CN205669013U - 管道式煤气旋流脱水装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种管道式煤气旋流脱水装置，主要为了在煤气管道上直接脱除煤气中夹带的较小粒径的机械水从而提高煤气的热效率而进行的设计。本实用新型管道式煤气旋流脱水装置包括依次连接的进气管、扩径管、旋流机构、装置壳体、缩径管、出气管；本实用新型管道式煤气旋流脱水装置可以直接安装在管道上，不另占用土地资源，作为管道通路的一部分，具有投资小，不占地、免维护、节约能源等优点。

Description

管道式煤气旋流脱水装置

技术领域

本实用新型涉及煤气脱水领域，尤其涉及一种管道式煤气旋流脱水装置。

背景技术

冶金企业的副产煤气有高炉煤气、焦炉煤气、转炉煤气和熔融还原煤气等，这些煤气在冶金企业的能源机构中有着举足轻重的地位。煤气中的冷凝水在一定的温度下呈现饱和状态，当煤气温度降低时，原先的饱和状态的冷凝水就会析出，达成在新的温度下的饱和态。在煤气流动过程中部分机械水由于重力作用通过冷凝水排水器排出煤气管道，但煤气中尚有约50～70％左右的机械水由于粒径较小而会被煤气夹带继续漂浮在煤气中，并随煤气进入到燃烧设备诸如工业炉窑设备中，这部分机械水如不去除，将在炉窑中随煤气燃烧变为蒸汽而带走大量的气化潜热，不仅降低煤气的燃烧温度，还带走了大量的热能，同时溶解在水中的Cl^-等酸性物质还会加速对管道系统、设备和烟道的腐蚀。因此对煤气管网的冷凝水的脱除一直以来都受到各用户企业和设计部门的重视。目前国内外的普遍做法在煤气管道中一定距离范围内分别设置冷凝水排出器，排出煤气输送过程中由于逐渐温降而产生的部分冷凝水。由于这种方法只能排出一部分较大颗粒的机械水，而较小粒径的机械水则随着煤气进入燃烧系统，从而造成煤气燃烧温度下降，煤气燃烧热利用效率降低，浪费了大量的能源，吨产品能耗增加和成本上升。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型提供一种能够在煤气管道上直接安装的管道式煤气旋流脱水装置，本实用新型管道式煤气旋流脱水装置可以将煤气中夹带的较小粒径的机械水通过高效旋流进行分离和脱除。

为达到上述目的，本实用新型一种管道式煤气旋流脱水装置，包括依次连接的进气管、扩径管、旋流机构、装置壳体、缩径管、出气管；

其中，所述扩径管为沿气体的流动方向截面直径逐渐增大的机构，所述的旋流机构包括弧形封头、旋流锥、旋流内筒、旋流板、旋流外筒，所述扩径管的左端与所述进气管连接，所述扩径管的右端与所述旋流外筒的左端连接，所述旋流外筒的右端与所述的装置壳体左端连接；

所述的旋流内筒对应所述旋流外筒的内侧设置，所述旋流内筒与所述旋流外筒之间设置有供气体经过的气流通道，且所述的旋流内筒与所述的旋流外筒之间连接有所述旋流板，所述旋流锥为从上到下开口逐渐减小的机构，所述旋流锥的左端通过所述弧形封头密封，所述旋流锥的右端与所述旋流内筒的左端密封连接；

所述的缩径管为沿气体的流动方向截面直径逐渐缩小的机构，所述缩径管的左端与所述装置壳体的右端密封连接，所述缩径管的右端与所述出气管的外壁密封连接，所述出气管穿过所述缩径管与所述装置壳体内部连通；

所述装置壳体靠近所述缩径管的一端的底部设置有集水漏斗。

进一步地，所述装置壳体为圆柱体薄壁管壳，所述圆柱体薄壁管壳的右端与所述的缩径管的左端连接。

进一步地，所述装置壳体上靠近所述旋流机构的一端设置有设有前部检修孔，所述装置壳体上靠近所述缩径管的一端设置有后部检修孔，对应所述的前部检修孔、后部检修孔分别设置有密封所述前部检修孔、后部检修孔的密封法兰。

进一步地，所述集水漏斗上连接有排水管。

进一步地，所述扩径管与所述进气管之间、所述扩径管与所述旋流外筒之间、所述旋流内筒和所述旋流外筒与所述旋流板之间、所述旋流锥与所述弧形封头和所述旋流内筒之间、所述缩径管与所述装置壳体和出气管之间均通过焊接连接。

进一步地，所述前部检修孔和后部检修孔的密封阀上均设有用于清扫装置内部的氮气吹扫口。

进一步地，所述装置壳体上设有用于将清扫后的气体排除的放散机构。

进一步地，所述放散机构上设有放散阀门和取样管。

进一步地，所述进气管与外部煤气管道通过焊接或法兰连接，所述出气管与用户管道或设备通过焊接或法兰连接。

本实用新型管道式煤气旋流脱水装置可以直接安装在管道上，不另占用土地资源，作为管道通路的一部分，具有投资小，不占地、免维护、节约能源等优点。

本实用新型管道式煤气旋流脱水装置在实际生产应用过程中，含有机械水的煤气依次通过进气管、扩径管、旋流装置、装置壳体、缩径管、出气管，在旋流装置中气流被分配，且旋流装置促使气体旋转，气体被甩出旋流装置后旋转进入装置壳体，在筒体内形成一股高速旋转的气流，同时由于筒体容积的突然增大，气体的流速逐渐降低，其中的机械水由于重力和惯性的作用，被甩出的机械水撞击捅壁，凝聚长大，落入底部排出，脱除机械水分后的气体则进入出气管被送出。本实用新型管道式煤气旋流脱水装置，解决了长期以来煤气燃烧设备由于煤气中带水尤其是低热值高炉煤气带水更为明显地影响煤气燃烧温度的问题，且不受占地空间限制，降低了煤气的消耗，提高了煤气的燃烧温度，节约了大量的能源。

附图说明

图1是实施例1管道式煤气旋流脱水装置主视图；

图2是实施例1是旋流机构的主视图；

图3是实施例1旋流板的主视图

图4是图3的俯视图

图5是图1的A-A剖面图；

图6是图1的B-B剖面图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本实用新型做进一步的描述。

文中所述的左右，均以气体的进入装置的一端为左，以气体的流出装置的一端为右。

如图1所示，本实施例管道式煤气旋流脱水装置包括依次焊接连接的进气管1、扩径管2、旋流机构3、装置壳体4、缩径管9、出气管10。所述扩径管2为沿气体的流动方向截面直径逐渐增大的机构，所述装置壳体4为圆柱体薄壁管壳；所述的缩径管9为沿气体的流动方向截面直径逐渐减小的机构；如图2所示，所述的旋流机构3包括弧形封头31、旋流锥32、旋流内筒33、旋流板34、旋流外筒35。

具体的部件连接关系为：进气管1和扩径管2的左端焊接连接，扩径管2右端和旋流外筒35焊接连接，旋流外筒35和装置壳体4左端焊接连接，装置壳体4右端和缩径管9左端焊接连接，缩径管9右端和出气管10的外壁焊接连接，所述出气管10穿过所述的缩径管9深入到装置壳体4内。旋流板34一端和旋流内筒33焊接连接，旋流板34另一端和旋流外筒35焊接连接，旋流内筒33左端和旋流锥32右端焊接连接，旋流锥32左端通过焊接弧形封头31密封。

为了方便本实施例管道式煤气旋流脱水装置的检修和排水，还设置有前部检修孔5、后部检修孔6、集水漏斗7、排水管8、放散机构11、吹扫口12。前部检修孔5和后部检修孔6分别焊接于装置壳体4靠近所述旋流机构3的一端和靠近所述缩径管9的一端，对应所述的前部检修孔5、后部检修孔6分别设置有密封所述前部检修孔、后部检修孔的法兰。放散机构11焊接于装置壳体4的上部。集水漏斗7上端焊接于装置壳体4靠近所述缩径管9一端的下部，集水漏斗7下部和排水管8连接。吹扫口焊接于前部检修孔5及后部检修孔6的法兰上。

本实施例管道式煤气旋流脱水装置在使用时，将所述进气管11和外部煤气管道通过焊接或法兰连接，出气管10和用户管道或设备通过焊接或法兰连接。

本实施例管道式煤气旋流脱水装置，气体以一定的速度通过扩径管2与旋流锥32之间的空隙，然后通过旋流外筒35与旋流内筒33之间的气体通道，在气体通道中旋流板34将气流分配并使气流以一定的速度旋转，进一步，气体被甩出旋流装置3后旋转进入装置壳体4，在装置壳体4的圆柱体薄壁管壳内形成一股高速旋转的气流，同时由于气流进入圆柱体薄壁管壳后流动通道突然增大，气体的流速逐渐降低，其中的机械水由于重力和惯性的作用，被甩出的机械水撞击圆柱体薄壁管壳的管壳壁，凝聚长大，沿管壳壁滴落到圆柱体薄壁管壳下端连接的集水漏斗7中，并通过排水管8排出；脱除机械水的气体则通过内伸管道经缩径管9和出气管10水平流出。

在本实施例中，旋流装置3是本实用新型管道式煤气旋流脱水装置的核心部件，其作用是气流分配、气流以一定的速度旋转，获得动能。气体被甩出旋流装置3后旋转进入装置壳体4，在圆柱体薄壁管壳内形成一股高速旋转的气流，同时由于气体流通通道的突然增大，气体的流速逐渐降低，其中的机械水由于重力和惯性的作用，被甩出的机械水撞击筒壁，凝聚长大，落入底部集水漏斗7和排水管8并通过安全水封排出。

圆柱体薄壁管壳的一定长度和直径是达成高速气流的逐渐衰减和机械水的多次器壁撞击和凝结、高效脱水的重要保证。本实用新型管道式煤气旋流脱水装置中旋流机构3材料采用316L或其他耐腐蚀材料，其他部件主要材料可采用奥氏体不锈钢或碳钢材料。

本实施例管道式煤气旋流脱水装置具有以下有益效果：

1、本实施例管道式煤气旋流脱水装置，由于弧形封头31和旋流锥32的导流作用，可以满足气流在进入旋流状态之前平稳均匀地导入，避免了流场紊乱。尤其是旋流锥32的锥角β、半径R可以采用流体力学软件进行模拟，获得最佳的锥角。通过对旋流板34中叶片的流体力学机构设计、数量配置、安装角度设置并进行流体力学软件进行模拟，获得最佳的脱水效果。一般而言旋流板34的叶片倾角α范围为45°～75°，气体流速控制在16～32m/s。

2、本实施例管道式煤气旋流脱水装置，解决了由于煤气中带水尤其是低热值高炉煤气带水影响煤气燃烧温度的问题，并且将本实用新型管道式煤气旋流脱水装置安装在现有的或新建的需要脱水的煤气管道上，作为管网系统的一个有机组成部分，不占用新的土地，从而降低了煤气的消耗，提高了煤气的燃烧温度，节约了大量的能源。

3、本实施例管道式煤气旋流脱水装置还包括使用维护设施，包括前部检修孔5和后部检修孔6，通过所述检修孔可以进入装置内部对设备部件进行检查和维护并对检修设备进行通风，通过检修孔上的吹扫口12可以对本装置在投运前和检修后进行吹扫置换，并通过打开放散机构11上的放散阀111进行放散。吹扫置换后的介质是否合格需通过放散管上的取样管112进行取样化验验证。

以上，仅为本实用新型的较佳实施例，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种管道式煤气旋流脱水装置，其特征在于：包括依次连接的进气管、扩径管、旋流机构、装置壳体、缩径管、出气管；

其中，所述扩径管为沿气体的流动方向截面直径逐渐增大的结构，所述的旋流机构包括弧形封头、旋流锥、旋流内筒、旋流板、旋流外筒，所述扩径管的左端与所述进气管连接，所述扩径管的右端与所述旋流外筒的左端连接，所述旋流外筒的右端与所述的装置壳体左端连接；

所述的旋流内筒对应所述旋流外筒的内侧设置，所述旋流内筒与所述旋流外筒之间设置有供气体经过的气流通道，且所述的旋流内筒与所述的旋流外筒之间连接有所述旋流板，所述旋流锥为从上到下开口逐渐减小的结构，所述旋流锥的左端通过所述弧形封头密封，所述旋流锥的右端与所述旋流内筒的左端密封连接；

所述的缩径管为沿气体的流动方向截面直径逐渐减小的结构，所述缩径管的左端与所述装置壳体的右端密封连接，所述缩径管的右端与所述出气管的外壁密封连接，所述出气管穿过所述缩径管与所述装置壳体内部连通；

所述装置壳体靠近所述缩径管的一端的底部设置有集水漏斗。

2.根据权利要求1所述的管道式煤气旋流脱水装置，其特征在于：所述装置壳体为圆柱体薄壁管壳，所述圆柱体薄壁管壳的右端与所述的缩径管的左端连接。

3.根据权利要求1所述的管道式煤气旋流脱水装置，其特征在于：所述装置壳体上靠近所述旋流机构的一端设置有前部检修孔，所述装置壳体上靠近所述缩径管的一端设置有后部检修孔，对应所述的前部检修孔、后部检修孔分别设置有密封所述前部检修孔、后部检修孔的密封法兰。

4.根据权利要求1所述的管道式煤气旋流脱水装置，其特征在于：所述集水漏斗上连接有排水管。

5.根据权利要求1所述的管道式煤气旋流脱水装置，其特征在于：所述扩径管与所述进气管之间、所述扩径管与所述旋流外筒之间、所述旋流内筒和所述旋流外筒与所述旋流板之间、所述旋流锥与所述弧形封头和所述旋流内筒之间、所述缩径管与所述装置壳体和出气管之间均通过焊接连接。

6.根据权利要求3所述的管道式煤气旋流脱水装置，其特征在于：所述前部检修孔和后部检修孔的密封阀上均设有用于清扫装置内部的氮气吹扫口。

7.根据权利要求6所述的管道式煤气旋流脱水装置，其特征在于：所述装置壳体上设有用于将清扫后的气体排除的放散机构。

8.根据权利要求7所述的管道式煤气旋流脱水装置，其特征在于：所述放散机构上设有放散阀门和取样管。

9.根据权利要求1所述的管道式煤气旋流脱水装置，其特征在于：所述进气管与外部煤气管道通过焊接或法兰连接，所述出气管与用户管道或设备通过焊接或法兰连接。