УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОКРОЙ ОЧИСТКИ КОНВЕРТЕРНЫХ ГАЗОВ

Полезная модель относится к области чёрной металлургии, касается устройств скрубберов Вентури и может быть использована в системах мокрой газоочистки кислородно-конвертерных цехов металлургических комбинатов.
2
На сегодняшний день кислородно-конвертерный является основным способом производства стали. При выплавке стали в конвертере образуется горючий конвертерный газ, основными компонентами которого являются СО и H. Он также содержит значительное количество пыли, поэтому все конвертеры оборудуются системами газоочистки. В отечественной практике все кислородно-конвертерные цехи оборудованы системами мокрой газоочистки, характеризующиеся высокой надёжностью (см. например С.Б. Старк. Газоочистные аппараты и установки в металлургическом производстве: учебник для вузов, изд-е 2-е перераб. и доп. - М.: Металлургия, 1990. - 400 с.). Такие системы включают, как правило, цепочку последовательных аппаратов: скруббер, труба Вентури, каплеуловитель, дымосос, дымовую трубу и свечу дожигания - каждый элемент цепочки выполняет свою определенную функцию. Очистка газа от пыли осуществляется в трубе Вентури, где происходит смачивание частиц пыли водой, их коагуляция и удаление из газового потока в виде шлама.
Выход конвертерных газов отличается большой неравномерностью - максимум газов выделяется во время продувки расплава кислородом (около 10-15 мин) при полном цикле плавки порядка 30-35 мин. Для поддержания заданного уровня разрежения в системе газоочистки используют специальные устройства для регулирования проходного сечения горловины трубы Вентури. В аппаратах с круглым сечением горловины регулирование проходного сечения осуществляется с помощью подвижного конуса или заслонок в зависимости от количества газов, выходящих из конвертера. Схожие устройства применяются для регулирования проходного пространства труб Вентури прямоугольного сечения, общее описание таких устройств представлено в справочнике: В.С. Швыдский, М.Г. Ладыгичев Очистка газов: Справочное издание. - М.: Теплоэнергетик, 2002. – 640 с. В качестве примера таких устройств регулирования можно привести АС СССР № 1593688 от 12.02.88 г., МПК B01D 47/10, опубл. 23.09.90 г., Бюл. №35. и АС СССР № 121779, заявлено 29.01.1959 г., опубл. в Бюл. №16, 1959г. Недостатком указанных устройств является, во-первых, сложность монтажа и обслуживания, а во-вторых, невысокая надёжность, связанная с интенсивным запыливанием подвижных механизмов.
Наиболее близким к заявляемой полезной модели по технической сущности является «Устройство для регулирования проходного сечения трубы «Вентури» аппаратов мокрой газоочистки конвертерных газов» (патент РФ № 2 111 261, МПК С21С 5/38, B01D 47/10, опубл. 20.05.98г. Бюл. №14 - прототип), включающее трубу Вентури с прямоугольным сечением и регулируемым размером горловины, снабженную подвижным относительно горловины трубы регулировочным средством с приводом его перемещения, выполненным в виде сложного составного пантографа из не менее чем двух пантографов с общим  смежным звеном, крайние противоположные звенья которого жестко соединены с корпусом газоотвода, а расположенные в горловине трубы Вентури подвижные шарнирные звенья выполнены в виде несущих стоек, с закреплённым на них покровным материалом, при этом общее промежуточное звено снабжено тягой, соединенной с приводом перемещения регулировочного средства. Конструкция такого устройства отличается надёжностью и позволяет эффективно регулировать проходное сечение конвертерных газов с помощью системы пантографов. В тоже время устройство не позволяет производить мокрую очистку газового потока от пыли.
Целью полезной модели является создание такого устройства, которое наряду с функцией регулирования проходного сечения трубы Вентури, одновременно позволяло бы осуществлять эффективную мокрую очистку газового потока от пыли.
Поставленная цель достигается тем, что предлагается «Устройство для регулирования проходного сечения трубы Вентури аппаратов мокрой газоочистки конвертерных газов», включающее трубу Вентури с прямоугольным сечением и регулируемым размером горловины, снабженную подвижным относительно горловины трубы регулировочным средством, выполненным в виде сложного составного пантографа - большого (нижнего) и малого (верхнего) пантографов с общим смежным звеном, снабженным тягой, соединенной с приводом перемещения регулировочного средства, при этом малый пантограф установлен над горловиной трубы Вентури и шарнирно закреплен на нижней поверхности глухой перемычки, между смежными газоотводами, при этом шарнирные звенья составного пантографа выполнены в виде несущих стоек, а оси шарниров верхнего и нижнего пантографов взаимно перпендикулярны, крайнее нижнее звено большого пантографа выполнено полым и шарнирно соединено с корпусом трубы Вентури посредством заглушек, цилиндрические части которых в виде несущих полуосей размещены в полости звена, а фланцевые части, выполненные в виде крышек, герметично закреплены на наружной поверхности корпуса, отличающееся тем, что устройство дополнительно оборудовано форсунками для орошения поступающих газов, смачивания и удаления пыли из газового потока.
В наилучшем виде реализации устройство содержит от восьми до двадцати форсунок, установленных в газоподводящих трактах в равном количестве для равномерного орошения потока газов. При этом указанные форсунки выполнены эвольвентного типа с целью лучшего дробления струй воды и эффективного смачивания частиц пыли. Форсунки эвольвентного типа, кроме того, менее требовательны к качеству воды в условиях оборотного цикла металлургического предприятия. Шарнирные соединения составного пантографа выполнены в виде рояльных петлей с целью повышения надёжности и исключения заклинивания подвижных шарнирных соединений. Корпус устройства оснащён как минимум одним люком для визуального контроля и обслуживания внутреннего пространства устройства.
Общий вид нового устройства (продольный разрез) представлен на фиг.1. Оно содержит корпус 1, газоподводящие тракты 2, горловину 3, составной пантограф, включающий «малый» пантограф 4 и «большой» пантограф 5 с общим смежным звеном 6, жёстко скреплённым с приводной тягой 7, форсунки 8 и люки 9 для обслуживания внутреннего пространства устройства. Работа устройства осуществляется следующим образом. Конвертерные газы поступают по газоподводящим трактам 2 и орошаются водой, подаваемой из форсунок 8. Очищенные от пыли газы поступают в горловину трубы Вентури 3 и отводятся в нижнюю часть через пространство «А» между боковыми стенками корпуса 1 и нижним пантографом 4. В случае увеличения или уменьшения объёма поступающих конвертерных газов по ходу плавки, изменяют проходное сечение «В» в горловине трубы Вентури путём подъёма или опускания приводной тяги 7, соединённой сверху с устройством гидропривода. Подъём тяги 7 приводит к «раскладыванию» составного пантографа, уменьшению размера «B» и соответственно увеличению проходного пространства «А».
Испытания предложенной полезной модели были проведены в кислородно-конвертерном цехе ОАО «ММК». Установка нового устройства в системе мокрой газоочистки позволила сократить количество агрегатов газоочистки, снизить капитальные затраты на монтаж и эксплуатацию, уменьшить запыленность конвертерных газов на 28%.