CN217715024U - 利用氢气作为燃气的焙烧系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种利用氢气作为燃气的焙烧系统，包括供气管道、排水管道、水分分离器及高压缓冲罐，供气管道上间隔地装设有压力检测元件、流量检测元件及用于控制供气管道通断的控制阀；排水管道一端与供气管道连通，排水管道上装设有用于控制排水管道通断的排水阀；水分分离器及高压缓冲罐沿供气管道的输送方向间隔地装设于供气管道上，且均较排水管道靠近供气管道的输出端，供气管道的输出端用于与焙烧炉连接。其能够使氯碱生产富余的氢气重复利用以节约能源。

Description

利用氢气作为燃气的焙烧系统

技术领域

本实用新型涉及能源利用技术领域，具体涉及一种利用氢气作为燃气的焙烧系统。

背景技术

氯碱工业，也指使用饱和食盐水制氯气、氢气、烧碱的方法，工业上用电解饱和NaCl溶液的方法来制取NaOH、Cl₂和H₂，并以它们为原料生产一系列化工产品，称为氯碱工业，氯碱工业是最基本的化学工业之一，它的产品除应用于化学工业本身外，还广泛应用于轻工业、纺织工业、冶金工业、石油化学工业以及公用事业。在实际生产过程中，基于当地的需求及成本考虑，一些工厂氯碱生产的氯气用于园区耗氯产业，而未设置有双氧水产线等耗氢产业，导致氢气富余，目前通常将氯碱生产富余的氢气排空，造成可燃气体的浪费。

发明内容

针对背景技术中提到的技术问题，本实用新型提供一种利用氢气作为燃气的焙烧系统，其能够使氯碱生产富余的氢气重复利用以节约能源。

为达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：

一种利用氢气作为燃气的焙烧系统，包括供气管道、排水管道、水分分离器及高压缓冲罐，供气管道上间隔地装设有压力检测元件、流量检测元件及用于控制供气管道通断的控制阀；排水管道一端与供气管道连通，排水管道上装设有用于控制排水管道通断的排水阀；水分分离器及高压缓冲罐沿供气管道的输送方向间隔地装设于供气管道上，且均较排水管道靠近供气管道的输出端，供气管道的输出端用于与焙烧炉连接。

进一步地，所述利用氢气作为燃气的焙烧系统还包括检修水封槽，供气管道包括第一管道及第二管道，第一管道一端用于与氢气源连接，第一管道的另一端伸入检修水封槽内；第二管道的一端位于检修水封槽内，且第二管道位于检修水封槽内的一端所处的高度位置高于第一管道位于检修水封槽内一端所处的高度位置，第二管道的另一端用于与焙烧炉连接；水分分离器及高压缓冲罐间隔地装设于第二管道上；排水管道一端与第一管道连接，第一管道及第二管道上均装设有控制阀、压力检测元件及流量检测元件。

进一步地，检修水封槽包括密封的罐体、装设于罐体底部的出水管及间隔装设于罐体顶部的补水管及进气管，第一管道的一端及第二管道的一端均插设于罐体内；出水管、补水管及进气管上均装设有阀门。

进一步地，检修水封槽还包括液位计，液位计装设于罐体上。

进一步地，进气管上还装设有第一管道阻火器。

进一步地，第一管道上还装设有氮气吹扫管，氮气吹扫管位于排水管道与检修水封槽之间，氮气吹扫管上间隔地装设有气阀及单向阀。

进一步地，所述氢气源为氯碱生产线产生的氢气。

进一步地，所述利用氢气作为燃气的焙烧系统还包括两个放空管，其中一放空管与第一管道连接，另一放空管与第二管道连接，放空管上装设有用于控制放空管通断的截止阀。

进一步地，放空管上还装设有第二管道阻火器。

进一步地，排水管道的数量为多个，多个排水管道沿供气管道的输送方向间隔设置。

由于采用上述技术方案，本实用新型具有以下有益效果：

1、上述利用氢气作为燃气的焙烧系统，利用供气管道将氯碱生产的富余氢气输送至氢氧化铝生产用焙烧炉进行燃烧以重复利用，以节约能源；供气管道上间隔地装设有压力检测元件、流量检测元件及用于控制供气管道通断的控制阀，其中，压力检测元件用于检测供气管道内的气压，流量检测元件用于检测供气管道内的气流量，以对供气管道内的气体输送情况进行监控，确保安全输送；供气管道上连接有排水管道，由于氯碱生产的富余氢气温度较高，其在供气管道内输送时易产生冷凝水，而通过排水管道能够方便地将供气管道内的冷凝水排出，确保氢气顺利运输；供气管道上间隔设置水分分离器及高压缓冲罐，其中，水分分离器能够进一步对氢气中含有的水分进行去除，以提高氢气的热值；高压缓冲罐能够对氯碱生产的富余氢气进行暂存，并确保提供给焙烧炉的氢气压力稳定可靠。

2、上述利用氢气作为燃气的焙烧系统还包括检修水封槽，当氢气用作焙烧炉的燃气时，检修水封槽内不通入水，以使氢气能够依次通过第一管道及第二管道进行传送；当利用氢气作为燃气的焙烧系统发生紧急状况或故障时，可向检修水封槽内通入水，并使第一管道位于罐体内的一端位于液面下方，第二管道位于罐体内的一端位于液面上方，以在检修时防止空气进入第一管道内与氢气混合而引发安全隐患。

3、上述利用氢气作为燃气的焙烧系统，第一管道上还装设有氮气吹扫管，在利用氢气作为燃气的焙烧系统使用前，通过向供气管道内通入氮气进行吹扫,清除管道内的残留杂质,保证利用氢气作为燃气的焙烧系统顺利工作。

4、上述利用氢气作为燃气的焙烧系统还包括两个放空管，通过两个放空管能够在维护时将第一管道、第二管道内的剩余氢气排出，确保安全。

附图说明

图1为本实用新型一较佳实施方式中利用氢气作为燃气的焙烧系统的结构示意图。

主要元件符号说明

10、供气管道；11、压力检测元件；112、第一压力变送器；114、第二压力变送器；12、流量检测元件；121、第一流量计；123、第二流量计；14、控制阀；141、第一蝶阀；142、第一气动阀；143、第二气动阀；144、第二蝶阀；145、第三气动阀；146、第三蝶阀；147、第四蝶阀；15、第一管道；16、第二管道；17、氮气吹扫管；171、气阀；173、单向阀；18、放空管；181、截止阀；183、第二管道阻火器；30、排水管道；31、排水阀；50、水分分离器；70、高压缓冲罐；80、检修水封槽；81、罐体；82、出水管；83、补水管；84、进气管；85、阀门；86、第一管道阻火器；87、液位计；100、氯碱生产线；200、焙烧炉。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参见图1，本实用新型一较佳实施方式提供一种利用氢气作为燃气的焙烧系统，包括供气管道10、排水管道30、水分分离器50及高压缓冲罐70，供气管道10上间隔地装设有压力检测元件11、流量检测元件12及用于控制供气管道10通断的控制阀14；排水管道30一端与供气管道10连接，排水管道30上装设有用于控制排水管道30通断的排水阀31；水分分离器50及高压缓冲罐70沿供气管道10的输送方向间隔地装设于供气管道10上，且均较排水管道30靠近供气管道10的输出端，供气管道10的输出端用于与焙烧炉200，例如，氢氧化铝生产用焙烧炉200连接。

在本实施方式中，利用氢气作为燃气的焙烧系统还包括检修水封槽80，检修水封槽80装设于供气管道10上，具体地：在本实施方式中，检修水封槽80包括密封的罐体81、装设于罐体81底部的出水管82及间隔装设于罐体81顶部的补水管83及进气管84，出水管82、补水管83及进气管84上均装设有控制对应管道通断的阀门85。进气管84上还装设有第一管道阻火器86，第一管道阻火器86与进气管84上的阀门85间隔设置，且位于进气管84上阀门85背向罐体81的一侧。第一管道阻火器86能够防止明火，例如常明灯的明火进入燃料气系统而造成燃烧爆炸事故。在本实施方式中，检修水封槽80还包括液位计87，液位计87装设于罐体81上，其用于检测罐体81内的液位，液位计87的结构属于现有技术，为省略篇幅，这里不再赘述。供气管道10包括第一管道15及第二管道16，第一管道15一端用于与氢气源，例如，氯碱生产线100上的富余氢气连接，第一管道15的另一端插设于检修水封槽80的罐体81内，且第一管道15的外周壁与罐体81密封连接；第二管道16的一端插设于检修水封槽80的罐体81内，且第二管道16的外周壁与罐体81密封连接；第二管道16位于检修水封槽80内的一端所处的高度位置高于第一管道15位于检修水封槽80内一端所处的高度位置，第二管道16的一端的另一端用于与焙烧炉200连接。

在本实施方式中，第一管道15及第二管道16上均装设有控制阀14，其中，第一管道15上的控制阀14包括沿输气方向依次间隔设置的第一蝶阀141、第一气动阀142、第二气动阀143及第二蝶阀144；第二管道16上的控制阀14包括沿输气方向依次间隔设置的第三气动阀145、第三蝶阀146及第四蝶阀147。第一管道15及第二管道16上均装设有压力检测元件11，在本实施方式中，压力检测元件11优选采用压力变送器，其具有检测精度高的优点。第一管道15上的压力检测元件11包括沿输气方向依次间隔设置第一压力变送器112及第二压力变送器114，其中，第一压力变送器112位于第一管道15的自由末端与第一蝶阀141之间，第二压力变送器114位于第二气动阀143与第二蝶阀144之间；第二管道16上的压力检测元件11设置于第三蝶阀146及第四蝶阀147之间。第一管道15及第二管道16上均装设有流量检测元件12，在本实施方式中，流量检测元件12为流量计，其中，第一管道15上的流量检测元件12包括沿输气方向依次间隔设置的第一流量计121及第二流量计123，第一流量计121设置在第一气动阀142与第二气动阀143之间，第二流量计123设置在第二压力变送器114与第二蝶阀144之间。第二管道16上的流量检测元件12设置在第三蝶阀146与第四蝶阀147之间。

第一管道15上还装设有氮气吹扫管17，氮气吹扫管17位于排水管道30与检修水封槽80之间，氮气吹扫管17上间隔地装设有气阀171及单向阀173。在本实施方式中，气阀171采用截止阀，氮气吹扫管17设置在第二蝶阀144与检修水封槽80之间。

利用氢气作为燃气的焙烧系统还包括两个放空管18，其中一放空管18与第一管道15连接，另一放空管18与第二管道16连接，放空管18上装设有控制放空管18通断的截止阀181；放空管18上还装设有第二管道阻火器183。第二管道阻火器183位于对应放空管18的自由末端，其能够防止明火，例如常明灯的明火进入燃料气系统而造成燃烧爆炸事故。

在本实施方式中，排水管道30的数量为多个，多个排水管道30沿供气管道10的输送方向间隔设置。在本实施方式中，多个排水管道30均位于第一流量计121及第二流量计123之间，具体地，排水管道30的数量为七根，其中四根位于放空管18与第二气动阀143之间，另三根位于第二气动阀143与第二流量计123之间。排水管道30一端与第一管道15连接，每一排水管道30上均装设有两个排水阀31，排水阀31优选采用截止阀。排水管道30的另一端可插接于一集液容器(图未示)的液面下，以起到密封作用，并可通过集液容器收集从排水管内排出的液体。

在本实施方式中，水分分离器50及高压缓冲罐70间隔地装设于第二管道16上；水分分离器50及高压缓冲罐70的结构均属于现有技术，为省略篇幅，这里不再赘述。

上述利用氢气作为燃气的焙烧系统，利用供气管道10将氯碱生产的富余氢气输送至氢氧化铝生产用焙烧炉进行燃烧以重复利用，以节约能源。供气管道10上间隔地装设有压力检测元件11、流量检测元件12及用于控制供气管道10通断的控制阀14，其中，压力检测元件11用于检测供气管道10内的气压，流量检测元件12用于检测供气管道10内的气流量，以对供气管道10内的气体输送情况进行监控，确保安全输送。供气管道10上连接有排水管道30，由于氯碱生产的富余氢气温度较高，其在供气管道10内输送时易产生冷凝水，而通过排水管道30能够方便地将供气管道10内的冷凝水排出，防止管道内积水，确保氢气顺利运输。供气管道10上间隔设置水分分离器50及高压缓冲罐70，其中，水分分离器50能够进一步对氢气中含有的水分进行去除，以提高氢气的热值；高压缓冲罐70能够对氯碱生产的富余氢气进行暂存，并确保提供给焙烧炉的氢气压力稳定可靠。

上述利用氢气作为燃气的焙烧系统还包括检修水封槽80，当氢气用作焙烧炉的燃气时，检修水封槽80内不通入水，以使氢气能够依次通过第一管道15及第二管道16进行传送；当利用氢气作为燃气的焙烧系统发生紧急状况或故障时，可向检修水封槽80内通入水，并使第一管道15位于罐体81内的一端位于液面下方，第二管道16位于罐体81内的一端位于液面上方，以在检修时防止空气进入第一管道15内与氢气混合而引发安全隐患。在向罐体81内通入水时，可利用阀门85打开进气管84，确保水能够顺利进入罐体81内，确保罐体81内的水压足够，提高密封效果。

上述利用氢气作为燃气的焙烧系统，第一管道15上还装设有氮气吹扫管17，在利用氢气作为燃气的焙烧系统使用前，通过向供气管道10内通入氮气进行吹扫,清除管道内的残留杂质,保证利用氢气作为燃气的焙烧系统顺利工作。

上述利用氢气作为燃气的焙烧系统还包括两个放空管18，通过两个放空管18能够在维护时将第一管道15、第二管道16内的剩余氢气排出，确保安全。

上述利用氢气作为燃气的焙烧系统，其第一管道15上设置有第一蝶阀141、第一气动阀142、第二气动阀143及第二蝶阀144构成的阀门组，其第二管道16上设置有第三气动阀145、第三蝶阀146、第四蝶阀147构成的阀门组，其能够对第一管道15、第二管道16进行可靠的隔断，安全可靠，且能够分段对第一管道15、第二管道16进行隔断，更方便对仪表等进行检修、维护。

可以理解，排水管道30的数量可根据需要设置为其他数目，本实用新型不做限制。

上述说明是针对本实用新型较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本实用新型的专利申请范围，凡本实用新型所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本实用新型所涵盖专利范围。

Claims (10)

1.一种利用氢气作为燃气的焙烧系统，其特征在于，包括供气管道(10)、排水管道(30)、水分分离器(50)及高压缓冲罐(70)，供气管道(10)上间隔地装设有压力检测元件(11)、流量检测元件(12)及用于控制供气管道(10)通断的控制阀(14)；排水管道(30)一端与供气管道(10)连通，排水管道(30)上装设有用于控制排水管道(30)通断的排水阀(31)；水分分离器(50)及高压缓冲罐(70)沿供气管道(10)的输送方向间隔地装设于供气管道(10)上，且均较排水管道(30)靠近供气管道(10)的输出端，供气管道(10)的输出端用于与焙烧炉(200)连接。

2.如权利要求1所述的利用氢气作为燃气的焙烧系统，其特征在于，所述利用氢气作为燃气的焙烧系统还包括检修水封槽(80)，供气管道(10)包括第一管道(15)及第二管道(16)，第一管道(15)一端用于与氢气源连接，第一管道(15)的另一端伸入检修水封槽(80)内；第二管道(16)的一端位于检修水封槽(80)内，且第二管道(16)位于检修水封槽(80)内的一端所处的高度位置高于第一管道(15)位于检修水封槽(80)内一端所处的高度位置，第二管道(16)的另一端用于与焙烧炉(200)连接；水分分离器(50)及高压缓冲罐(70)间隔地装设于第二管道(16)上；排水管道(30)一端与第一管道(15)连接，第一管道(15)及第二管道(16)上均装设有控制阀(14)、压力检测元件(11)及流量检测元件(12)。

3.如权利要求2所述的利用氢气作为燃气的焙烧系统，其特征在于，检修水封槽(80)包括密封的罐体(81)、装设于罐体(81)底部的出水管(82)及间隔装设于罐体(81)顶部的补水管(83)及进气管(84)，第一管道(15)的一端及第二管道(16)的一端均插设于罐体(81)内；出水管(82)、补水管(83)及进气管(84)上均装设有阀门(85)。

4.如权利要求3所述的利用氢气作为燃气的焙烧系统，其特征在于，检修水封槽(80)还包括液位计(87)，液位计(87)装设于罐体(81)上。

5.如权利要求3所述的利用氢气作为燃气的焙烧系统，其特征在于，进气管(84)上还装设有第一管道阻火器(86)。

6.如权利要求2所述的利用氢气作为燃气的焙烧系统，其特征在于，第一管道(15)上还装设有氮气吹扫管(17)，氮气吹扫管(17)位于排水管道(30)与检修水封槽(80)之间，氮气吹扫管(17)上间隔地装设有气阀(171)及单向阀(173)。

7.如权利要求2所述的利用氢气作为燃气的焙烧系统，其特征在于，所述氢气源为氯碱生产线产生的氢气。

8.如权利要求2所述的利用氢气作为燃气的焙烧系统，其特征在于，所述利用氢气作为燃气的焙烧系统还包括两个放空管(18)，其中一放空管(18)与第一管道(15)连接，另一放空管(18)与第二管道(16)连接，放空管(18)上装设有用于控制放空管(18)通断的截止阀(181)。

9.如权利要求8所述的利用氢气作为燃气的焙烧系统，其特征在于，放空管(18)上还装设有第二管道阻火器(183)。

10.如权利要求1所述的利用氢气作为燃气的焙烧系统，其特征在于，排水管道(30)的数量为多个，多个排水管道(30)沿供气管道(10)的输送方向间隔设置。

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