CN105861076B - 煤气卧式喷淋降温脱水一体化系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种煤气卧式喷淋降温脱水一体化系统，主要为了系统可以方便地在现有煤气管道或在新建煤气管道上设置且占地空间小而进行的设计。本发明煤气卧式喷淋降温脱水一体化系统包括沿液体流动方向连接成循环回路的循环水装置、卧式煤气脱水装置，在进口煤气管道上设置有至少一个喷淋降温装置。本发明由于占地空间较小可以方便的增加设置在现有或新建的煤气管道上，整个系统先利用少量的雾化水对高温煤气进行喷淋降温以及对含有有害酸性物质和盐的高炉煤气进行洗涤，再将含有机械水的煤气在卧式煤气脱水装置中进行高速旋流，离心力的作用下脱除机械水滴，不仅可以保护管网和设备，同时提高了煤气的热利用率，节约了能源。

Description

煤气卧式喷淋降温脱水一体化系统

技术领域

本发明涉及一种煤气卧式喷淋降温脱水一体化系统。

背景技术

高炉煤气是冶金企业高炉冶炼过程中的副产气，在钢铁企业能源结构中占据重要位置。2000年以前，高炉煤气净化工艺主要以湿法为主，随着环境保护要求的提高和干法布袋除尘技术的日趋成熟和过滤材料(布袋)的革新，干法除尘已经成为了一种趋势和最为主流的净化工艺。与湿法除尘相比，干法除尘余压发电量同比增加约25％～30％,具有占地少，投资省，煤气含尘量低，可利用的煤气显热大、不产生废水、环境污染相对较小等优点。另一方面，高炉煤气干法除尘也带来了明显的缺点：一是干式TRT后或调压阀组后煤气温度较高，一般在70℃～100℃左右，难以满足部分设备如干式煤气柜、CCPP发电机组等对煤气进气较低温度要求；二是干法除尘的煤气中含有部分酸性气体(SO₂、SO₃、H₂S、HCL等)和NH₄CL盐，对煤气管道和附件及其使用设备造成腐蚀和通道堵塞，对管道和设备产生危害，造成重大的安全隐患，增加运行维护成本。

针对上述问题，目前部分企业的解决办法是在TRT出口或用户的煤气管道上增加洗涤塔等洗涤降温设施，以去除煤气中的有害物质。这一方法虽然有效，但由于洗涤塔及其附属设施存在占地面积大(洗涤塔直径6～10m，根据炉容大小而不同)，投资高，用水量大(同比是本发明的2～4倍)，运行成本高等原因而受到很大的限制，尤其在已建成投产的系统中增加洗涤塔更有较大的困难。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种可以方便地在现有煤气管道或在新建煤气管道上设置的煤气卧式喷淋降温脱水一体化系统，煤气卧式喷淋降温脱水一体化系统不仅可以降低煤气的温度，还可以去除煤气中的部分酸性物质和盐，提高煤气的品质，延长煤气管道和设备的使用寿命，且可以节约用地，减少运行维护费用。

为达到上述目的，本发明一种煤气卧式喷淋降温脱水一体化系统，所述系统包括沿液体流动方向连接成循环回路的循环水装置、卧式煤气脱水装置；

所述卧式煤气脱水装置横向安装在煤气管道上，所述卧式煤气脱水装置包括沿气体的流动方向依次设置的进口管段、旋流机构、脱水壳体、出口管段，其中，所述的进口管段、出口管段分别与进口煤气管道、出口煤气管道连通，所述脱水壳体的靠近所述出口管段的下方设置有集水漏斗，所述集水漏斗与所述循环水装置通过排水管连接，所述进口煤气管道上设置有至少一个喷淋降温装置，所述喷淋降温装置的进水口与所述循环水装置通过给水管连接；

所述循环水装置设置的高度低于所述集水漏斗出水口的高度，所述给水管路上设置有循环水泵。

进一步地，所述进口煤气管道上设置有进口隔断装置，所述出口煤气管道上设置有出口隔断装置，在所述进口煤气管道的进口隔断装置的上游与出口煤气管道上的出口隔断装置的下游之间设置有煤气旁路，所述煤气旁路上设置有旁路隔断装置。

进一步地，所述进口煤气管道上在所述进口隔断装置的下游间距设置有两个喷淋降温装置，分别为一级喷淋降温装置和二级喷淋降温装置，所述一级喷淋降温装置包括一级喷淋装置壳体、一级检修孔、一级喷嘴，所述二级喷淋降温装置包括二级喷淋装置壳体、二级检修孔、二级喷嘴；

所述一级喷嘴和所述二级喷嘴为实心双流体雾化喷嘴。

进一步地，所述给水管路与所述一级喷淋降温装置和二级喷淋降温装置分别通过一级支管、二级支管连通，所述一级支管、二级支管上分别设置有一级阀门和二级阀门；

在所述循环水泵的下游所述一级支管和二级支管的上游所述集水管路上设置有流量调节阀和流量计，所述流量调节阀与所述流量计联锁。

进一步地，在所述集水漏斗的下部所述排水管路上设有排水U型水封段；

所述集水漏斗中设有除沫器，所述排水U型水封段上设有管道式PH计。

进一步地，所述循环水装置包括循环水池和设置在所述循环水池上方的循环水冷却塔；

所述集水漏斗内的液体通过所述排水管利用液差与所述循环水冷却塔的进水口连通，所述循环水池的出水口通过给水管路与所述的喷淋降温装置连接。

进一步地，所述循环水池底部设有氮气鼓泡管，氮气鼓泡管上设有小孔；

所述循环水池顶部设有用于排放夹带在水中的煤气的循环水池排放管。

进一步地，所述循环水池连接有补水管，所述补水管上设置有补水管控制阀，所述循环水池中设置有液位计；

所述液位计与所述补水管控制阀联锁。

进一步地，所述给水管路上在循环水泵的下游流量调节阀的上游设置有给水U型水封段。

进一步地，所述旋流机构包括与所述脱水壳体连接的前部扩径管以及设置在前部扩径管内的旋流子，所述旋流子与所述前部扩径管之间设置有二元流或三元流叶片；

所述脱水壳体靠近旋流机构的一端设置有前部检修孔，所述脱水壳体靠近所述出口管段的一端设置有后部检修孔，所述前部检修孔和后部检修孔上均设有密封部件，所述密封部件上设置有氮气吹扫口；

所述脱水壳体靠近所述出口管段的一端的上部设置有放散机构，所述放散机构包括与所述脱水壳体连接的放散管以及设置在所述放散管上的取样管、放散阀。

本发明煤气卧式喷淋降温脱水一体化系统可以安装在某一座高炉低压净煤气出口与全厂总管网之间的管路上，也可以安装在单一煤气用户前煤气管道上，进口煤气管道可以与高炉煤气调压阀组出口、TRT(BPRT、STRT)出口管道焊接或法兰连接，或与用户煤气管道连接；出口煤气管道可以与全厂高炉煤气总管连接，或与某一用户入口管道连接。

本发明煤气卧式喷淋降温脱水一体化系统由于占地空间较小可以方便的增加设置在现有或新建的煤气管道上，整个系统先利用设置在管道上的喷淋降温装置对煤气进行喷淋降温，同时洗涤部分有害酸性物质和盐，而后含有机械水的煤气在卧式煤气脱水装置中进行高速旋流，并在离心力的作用下脱除机械水滴，不仅可以保护管网和设备，并由于煤气中脱除了机械水，提高了媒体的热利用率，节约了能源。

附图说明

图1是本发明煤气卧式喷淋降温脱水一体化系统示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明做进一步的描述。

实施例1

如图1所示，本实施例煤气卧式喷淋降温脱水一体化系统，所述系统包括沿液体流动方向连接成循环回路的循环水装置7、卧式煤气脱水装置6。所述卧式煤气脱水装置6横向安装在煤气管道上，所述卧式煤气脱水装置6包括沿气体的流动方向依次设置的进口管段61、旋流机构、脱水壳体64、出口管段66，所述旋流机构包括与所述脱水壳体64和进口管段61连接的前部扩径管62，以及设置在所述前部扩径管62内的旋流子63，所述旋流子63与所述前部扩径管62之间设置有二元流或三元流叶片；所述脱水壳体64的末端连接有后部缩径管65，出口管段66穿过所述的后部缩径管65与所述脱水壳体64连通；所述脱水壳体64靠近所述出口管段66的下方设置有集水漏斗610，所述循环水装置7设置的高度低于所述集水漏斗610出水口的高度，循环水装置7包括循环水池72和设置在所述循环水池72上方的循环水冷却塔74；所述集水漏斗610与所述循环水冷却塔74的进水口通过排水管连接；在所述集水漏斗610的下部所述排水管路上设有排水U型水封段614，所述集水漏斗610中设有高效除沫器612，所述排水U型水封段614上设有管道式PH计613，管道式PH计613可以用于排水管路中检测循环的洗涤水的PH值，进一步可以通过液体的PH值来判断控制喷水量，所述排水U型水封段614可以防止煤气随排水管道带出，保护人身安全；高效除沫器612，可以将液体中高速撞击产生的泡沫有效去除，顺利排水，防止积液。

其中，所述的进口管段61、出口管段66与分别与进口煤气管道9、出口煤气管道10连通。所述进口煤气管道9上设置有进口隔断装置1，所述出口煤气管道10上设置有出口隔断装置2，在所述进口煤气管道的进口隔断装置1的上游与出口煤气管道上的出口隔断装置2的下游之间设置有煤气旁路管路11，所述煤气旁路管路11上设置有旁路隔断装置3。所述进口隔断装置1由进口蝶阀101和进口盲板阀102组成，所述出口隔断装置2由出口蝶阀21和出口盲板阀22组成，所述旁路隔断装置3由包括旁路蝶阀31和旁路盲板阀32组成。所述进口煤气管道9上在所述进口隔断装置1的下游间距设置有两个喷淋降温装置，分别为一级喷淋降温装置4和二级喷淋降温装置5，其中，所述二级喷淋装置5靠近卧式煤气脱水装置6设置，且在二级喷淋装置5之后煤气管道保持一定长度的直管段(其长度应根据煤气温度和汽化条件决定)。所述一级喷淋装置4和二级喷淋装置5通过与循环水池72连接的给水管路710进水。

所述一级喷淋降温装置4包括一级喷淋装置壳体41、一级检修孔42、一级喷嘴43，所述二级喷淋降温装置5包括二级喷淋装置壳体51、二级检修孔52、二级喷嘴53；所述一级喷嘴43和所述二级喷嘴53为实心双流体雾化喷嘴。

所述给水管路710与所述一级喷淋降温装置4和二级喷淋降温装置5分别通过一级支管、二级支管连通，所述一级支管、二级支管上分别设置有一级阀门和二级阀门；所述给水管路在所述一级支管的上游沿循环水的流动方向依次设置有循环水泵79、给水U型水封段、调节装置8，所述调节装置8包括流量调节阀81和流量计82。所述给水U型水封段可以防止煤气倒流至循环水池72。

循环水装置7具有将来自洗涤和除盐之后的循环水进行冷却，调质、沉淀的作用，并将一部分不合格的循环水通过循环水排出管75送出至厂区水处理系统进行处理，同时所述循环水池还连接有补水管77，补充洗涤降温过程中损耗掉的水和少量外排水。冷却塔74下部设有循环水池72，循环水池72底部设有氮气鼓泡管71，氮气鼓泡管71上设有规则形小孔，所述循环水池顶部设有用于排放夹带在水中的煤气的循环水池排放管76，循环水中夹带的煤气通过鼓泡浮升后通过循环水池排放管76排放，防止煤气聚集。氮气鼓泡管71上设规则微型通气孔具有防堵塞和自清洁功能。

本实施例煤气卧式喷淋降温脱水一体化系统的一级喷淋降温装置4和二级喷淋降温装置5的一级喷嘴43和二级喷嘴53，采用顺喷或者逆喷的形式，利用雾化介质氮气或其他惰性气体作为雾化介质，形成的水雾可全部覆盖整个喷淋装置壳体内，而后洗涤降温后的煤气进入卧式煤气脱水装置经旋流机构旋流后，水与煤气充分接触，将煤气中的酸性物质和盐溶解至水中，并可将水旋流至脱水器管壁并沉积于底部，将煤气中绝大部分机械水脱除。为了检修的方便，所述脱水壳体64靠近旋流机构的一端设置有前部检修孔67，所述脱水壳体64靠近所述出口管段66的一端设置有后部检修孔68，所述前部检修孔67和后部检修孔68上设置有密封部件，密封部件上设有氮气吹扫口；所述脱水壳体64靠近所述出口管段66的一端的上部设置有放散机构69，所述放散机构69包括与所述脱水壳体连接的放散管693以及设置在所述放散管693上的取样管692、放散阀691。

本发明煤气卧式喷淋降温脱水一体化系统前后设置检修使用的进口隔断装置和出口隔断装置，并在所述卧式煤气脱水装置的一侧设置旁路管道及旁路隔断装置，从而在煤气卧式喷淋降温脱水一体化系统检修时旁路管道仍可以作为检修旁通使用，不影响整个供气系统的使用；所述循环水装置设置的高度低于所述集水漏斗出水口的高度，所述集水漏斗内的液体通过所述排水管利用液差与所述循环水冷却塔的进水口连通，不需要设置额外的增压水泵，就可以实现洗涤水的循环利用，节约了资源降低了生产成本。

本实施例煤气卧式喷淋降温脱水一体化系统的有益效果为：

1、本实施例煤气卧式喷淋降温脱水一体化系统占地面积小，投资低，易于实现，有利于实现对现有管道煤气进行喷淋降温和脱水的改造。本发明占地面积同比约为大型洗涤设施的10％～20％，投资同比减少约60％左右。

2、对于场地狭小的新建高炉及其煤气系统，也可按照本本实施例煤气卧式喷淋降温脱水一体化系统实施，以解决煤气降温需求和管网及设备的腐蚀问题。

3、本实施例煤气卧式喷淋降温脱水一体化系统还可用于全厂煤气系统中部分需要洗涤或脱水的终端用户，以满足个性需求和特别服务。

4、相对于大型洗涤塔来说，由于本实施例煤气卧式喷淋降温脱水一体化系统在管路上设有至少一级喷淋降温装置并在卧式煤气脱水装置内安装有二元流或三元流叶片的高效旋流子，因而降温和脱水效果良好，喷淋水量少，系统后煤气含水率低，其投资成本和运行维护费用低，用户单位煤气消耗量少。

本实施例煤气卧式喷淋降温脱水一体化系统，其系统运行既可以自动，也可以手动。冷却塔74中设有液位计73并和补水管77的控制阀门78联锁，也就是液位计达到预设值时向控制系统发出信号，控制系统控制所述补水管的控制阀门打开或关闭；给水管上的所述流量调节阀与所述流量计联锁，也即流量计通过达到预设值时向控制系统发送信号，控制系统根据流量计发出的信号向流量调节阀发出相应指令，从而可根据需要自动控制或PLC手动控制喷嘴给水量。

本发明喷淋降温装置不限于实施例中给出的两级的形式，喷淋降温装置的数量根据煤气温度条件以及煤气质量计算得出，一般至少设置一个喷淋降温装置。

以上，仅为本发明的较佳实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种煤气卧式喷淋降温脱水一体化系统，其特征在于：所述系统包括沿液体流动方向连接成循环回路的循环水装置、卧式煤气脱水装置；

所述卧式煤气脱水装置横向安装在煤气管道上，所述卧式煤气脱水装置包括沿气体的流动方向依次设置的进口管段、旋流机构、脱水壳体、出口管段，其中，所述的进口管段、出口管段分别与进口煤气管道、出口煤气管道连通，所述脱水壳体的靠近所述出口管段的下方设置有集水漏斗，所述集水漏斗与所述循环水装置通过排水管连接，所述进口煤气管道上设置有至少一个喷淋降温装置，所述喷淋降温装置的进水口与所述循环水装置通过给水管连接；

所述循环水装置设置的高度低于所述集水漏斗出水口的高度，所述给水管路上设置有循环水泵。

2.根据权利要求1所述的煤气卧式喷淋降温脱水一体化系统，其特征在于：所述进口煤气管道上设置有进口隔断装置，所述出口煤气管道上设置有出口隔断装置，在所述进口煤气管道的进口隔断装置的上游与出口煤气管道上的出口隔断装置的下游之间设置有煤气旁路，所述煤气旁路上设置有旁路隔断装置。

3.根据权利要求2所述的煤气卧式喷淋降温脱水一体化系统，其特征在于：所述进口煤气管道上在所述进口隔断装置的下游间距设置有两个喷淋降温装置，分别为一级喷淋降温装置和二级喷淋降温装置，所述一级喷淋降温装置包括一级喷淋装置壳体、一级检修孔、一级喷嘴，所述二级喷淋降温装置包括二级喷淋装置壳体、二级检修孔、二级喷嘴；

所述一级喷嘴和所述二级喷嘴为实心双流体雾化喷嘴。

4.根据权利要求3所述的煤气卧式喷淋降温脱水一体化系统，其特征在于：所述给水管路与所述一级喷淋降温装置和二级喷淋降温装置分别通过一级支管、二级支管连通，所述一级支管、二级支管上分别设置有一级阀门和二级阀门；

在所述循环水泵的下游所述一级支管和二级支管的上游所述集水管路上设置有流量调节阀和流量计，所述流量调节阀与所述流量计联锁。

5.根据权利要求1所述的煤气卧式喷淋降温脱水一体化系统，其特征在于：在所述集水漏斗的下部所述排水管路上设有排水U型水封段；

所述集水漏斗中设有除沫器，所述排水U型水封段上设有管道式PH计。

6.根据权利要求1所述的煤气卧式喷淋降温脱水一体化系统，其特征在于：所述循环水装置包括循环水池和设置在所述循环水池上方的循环水冷却塔；

所述集水漏斗内的液体通过所述排水管利用液差与所述循环水冷却塔的进水口连通，所述循环水池的出水口通过给水管路与所述的喷淋降温装置连接。

7.根据权利要求6所述的煤气卧式喷淋降温脱水一体化系统，其特征在于：所述循环水池底部设有氮气鼓泡管，氮气鼓泡管上设有小孔；

所述循环水池顶部设有用于排放夹带在水中的煤气的循环水池排放管。

8.根据权利要求6所述的煤气卧式喷淋降温脱水一体化系统，其特征在于：所述循环水池连接有补水管，所述补水管上设置有补水管控制阀，所述循环水池中设置有液位计；

所述液位计与所述补水管控制阀联锁。

9.根据权利要求4所述的煤气卧式喷淋降温脱水一体化系统，其特征在于：所述给水管路上在循环水泵的下游流量调节阀的上游设置有给水U型水封段。

10.根据权利要求1所述的煤气卧式喷淋降温脱水一体化系统，其特征在于：所述旋流机构包括与所述脱水壳体连接的前部扩径管以及设置在前部扩径管内的旋流子，所述旋流子与所述前部扩径管之间设置有二元流或三元流叶片；

所述脱水壳体靠近旋流机构的一端设置有前部检修孔，所述脱水壳体靠近所述出口管段的一端设置有后部检修孔，所述前部检修孔和后部检修孔上均设有密封部件，所述密封部件上设置有氮气吹扫口；

所述脱水壳体靠近所述出口管段的一端的上部设置有放散机构，所述放散机构包括与所述脱水壳体连接的放散管以及设置在所述放散管上的取样管、放散阀。