CN208599413U - 一种工业气体净化系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及工业气体除尘领域，特别是一种工业气体净化系统，包括出炉气管和洗气塔，所述出炉气管通过导气管截止阀及导气管与洗气塔底部连接；还包括依次连接的气体调质系统、第一动力系统、除尘系统、第二动力系统及易冷凝成分的一级分离系统，上述系统依次串联并与导气管相并联，当后系统出现故障时前系统可通过上游动力系统的短路阀将后系统进行短路，后系统被短路后前系统依然可以正常运行，所述气体调质系统包含外系统和内系统两部分，通过气体调质剂在调质器内实现对气体中有害成分的捕集，易冷凝成分的一级分离系统通过间歇式换热器的降温制得纯度较高的易冷凝成分，本实用新型的系统可在干法除尘的基础上实现易冷凝成分的超纯回收。

Description

一种工业气体净化系统

技术领域

本实用新型涉及工业气体除尘领域，具体涉及一种适用于电热法黄磷生产领域、电热法电石生产领域以及露点温度介于200-500℃间类似于上述待处理气体物理性质的含尘高温气体的处理的工业气体净化系统。

背景技术

目前在电热法黄磷生产中，传统除尘工艺为湿法除尘，即出磷炉炉气直接进入洗气塔，粉尘、黄磷以及与水发生物化反应的绝大部分成分被迎面而来的水一同洗下并流入收磷槽，致使粉尘与黄磷的后续分离工艺发杂，能耗高。过滤式干法除尘技术可以显著降低电热法黄磷生产中的综合能耗，但其核心部件滤芯的外表层微孔容易被磷炉炉气中的焦油、酸以及磷的低阶氧化物糊死。

电热法电石或硅铁生产中，主流除尘技术分为布袋除尘技术和静电除尘技术两类。布袋除尘技术不耐高温，必须在滤芯所能承受的极限温度以下工作，因此必须对炉气进行降温，低温下布袋易被焦油糊住或是被炉况不稳定时的高温气体烧坏；静电除尘技术除尘效率低，一般还需要辅助处理技术，也制约了炉气后续的使用空间。

实用新型内容

针对上述现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于，提供一种工业气体净化系统，降低产品生产中的综合成本以及提高目标产品的品质，在部分行业中的应用又能提高待处理气体的余热回收价值，同时降低后续工艺设备的折旧速率。

具体技术方案如下：

一种工业气体净化系统，包括出炉气管和洗气塔，所述出炉气管通过导气管截止阀及导气管与洗气塔底部连接；还包括依次连接的气体调质系统、第一动力系统、除尘系统、第二动力系统及易冷凝成分的一级分离系统；

所述气体调质系统包括气体调质剂补给系统和调质器，所述气体调质剂补给系统包括外系统和内系统，所述外系统包括系统进气管和下料装置，所述系统进气管的一端通过系统进气阀与出炉气管连接，系统进气管的另一端与调质器连接，所述下料装置通过补给管与系统进气管连接；所述内系统包括带电机的螺旋输送机和循环仓，所述螺旋输送机的上端与系统进气管连接，螺旋输送机的下端伸入循环仓内，所述循环仓通过循环仓进料阀与调质器的下端连接；

所述第一动力系统包括第一循环风机，所述第一循环风机的进口通过第一循环进气阀与调质器的上端连接，所述第一循环风机的出口分为三路，一路通过第一循环回风阀与系统进气管连接，一路通过第一循环进风阀与除尘系统连接，另一路通过第一事故短路阀与导气管连接；

所述除尘系统包括除尘器以及连接在除尘器下方的灰斗，所述除尘器的进风口通过第一循环进风阀与第一循环风机连接，除尘器的出风口通过第二循环进气阀与第二动力系统连接；

所述第二动力系统包括第二循环风机，所述第二循环风机的进口通过第二循环进气阀与除尘器的出风口连接，所述第二循环风机的出口分为三路，一路通过第二循环回风阀与除尘器的进风口连接，一路通过第二事故短路阀与导气管连接，另一路通过换热管程进气阀与易冷凝成分的一级分离系统连接；

所述易冷凝成分的一级分离系统包括换热器，所述换热器的进气口通过换热管程进气阀与第二循环风机的出口连接，换热器的出口通过换热器管程出气阀与导气管连接。

进一步，所述下料装置包括料仓，通过料仓进料阀连接在料仓上端的收料斗，以及安装在料仓下端的下料器；所述料仓上设有压力表、放空阀及料仓加热器；所述下料器通过补给管与系统进气管连接，所述料仓下侧通过料仓气体置换阀与气源连接，所述系统进气管通过系统气体置换阀与气源连接。

进一步，所述调质器为旋风筒，所述循环仓上端通过循环仓均压阀与旋风筒下方的圆锥部连通，所述循环仓的底端设有循环仓下料器。

进一步，所述灰斗下方通过下料阀连接有二级灰仓，所述二级灰仓下端设有除尘下料器，二级灰仓的上端通过灰仓均压阀与灰斗连通，所述除尘器的进风口通过除尘器气体置换阀与气源连接。

进一步，所述第二事故短路阀所在的管路上连接有用于排出第二循环风机出口冷凝液体的倒淋。

进一步，所述换热器为采用间歇式水冷却换热的列管式换热器，所述换热器的进气端设有若干个用于洗涤换热器管程的喷头，换热器的底端设有用于回收炉气中易冷凝成分的排液口。

进一步，所述除尘器为采用夹套电伴热的行喷箱式除尘器，所述除尘器内部的滤芯为烛状，滤芯材质为陶瓷材质或金属材质。

本实用新型的有益效果在于：

应用在电热法黄磷生产行业时，本实用新型可实现粉尘与磷蒸汽的干法分离，可将磷泥产量降低99%以上，能显著降低单位产品的系统综合能耗，提高黄磷收率一到三个百分点。易冷凝成分的一级分离系统的并入，可直接获得低硅低砷的高品位黄磷产品，同时从气体中回收的热水又能用于漂洗磷泥，节能效益明显。

应用在电热法电石或硅铁生产行业，本实用新型可以有效有效解决因电炉塌料引起的过滤元件容易被烧坏的顽疾，实现炉气粉尘的超纯净化，避免后续管道、设备的堵塞，显著降低电炉的开停车频率，以及回收高温炉气中的热量，同时又能获得纯度较高的焦油，提高炉气再利用空间，降低炉气再利用环节的炉气预处理费用。

同时，本实用新型的调质器具有一定的除尘效率并且与除尘器串联使用能显著降低除尘系统的动力电耗；气体调质系统、除尘系统、易冷凝成分的一级分离系统依次串联后与导气管相并联，当除尘系统发生故障时或前两者性能正常而易冷凝成分的一级分离系统出现故障时，均可通过导气管将下游系统进行短路，利于系统的稳定运行，提高后续系统的工作环境。

附图说明

下面结合附图就本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明，其中：

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是气体调质剂补给系统的结构示意图；

图3是第一动力系统的结构示意图；

图4是除尘系统的结构示意图；

图5是第二动力系统的结构示意图；

图6是易冷凝成分的一级分离系统的结构示意图。

具体实施方式

参照图1所示的一种工业气体净化系统，包括出炉气管73和洗气塔9，所述出炉气管73通过导气管截止阀72及导气管71与洗气塔9底部连接；还包括依次连接的气体调质系统、第一动力系统4、除尘系统3、第二动力系统2及易冷凝成分的一级分离系统1。

所述气体调质系统包括气体调质剂补给系统6和调质器53，所述气体调质剂补给系统6包括外系统和内系统，所述外系统包括系统进气管52和下料装置，所述系统进气管52的一端通过系统进气阀51与出炉气管73连接，系统进气管52的另一端与调质器53连接。

所述系统进气管52的水平倾斜角范围在60°- 90°，且优选较大倾斜角。

所述下料装置包括料仓606，通过料仓进料阀608连接在料仓606上端的收料斗609，以及安装在料仓606下端的下料器602；所述料仓606上设有压力表607、放空阀610及料仓加热器605；所述下料器602通过补给管601与系统进气管52连接，所述料仓606下侧通过料仓气体置换阀604与气源8连接，所述系统进气管52通过系统气体置换阀603与气源8连接。

所述内系统包括带电机611的螺旋输送机612和循环仓616，所述螺旋输送机612的上端与系统进气管52连接，螺旋输送机612的下端伸入循环仓616内，所述循环仓616通过循环仓进料阀614与调质器53的下端连接；循环仓616的底端设有循环仓下料器617。

所述调质器53为具有预除尘作用的旋风筒，当气体进入调质器后会在其内部发生剧烈扰动，调质剂捕捉气体中的有害成分并形成颗粒物，绝大部分粉尘在出调质器前会与气体发生分离，被分离后的粉尘进入调质器的底部，一部分粉尘经气体调质系统的内系统返回调质器，另一部分被定期或连续排到系统外；所述循环仓616上端通过循环仓均压阀613与旋风筒下方的圆锥部连通。出调质器53的气体经第一动力系统4增压一部分返回调质器53，另一部分进入除尘系统3。

所述的调质剂为粉煤灰、石灰粉等固体粉末，也可选用与上述物质具有类似物化性质的固体粉末，固体粉末的粒径介于2μm-1mm。

调质器53必须保温，同时根据生产工况要求配置加热系统，当气体进入气体调质剂补给系统6的内系统的温度低于其气体露点温度时，需启动调质器53的加热系统将气体温度加热至高于其气体露点温度以上20-50℃，以满足后续除尘系统的进气温度要求。当处理电热法电石炉活硅铁生产的炉气时，调制器53内可以植入电加热器及水冷却套管或在调制器53的外侧增加一组事故冷却风机，兼具备对炉气温度的调节功能。

在处理电热法电石或硅铁生产时，在所述的进气管52上需配备水冷套降温等降温措施，将进调制器53的气体温度控制在400-550℃以内。

外系统可以连续运行也可以间歇运行，间歇运行操作步骤为：打开放空阀610，开启料仓气体置换阀604，待料仓气体被置换干净后，关闭料仓气体置换阀604；将一定量调质剂倒入收料斗609，打开料仓进料阀608向料仓606加料，放料过程中必须保持收料斗609内存有一定高度的料位；料仓606料位达到设定值后，再次开启料仓气体置换阀604置换出粉料中的气体，并将料仓气体置换阀604出气压力降至2-5KPa，置换5-10min后关闭放空阀610，同时打开压力表607根部阀并观察料仓压力表示数变化；待压力表607示数稳定后开启料仓的加料电机，根据需要选择加料速率，当压力表607突然降低或降到初始值的一半以下时，停下料仓加料电机，而后打开放空阀610，待料仓内压力泄至常压后再次向料仓内加料，重复上述加料进料操作。

外系统在操作时，如果是应用在电热法黄磷生产行业，外系统的料仓606的加料电机在开始工作前，必须开启料仓606自带加热器，待料仓606内部整体温度达到300℃以上后，才能开始加料。

内系统采用的是内循环模式，内系统的循环物料来自经调质器53中分离出的固体颗粒物；内系统工作时，通过循环仓进料阀614将调质器分离出的固体颗粒物送入循环仓616，期间需对循环仓616及螺旋输送机612进行伴热和保温，要求内循环物料温度高于气体露点温度20℃及以上；通过螺旋输送机612再次将物料输送至系统进气管52从而再次进入调质器53，实现内部循环利用调质剂。

同时内系统必须定期或连续将循环仓内的物料外排，当采取连续外排时，必须保证内系统的螺旋输送机612取料口浸没在物料中的高度不小于10cm。

所述第一动力系统4包括第一循环风机400，所述第一循环风机400的进口通过第一循环进气阀406与调质器53的上端连接，所述第一循环风机400的出口分为三路，一路通过第一循环回风阀403与系统进气管52连接，上游系统的压力可通过第一循环回风阀403的开度进行调节，一路通过第一循环进风阀404与除尘系统3连接，另一路通过第一事故短路阀401和第一短路管402与导气管71连接。

所述除尘系统3包括除尘器300以及连接在除尘器300下方的灰斗307，所述除尘器300为采用夹套电伴热的行喷箱式除尘器，除尘器300包括进风口301、出风口303；进风口301通过其内部自上而下为净气室302和袋室305，通过花板304分隔开，滤芯306安装在花板304上布设于袋室305内，滤芯306上对应布设脉冲管315，脉冲管315通过脉冲阀314连接气包313，气包313通过气包进气阀312连接气源8，所述除尘器300的进风口301通过除尘器气体置换阀311与气源8连接。除尘器300的出风口303通过第二循环进气阀202与第二动力系统2连接。

所述灰斗307下方通过下料阀321连接有二级灰仓322，所述二级灰仓322下端设有除尘下料器323，二级灰仓322的上端通过灰仓均压阀324与灰斗307连通。

除尘器300的夹套电伴热系统，在静态下开启全部加热器可以保证除尘器内部温度从常温升到550℃，以实现滤芯的定期再生。同时除尘器300的滤芯306材质为陶瓷材质或金属材质，滤芯306安装方式为吊装在花板304上，除尘器300正常工作温度为待处理气体露点温度以上20℃至最高温度的550℃；当处理电热法制磷磷炉炉气时，气体最佳温度在220-250℃之间；当处理电热法电石或硅铁生产的炉气时，气体最佳温度在350-450℃。

经调质器53除去炉气体中的有害成分同时又能满足除尘器300进气温度要求的含尘气体从除尘器300的中下部进入除尘器300，气体透过滤芯306进入净气室302，并通过除尘器300出风口303进行下游系统；粉尘被截留在滤芯306外部，当滤芯306内外差压达到设定值或除尘器300运行间隔时间达到设定值时，将会开启反吹清灰系统。脉冲管315上的脉喷孔以亚音速的速度射入滤芯306的内部，滤芯306内外两侧瞬间将形成2-50KPa的反向压差，附着在滤芯306外表面的粉尘受气流的反吹及震动作用与滤芯306发生分离，此时附着在滤芯306表层的粉尘将会与滤芯306外表层分离脱落并沉入除尘器306的灰斗307中，随着粉尘的逐渐增多，灰斗307料位将会逐渐升高，当料位达到设定值时，系统将自动开启除尘器306的灰斗307下料阀321和均压阀324，将除尘器306内灰料导入二级料仓322。二级料仓322料位高度达到设定值后，系统自动关闭除尘器的灰斗下料阀321和均压阀324，二级料仓322内的灰料将由除尘下料器323控制排出系统。

所述第二动力系统包括第二循环风机200，所述第二循环风机200的的进口通过第二循环进气阀202及进气管201与除尘器300的出风口303连接，所述第二循环风机200的出口分为三路，一路通过第二循环回风阀203及回风管204与除尘器300的进风口301连接，上游系统的压力可通过第二循环回风阀203的开度进行调节；一路通过第二事故短路阀206及第二短路管205导气管71连接，另一路通过换热管程进气管102及换热管程进气阀101与易冷凝成分的一级分离系统1连接。

所述第二事故短路阀206所在的第二短路管205上连接有用于排出第二循环风机200中冷凝液体的倒淋207。

系统开停车期间，第二循环风机200连接的各路阀门仅回风管204上的第二循环回风阀203开启，其余关闭；系统正常运行时，第二循环风机200连接的各路阀门仅换热管程进气阀101开启，其余关闭，同时需要定期打开倒淋207排出第二循环风机出风管中冷凝的液体。

所述易冷凝成分的一级分离系统1包括换热器100，所述换热器100为采用间歇式水冷却换热的列管式换热器，所述换热器100的进气端设有洗涤水总管103，洗涤水总管103下方设有若干个用于洗涤换热器管程的喷头，当换热器换热效果降低较多时，以此实现对换热器的清洗；换热器100外侧设置冷却液进口105和冷却液出口104，换热器100的底端设有用于回收炉气中易冷凝成分的排液口108。所述换热器100的进气口通过换热管程进气阀101与第二循环风机200的出口连接，换热器100的出口106通过换热器管程出气阀107与导气管71连接。

该系统位于除尘系统3的下游并与导气管71并联，从第二循环风机200增压后的气体经换热器管程进气管102进入换热器100，被冷却介质冷却降温后，气相成分从换热器的出口106离开易冷凝成分的一级分离系统，液相成分经排液口108进入液相产品回收储罐，冷却介质从冷却液进口105进入换热器100，在换热器100内升温后由冷却液出口104离开换热器100，冷却介质一般选用一定温度的热水，从而以降低换热器100被堵住的风险。

在处理电热法制磷磷炉炉气时，气体离开换热器100的温度控制在120-150℃，循环冷却水进水温度控制在60-80℃；当处理电热法电石炉气时，气体离开换热器100时的温度控制在105-180℃，循环冷却水选用温度较高的热水，副产高温热水。

同时，本系统在第一动力系统4和第二动力系统2内分别设置第一事故短路阀401、第一短路管402、第二事故短路阀206、第二短路管205；当系统下游的除尘系统3或易冷凝成分的一级分离系统1发生故障时，炉气可以直接通过第一短路管402或第二短路管205进入导气管71进而直接进入下游洗气塔9内，利于系统的整体的稳定性，确保了整个系统的工作效率。

与此同时，所述的第二动力系统2与易冷凝成分的一级分离系统1的工艺布置位置根据待处理气体的特点可以互换，以降低系统投资费用。

以上所述，仅为本实用新型较佳具体实施方式，但本实用新型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披露的技术范围内，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。因此本实用新型保护范围以权利要求书的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种工业气体净化系统，包括出炉气管和洗气塔，所述出炉气管通过导气管截止阀及导气管与洗气塔底部连接；其特征在于，还包括依次连接的气体调质系统、第一动力系统、除尘系统、第二动力系统及易冷凝成分的一级分离系统；

所述气体调质系统包括气体调质剂补给系统和调质器，所述气体调质剂补给系统包括外系统和内系统，所述外系统包括系统进气管和下料装置，所述系统进气管的一端通过系统进气阀与出炉气管连接，系统进气管的另一端与调质器连接，所述下料装置通过补给管与系统进气管连接；所述内系统包括带电机的螺旋输送机和循环仓，所述螺旋输送机的上端与系统进气管连接，螺旋输送机的下端伸入循环仓内，所述循环仓通过循环仓进料阀与调质器的下端连接；

所述第一动力系统包括第一循环风机，所述第一循环风机的进口通过第一循环进气阀与调质器的上端连接，所述第一循环风机的出口分为三路，一路通过第一循环回风阀与系统进气管连接，一路通过第一循环进风阀与除尘系统连接，另一路通过第一事故短路阀与导气管连接；

所述除尘系统包括除尘器以及连接在除尘器下方的灰斗，所述除尘器的进风口通过第一循环进风阀与第一循环风机连接，除尘器的出风口通过第二循环进气阀与第二动力系统连接；

所述第二动力系统包括第二循环风机，所述第二循环风机的进口通过第二循环进气阀与除尘器的出风口连接，所述第二循环风机的出口分为三路，一路通过第二循环回风阀与除尘器的进风口连接，一路通过第二事故短路阀与导气管连接，另一路通过换热管程进气阀与易冷凝成分的一级分离系统连接；

所述易冷凝成分的一级分离系统包括换热器，所述换热器的进气口通过换热管程进气阀与第二循环风机的出口连接，换热器的出口通过换热器管程出气阀与导气管连接。

2.根据权利要求1所述的一种工业气体净化系统，其特征在于，所述下料装置包括料仓，通过料仓进料阀连接在料仓上端的收料斗，以及安装在料仓下端的下料器；所述料仓上设有压力表、放空阀及料仓加热器；所述下料器通过补给管与系统进气管连接，所述料仓下侧通过料仓气体置换阀与气源连接，所述系统进气管通过系统气体置换阀与气源连接。

3.根据权利要求1所述的一种工业气体净化系统，其特征在于，所述调质器为旋风筒，所述循环仓上端通过循环仓均压阀与旋风筒下方的圆锥部连通，所述循环仓的底端设有循环仓下料器。

4.根据权利要求1所述的一种工业气体净化系统，其特征在于，所述灰斗下方通过下料阀连接有二级灰仓，所述二级灰仓下端设有除尘下料器，二级灰仓的上端通过灰仓均压阀与灰斗连通，所述除尘器的进风口通过除尘器气体置换阀与气源连接。

5.根据权利要求1所述的一种工业气体净化系统，其特征在于，所述第二事故短路阀所在的管路上连接有用于排出第二循环风机出口冷凝液体的倒淋。

6.根据权利要求1所述的一种工业气体净化系统，其特征在于，所述换热器为采用间歇式水冷却换热的列管式换热器，所述换热器的进气端设有若干个用于洗涤换热器管程的喷头，换热器的底端设有用于回收炉气中易冷凝成分的排液口。

7.根据权利要求1所述的一种工业气体净化系统，其特征在于，所述除尘器为采用夹套电伴热的行喷箱式除尘器，所述除尘器内部的滤芯为烛状，滤芯材质为陶瓷材质或金属材质。