CN116407909B - 动态水封稳压预处理装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种动态水封稳压预处理装置，包括：水封稳压罐及动态洗涤罐，在水封稳压罐上设置有溢流管及密封盖，在密封盖上设置有通气管及套管，在套管上连通设置有扩散罐，在扩散罐上设置有样气进口，动态洗涤罐的底部与扩散罐相连通，在动态洗涤罐上设置有密封法兰，在密封法兰上设置有样气出口及进水管，样气出口与水引射增压洗涤装置相连，进水管的下端向下伸入到动态洗涤罐中，在进水管上均布有若干喷淋孔，在进水管上连接有内溢流管，内溢流管向下伸入到套管中，在内溢流管上设置有气罩及溢流孔。本发明既能对样气进行洗涤净化又能对样气进行稳压。
Description
技术领域
本发明涉及气体净化设备领域，尤其涉及动态水封稳压预处理装置。
背景技术
在冶金、石化、化工行业中需要对管道内的气体进行成分分析，但是这些气体中的焦油、粉煤灰等杂质含量非常高，无法直接进行检测分析，这就需要将从工艺管道中取出的样气中的焦油和粉煤灰等杂质去除掉。目前市面上常用静电法、过滤法或水喷淋法除杂质，但是，由于工艺生产装置需要频繁调节，所以管道内常有压力波动，而且压力波动范围较大，在单独使用静电法、过滤法及水喷淋法除杂质时无法对工艺管道中的样气进行稳压，压力波动容易对样气分析仪造成损伤，只能通过多种装置进行串联使用，但是各个设备的内腔空间较大，气体传输和气体置换时间较长，测量滞后较大，同时，各个装置在运行和调试的时候容易相互干扰、相互影响，调试比较繁琐且困难。
发明内容
本发明的目的是提供一种既能对样气进行洗涤净化又能对样气进行稳压的动态水封稳压预处理装置。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：动态水封稳压预处理装置，包括：水封稳压罐及动态洗涤罐，在水封稳压罐上连通设置有溢流管，在水封稳压罐上密封设置有密封盖，在密封盖上设置有通气管，在密封盖上密封穿设有套管，套管向下伸入到水封稳压罐中，在套管上连通设置有扩散罐，在扩散罐上设置有样气进口，动态洗涤罐的底部与扩散罐相连通，在动态洗涤罐的顶部密封设置有密封法兰，在密封法兰上设置有样气出口及进水管，样气出口与水引射增压洗涤装置相连，进水管的下端向下伸入到动态洗涤罐中，在进水管的下端侧壁沿着圆周均布有若干喷淋孔，在进水管的下端连接有内溢流管，内溢流管向下伸入到套管中、并与套管的底部齐平，在位于动态洗涤罐中的内溢流管上设置有挡设在扩散罐上方的气罩，在气罩的底部设置有若干排气豁口，在气罩的外壁与动态洗涤罐的内壁之间留有竖向排水间隙，在气罩的底部与扩散罐之间留有可调节高度的横向排水间隙，根据样气压力的最大气压值来调节洗涤水进入到进水管的量以及横向排水间隙的高度，以保证经过喷淋孔往竖向排水间隙中流动的洗涤水水幕能够封堵住最大气压值下的样气，在位于气罩上方的内溢流管上设置有溢流孔。
进一步的，前述的动态水封稳压预处理装置，其中，所述气罩包括：锥形壳及柱形壳，锥形壳的小径端与内溢流管螺纹连接，锥形壳的大径端与柱形壳相连，柱形壳的内径大于扩散罐的内径，排气豁口设置在柱形壳的侧壁底部，柱形壳的外壁与动态洗涤罐的内壁之间的间隙为竖向排水间隙，而柱形壳的底部与扩散罐之间的间隙为横向排水间隙。
进一步的，前述的动态水封稳压预处理装置，其中，在动态洗涤罐的内壁上沿着圆周间隔设置有若干固定导板，在柱形壳的外壁上沿着圆周间隔设置有若干活动导板，活动导板与固定导板交错挡设。
进一步的，前述的动态水封稳压预处理装置，其中，进水管与密封法兰之间的连接结构为：在密封法兰上螺纹连接有一个改良型卡套接头，在改良型卡套接头中设置一个能够容纳进水管穿过的通孔，在通孔的上端连通设置有倒圆锥孔，在倒圆锥孔中设置有下卡环，在改良型卡套接头的上端螺纹连接有卡帽，在卡帽中设置有上卡环，上卡环抵靠在下卡环上，进水管穿设在卡帽及改良型卡套接头中，并穿过改良型卡套接头后与内溢流管相连，将卡帽旋紧在改良型卡套接头上，卡帽中的上卡环向下顶推下卡环，下卡环在倒圆锥孔中逐渐收缩直至卡紧在进水管上。
进一步的，前述的动态水封稳压预处理装置，其中，进水管与内溢流管之间的连接结构为：在进水管的底部与内溢流管的顶部之间螺纹连接有一根螺杆，在螺杆上螺纹连接有两个第一锁紧螺母，两个第一锁紧螺母分别抵靠在进水管的底部及内溢流管的顶部，在两个第一锁紧螺母的侧壁上分别螺纹连接有一根第一紧定螺栓，两根第一紧定螺栓抵靠在螺杆上。
进一步的，前述的动态水封稳压预处理装置，其中，水封稳压罐固连在安装支架上，在安装支架上螺纹连接有若干调节地脚，在各调节地脚上均螺纹连接有一个第二锁紧螺母，第二锁紧螺母并紧在安装支架上，在第二锁紧螺母上螺纹连接有一根第二紧定螺栓，第二紧定螺栓抵靠在调节地脚上。
进一步的，前述的动态水封稳压预处理装置，其中，在密封法兰上水平设置有气泡水平仪。
进一步的，前述的动态水封稳压预处理装置，其中，在动态洗涤罐的侧壁上开设有观察孔，在观察孔上设置有玻璃视窗。
进一步的，前述的动态水封稳压预处理装置，其中，所述溢流管为Z字形形状，溢流管的下端与水封稳压罐相连通，溢流管的上端高于套管底部、低于水封稳压罐的顶部。
本发明的优点在于：将样气出口与水引射增压洗涤装置相连后，水引射增压洗涤装置会对样气出口进行抽气，从而使动态洗涤罐中形成负压，而负压通过套管及内溢流管作用在水封稳压罐中的洗涤水上，使内溢流管与套管之间均形成能够抵消负压的水柱，从而保证动态洗涤罐处于一个相对稳定的静压状态，而工艺管道中的样气压力不论怎么变化，进入到动态洗涤罐中的样气压力都无法破坏动态洗涤罐内的静压状态，使样气出口有一个稳定的压力，样气能够以稳定压力进入到后续的水引射增压洗涤装置中进行后续处理；而样气在气罩中聚集时样气中的杂质在自重下自行沉降，再经过洗涤水的洗涤后对样气进行预处理，降低样气中的杂质，为后续处理提供一个相对干净的样气。
附图说明
图1是本发明所述的动态水封稳压预处理装置的结构示意图。
图2是图1中动态洗涤罐的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及优选实施例对本发明所述的技术方案作进一步说明。
如图1～2所示，本发明所述的动态水封稳压预处理装置，包括：水封稳压罐1及动态洗涤罐2，在水封稳压罐1上连通设置有Z字型的溢流管11，溢流管11的下端与水封稳压罐1相连通，溢流管11的上端低于水封稳压罐1的顶部，在水封稳压罐1上密封设置有密封盖12，在密封盖12上设置有通气管13，在密封盖12上密封穿设有套管14，套管14竖直向下伸入到下水封稳压罐1中，套管14的底部高于溢流管11的下端，在套管14上连通设置有扩散罐3，在扩散罐3上设置有样气进口31，动态洗涤罐2与扩散罐3相连，动态洗涤罐2的底部与扩散罐3相连通，在动态洗涤罐2的顶部密封设置有密封法兰21，在密封法兰21上设置有样气出口22及进水管23，进水管23与密封法兰21之间的连接结构为：在密封法兰21上螺纹连接有一个改良型卡套接头24，在改良型卡套接头24中设置一个能够容纳进水管23穿过的通孔，在通孔的上端连通设置有倒圆锥孔，在倒圆锥孔中设置有下卡环241，在改良型卡套接头24的上端螺纹连接有卡帽242，在卡帽242中设置有上卡环243，上卡环243抵靠在下卡环241上，进水管23穿设在卡帽242及改良型卡套接头24中，并穿过改良型卡套接头24后伸入到动态洗涤罐2中，将卡帽242旋紧在改良型卡套接头24上，卡帽242中的上卡环243向下顶推下卡环241，下卡环241在倒圆锥孔中逐渐收缩直至卡紧在进水管23上，在进水管23的下端侧壁沿着圆周均布有若干喷淋孔231，在进水管23的下端连接有内溢流管25，进水管23与内溢流管25之间的连接结构为：在进水管23的底部与内溢流管25的顶部之间螺纹连接有一根螺杆4，在螺杆4上螺纹连接有两个第一锁紧螺母41，两个第一锁紧螺母41分别抵靠在进水管24的底部及内溢流管25的顶部，在两个第一锁紧螺母41的侧壁上分别螺纹连接有一根第一紧定螺栓42，两根第一紧定螺栓42抵靠在螺杆4上。在进行运输、调试或清洗时，先将内溢流管25与进水管23分离，再将进水管23从改良型卡套接头24中抽出后与密封法兰21分离，减小体积，方便运输、调试、清洗，在进行安装时，先将进水管23穿过改良型卡套接头24伸入到动态洗涤罐2中与内溢流管25螺纹连接，然后旋紧卡帽242，改良型卡套接头24中的下卡环241卡紧进水管23，使进水管23通过改良型卡套接头24固连在密封法兰21上，实现快速安装。
内溢流管25向下穿过扩散罐3后伸入到套管14中、并与套管14的底部齐平，在位于动态洗涤罐2中的内溢流管25上设置有挡设在扩散罐3上方的气罩5，所述气罩5包括：锥形壳51及柱形壳52，锥形壳51的小径端与内溢流管25螺纹连接，锥形壳51的大径端与柱形壳52相连，柱形壳52的内径大于扩散罐3的内径，在柱形壳52的侧壁底部设置有若干排气豁口53，在柱形壳52的外壁与动态洗涤罐2的内壁之间留有竖向排水间隙，在柱形壳52的底部与扩散罐3之间留有横向排水间隙，在动态洗涤罐2的内壁上沿着圆周间隔设置有若干固定导板211，在柱形壳52的外壁上沿着圆周间隔设置有若干活动导板521，活动导板521与固定导板211交错挡设，转动进水管23，进水管23带动内溢流管25一起转动，内溢流管25带动气罩5一起转动，直至气罩5上的活动导板521与动态洗涤罐2上的固定导板211相接触，此时，气罩5无法继续跟转，气罩5只能在螺纹传动作用下上下移实现高度调节，由于气罩5与内溢流管25之间是螺纹连接的，而螺距是一个固定值，所以进水管23每旋转一周气罩5就会移动一个螺距的距离，通过螺距来精确控制气罩5的位移，在位于气罩5上方的内溢流管25上设置有溢流孔251，在动态洗涤罐2的侧壁上开设有观察孔，在观察孔上设置有玻璃视窗26。
在对样气进行洗涤时，需要整个装置保持水平，以此来保证气罩5与动态洗涤罐2之间的竖向排水间隙的水平，否则洗涤水无法在竖向排水间隙中形成稳定的水封水位，因此，本实施例中，将水封稳压罐1固连在安装支架6上，在安装支架6上螺纹连接有若干调节地脚61，在各调节地脚61上均螺纹连接有一个第二锁紧螺母62，第二锁紧螺母62并紧在安装支架6上，在第二锁紧螺母62上螺纹连接有一个第二紧定螺栓63，第二紧定螺栓63抵靠在调节地脚61上，在密封法兰21上水平设置有气泡水平仪212。工作人员能够根据气泡水平仪212来观察整个装置是否水平，若是没有，则根据气泡水平仪212来调节相应的调节地脚61，直至气泡水平仪212中的气泡处于中心水平位置。
工作原理如下：将进水管23与水源相连，洗涤水进入到动态洗涤罐2中后经过竖向排水间隙及横向排水间隙进入到扩散罐3中，再经过套管14流入到水封稳压罐1中，由于待取样工艺管道中的气压是不断变化的，所以需要根据样气压力的最大气压值来调节水源中的洗涤水进入到进水管23的量以及气罩5与扩散罐3之间的横向排水间隙的高度，以保证经过喷淋孔231往气罩5与动态洗涤罐2之间的竖向排水间隙中流动的洗涤水水幕能够封堵住最大气压值下的样气，防止水幕被样气吹散，在调节横向排水间隙的高度时，先将气罩5抵靠在扩散罐3上，然后转动进水管23，将气罩5向上移动到相应的高度，在调节过程中可以通过玻璃视窗26进行观察。水封稳压罐1中的洗涤水进入到溢流管11中对溢流管11进行水封，而溢流管11保证水封稳压罐1中的水位，洗涤水还对内溢流管25及套管14进行水封，然后将样气出口22与水引射增压洗涤装置中的样气进口相连，所述水引射增压洗涤装置为现有技术，其公开号为：CN217662292U，水引射增压洗涤装置产生负压，该负压通过动态洗涤罐2上的样气出口22作用在动态洗涤罐2中，该负压还通过扩散罐3、套管14及内溢流管25的溢流孔251作用在水封稳压罐1中的洗涤水上，洗涤水在负压作用下会在内溢流管25及套管14中均形成能够抵消负压的水柱，从而保证动态洗涤罐2处于一个相对稳定的静压状态，然后将扩散罐3上的样气进口31与工艺管道相连。
工艺管道中的样气从样气进口31进入到扩散罐3中进行均匀扩散时，当工艺管道中的样气气压较低时，样气会先与流到扩散罐3中的洗涤水进行接触，扩散罐3中的洗涤水将样气中的部分杂质带走进入到水封稳压罐1中，而样气在扩散罐3中扩散完成后向上移动到气罩5内聚集，位于气罩5中的样气流速会接近于停滞状态，此时，还会有部分杂质在自重下沉降，随着气罩5内的样气越来越多，样气就会从气罩5上的排气豁口53向上溢出，从气罩5与动态洗涤罐2之间的竖向排水间隙向上流动，溢出的样气就会与竖向排水间隙中的洗涤水相接触，样气向上运动，而洗涤水向下流动，洗涤水与样气对冲，从而去除样气中残余的杂质，洗涤完成的样气会聚集在动态洗涤罐2中，由于样气压力较低，样气流速较低，样气无法破坏动态洗涤罐2内的静压状态，从而使样气能够稳定进入到水引射增压洗涤装置中进行后续处理。
当工艺管道中的样气气压增大、但是小于水封压力时，进入到气罩5中的样气量就会增多，样气还是会先聚集在气罩5中先自行沉降，样气增多后就会从横向排水间隙及排气豁口53处一起向外溢出，溢出的样气量大后，样气就会在竖向排水间隙中对洗涤水起到一定的阻隔作用，一部分洗涤水流入到扩散罐3中，而另一部分洗涤水会在动态洗涤罐2中形成一定高度的水位，样气从样气进口31进入到扩散罐3中时，还是先与扩散罐3中的洗涤水接触，然后进入到被阻隔的洗涤水中，以气泡形式从洗涤水中冒出，降低样气进入到动态洗涤罐2中时的流速及压力，使得样气无法破坏动态洗涤罐2内的静压状态，从而使样气能够稳定进入到水引射增压洗涤装置中进行后续处理，而洗涤水通过水位高度对扩散罐3中的样气进行加压，在一定程度上能够限制更多的样气进入到扩散罐3中增加扩散罐3中的样气压力。
当工艺管道中的样气气压增大到大于水封压力时，从气罩5内溢出的样气就会对竖向排水间隙中的洗涤水起到完全阻隔作用，洗涤水的水位高度产生的压力无法限制样气进入到扩散罐3中的量，使得扩散罐3中样气压力继续增大，扩散罐3中的样气从气罩5中大量溢出后对动态洗涤罐2中的洗涤水进行顶推，使洗涤水的水位逐渐升高，当洗涤水的水位到达内溢流管25的溢流孔251处时，洗涤水从溢流孔251流入到水封稳压罐1中，一是防止动态洗涤罐2中洗涤水水位过高进入到样气出口22中，二是对水封稳压罐1进行补水，而样气分为两路，一路样气经过动态洗涤罐2中的洗涤水的洗涤后以气泡形式冒出，最后从样气出口22进入到水引射增压洗涤装置中进行后续处理，而另一路样气向下经过内溢流管25与套管14之间的洗涤水进入到水封稳压罐1中，最后从水封稳压罐1中的通气管13向外排放，以气泡形式进入到动态洗涤罐2中的样气的流速及压力被降低，使其无法破坏动态洗涤罐2中的静压状态，而进入到水封稳压罐1中的样气在经过水封稳压罐1中的洗涤水的洗涤后向外排放，防止其进入到动态洗涤罐2中破坏动态洗涤罐2的静压状态。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (9)
1.动态水封稳压预处理装置，其特征在于：包括：水封稳压罐及动态洗涤罐，在水封稳压罐上连通设置有溢流管，在水封稳压罐上密封设置有密封盖，在密封盖上设置有通气管，在密封盖上密封穿设有套管，套管向下伸入到水封稳压罐中，在套管上连通设置有扩散罐，在扩散罐上设置有样气进口，动态洗涤罐的底部与扩散罐相连通，在动态洗涤罐的顶部密封设置有密封法兰，在密封法兰上设置有样气出口及进水管，样气出口与水引射增压洗涤装置相连，进水管的下端向下伸入到动态洗涤罐中，在进水管的下端侧壁沿着圆周均布有若干喷淋孔，在进水管的下端连接有内溢流管，内溢流管向下伸入到套管中、并与套管的底部齐平，在位于动态洗涤罐中的内溢流管上设置有挡设在扩散罐上方的气罩，在气罩的底部设置有若干排气豁口，在气罩的外壁与动态洗涤罐的内壁之间留有竖向排水间隙，在气罩的底部与扩散罐之间留有可调节高度的横向排水间隙，根据样气压力的最大气压值来调节洗涤水进入到进水管的量以及横向排水间隙的高度，以保证经过喷淋孔往竖向排水间隙中流动的洗涤水水幕能够封堵住最大气压值下的样气，在位于气罩上方的内溢流管上设置有溢流孔。
2.根据权利要求1所述的动态水封稳压预处理装置，其特征在于：所述气罩包括：锥形壳及柱形壳，锥形壳的小径端与内溢流管螺纹连接，锥形壳的大径端与柱形壳相连，柱形壳的内径大于扩散罐的内径，排气豁口设置在柱形壳的侧壁底部，柱形壳的外壁与动态洗涤罐的内壁之间的间隙为竖向排水间隙，而柱形壳的底部与扩散罐之间的间隙为横向排水间隙。
3.根据权利要求2所述的动态水封稳压预处理装置，其特征在于：在动态洗涤罐的内壁上沿着圆周间隔设置有若干固定导板，在柱形壳的外壁上沿着圆周间隔设置有若干活动导板，活动导板与固定导板交错挡设。
4.根据权利要求1所述的动态水封稳压预处理装置，其特征在于：进水管与密封法兰之间的连接结构为：在密封法兰上螺纹连接有一个改良型卡套接头，在改良型卡套接头中设置一个能够容纳进水管穿过的通孔，在通孔的上端连通设置有倒圆锥孔，在倒圆锥孔中设置有下卡环，在改良型卡套接头的上端螺纹连接有卡帽，在卡帽中设置有上卡环，上卡环抵靠在下卡环上，进水管穿设在卡帽及改良型卡套接头中，并穿过改良型卡套接头后与内溢流管相连，将卡帽旋紧在改良型卡套接头上，卡帽中的上卡环向下顶推下卡环，下卡环在倒圆锥孔中逐渐收缩直至卡紧在进水管上。
5.根据权利要求1或4所述的动态水封稳压预处理装置，其特征在于：进水管与内溢流管之间的连接结构为：在进水管的底部与内溢流管的顶部之间螺纹连接有一根螺杆，在螺杆上螺纹连接有两个第一锁紧螺母，两个第一锁紧螺母分别抵靠在进水管的底部及内溢流管的顶部，在两个第一锁紧螺母的侧壁上分别螺纹连接有一根第一紧定螺栓，两根第一紧定螺栓抵靠在螺杆上。
6.根据权利要求1所述的动态水封稳压预处理装置，其特征在于：水封稳压罐固连在安装支架上，在安装支架上螺纹连接有若干调节地脚，在各调节地脚上均螺纹连接有一个第二锁紧螺母，第二锁紧螺母并紧在安装支架上，在第二锁紧螺母上螺纹连接有一根第二紧定螺栓，第二紧定螺栓抵靠在调节地脚上。
7.根据权利要求6所述的动态水封稳压预处理装置，其特征在于：在密封法兰上水平设置有气泡水平仪。
8.根据权利要求1所述的动态水封稳压预处理装置，其特征在于：在动态洗涤罐的侧壁上开设有观察孔，在观察孔上设置有玻璃视窗。
9.根据权利要求1所述的动态水封稳压预处理装置，其特征在于：所述溢流管为Z字形形状，溢流管的下端与水封稳压罐相连通，溢流管的上端高于套管底部、低于水封稳压罐的顶部。
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