CN105648139A - 一种转炉煤气降温压力雾化装置及工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种转炉煤气降温压力雾化装置及工艺，包括增压雾化工序，所述增压雾化工序的具体工序如下：雾化水依次经过使用管路上的变频水泵增压后流入主管路中；增压后的雾化水经过主管路后分两路，一路多余的雾化水将经旁路管路的旁路阀返回水箱，另一路经过雾化管路进入喷枪中；本发明高效智能，优化工艺；减少气体的浪费，节约成本，设计优化且使用效果良好，通过调节开关实现精确控制与调节。

Description

一种转炉煤气降温压力雾化装置及工艺

技术领域

本发明涉及一种转炉煤气降温压力雾化装置及工艺，涉及转炉煤气降温雾化领域。

背景技术

目前，普遍使用气流雾化工艺，该工艺一般采用蒸汽或氮气，将水在喷枪的喷嘴处雾化后，喷入蒸发冷却器中，由于雾滴极为细小，因此可以瞬间蒸发，将1000°C左右的煤气快速地降低到200°C以下。管网来水水压为0.5-1.0MPa，经过气动开关和气动调节阀门后，由总流量计和压力表分别计量流量和压力，然后进入各个喷枪支路。喷枪支路安装有流量计，以检测各个喷枪的流量和堵塞情况。喷枪数量由具体设计决定。雾化气体来自工艺管道，气压为0.5-1.0MPa，经过气动开关和气动调节阀门后，由总流量计和压力表分别计量流量和压力，之后分别进入各个喷枪支路，通过软管道进入喷枪。

该工艺存在一些缺点：1.消耗大量的气体，这些气体价值颇高，造成大量浪费，成本高；2.喷枪的保护不理想，寿命短；3.蒸汽雾化时，带入大量蒸汽热能，氮气雾化时，由于氮气的混入降低了燃气的热值，使用效果差；4.若用蒸汽雾化，则加大了后续设备的冷却热负荷，影响使用寿命，降低使用效果。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种成本低廉、设计优化且使用效果良好的转炉煤气降温压力雾化装置及工艺。

为解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：

本发明所述的一种转炉煤气降温压力雾化装置，其包括自动上水装置、降温保护装置、备用保护气支路、喷枪以及增压雾化装置；

自动上水装置包括设置在水箱上的水位计以及与水箱连接的自动上水阀；

降温保护装置包括与水箱连接的使用管路、与使用管路结构相同且与水箱连接的备用管路、一端分别与使用管路以及备用管路连接的主管路、并联在主管路另一端的雾化管路以及旁路管路；

增压雾化装置包括冷却液体水入口、设置在冷却液体水入口与喷枪之间的第一管路、与喷枪连接的回水第二管路、与回水第二管路连通的冷却水回水箱以及设置在水箱与冷却水回水箱之间的回水第一管路；

在旁路管路上设置有旁路阀，旁路管路的另一端与水箱连通，在主管路串联有总流量计与总压力远程表，在雾化管路设置有雾化水调节阀、雾化水流量计、雾化水截止阀以及雾化水过滤器，通过雾化水软管与喷枪的喷嘴连通；

备用保护气支路通过保护气体气动、电动开关与喷枪的喷嘴连通；

在第一管路上依次设置有冷却液体水过滤器、冷却液体水流量计、冷却液体水单向阀、冷却液体水截止阀以及冷却液体水调节阀并通过冷却液体水软管与喷枪连通；

在回水第二管路依次设置有与喷枪连通的回水软管、回水截止阀、第一回水流量计以及第一回水调节阀；

在回水第一管路设置有回水压力指示表、回水压力远传表、第二回水调节阀以及第二回水流量计；

在使用管路上依次设置有总压力指示表、远程开关阀门、远程调节阀门、总止逆阀、变频水泵、总过滤器以及总截止阀；

每支喷枪上有至少一个喷嘴，至少一个喷枪上的设置有调节开关。

使用本发明的工艺，其借助权利要求本发明的转炉煤气降温压力雾化装置来完成，其分为如下工况：

a工况，正常工作时，执行增压雾化步骤；

b工况，喷枪需要冷却降温时，同时执行增压雾化步骤与喷枪降温保护步骤和/或在增压雾化步骤工作完毕后执行增压雾化步骤；

c工况，水箱的水位计检测到液面过低时，同时执行增压雾化步骤与自动上水步骤和/或在增压雾化步骤工作完毕后执行自动上水步骤；

d工况，喷枪内的水不足或缺少时，同时执行增压雾化步骤与备用保护气保护步骤；

所述增压雾化步骤包括：雾化水依次经过使用管路上的变频水泵增压后流入主管路中；增压后的雾化水经过主管路后分两路，一路多余的雾化水将经旁路管路的旁路阀返回水箱，另一路经过雾化管路进入喷枪中；当使用管路发生故障后，雾化水经备用管路流入主管路。

进一步，所述喷枪降温保护步骤具体如下：冷却液体水经第一管路进入喷枪中进行降温冷却，降温冷却后的冷却液体水经回水第二管路流入水箱中。

所述自动上水步骤具体如下：动上水阀打开，雾化水通过自动上水阀对水箱上水，当水箱内的水上满后，自动上水阀关闭。

所述备用保护气保护步骤具体如下：保护气体气动、电动开关打开，保护气体喷入喷枪内，通过喷枪的喷嘴进入到设备内。

进一步，增压后的雾化水在喷枪的喷嘴的喷雾压力为1.0-7.0MPa冷却水压力为0.1-1.0MPa。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：

本发明采用变压泵实现自动反馈变压调节，高效智能，优化工艺；减少气体的浪费，节约成本；采用冷却水降温，提高喷枪的使用寿命，对喷嘴保护合理，省去了后续的冷却热负荷，本发明成本低廉、设计优化且使用效果良好，通过调节开关实现精确控制与调节。

附图说明

图1是本发明管路连接的结构连接图。

其中：1、冷却液体水入口；2、冷却液体水过滤器；3、冷却液体水流量计；4、冷却液体水单向阀；5、冷却液体水截止阀；6、冷却液体水调节阀；7、冷却液体水软管；8、保护气体气动、电动开关；9、喷枪；10、回水第二管路；11、第一回水调节阀；12、第一回水流量计；13、回水截止阀；14、回水软管；15、雾化水软管；16、雾化水过滤器；17、雾化水截止阀；18、雾化水流量计；19、雾化水调节阀；20、总流量计；21、总压力远程表；22、总压力指示表；23、远程开关阀门；24、远程调节阀门；25、总止逆阀；26、变频水泵；27、总过滤器；28、总截止阀；29、水箱；30、水位计；31、自动上水阀；32、回水压力指示表；33、回水压力远传表；34、第二回水调节阀；35、第二回水流量计；36、冷却水回水箱；37、回水第一管路；38、旁路管路；39、旁路阀；40、雾化管路；41、主管路；42、使用管路；43、备用管路；44、第一管路。

具体实施方式

如图1所示：本发明管路系统包括自动上水装置、降温保护装置、备用保护气支路以及增压雾化装置；

自动上水装置包括设置在水箱29上的水位计30以及与水箱29连接的自动上水阀31；降温保护装置包括与水箱29连接的使用管路42、与使用管路42结构相同且与水箱29连接的备用管路43、一端分别与使用管路42以及备用管路43连接的主管路41、并联在主管路41另一端的雾化管路40以及旁路管路38；增压雾化装置包括冷却液体水入口1、设置在冷却液体水入口1与喷枪9之间的第一管路44、与喷枪9连接的回水第二管路10、与回水第二管路10连通的冷却水回水箱36以及设置在水箱29与冷却水回水箱36之间的回水第一管路37；

在旁路管路38上设置有旁路阀39，旁路管路38的另一端与水箱29连通，在主管路41串联有总流量计20与总压力远程表21，在雾化管路40设置有雾化水调节阀19、雾化水流量计18、雾化水截止阀17以及雾化水过滤器16，通过雾化水软管15与喷枪9的喷嘴连通；备用保护气支路通过保护气体气动、电动开关8与喷枪9的喷嘴连通，在第一管路44上依次设置有冷却液体水过滤器2、冷却液体水流量计3、冷却液体水单向阀4、冷却液体水截止阀5以及冷却液体水调节阀6，其通过冷却液体水软管7与喷枪9连通，在回水第二管路10依次设置有与喷枪9连通的回水软管14、回水截止阀13、第一回水流量计12以及第一回水调节阀11；在回水第一管路37设置有回水压力指示表32、回水压力远传表33、第二回水调节阀34以及第二回水流量计35；在使用管路42上依次设置有总压力指示表22、远程开关阀门23、远程调节阀门24、总止逆阀25、变频水泵26、总过滤器27以及总截止阀28。本系统通过单片机或电控器件是显而易见的，从而实现智能控制，调节方便。

本发明包括增压雾化工序，增压雾化工序的具体工序如下：如图1所示，使用本发明的工艺，包括增压雾化工序，增压雾化工序的具体工序如下：雾化水依次经过使用管路42上的变频水泵26增压后流入主管路41中；增压后的雾化水经过主管路41后分两路，一路多余的雾化水将经旁路管路38的旁路阀39返回水箱29，另一路经过雾化管路40进入喷枪9中。

作为进一步优选，本发明还包括喷枪降温保护工序，喷枪降温保护工序的具体工序如下：当喷枪9需要冷却降温时，冷却液体水经第一管路44进入喷枪9中进行降温冷却，降温冷却后的冷却液体水经回水第二管路10流入水箱29中。

作为进一步优选，本发明增压雾化工序还包括与使用管路42结构相同的备用管路43，当使用管路42发生故障后，雾化水经备用管路43流入主管路41。

作为进一步优选，本发明还包含备用保护气支路，保护气体经过保护气支路上的保护气体气动、电动开关8与喷枪9连通，正常工作时，保护气体气动、电动开关8关闭；当喷枪9内的水不足或缺少时保护气体气动、电动开关8打开，保护气体喷入喷枪9内，通过喷枪9的喷嘴进入到设备内。

作为进一步优选，本发明还包括自动上水工序：当水箱29的水位计30检测到液面过低时，自动上水阀31打开，雾化水通过自动上水阀31对水箱29上水，当水箱29内的水上满后，自动上水阀31关闭，备用管路43与使用管路42分别与水箱29连通。

作为进一步优选，水箱29的雾化水经过总截止阀28与总过滤器27后，通过变频水泵26增压，依次流经使用管路42上的总止逆阀25、远程调节阀门24、远程开关阀门23以及总压力指示表22后，进入主管路41的总压力远程表21与总流量计20；从主管路41流出的雾化水依次经过雾化管路40上的雾化水调节阀19、雾化水流量计18、雾化水截止阀17以及雾化水过滤器16通过雾化水软管15进入喷枪9中并从喷枪9的喷嘴喷出。

作为进一步优选，冷却液体水从冷却液体水入口1进入第一管路44，依次通过第一管路44上的冷却液体水过滤器2、冷却液体水流量计3、冷却液体水单向阀4、冷却液体水截止阀5以及冷却液体水调节阀6通过冷却液体水软管7进入喷枪9中，降温冷却后的冷却液体水经回水第二管路10上的回水软管14、回水截止阀13、第一回水流量计12以及第一回水调节阀11进入冷却水回水箱36中，然后从冷却水回水箱36连通有回水第一管路37上的回水压力指示表32、回水压力远传表33、第二回水调节阀34以及第二回水流量计35流入水箱29中。

作为进一步优选，增压后的雾化水在喷枪10的喷嘴喷雾压力范围为1.0-7.0MPa冷却水压力范围为0.1-1.0MPa。

作为进一步优选，每支喷枪9上有至少一个喷嘴，至少一个喷枪上的设置有调节开关。

喷枪10的数目若干个，每支喷枪带有若干个喷嘴，每个支路安装有流量计，随时检测各个喷枪10的各个喷嘴流量和堵塞情况。喷枪10总数量由具体喷水量设计决定。气体优选氮气主要作为备用。通过冷却水保护喷枪免受高温烧毁。

作为优选，本工艺设计参数如下：最大喷雾压力7.0MPa，最小喷雾压力1.0MPA，喷枪保护冷却水的压力0.1-1.0MPA，保护气备用，根据具体工艺决定使用量。喷枪数量若干只，排列方式：塔截面均匀分布，单喷枪10的流量1-15吨/h,喷枪可以安装若干个喷嘴，单个喷嘴流量0.1-3吨/h,若干个喷嘴/喷枪。进一步：压力5.0MPa，,14支枪,4喷嘴/枪，流量4吨/支枪，总水量56吨，雾滴平均直径65微米，最大直径150微米。本发明变频调节配合喷嘴开关调节，流量范围：1:80（变频调节流量范围：1:2；喷嘴开关调节流量范围：1:40）；回流调节配合喷嘴开关调节，流量范围：1:60（回流调节流量范围：1:4，开关调节流量范围，1:15）烟气温度可降低到200°C以下。

本发明的最大喷雾压力7.0MPa，最小喷雾压力1.0MPa，冷却水压力0.1-1.0MPa。

本发明采用变频调节喷雾量和关闭喷枪调节喷雾量的调节方法以及回流调节喷雾量的调节方法。作为本领域公知常识，也可以其他压力泵、仪表或阀组，尤其是变压泵、仪表或阀组作为本发明的变形结构是显而易见的。

采用任何水泵增加压力产生高压而配置的压力雾化工艺，都是本专利的内容，采用任何同样作用的仪表配置的雾化工艺都是本专利的内容。

无论采用几只喷枪，喷枪含有几个喷嘴，带有保护冷水或冷风的装置，都是本专利的内容。

采用任何软件编制的控制系统，只要是为上述压力雾化系统工艺设计，都是本专利的内容。

无论是在钢铁行业还是其他如水泥、玻璃、有色金属、窑炉等行业，只要是上述工艺方案，都是本专利权范围。

无论是喷入高温气体内，正、负压环境内，喷雾介质为水及以外的液体，只要是上述工艺方案，都是本专利权范围。

无论是为了干燥，降温，调湿，传质，反应等过程，只要是上述工艺方案，都是本专利权范围。

本发明采用变压泵实现自动反馈变压调节，高效智能，优化工艺；减少气体的浪费，节约成本；采用冷却水降温，提高喷枪的使用寿命，对喷嘴保护合理，省去了后续的冷却热负荷，本发明成本低廉、设计优化且使用效果良好。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；作为本领域技术人员对本发明的多个技术方案进行组合是显而易见的。而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种转炉煤气降温压力雾化装置，其特征在于：包括自动上水装置、降温保护装置、备用保护气支路、喷枪（9）以及增压雾化装置；

自动上水装置包括设置在水箱（29）上的水位计（30）以及与水箱（29）连接的自动上水阀（31）；

降温保护装置包括与水箱（29）连接的使用管路（42）、与使用管路（42）结构相同且与水箱（29）连接的备用管路（43）、一端分别与使用管路（42）以及备用管路（43）连接的主管路（41）、并联在主管路（41）另一端的雾化管路（40）以及旁路管路（38）；

增压雾化装置包括冷却液体水入口（1）、设置在冷却液体水入口（1）与喷枪（9）之间的第一管路（44）、与喷枪（9）连接的回水第二管路（10）、与回水第二管路（10）连通的冷却水回水箱（36）以及设置在水箱（29）与冷却水回水箱（36）之间的回水第一管路（37）；

在旁路管路（38）上设置有旁路阀（39），旁路管路（38）的另一端与水箱（29）连通，在主管路（41）串联有总流量计（20）与总压力远程表（21），在雾化管路（40）设置有雾化水调节阀（19）、雾化水流量计（18）、雾化水截止阀（17）以及雾化水过滤器（16），通过雾化水软管（15）与喷枪（9）的喷嘴连通；

备用保护气支路通过保护气体气动、电动开关（8）与喷枪（9）的喷嘴连通；

在第一管路（44）上依次设置有冷却液体水过滤器（2）、冷却液体水流量计（3）、冷却液体水单向阀（4）、冷却液体水截止阀（5）以及冷却液体水调节阀（6）并通过冷却液体水软管（7）与喷枪（9）连通；

在回水第二管路（10）依次设置有与喷枪（9）连通的回水软管（14）、回水截止阀（13）、第一回水流量计（12）以及第一回水调节阀（11）；

在回水第一管路（37）设置有回水压力指示表（32）、回水压力远传表（33）、第二回水调节阀（34）以及第二回水流量计（35）；

在使用管路（42）上依次设置有总压力指示表（22）、远程开关阀门（23）、远程调节阀门（24）、总止逆阀（25）、变频水泵（26）、总过滤器（27）以及总截止阀（28）；

每支喷枪(9)上有至少一个喷嘴，至少一个喷枪上的设置有调节开关。

2.一种转炉煤气降温压力雾化装置的工艺，其特征在于：其借助权利要求1所述的转炉煤气降温压力雾化装置来完成，其分为如下工况：

a工况，正常工作时，执行增压雾化步骤；

b工况，喷枪(9)需要冷却降温时，同时执行增压雾化步骤与喷枪降温保护步骤和/或在增压雾化步骤工作完毕后执行增压雾化步骤；

c工况，水箱(29)的水位计(30)检测到液面过低时，同时执行增压雾化步骤与自动上水步骤和/或在增压雾化步骤工作完毕后执行自动上水步骤；

d工况，喷枪(9)内的水不足或缺少时，同时执行增压雾化步骤与备用保护气保护步骤；

所述增压雾化步骤包括：雾化水依次经过使用管路(42)上的变频水泵(26)增压后流入主管路(41)中；增压后的雾化水经过主管路(41)后分两路，一路多余的雾化水将经旁路管路(38)的旁路阀(39)返回水箱(29)，另一路经过雾化管路(40)进入喷枪(9)中；当使用管路(42)发生故障后，雾化水经备用管路(43)流入主管路(41)。

3.根据权利要求2所述的一种转炉煤气降温压力雾化装置的工艺，其特征在于：所述喷枪降温保护步骤具体如下：冷却液体水经第一管路(44)进入喷枪(9)中进行降温冷却，降温冷却后的冷却液体水经回水第二管路(10)流入水箱(29)中。

4.根据权利要求2所述的一种转炉煤气降温压力雾化装置的工艺，其特征在于：所述自动上水步骤具体如下：动上水阀(31)打开，雾化水通过自动上水阀(31)对水箱(29)上水，当水箱（29）内的水上满后，自动上水阀(31)关闭。

5.根据权利要求2所述的一种转炉煤气降温压力雾化装置的工艺，其特征在于：所述备用保护气保护步骤具体如下：保护气体气动、电动开关（8）打开，保护气体喷入喷枪（9）内，通过喷枪（9）的喷嘴进入到设备内。

6.根据权利要求2所述的一种转炉煤气降温压力雾化装置的工艺，其特征在于：增压后的雾化水在喷枪（10）的喷嘴的喷雾压力为1.0—7.0MPa冷却水压力为0.1-1.0MPa。