CN107019980B - 文丘里洗涤器、含有其的洗涤系统及应用 - Google Patents

文丘里洗涤器、含有其的洗涤系统及应用 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种文丘里洗涤器，包括喷头和喉管，所述喷头上的出水孔沿水流行进的方向排布为3层，第一层出水孔的出水方向与文丘里管轴线的夹角为45度，第二层出水孔的出水方向与文丘里管轴线的夹角为90度，第三层出水孔的出水方向与文丘里管轴线的夹角为20～30度。本发明还提出含有所述文丘里洗涤器的洗涤系统。本发明针对文丘里洗涤器结构导致的冲刷泄漏现象，对文丘里洗涤器的结构进行优化，改变文丘里喷头出水孔方向，通过交错出水孔喷出的水柱相互碰撞，降低对喉管的冲刷，并增加与煤气的有效接触，改善洗涤效果。进一步地，在喷头端面增加5个有较小角度的出水孔，经出水孔的水在喉管内表面形成水膜改善洗涤效果。

Description

文丘里洗涤器、含有其的洗涤系统及应用
技术领域
本发明属于化工设备领域，具体涉及一种气化气洗涤的设备及其应用。
背景技术
气化装置产生的粗水煤气的主要有效成分为氢气和一氧化碳，少量的硫化物，氮化物，和甲烷以及炉渣等。粗水煤气通过和水的直接接触，其中携带的大多数的细颗粒被洗涤进入了水里，不含固体颗粒的水煤气离开洗涤塔送至变换单元。
洗涤粗水煤气的洗涤设备通过文丘里洗涤器连接气化装置，文丘里管包括收缩段、喉管和扩散段。含尘气体进入收缩段后，流速增大，进入喉管时达到最大值。洗涤液从收缩段或喉管加入，气液两相间相对流速很大，液滴在高速气流下雾化、尘粒被水湿润，尘粒与液滴或尘粒之间发生激烈碰撞和凝聚。在扩散段，气液速度减小，压力回升，以尘粒为凝结核的凝聚作用加快，凝聚成直径较大的含尘液滴，从而在洗涤设备内被捕集。
现有技术中，文丘里洗涤器洗涤水为灰水循环泵抽送洗涤塔内的黑水，因洗涤塔内的黑水含固量、碱度、硬度较高，一方面易导致文丘里喷头出水孔堵塞，影响文丘里的洗涤效果，另一方面含固量较高的洗涤水流经文丘里喷头出水孔时，流速较快，高达12m/s以上，极易导致文丘里喉管处冲刷磨损，磨损到一定程度则导致泄漏，影响生产的安全稳定运行。
发明内容
针对现有技术的不足之处，本发明提出一种新型的文丘里洗涤器。
本发明的第二个目的是提出含有所述文丘里洗涤器的洗涤设备。
本发明的第三个目的是提出所述洗涤设备的应用。
实现本发明上述目的的技术方案为：
一种文丘里洗涤器，包括喷头和喉管，所述喷头上的出水孔沿水流行进的方向排布为3层，每层出水孔的出水方向不同，第一层出水孔的出水方向与文丘里管轴线的夹角为45度，第二层出水孔的出水方向与文丘里管轴线的夹角为90度，第三层出水孔的出水方向与文丘里管轴线的夹角为20～30度。
优选地，所述喷头上的出水孔共有10～16个，第三层出水孔设置在喷头出水的断面上，所述端面与文丘里管轴线垂直。
更优选地，所述喷头位于喉管的进水一端，进水一端的喉管端部与文丘里洗涤器通过法兰对夹进行固定。
本结构的喉管可拆卸检修或更换。
其中，所述活动喉管末端为渐扩管形状。
含有所述文丘里洗涤器的洗涤系统，包括洗涤塔和所述的文丘里洗涤器，在洗涤塔下部连接有洗涤水管线，所述洗涤水管线通过洗涤水支路连接所述文丘里洗涤器的除尘水进水管路。所述洗涤水管线和洗涤水支路上均设置有仪表控制阀，所述仪表控制阀均连接有控制系统。
进一步地，在所述洗涤水支路上设置有支线手动阀；
其中，所述洗涤塔下部设置有灰水出口，灰水出口连接有灰水循环管线，所述灰水循环管线连接所述文丘里洗涤器的除尘水进水管路。除尘水进水管路在洗涤水支路接入位置之后、接入文丘里洗涤器之前设置有灰水手动阀，所述支线手动阀和灰水手动阀均通过仪表控制阀连接有控制系统。
其中，所述文丘里洗涤器的出口连接所述洗涤塔内的下降管，洗涤塔内在所述下降管的是否那海设置有4层固阀式塔盘，固阀式塔盘的上方设置有旋流板除沫器和/或折流板式除沫器。应用所述的洗涤系统进行洗涤的方法，包括步骤：
(1)在气化炉运行时，打开支线手动阀，关闭灰水手动阀
(2)用控制系统控制洗涤水通过所述洗涤水支路进入文丘里洗涤器。洗涤水进入文丘里洗涤器对煤气洗涤后，和煤气一道进入洗涤塔。
其中，洗涤水通过所述洗涤水支路进入文丘里洗涤器的流量和通过洗涤水管线进入洗涤塔下部的流量相同。
参见附图8，由原灰水通过LV1315进入洗涤塔改为先通过FV1314进入文丘里洗涤器，后然进入洗涤塔，前后灰水流量基本相同。
本发明的有益效果在于：
针对文丘里洗涤器结构导致的冲刷泄漏现象，对文丘里洗涤器的结构进行优化，改变文丘里喷头出水孔方向，通过交错出水孔喷出的水柱相互碰撞，降低对喉管的冲刷，并增加与煤气的有效接触，改善洗涤效果。进一步地，在喷头端面增加5个有较小角度的出水孔，经出水孔的水在喉管内表面形成水膜改善洗涤效果。
对洗涤系统管线进行改造，结合原液相工艺流程，在不改变总的液相流程的情况下，将较洁净的灰水由原直接进入洗涤塔改为先经过文丘里洗涤器后再进入洗涤塔，消除了文丘里的堵塞及冲刷泄漏问题。
附图说明
图1为对比例文丘里洗涤器的结构图；
图2为对比例文丘里洗涤器喷头的结构图；
图3为对比例文丘里洗涤器喷头的右视图；
图4为实施例1文丘里洗涤器的结构图；
图5为实施例1文丘里洗涤器喷头的结构图；
图6为实施例1文丘里洗涤器喷头的右视图；
图7为图5的局部放大图；
图8为洗涤系统的结构简图；
图中，1为文丘里洗涤器，101为喷头，102为出水孔，103为喷头出水端面，104为喉管，105为喉管末端，106为法兰对夹，2为洗涤塔，201为下降管，202为固阀式塔盘，203为除沫器，3为来自除气水泵的洗涤水管线，4为灰水循环泵，401为灰水手动阀，5为洗涤水支路，501为支路手动阀，6为来自气化炉的水煤气管线，7为去往变换单元的水煤气管路，8为去往高温热水器的黑水管路。
具体实施方式
现以以下最佳实施例来说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例中，如无特别说明，所使用的手段均为本领域常规的技术手段。
对比例：
本单位气化装置采用西北化工研究院设计的水煤浆制气工艺，在气化炉燃烧室内气化反应生成的粗煤气，经过气化炉激冷室水浴初步除尘增湿后形成粗水煤气，经过文丘里洗涤器、洗涤塔进行洗涤除尘后，送往后系统。
在洗涤塔内，对水煤气洗涤后形成的黑水，作为文丘里洗涤器的洗涤水，故其洗涤水含有一定量的煤灰。
本实施案例中，文丘里洗涤器1洗涤水管路和文丘里管同轴，洗涤水管路端部为喷头101，参见图2，喷头上设置两排平行的出水孔102(参见图3的右视图)，两排出水孔与轴线的夹角均为45度。
在生产过程中，极易出现文丘里喷头堵塞、喉管泄漏现象。曾因多次出现喉管冲刷泄漏被迫停车，并最终对文丘里进行了整体更换。
实施例1
本单位提出一种新型文丘里洗涤器结构，参见图4和图5，一种文丘里洗涤器，包括喷头101和喉管104，喷头上的出水孔102沿水流行进的方向(图4中箭头所指方向)排布为3层，每层出水孔的出水方向不同，第一层出水孔的出水方向与文丘里管轴线的夹角为45度，第二层出水孔的出水方向与文丘里管轴线的夹角为90度，第三层出水孔的出水方向与文丘里管轴线的夹角为25度。
第一层喷头上的出水孔共有4个，第二层喷头上的出水孔共有4个，第一层和第二层平行布置(参见图6的右视图)。第三层出水孔设置在喷头出水端面103上，所述端面与文丘里管轴线垂直。
喷头101位于喉管104的进水一端，进水这一端的喉管端部与文丘里洗涤器通过一对法兰对夹106进行固定(如图7所示)。本结构的喉管可拆卸检修或更换。喉管末端105为渐扩管形状。
单炉停车检修时，安装上述的文丘里洗涤器1，在原灰水入灰水循环泵仪控阀HV1301前的管线上配置一路DN100的洗涤水支路5管线至文丘里洗涤水仪控阀FV1314前的管线上，并在新增洗涤水支路5上配置一个DN100的支路手动阀501。
在洗涤水支路5与原文丘里洗涤水管线交接前原文丘里洗涤水管线上配置一个DN150的灰水手动阀401。
系统整体结构见图8，洗涤系统包括洗涤塔2和文丘里洗涤器1，在洗涤塔下部连接有来自除气水泵的洗涤水管线3，该洗涤水管线通过洗涤水支路5连接所述文丘里洗涤器的除尘水进水管路。来自气化炉的水煤气管线6切向进入文丘里洗涤器1。
洗涤塔2下部设置有黑水出口，黑水出口连接有灰水循环管线，灰水循环管线上设置灰水循环泵4。灰水循环管线连接文丘里洗涤器的除尘水进水管路。除尘水进水管路在洗涤水支路接入位置之后、接入文丘里洗涤器之前设置有灰水手动阀401，所述支线手动阀和灰水手动阀均通过仪表控制阀连接有控制系统。
文丘里洗涤器1的出口连接所述洗涤塔内的下降管201，洗涤塔内、在所述下降管201的上方设置有4层固阀式塔盘202，固阀式塔盘的上方设置有折流板式除沫器203。水煤气通过下降管周围的环形空间向上经位于洗涤塔上部的4层固阀式塔盘，与来自变换单元的工艺冷凝液通过错流接触洗去其余的固体颗粒，再经除沫器进行汽液分离，进入去往变换单元的水煤气管路7。洗涤塔底部连接去往高温热水器的黑水管路8。
应用所述的洗涤系统进行洗涤的方法，包括步骤：
(1)在气化炉运行时，确认原文丘里洗涤水管线上新增的DN150手动阀关闭，确认新增文丘里洗涤水管线上DN100手动阀打开，即，打开支线手动阀501，关闭灰水手动阀401，来自除气水泵的洗涤水管线3则直接通入文丘里洗涤器，
(2)主控室控制人员关闭灰水入洗涤塔管线上的仪控阀LV1315，打开文丘里洗涤水管线上的仪控阀FV1314,并通过FV1314控制文丘里洗涤水流量与原通过LV1315调节直接入洗涤塔的灰水流量基本一致。
由原灰水通过LV1315进入洗涤塔改为先通过FV1314进入文丘里洗涤器，后然进入洗涤塔，前后灰水流量基本相同。
在不改变总的液相流程的情况下，将较洁净的灰水由原直接进入洗涤塔改为先经过文丘里后再进入洗涤塔，这样可消除文丘里的堵塞及冲刷泄漏问题。
技改后，文丘里使用一直很正常，再未出现文丘里喷头堵塞及喉管冲刷泄漏现象。
以上实施方式只是对本发明的描述，不应理解为对本发明范围的限制。在不偏离本发明精神的前提下，普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种文丘里洗涤器，包括喷头和喉管，其特征在于，所述喷头上的出水孔沿水流行进的方向排布为3层，每层出水孔的出水方向不同，所述不同出水方向的出水孔交错喷出的水柱相互碰撞，降低对喉管的冲刷，并增加与煤气的有效接触，改善洗涤效果，第一层出水孔的出水方向与文丘里管轴线的夹角为45度，第二层出水孔的出水方向与文丘里管轴线的夹角为90度，第三层出水孔的出水方向与文丘里管轴线的夹角为20~30度，第三层出水孔设置在喷头出水的端面上，所述端面与文丘里管轴线垂直。
2.根据权利要求1所述的文丘里洗涤器，其特征在于，所述喷头上的出水孔共有10~16个。
3.根据权利要求1或2所述的文丘里洗涤器，其特征在于，所述喷头位于喉管的进水一端，进水一端的喉管端部与文丘里洗涤器通过法兰对夹进行固定。
4.根据权利要求3所述的文丘里洗涤器，其特征在于，所述喉管末端为渐扩管形状。
5.含有权利要求1~4任一项所述文丘里洗涤器的洗涤系统，其特征在于，包括洗涤塔和所述的文丘里洗涤器，在洗涤塔下部连接有洗涤水管线，所述洗涤水管线通过洗涤水支路连接所述文丘里洗涤器的除尘水进水管路；所述洗涤水管线和洗涤水支路上均设置有仪表控制阀，所述仪表控制阀均连接有控制系统。
6.根据权利要求5所述的洗涤系统，其特征在于，在所述洗涤水支路上设置有支线手动阀。
7.根据权利要求5所述的洗涤系统，其特征在于，所述洗涤塔下部设置有黑水出口，黑水出口连接有灰水循环管线，所述灰水循环管线连接所述文丘里洗涤器的除尘水进水管路，除尘水进水管路在洗涤水支路接入位置之后、接入文丘里洗涤器之前设置有灰水手动阀。
8.根据权利要求5所述的洗涤系统，其特征在于，所述文丘里洗涤器的出口连接所述洗涤塔内的下降管，洗涤塔内在所述下降管的上方设置有4层固阀式塔盘，固阀式塔盘的上方设置有旋流板除沫器和/或折流板式除沫器。
9.应用权利要求5或6所述的洗涤系统进行洗涤的方法，其特征在于，包括步骤：
（1）在气化炉运行时，打开支线手动阀，关闭灰水手动阀 ；
（2）用控制系统控制洗涤水通过所述洗涤水支路进入文丘里洗涤器，洗涤水进入文丘里洗涤器对煤气洗涤后，和煤气一道进入洗涤塔。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，洗涤水通过所述洗涤水支路进入文丘里洗涤器的流量和通过洗涤水管线进入洗涤塔下部的流量相同。
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