CN110763040A - 一种带水封槽的急冷塔及其工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种带水封槽的急冷塔及其工作方法，带水封槽的急冷塔，包括急冷塔及水封槽；所述急冷塔设于水封槽的上方，急冷塔的塔体下端插入到水封槽的液面以下；所述急冷塔的上部设有煤气入口，塔体内设有多个冷却水喷头；所述水封槽为封闭式结构，水封槽的顶板与液面之间留有顶部空间；靠近急冷塔的水封槽顶部一侧设煤气出口，另一侧的水封槽上部设水溢流口，自急冷塔对应侧外壁至水溢流口处的区域为折流区，折流区的水封槽内设多道隔板及折流板。本发明集煤气冷却、洗涤及安全水封功能于一体，能够防止煤气从下游煤气处理系统倒流至上游煤气生产系统，并能有效减少煤气随冷却水夹带逸出，减少经济损失，消除安全隐患。
Description
技术领域
本发明涉及高温煤气冷却、洗涤技术领域，尤其涉及一种能够防止气体夹带及煤气倒流的带水封槽的急冷塔及其工作方法。
背景技术
目前，在煤制气或其它工艺系统中，需要对高温煤气或其它高温气体用洗涤水进行冷却、洗涤时，通常采用急冷塔(或空喷塔)，塔内无填料，设置多个洗涤水喷头，用冷却水对高温煤气进行喷洒，煤气与冷却水直接接触，急冷塔塔底的冷却水进入一个水封槽然后排出，该水封槽只起到防止急冷塔内大量的煤气外泄的密封作用。
大量的冷却水在急冷塔内与煤气直接接触，冷却水落至塔底并进入水封槽时，在塔底及水封槽的水中会形成大量夹带煤气的气泡，当冷却水从水封槽排出时，夹带的煤气也会从水中逸出并排至大气。一方面因煤气泄漏而造成经济损失，另一方面逸出的煤气因可燃、有毒而破坏了环境，影响操作人员的安全，导致生产过程存在安全隐患。
此外，煤气从急冷塔排出时，没有经过水封直接排至下游处理系统，一旦急冷塔前的上游煤气生产系统因突然停工而降压时，后续煤气处理系统中的煤气可能会从急冷塔的煤气出口倒流至前端煤气生产系统，容易造成生产事故，同样存在安全隐患。
发明内容
本发明提供了一种带水封槽的急冷塔及其工作方法，集煤气冷却、洗涤及安全水封功能于一体，能够防止煤气从下游煤气处理系统倒流至上游煤气生产系统，并能有效减少煤气随冷却水夹带逸出，减少经济损失，消除安全隐患。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种带水封槽的急冷塔，包括急冷塔及水封槽；所述急冷塔设于水封槽的上方，急冷塔的塔体下端插入到水封槽的液面以下；所述急冷塔的上部设有煤气入口，塔体内设有多个冷却水喷头；所述水封槽为封闭式结构，水封槽的顶板与液面之间留有顶部空间；靠近急冷塔的水封槽顶部一侧设煤气出口，另一侧的水封槽上部设水溢流口，自急冷塔对应侧外壁至水溢流口处的区域为折流区，折流区的水封槽内设多道隔板及折流板。
所述急冷塔的塔体下端为锯齿状。
所述折流区设有2道隔板及2道折流板，自急冷塔对应侧外壁至水溢流口处依次为隔板一、折流板一、折流板二及隔板二，将水封槽分隔为第一区～第五区共5个区域，并形成折线形水流通道。
所述隔板及折流板的两侧分别与水封槽对应侧壁固定连接，隔板一的上端与水封槽的顶板之间、下端与水封槽的底板之间分别留有间隙；折流板一的下端与水封槽的底板固定连接，上端与水封槽的顶板之间留有间隙；折流板二的上端与折流板一的上端通过水平板固定连接，水平板上设排气管，排气管的上端延伸至液面之上，折流板二的下端与水封槽的底板之间留有间隙；隔板二的上端与水封槽的顶板固定连接，下端与水封槽的底板之间留有间隙。
所述水平板的宽度小于折流板一与折流板二的间距。
所述水封槽内与水溢流口相对的一侧设补水管，补水管底端的出水口靠近水封槽的底板，补水管顶端的补水口与外部供水管道相连。
所述水封槽的顶部设液位计接口。
所述水封槽在靠近补水管的一侧底部设有放空口一，在靠近水溢流口的一侧底部设放空口二。
一种带水封槽的急冷塔的工作方法，包括：
1)上游来的高温煤气从急冷塔上部的煤气入口进入急冷塔内，经多个冷却水喷头喷洒冷却，喷洒的冷却水落到下部的水封槽内；
2)急冷塔内的煤气压力大于水封槽内水封高度形成的压力，经急冷塔冷却后的煤气自急冷塔下端出口以鼓泡的方式冲破水封，进入到水封槽内的顶部空间，并从煤气出口导出；
3)从急冷塔上部落下的冷却水由第一区折流进入到第二区，受煤气鼓泡及大量的冷却水从上部落入、冲击的影响，第一区与其它区相比水的扰动较大，且水中存在大量的夹带煤气的气泡，大部分气泡在此区域的水中上升、破裂，夹带的煤气从水中逸出进入到顶部空间，少部分气泡随水流进入到第二区内；由于隔板一的作用，第二区与第一区相比水扰动相对较小，有利于水中夹带的煤气从水中逸出并进入到顶部空间；
4)第二区中的水通过折流板一、折流板二顶部溢流至第三区及第四区，第四区中的水扰动相对更小，水中夹带的煤气进一步从水中逸出并回到水封槽的顶部空间；第三区中的水扰动最小，水中夹带的煤气分离逸出后从排气管导入到水封槽的顶部空间；
5)进入到第五区的水几乎不夹带煤气，最终从水溢流口排出。
当急冷塔上游的煤气生产系统突然停产，急冷塔内的煤气压力随之急剧下降，而急冷塔下游的煤气处理系统中的煤气压力仍然存在，此时水封槽中第一区内的液面高度会受下游煤气处理系统中煤气压力的影响而下降，水封槽中的水被压至急冷塔的下端塔体内，最终维持液位平衡，从而防止下游煤气处理系统的煤气倒流至急冷塔及上游煤气生产系统中。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1)本发明中，急冷塔的塔体下端插入到水封槽的液面以下，并且塔体下端设计成锯齿形，有利于正常生产时煤气在水封槽中冲破水封、鼓泡逸出；
2)既不影响煤气从上游向下游流动，又有效防止下游煤气倒流至上游，避免上游设备突然停产时下游煤气倒流造成安全隐患；
2)水封槽被多个隔板、折流板分隔成多个区域，被冷却水夹带的煤气依次经过各个区域，大大延长了水在水封槽内的停留时间，有利于煤气从水中逸出并进入到煤气处理系统中，增加煤气产率，减少煤气外逸，有利于环境保护；
3)水封槽底部设有放空口，可定期将水中随煤气带入的灰尘等颗粒物排出，防止水封槽堵塞；
4)整体结构简单，操作、维修方便，易于实施。
附图说明
图1是本发明所述一种带水封槽的急冷塔的结构示意图。
图中：1.急冷塔 2.水封槽 3.隔板一 4.折流板一 5.折流板二 6.隔板二 7.排气管 8.冷却水喷头 Ⅰ.第一区 Ⅱ.第二区 Ⅲ.第三区 Ⅳ.第四区 Ⅴ.第五区 A1.煤气入口A2.补水口 B1.煤气出口 B2.水溢流口 L1.液位计口 D1.放空口一 D2.放空口二
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：
如图1所示，本发明所述一种带水封槽的急冷塔，包括急冷塔1及水封槽2；所述急冷塔1设于水封槽2的上方，急冷塔1的塔体下端插入到水封槽2的液面以下；所述急冷塔1的上部设有煤气入口A1，塔体内设有多个冷却水喷头8；所述水封槽2为封闭式结构，水封槽2的顶板与液面之间留有顶部空间；靠近急冷塔1的水封槽2顶部一侧设煤气出口B1，另一侧的水封槽2上部设水溢流口B2，自急冷塔1对应侧外壁至水溢流口B2处的区域为折流区，折流区的水封槽2内设多道隔板及折流板。
所述急冷塔1的塔体下端为锯齿状。
所述折流区设有2道隔板3、6及2道折流板4、5，自急冷塔1对应侧外壁至水溢流口B2处依次为隔板一3、折流板一4、折流板二5及隔板二6，将水封槽2分隔为第一区Ⅰ～第五区Ⅴ共5个区域，并形成折线形水流通道。
所述隔板3、6及折流板4、5的两侧分别与水封槽2对应侧壁固定连接，隔板一3的上端与水封槽2的顶板之间、下端与水封槽2的底板之间分别留有间隙；折流板一4的下端与水封槽2的底板固定连接，上端与水封槽2的顶板之间留有间隙；折流板二5的上端与折流板一4的上端通过水平板固定连接，水平板上设排气管7，排气管7的上端延伸至液面之上，折流板二5的下端与水封槽2的底板之间留有间隙；隔板二6的上端与水封槽2的顶板固定连接，下端与水封槽2的底板之间留有间隙。
所述水平板的宽度小于折流板一4与折流板二5的间距。
所述水封槽2内与水溢流口B2相对的一侧设补水管，补水管底端的出水口靠近水封槽2的底板，补水管顶端的补水口A2与外部供水管道相连。
所述水封槽2的顶部设液位计接口L1。
所述水封槽2在靠近补水管的一侧底部设有放空口一D1，在靠近水溢流口B2的一侧底部设放空口二D2。
一种带水封槽的急冷塔的工作方法，包括：
1)上游来的高温煤气从急冷塔1上部的煤气入口A1进入急冷塔1内，经多个冷却水喷头8喷洒冷却，喷洒的冷却水落到下部的水封槽2内；
2)急冷塔1内的煤气压力大于水封槽2内水封高度形成的压力，经急冷塔1冷却后的煤气自急冷塔1下端出口以鼓泡的方式冲破水封，进入到水封槽2内的顶部空间，并从煤气出口B1导出；
3)从急冷塔1上部落下的冷却水由第一区Ⅰ折流进入到第二区Ⅱ，受煤气鼓泡及大量的冷却水从上部落入、冲击的影响，第一区Ⅰ与其它区相比水的扰动较大，且水中存在大量的夹带煤气的气泡，大部分气泡在此区域的水中上升、破裂，夹带的煤气从水中逸出进入到顶部空间，少部分气泡随水流进入到第二区Ⅱ内；由于隔板一3的作用，第二区Ⅱ与第一区Ⅰ相比水扰动相对较小，有利于水中夹带的煤气从水中逸出并进入到顶部空间；
4)第二区Ⅱ中的水通过折流板一4、折流板二5顶部溢流至第三区Ⅲ及第四区Ⅳ，第四区Ⅳ中的水扰动相对更小，水中夹带的煤气进一步从水中逸出并回到水封槽2的顶部空间；第三区Ⅲ中的水扰动最小，水中夹带的煤气分离逸出后从排气管7导入到水封槽2的顶部空间；
5)进入到第五区Ⅴ的水几乎不夹带煤气，最终从水溢流口B2排出。
当急冷塔1上游的煤气生产系统突然停产，急冷塔1内的煤气压力随之急剧下降，而急冷塔1下游的煤气处理系统中的煤气压力仍然存在，此时水封槽2中第一区Ⅰ内的液面高度会受下游煤气处理系统中煤气压力的影响而下降，水封槽2中的水被压至急冷塔1的下端塔体内，最终维持液位平衡，从而防止下游煤气处理系统的煤气倒流至急冷塔1及上游煤气生产系统中。
管口L1为液位计接口，用于安装液位计，以检测水封槽2内的液位高度。补水管用于开工或事故时向水封槽2内补加工业水。水封槽2底部设置的放空口一D1及放空口二D2，用于停工检修时放空或定期排出水封槽2内底部沉积的灰尘颗粒等杂质。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，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，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种带水封槽的急冷塔，其特征在于，包括急冷塔及水封槽；所述急冷塔设于水封槽的上方，急冷塔的塔体下端插入到水封槽的液面以下；所述急冷塔的上部设有煤气入口，塔体内设有多个冷却水喷头；所述水封槽为封闭式结构，水封槽的顶板与液面之间留有顶部空间；靠近急冷塔的水封槽顶部一侧设煤气出口，另一侧的水封槽上部设水溢流口，自急冷塔对应侧外壁至水溢流口处的区域为折流区，折流区的水封槽内设多道隔板及折流板。
2.根据权利要求1所述的一种带水封槽的急冷塔，其特征在于，所述急冷塔的塔体下端为锯齿状。
3.根据权利要求1所述的一种带水封槽的急冷塔，其特征在于，所述折流区设有2道隔板及2道折流板，自急冷塔对应侧外壁至水溢流口处依次为隔板一、折流板一、折流板二及隔板二，将水封槽分隔为第一区～第五区共5个区域，并形成折线形水流通道。
4.根据权利要求1或3所述的一种带水封槽的急冷塔，其特征在于，所述隔板及折流板的两侧分别与水封槽对应侧壁固定连接，隔板一的上端与水封槽的顶板之间、下端与水封槽的底板之间分别留有间隙；折流板一的下端与水封槽的底板固定连接，上端与水封槽的顶板之间留有间隙；折流板二的上端与折流板一的上端通过水平板固定连接，水平板上设排气管，排气管的上端延伸至液面之上，折流板二的下端与水封槽的底板之间留有间隙；隔板二的上端与水封槽的顶板固定连接，下端与水封槽的底板之间留有间隙。
5.根据权利要求4所述的一种带水封槽的急冷塔，其特征在于，所述水平板的宽度小于折流板一与折流板二的间距。
6.根据权利要求1所述的一种带水封槽的急冷塔，其特征在于，所述水封槽内与水溢流口相对的一侧设补水管，补水管底端的出水口靠近水封槽的底板，补水管顶端的补水口与外部供水管道相连。
7.根据权利要求1所述的一种带水封槽的急冷塔，其特征在于，所述水封槽的顶部设液位计接口。
8.根据权利要求1所述的一种带水封槽的急冷塔，其特征在于，所述水封槽在靠近补水管的一侧底部设有放空口一，在靠近水溢流口的一侧底部设放空口二。
9.一种如权利要求1所述带水封槽的急冷塔的工作方法，其特征在于，包括：
1)上游来的高温煤气从急冷塔上部的煤气入口进入急冷塔内，经多个冷却水喷头喷洒冷却，喷洒的冷却水落到下部的水封槽内；
2)急冷塔内的煤气压力大于水封槽内水封高度形成的压力，经急冷塔冷却后的煤气自急冷塔下端出口以鼓泡的方式冲破水封，进入到水封槽内的顶部空间，并从煤气出口导出；
3)从急冷塔上部落下的冷却水由第一区折流进入到第二区，受煤气鼓泡及大量的冷却水从上部落入、冲击的影响，第一区与其它区相比水的扰动较大，且水中存在大量的夹带煤气的气泡，大部分气泡在此区域的水中上升、破裂，夹带的煤气从水中逸出进入到顶部空间，少部分气泡随水流进入到第二区内；由于隔板一的作用，第二区与第一区相比水扰动相对较小，有利于水中夹带的煤气从水中逸出并进入到顶部空间；
4)第二区中的水通过折流板一、折流板二顶部溢流至第三区及第四区，第四区中的水扰动相对更小，水中夹带的煤气进一步从水中逸出并回到水封槽的顶部空间；第三区中的水扰动最小，水中夹带的煤气分离逸出后从排气管导入到水封槽的顶部空间；
5)进入到第五区的水几乎不夹带煤气，最终从水溢流口排出。
10.根据权利要求9所述一种带水封槽的急冷塔的工作方法，其特征在于，当急冷塔上游的煤气生产系统突然停产，急冷塔内的煤气压力随之急剧下降，而急冷塔下游的煤气处理系统中的煤气压力仍然存在，此时水封槽中第一区内的液面高度会受下游煤气处理系统中煤气压力的影响而下降，水封槽中的水被压至急冷塔的下端塔体内，最终维持液位平衡，从而防止下游煤气处理系统的煤气倒流至急冷塔及上游煤气生产系统中。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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