

《炼铁设计参考资料》编写组 高炉炼铁生产技术手册 冶金工业出版社 1975年

葛荣华 高炉煤气除尘与热风炉实践 冶金工业出版社  2017年