CN107973126A - 净化灰综合利用氮气循环输送系统及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了净化灰综合利用氮气循环输送系统及其使用方法，其结构包括气体加压装置，净化灰输送装置、净化灰中间仓、料气分离装置和氮气回收装置，所述净化灰输送装置一端与气体加压装置通过输送线路连接，净化灰输送装置另一端与净化灰中间仓连接，所述净化灰中间仓顶部设有料气分离装置，氮气回收装置的进口端与料气分离装置相连，氮气回收装置的出口端与气体加压装置相连。该系统能够降低净化灰回收利用的氮气成本，免去了现有净化灰回收时存在的工艺处理过程及特种车运输过程，避免对环境的二次污染，且对电石炉尾气的回收利用更彻底，达到节能、降耗、减排的目的。

Description

净化灰综合利用氮气循环输送系统及其使用方法

技术领域

本发明涉及危险粉体、颗粒体粉尘用惰性气体输送并对惰性气体回收利用系统，具体地说即净化灰综合利用氮气循环输送系统及其使用方法。

背景技术

密闭电石炉尾气中粉尘颗粒径净化灰细小、粘性较强，尾气温度在650至1200℃，粉尘浓度在100至250g/Nm3，含有75％左右的co及少量的煤焦油成份，因此密闭电石炉尾气易燃、易爆、粉尘显粘性，同时，粉尘颗粒比面积大、比重轻、难溶于水一般的回收利用成本高。

现有的电石炉净化灰回收工艺较多，主要有干法除尘后将电石炉尾气经过沉降除尘器，然后经过旋风冷却器等电石炉尾气净化系统，该净化系统所有除尘器收集的净化灰通过链式刮板机输送收集到卸灰罐，由于净化灰温度高(在170至180℃之间)，呈粉状且易粘连、易燃、易爆，所以在运至下级用户时，需要经过相应的工艺处理后，使用到特种的运输车运送至下级用户。

由上述电石炉尾气净化系统工艺可知，在“干法除尘后再利用”工艺中，在对净化后的尾气回收利用的同时，还对尾气中的灰尘(称净化灰)进行了有效收集。但是现有技术中对所收集的净化灰，要么当做普通渣土作处理，导致土地的被占用及被污染；要么经过相应处理后，采用特种运输车运送至使用用户处，此种对净化灰的回收使用，不仅运输不便，而且还增加了净化灰回收利用的成本，要么用氮气直排气力输送进行收集，大大增加电石厂氮气成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种对来自电石生产中尾气净化收集的净化灰进行经济合理回收利用的气力输送系统，能够直接对来自电石生产设备的净化灰进行现场输送回收，解决了净化灰气力输送对氮气的大量直接消耗，氮气循环使用降低能耗，输送系统中的气量自动检测，自动置换，运行安全可靠。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：净化灰综合利用氮气循环输送系统，其结构包括气体加压装置，净化灰输送装置、净化灰中间仓、料气分离装置和氮气回收装置，所述净化灰输送装置一端与气体加压装置通过输送线路连接，净化灰输送装置另一端与净化灰中间仓连接，所述净化灰中间仓顶部设有料气分离装置，氮气回收装置的进口端与料气分离装置相连，氮气回收装置的出口端与气体加压装置相连；

所述净化灰输送装置包括仓斗、进料装置、出料装置、平衡装置、仓泵、主输送装置、主推料装置、料位装置和气源切换装置，所述仓泵顶部连接仓斗，仓斗与仓泵通过进料装置及连通管路连接，所述仓泵上端设有料位装置和平衡装置，仓泵下端出口设有出料装置，所述主输送装置一端与气体加压装置连通，主输送装置另一端与净化灰中间仓连通，所述主推料装置通过连通管路与仓泵连接，所述仓泵的出口与主输送装置的连通管路相通；

所述氮气回收装置包括氮气回收管、回收气源缓冲装置、气源冷却装置、气源过滤装置、气源品质检测装置和气源气量平衡装置。

进一步，气体加压装置与净化灰输送装置之间的连通管路上设有加压装置小循环和缓冲装置。

进一步，所述净化灰输送装置上还设有吹堵装置，所述吹堵装置与主输送装置的管路连通。

进一步，所述仓泵的出料口由直段和锥段构成，直段和锥段处设有脉冲控制流化管。

净化灰综合利用氮气循环输送系统的使用方法，包括以下步骤：

(1)启动末端料气分离装置及打开参与运行的净化灰输送装置的气源切换装置，打开加压装置小循环；

(2)打开气源气量平衡装置中的补气装置进行补充氮气；

(3)打开气源气量平衡装置中排气装置的旁通阀及排气装置排出空气，启动气体增压装置；

(4)打开仓泵上的进气阀与排料阀，关闭加压装置小循环的气动球阀，通过观察气体检测装置氧气含量直至达到要求值后，打开加压装置小循环的气动球阀，所有仓泵阀门复位，关闭补气及排气系统旁通阀门；

(5)打开仓泵排气阀、进料阀，封料阀，向仓泵内加料，加料至仓泵料位装置发出料满信号或称重系统发出达重信号或进料时间达到设定时间，三者以先到为准，仓泵料位装置发出料满信号或称重系统发出达重信号或时间到关闭进料阀、排气阀，进料完毕仓泵处于待输送状态；

(6)当任意一台发出料满信号的仓泵进入输送状态时，延迟10s后，每隔10秒打开仓泵对应的空气锤进行震打，打开仓泵进气阀，打开仓泵出料阀进入输送状态，压力变送器延时检测输送压力，当压力变送器低压压力显示到空载压力时或达到输送时间时，说明该仓泵内物料输送完毕，系统输送切换至下一台发出料满信号的仓泵，打开其对应的气源切换阀及支线仓泵进气阀及排料阀后，关闭前一支线的仓泵进气阀、排料阀及气源切换阀，最后开启要输送的仓泵进气阀、排料阀；

(7)净化灰通过输送管道，输送至净化灰中间仓，通过中间仓上部料气分离装置进行对料气分离，洁净氮气通过除尘器排气口进入氮气回收管，洁净氮气通过回收管道进入气源冷却装置进行冷却，合格后进入二次气源精过滤，二次过滤的氮气通过气源品质检测装置对氮气进行分析，不合格氮气通过系统排气装置排空，缺少的氮气通过气源气量平衡装置进行补气置换，达到系统运行平衡，回收的氮气通过气体加压装置再次进入输送系统，从而达到氮气循环利用再次作为压缩输送气输送。

本发明的有益效果是：

直接实现电石炉净化灰氮气回收循环输送系统，能够降低净化灰回收利用的氮气成本，免去了现有净化灰回收时存在的工艺处理过程及特种车运输过程，避免对环境的二次污染，且对电石炉尾气的回收利用更彻底，达到节能、降耗、减排的目的。

附图说明

图1为本发明的原理图；

图中：

1气体加压装置、2加压装置小循环、3缓冲装置、4气源切换装置、5主输送装置、6主推料装置、7吹堵装置、8进料装置、9平衡装置、10料位装置、11出料装置、12净化灰中间仓、13料气分离装置、14氮气回收管、15回收气源缓冲装置、16气源冷却装置、17气源过滤装置、18气源品质检测装置、19气源气量平衡装置、20仓泵、21仓斗。

具体实施方式

参照说明书附图对本发明的净化灰综合利用氮气循环输送系统及其使用方法作以下详细说明。

如图所示，本发明的净化灰综合利用氮气循环输送系统，其结构包括气体加压装置1，气体加压装置可以为单级罗茨风机，多级罗茨风机或空压机；可以一台或多台同时启动；压缩气体稳定系统；净化灰输送装置、净化灰中间仓12、料气分离装置13和氮气回收装置，所述净化灰输送装置一端与气体加压装置1通过输送线路连接，净化灰输送装置另一端与净化灰中间仓12连接，所述净化灰中间仓顶部设有料气分离装置，氮气回收装置的进口端与料气分离装置相连，氮气回收装置的出口端与气体加压装置相连；净化灰输送装置可根据净化需求设置多个独立工作的仓泵。仓泵有电气控制，并控制进料装置；出料装置；排气装置；泵体加压进气装置；输送助吹管；料位装置或称重装置；主输送管；吹堵管等。

净化灰仓中间仓顶部的料气分离为仓顶式袋式除尘器进行料气分离。

所述净化灰输送装置包括仓斗21、进料装置8、出料装置11、平衡装置9、仓泵20、主输送装置5、主推料装置6、料位装置10或者承重装置和气源切换装置4，所述仓泵20顶部连接仓斗21，仓斗与仓泵通过进料装置及连通管路连接，所述仓泵上端设有料位装置和平衡装置，仓泵下端出口设有出料装置11，所述主输送装置一端与气体加压装置连通，主输送装置另一端与净化灰中间仓连通，所述主推料装置通过连通管路与仓泵连接，所述仓泵的出口与主输送装置的连通管路相通；

所述氮气回收装置包括氮气回收管14、回收气源缓冲装置15、气源冷却装置16、气源过滤装置17、气源品质检测装置18和气源气量平衡装置19。

气体加压装置与净化灰输送装置之间的连通管路上设有加压装置小循环2和缓冲装置3。气体加压装置启动时，由于加压装置类型区别，加压装置的输送风量与输送压力，根据输送系统性能会有波动，导致气力输送中输送性能不稳定。为了保障净化灰系统输送稳定，根据加压装置选型及系统要求，设计出气口气源缓冲装置。系统中所有电气设备都要与电气控制连锁。

所述净化灰输送装置上还设有吹堵装置7，所述吹堵装置与主输送装置的管路连通。

所述仓泵的出料口由直段和锥段构成，直段和锥段处设有脉冲控制流化管。

主要作用是将多台电石炉收集的净化灰采用气力输送方式输送到净化灰中间仓，每台炉对应一套输送系统，可设计多套输送系统，根据电石炉每天产灰能力，同一时间段，保证两套输送系统同时运行即可，因此气源部分，多套输送系统可有多台氮气增压装置。每套氮气增压装置都可给每套输送系统提供气源。提供气源的氮气增压装置出口配置气源切换装置，每套输送线前端有气源切换装置，气源切换装置相互连锁，每套输送系统运行时只允许一条气源线通，避免多条气源同时往一套输送系统供气。每套氮气增压装置优先默认对应三套输送系统依次选线运行，例如，1#氮气增压装置给1、2、3三套系统供气，2#氮气增压装置给4、5、6三套系统供气，两台氮气增压装置互不冲突，当任意一套氮气增压装置出现故障时，另一台氮气增压装置可给故障氮气增压装置对应的三套系统供气，也可同时启动备用氮气增压装置。

加压装置小循环是：增压装置启动时，开启增压装置小循环，形成增压装置内输送介质循环。或在输送系统异常时，根据系统参数设置，启动增压装置小循环，保护增压装置系统。

由于气力输送系统在输送过程中，输送气量与压力波动，为防止输送系统中的气量与压力波动对设备及仪表损害，在回收气源区域设计缓冲装置。

气源冷却装置是：由于气力输送系统在输送过程中，输送气源在输送过程中气源温度已经无法满足回收利用，为保证回收气源装置安全可靠运行对回收气源进行降温处理。

气源过滤装置是：由于气力输送系统在输送过程中，输送气源在输送过程中气源品质已经发生变化，为保证回收气源装置安全可靠运行对回收气源进行精过滤处理。

气源品质检测装置是：由于气力输送系统在输送过程中，输送气源在输送过程中气源种类可能发生变化，为保证回收气源安全可靠并对回收气源进行特种气体检测装置，并对回收气体内的危险有害气体通过气源气量平衡装置进行自动置换。

气源气量平衡装置是：由于氮气循环气力输送系统在输送过程中，不允许有其他杂质气体，所以在系统中设置气源气量平衡装置与特种气体检测装置。系统运行前要进行氮气置换，系统正常运行时要时时检测系统中氮气品质及其他危险气体，并根据系统要求进行自动置换。

净化灰综合利用氮气循环输送系统的使用方法，包括以下步骤：

(1)启动末端料气分离装置及打开参与运行的净化灰输送装置的气源切换装置，打开加压装置小循环；

(2)打开气源气量平衡装置中的补气装置进行补充氮气；

(3)打开气源气量平衡装置中排气装置的旁通阀及排气装置排出空气，启动气体增压装置；

(4)打开仓泵上的进气阀与排料阀，关闭增压装置出口小循环(放空)系统的气动球阀，通过观察特种气体检测装置氧气含量直至达到要求值后，打开增压装置出口小循环(放空)系统的气动球阀和气动球阀，所有仓泵阀门复位(默认处于关闭状态)，关闭补气及排气系统旁通阀门。

(5)打开仓泵排气阀、进料阀，封料阀，向仓泵内加料，加料至仓泵料位装置发出料满信号或称重系统发出达重信号或进料时间到设定时间，(优选30秒，时间可以在上位机服务器上根据实际进料时间调整)，三者以先到为准，仓泵料位装置发出料满信号或称重系统发出达重信号或时间到(三者以先到为准)关闭进料阀、排气阀，进料完毕仓泵处于待输送状态。

(6)当任意一台发出料满信号的仓泵进入输送状态时，延迟10s后，每隔10秒打开仓泵对应的空气锤进行震打，打开仓泵进气阀，打开仓泵出料阀进入输送状态，(注：系统启动后首次输送的支线的切换装置打开到位后方可关闭增压装置出口循环(放空)装置)；压力变送器延时5s(现场可更改)检测输送压力。当压力变送器低压压力显示到空载压力时(该压力现场调试确定)或达到输送时间时(现场可调)，说明该仓泵内物料输送完毕，系统输送切换至下一台发出料满信号的仓泵，打开其对应(下一支线)的气源切换阀及支线仓泵进气阀及排料阀后，关闭前一支线的仓泵进气阀、排料阀及气源切换阀，最后开启要输送的仓泵进气阀、排料阀(防止因管路不畅造成增压装置超压)。

(7)净化灰通过输送管道，输送至净化灰中间仓。通过中间仓上部料气分离装置进行对料气分离。洁净氮气通过除尘器排气口进入氮气回收管，洁净氮气通过回收管道进入气源冷却装置进行冷却，合格后进入二次气源精过滤，二次过滤的氮气通过气源品质检测装置对氮气进行分析，不合格氮气通过系统排气装置排空，系统中缺少的氮气通过气源气量平衡装置进行补气置换，达到系统运行平衡，回收的氮气通过气体加压装置再次进入输送系统，从而达到氮气循环利用再次作为压缩输送气输送。直接实现电石炉净化灰氮气回收循环输送系统，能够降低净化灰回收利用的氮气成本，免去了现有净化灰回收时存在的工艺处理过程及特种车运输过程，避免对环境的二次污染，且对电石炉尾气的回收利用更彻底，达到节能、降耗、减排的目的。

以上所述，只是用图解说明本发明的一些原理，本说明书并非是要将本发明局限在所示所述的具体结构和适用范围内，故凡是所有可能被利用的相应修改以及等同物，均属于本发明所申请的专利范围。

除说明书所述技术特征外，其余技术特征均为本领域技术人员已知技术。

Claims (5)

1.净化灰综合利用氮气循环输送系统，其特征是，包括气体加压装置，净化灰输送装置、净化灰中间仓、料气分离装置和氮气回收装置，所述净化灰输送装置一端与气体加压装置通过输送线路连接，净化灰输送装置另一端与净化灰中间仓连接，所述净化灰中间仓顶部设有料气分离装置，氮气回收装置的进口端与料气分离装置相连，氮气回收装置的出口端与气体加压装置相连；

所述净化灰输送装置包括仓斗、进料装置、出料装置、平衡装置、仓泵、主输送装置、主推料装置、料位装置和气源切换装置，所述仓泵顶部连接仓斗，仓斗与仓泵通过进料装置及连通管路连接，所述仓泵上端设有料位装置和平衡装置，仓泵下端出口设有出料装置，所述主输送装置一端与气体加压装置连通，主输送装置另一端与净化灰中间仓连通，所述主推料装置通过连通管路与仓泵连接，所述仓泵的出口与主输送装置的连通管路相通；

所述氮气回收装置包括氮气回收管、回收气源缓冲装置、气源冷却装置、气源过滤装置、气源品质检测装置和气源气量平衡装置。

2.根据权利要求1所述的净化灰综合利用氮气循环输送系统，其特征是，气体加压装置与净化灰输送装置之间的连通管路上设有加压装置小循环和缓冲装置。

3.根据权利要求1所述的净化灰综合利用氮气循环输送系统，其特征是，所述净化灰输送装置上还设有吹堵装置，所述吹堵装置与主输送装置的管路连通。

4.根据权利要求1所述的净化灰综合利用氮气循环输送系统，其特征是，所述仓泵的出料口由直段和锥段构成，直段和锥段处设有脉冲控制流化管。

5.净化灰综合利用氮气循环输送系统的使用方法，其特征是，包括以下步骤：

(1)启动末端料气分离装置及打开参与运行的净化灰输送装置的气源切换装置，打开加压装置小循环；

(2)打开气源气量平衡装置中的补气装置进行补充氮气；

(3)打开气源气量平衡装置中排气装置的旁通阀及排气装置排出空气，启动气体增压装置；

(4)打开仓泵上的进气阀与排料阀，关闭加压装置小循环的气动球阀，通过观察气体检测装置氧气含量直至达到要求值后，打开加压装置小循环的气动球阀，所有仓泵阀门复位，关闭补气及排气系统旁通阀门；

(5)打开仓泵排气阀、进料阀，封料阀，向仓泵内加料，加料至仓泵料位装置发出料满信号或称重系统发出达重信号或进料时间达到设定时间，三者以先到为准，仓泵料位装置发出料满信号或称重系统发出达重信号或时间到关闭进料阀、排气阀，进料完毕仓泵处于待输送状态；

(6)当任意一台发出料满信号的仓泵进入输送状态时，延迟10s后，每隔10秒打开仓泵对应的空气锤进行震打，打开仓泵进气阀，打开仓泵出料阀进入输送状态，压力变送器延时检测输送压力，当压力变送器低压压力显示到空载压力时或达到输送时间时，说明该仓泵内物料输送完毕，系统输送切换至下一台发出料满信号的仓泵，打开其对应的气源切换阀及支线仓泵进气阀及排料阀后，关闭前一支线的仓泵进气阀、排料阀及气源切换阀，最后开启要输送的仓泵进气阀、排料阀；

(7)净化灰通过输送管道，输送至净化灰中间仓，通过中间仓上部料气分离装置进行对料气分离，洁净氮气通过除尘器排气口进入氮气回收管，洁净氮气通过回收管道进入气源冷却装置进行冷却，合格后进入二次气源精过滤，二次过滤的氮气通过气源品质检测装置对氮气进行分析，不合格氮气通过系统排气装置排空，缺少的氮气通过气源气量平衡装置进行补气置换，达到系统运行平衡，回收的氮气通过气体加压装置再次进入输送系统，从而达到氮气循环利用再次作为压缩输送气输送。