濕除塵后的煤氣含有大量細(xì)顆粒水滴,板式換熱器而且水滴吸附有塵泥,這些水滴必須除去,否則會降低凈煤氣的發(fā)熱值,腐蝕和堵塞煤氣管道,降低除塵效果。因此,在煤氣除塵系統(tǒng)精細(xì)除塵設(shè)備之后設(shè)有換熱器,又稱灰泥捕集器,使凈煤氣中吸附有粉塵的水滴從煤氣中分離出來。
高爐煤氣除塵系統(tǒng)常用的換熱器有重力式換熱器、擋板式換熱器和填料式換熱器等。
重力式換熱器
重力式換熱器示意如圖17-14所示。其工作原理是氣流進(jìn)人換熱器后,由于氣流流速和方向的突然改變,氣流中吸附有塵泥的水滴在重力和慣性力作用下沉降,與氣流分離。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單,不易堵塞,但脫泥、換熱的效率不高。它通常安裝在文氏管后。
高爐煤氣由爐頂封板(爐頭)引出,經(jīng)導(dǎo)出管、上升管、下降管進(jìn)人重力除塵器,如圖17-17所示。從粗除塵設(shè)備到半精細(xì)除塵設(shè)備之間的煤氣管道稱為荒煤氣管道,從半精細(xì)除塵設(shè)備到精細(xì)除塵設(shè)備之間的煤氣管道稱為半凈煤氣管道,精細(xì)除塵設(shè)備以后的煤氣管道稱為凈煤氣管道。
煤氣導(dǎo)出管的設(shè)置應(yīng)有利于煤氣在爐喉截面上均勻分布,減少爐塵攜出量。小型高爐設(shè)置兩根導(dǎo)出管,大型高爐設(shè)有4根導(dǎo)出管,均勻分布在爐頭處,總截面積大于爐喉截面積的40%,煤氣在導(dǎo)出管內(nèi)的流速為3-4m/s,導(dǎo)出管傾角應(yīng)大于500,一般為530,以防止灰塵沉積堵塞管道。
導(dǎo)出管上部成對地合并在一起的垂直部分稱為煤氣上升管。煤氣上升管的總截面積為爐喉截面積的25%-35%,上升管內(nèi)煤氣流速為5一7m/s。上升管的高度應(yīng)能保證下降管有足夠大的坡度。
由上升管通向重力除塵器的一段為煤氣下降管。為了防止煤氣灰塵在下降管內(nèi)沉積堵塞管道,下降管內(nèi)煤氣流速應(yīng)大于上升管內(nèi)煤氣流速,一般為6一9m/s,或按下降管總截面積為上升管總截面積的80%考慮,同時應(yīng)保證下降管傾角大于4000
擋板式換熱器
擋板式換熱器結(jié)構(gòu)如圖17-15所示。擋板式換熱器一般設(shè)在調(diào)壓閥組之后,煤氣從切線方向進(jìn)入后,經(jīng)曲折擋板回路,塵泥在離心力和重力作用下與擋板、器壁接觸被吸附在擋板和器壁上、積聚并向下流動而被除去。
填料式換熱器
填料式換熱器結(jié)構(gòu)見圖17-16。其換熱原理是靠煤氣流中的水滴與填料相撞失去動能,從而使水滴與氣流分離。一般設(shè)二層填料。填料式換熱器作為zui后一級換熱設(shè)備,其換熱效率為85%。