CN219449750U - 一种高炉煤气降温脱水系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种高炉煤气降温脱水系统，包括连接高炉煤气管道的脱氯装置、水解装置、TRT装置、干法脱硫装置，所述系统设有降温脱水装置，所述降温脱水装置通过降温管道并行联接水解装置与TRT装置之间的高炉煤气管道。本实用新型的有益效果是：设置降温脱水装置，在前端脱硫工艺中，当高炉故障或TRT检修时保证干法脱硫的正常运行；喷雾单元采用雾化喷嘴设置在降温管道上，可获得良好的降温效果，并节省安装空间，降温脱水装置在TRT装置的前段，可更好的保护脱硫装置的运行安全。

Description

一种高炉煤气降温脱水系统

技术领域

本实用新型涉及高炉煤气处理装置，尤其涉及一种高炉煤气降温脱水系统。

背景技术

钢铁企业目前的高炉煤气脱硫路线可分为燃烧前和燃烧后脱硫。传统处理工艺通常采用燃烧后脱硫工艺，即对高炉煤气燃烧后的烟气进行脱硫处理。随着钢铁行业的节能减排和循环经济发展的需求，末端治理方式越来越难以适应环保要求。为了实现高炉煤气从源头上进行治理，越来越多的企业要求使用高炉煤气前端脱硫工艺。

前端脱硫工艺目前普遍的采用有机硫水解+氧化铁干法脱硫工艺。通常情况下，高炉煤气中硫的形态有两种：有机硫（COS为主）和无机硫（H₂S），这两种形态的硫经燃烧后都将转换为SO₂。由于COS很难用常规方法脱除，因此需要将高炉煤气中的COS在TRT装置（高炉煤气余压透平发电装置）前进行水解转化为H₂S，然后在TRT装置后设置干法脱硫设施，利用氧化铁脱除气体中的H₂S。

水解催化剂的主要成分为Al₂O₃，高炉煤气中存在着大量的氯，氯对水解催化剂有明显的中毒作用，将使催化剂活性显著下降；氯对催化剂的作用主要表现在两个方面：一是与表面碱性活性成分相作用生成盐酸盐，二是与载体碱性中心作用，生成AlCl₃，造成四配位铝向六配位转变使载体晶粒尺寸增加。为了保护水解催化剂的活性并延长使用寿命，在水解前设置了脱氯单元。

氧化铁脱硫剂的正常工作温度为40℃~60℃，此温度区间下脱硫剂工作硫容可达到15%以上；最高使用温度为90℃，此温度下硫容虽低但可安全使用。当高炉操作不正常或上料系统发生故障，TRT检修煤气走旁路减压阀时，进入脱硫塔的煤气温度（即TRT后高炉煤气温度）可高达120℃。此时为保证脱硫塔出口煤气排放指标，需要对进入脱硫塔的煤气进行喷水降温，以保障脱硫剂的活性。但在此温度下，通常的水冷降温装置中喷水不易完全气化，水滴夹带进入脱硫塔后直接造成脱硫剂的板结，对脱硫塔的运行产生危害。

发明内容

本实用新型的目的在于提出一种高炉煤气降温脱水系统，改进高炉煤气的降温装置，优化高炉煤气前端脱硫工艺。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：一种高炉煤气降温脱水系统，包括连接高炉煤气管道的脱氯装置、水解装置、TRT装置、干法脱硫装置，所述系统设有降温脱水装置，所述降温脱水装置通过降温管道并行联接水解装置与TRT装置之间的高炉煤气管道。

更进一步，为了实现降温脱水装置与高炉煤气管道的切换功能，连接所述水解装置与TRT装置之间的高炉煤气管道设有切换阀门，所述降温管道设有进口阀门和出口阀门，所述进口阀门通过所述降温管道连接所述切换阀门前端的高炉煤气管道，所述出口阀门通过所述降温管道连接所述切换阀门后端的高炉煤气管道。

更进一步，为了实现降温脱水功能，所述降温脱水装置设有喷雾单元和脱水器，所述高炉煤气通过所述降温管道依次流经所述喷雾单元和脱水器，所述喷雾单元向高炉煤气中喷洒水雾，所述脱水器去除高炉煤气中的水雾。

更进一步，为了有效实现降温功能，所述喷雾单元在所述降温管道内设有雾化喷嘴，所述雾化喷嘴包括一个中心雾化喷嘴和多个环状雾化喷嘴，所述中心雾化喷嘴设置在所述降温管道的中心线位置，所述环状雾化喷嘴环绕设置在所述降温管道内。

更进一步，一种优选的雾化喷嘴结构是，环绕所述降温管道设有五个圆周等分分布的所述环状雾化喷嘴，所述环状雾化喷嘴距所述降温管道中心的距离为所述降温管道半径的0.7倍。

更进一步，所述雾化喷嘴逆高炉煤气的流向喷洒水雾，所述中心雾化喷嘴和环状雾化喷嘴沿降温管道的中心线错开设置。

更进一步，为了方便安装和实现密封功能，所述降温管道设有喷嘴安装法兰孔，所述中心雾化喷嘴和环状雾化喷嘴通过喷嘴安装法兰固定在所述降温管道上，所述喷嘴安装法兰设有密封垫。

更进一步，为了实现降温控制，所述中心雾化喷嘴的供水管道上设有第一流量调节阀，所述环状雾化喷嘴的供水管道上设有第二流量调节阀，所述第一流量调节阀和第二流量调节阀根据温度自动监测装置测量的高炉煤气温度控制供水管道的流量。

更进一步，为了实现脱水功能，所述脱水器设有脱水器筒体，所述脱水器筒体的下侧设有煤气进口，所述煤气进口连接设有所述喷雾单元的降温管道，所述脱水器筒体内、在所述煤气进口的上方，自下而上依次设有旋流板、脱水填料和丝网除沫器，所述脱水器的顶部设有煤气出口，所述煤气出口连接所述TRT装置。

本实用新型的有益效果是：设置降温脱水装置，在前端脱硫工艺中，当高炉故障或TRT检修时保证干法脱硫的正常运行；喷雾单元采用雾化喷嘴设置在降温管道上，可获得良好的降温效果，并节省安装空间，降温脱水装置在TRT装置的前段，可更好的保护脱硫装置的运行安全。

下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细描述。

附图说明

图1 是本实用新型系统示意图；

图2 是本实用新型降温脱水装置结构示图；

图3 是本实用新型喷雾单元结构图；

图4是图3的A向示图；

图5是图3的I放大图。

具体实施方式

如图1至图5，一种高炉煤气降温脱水系统，包括连接高炉煤气管道10的脱氯装置11、水解装置12、TRT装置13、干法脱硫装置14，所述系统设有降温脱水装置15，所述降温脱水装置通过降温管道16并行联接水解装置与TRT装置之间的高炉煤气管道。

连接所述水解装置与TRT装置之间的高炉煤气管道设有切换阀门17，所述降温管道设有进口阀门18和出口阀门19，所述进口阀门通过所述降温管道连接所述切换阀门17前端的高炉煤气管道，所述出口阀门通过所述降温管道连接所述切换阀门17后端的高炉煤气管道。

所述降温脱水装置设有喷雾单元20和脱水器30，所述高炉煤气通过所述降温管道依次流经所述喷雾单元和脱水器，所述喷雾单元向高炉煤气中喷洒水雾，所述脱水器去除高炉煤气中的水雾。

所述喷雾单元20在所述降温管道内设有雾化喷嘴，所述雾化喷嘴包括一个中心雾化喷嘴21和多个环状雾化喷嘴22，所述中心雾化喷嘴21设置在所述降温管道的中心线位置，所述环状雾化喷嘴环绕设置在所述降温管道内。

所述降温管道16是通径为1000mm的高炉煤气管道，环绕所述降温管道设有五个圆周等分分布的所述环状雾化喷嘴22，所述环状雾化喷嘴距所述降温管道中心的距离R1为所述降温管道半径R的0.7倍。

所述雾化喷嘴逆高炉煤气的流向喷洒水雾，所述中心雾化喷嘴和环状雾化喷嘴沿降温管道的中心线错开设置。

所述降温管道设有喷嘴安装法兰孔23，所述中心雾化喷嘴和环状雾化喷嘴通过喷嘴安装法兰24固定在所述降温管道上，所述喷嘴安装法兰设有密封垫25。

所述中心雾化喷嘴的供水管道26上设有第一流量调节阀41，所述环状雾化喷嘴的供水管道27上设有第二流量调节阀42，所述第一流量调节阀和第二流量调节阀根据温度自动监测装置43测量的高炉煤气温度控制供水管道的流量。

所述脱水器设有脱水器筒体31，所述脱水器筒体的下侧设有煤气进口32，所述煤气进口连接设有所述喷雾单元的降温管道，所述脱水器筒体内、在所述煤气进口的上方，自下而上依次设有旋流板33、脱水填料34和丝网除沫器35，所述脱水器的顶部设有煤气出口36，所述煤气出口连接所述TRT装置。

实施例：

如图1至图5，一种高炉煤气降温脱水系统，本实施例的高炉煤气降温脱水系统用于高炉煤气的脱硫系统中，高炉煤气的脱硫系统包括连接高炉煤气管道10的脱氯装置11、水解装置12、TRT装置13、干法脱硫装置14，在高炉1A与脱氯装置11之间还设有除尘装置，除尘装置采用布袋除尘器。高炉1A产生的高炉煤气通过高炉煤气管道10依次通过除尘装置1B、脱氯装置11、水解装置12、TRT装置13、干法脱硫装置14，实现高炉煤气的脱硫净化。

本实施例的高炉煤气降温脱水系统设有降温脱水装置15，降温脱水装置通过降温管道16联接水解装置与TRT装置。连接水解装置与TRT装置之间的高炉煤气管道设有切换阀门17，降温管道16设有进口阀门18和出口阀门19，进口阀门18通过降温管道连接切换阀门17前端的高炉煤气管道，出口阀门19通过降温管16道连接切换阀门17后端的高炉煤气管道。从而实现降温脱水装置15与高炉煤气管道并行联接。

在系统正常工作状态时，水解装置与TRT装置之间的接切换阀门17开启，进口阀门18和出口阀门19关断，高炉煤气从水解装置12直接进入TRT装置13。当高炉操作不正常或上料系统发生故障，TRT检修煤气走旁路减压阀时，需要对高炉煤气进行降温处理，此时，水解装置与TRT装置之间的接切换阀门17关断，开启进口阀门18和出口阀门19，使高炉煤气通过降温脱水装置15后进入TRT装置13。

降温脱水装置设有喷雾单元20和脱水器30，高炉煤气通过降温管道16依次流经喷雾单元20和脱水器30，喷雾单元向高炉煤气中喷洒水雾，脱水器去除高炉煤气中未完全汽化的水雾。

本实施例的降温管道16是通径为1000mm的高炉煤气管道，喷雾单元20在降温管道16内设有雾化喷嘴，雾化喷嘴包括一个中心雾化喷嘴21和五个环状雾化喷嘴22，中心雾化喷嘴21设置在降温管道的中心线位置，五个环状雾化喷嘴22环绕降温管道圆周等分分布，环状雾化喷嘴距降温管道中心的距离R1为降温管道半径R的0.7倍，本实施例中，环状雾化喷嘴距降温管道中心的距离R1=350mm。中心雾化喷嘴21和环状雾化喷嘴22沿降温管道的中心线错开设置，本实施例中，中心雾化喷嘴21和环状雾化喷嘴22错开距离S=500mm。雾化喷嘴（包括中心雾化喷嘴21和环状雾化喷嘴22）逆高炉煤气的流向喷洒水雾，沿喷洒方向，中心雾化喷嘴21在前，环状雾化喷嘴22在后。根据工程实践，本实施例的喷雾单元具有良好的降温效果。

降温管道16上设有喷嘴安装法兰孔23，根据中心雾化喷嘴21和环状雾化喷嘴22的安装位置，降温管道16上设有六个喷嘴安装法兰孔23。法兰孔的直径大于雾化喷嘴的尺寸，雾化喷嘴（中心雾化喷嘴21和环状雾化喷嘴22）可以穿过法兰孔23安装到降温管道的内部。法兰孔23设置在法兰孔结构件29上，法兰孔结构件29焊接在降温管道上。雾化喷嘴（中心雾化喷嘴21和环状雾化喷嘴22）设置在喷嘴接管28的端头，在喷嘴接管28上焊接喷嘴安装法兰24，雾化喷嘴通过喷嘴安装法兰24固定在法兰孔结构件29上，喷嘴安装法兰24与法兰孔结构件29之间设有密封垫25，防止高炉煤气的泄漏。

本实施例中设有温度自动监测装置43，中心雾化喷嘴的供水管道26上设有第一流量调节阀41，环状雾化喷嘴的供水管道27上设有第二流量调节阀42，在总输水管道上还设有开关阀44。所述第一流量调节阀和第二流量调节阀根据温度自动监测装置43测量的高炉煤气温度控制供水管道的流量。

温度自动监测装置43与开关阀44、第一流量调节阀41、第二流量调节阀42连锁，当管道内高炉煤气温度高于120℃时，开关阀44开启，来自管网的低温水通过开关阀44、第一流量调节阀41、第二流量调节阀42为雾化喷嘴提供水源。第一流量调节阀41和第二流量调节阀42根据温度自动监测装置43反馈的温度值进行精细调节，温度值位于120~180℃之间时，第一流量调节阀41进行连锁调节，通过调节第一流量调节阀41的开度将TRT装置前的高炉煤气温度控制在120℃以下；温度值位于180~240℃之间时，第一流量调节阀41全开，并通过第二流量调节阀42的开度将TRT装置前的高炉煤气温度控制在120℃以下；TRT装置前的高炉煤气温度低于120℃时，开关阀44、第一流量调节阀41、第二流量调节阀42全部关闭。在降温过程中，低温水经由雾化喷嘴（中心雾化喷嘴21和环状雾化喷嘴22）雾化成200μm大小的雾滴，喷入降温管道16内，雾滴与高炉煤气接触，吸收高炉煤气的热量进而蒸发，从而降低高炉煤气的温度。

脱水器设有脱水器筒体31，脱水器筒体31的下侧设有煤气进口32，气进口32连接所述喷雾单元的降温管道16，脱水器筒体内、在所述煤气进口的上方，自下而上依次设有旋流板33、脱水填料34和丝网除沫器35，脱水器的底部设有排水口37，在排水口处设有四通视镜38，脱水器的顶部设有煤气出口36，煤气出口36连接TRT装置。

脱水器用于脱除雾滴未完全蒸发等因素导致高炉煤气中夹带水滴，避免因此影响TRT装置的正常运行，保障TRT装置的运行安全。喷雾单元20后设置脱水器30，喷雾降温后的高炉煤气经过脱水器进口32进入脱水器筒体31，在脱水器筒体内，气流首先经过旋流板33，旋流板33具有气流使均匀分布的作用，并对气流产生扰动，有助于高炉煤气中雾滴的凝结与分离。之后气流进入脱水填料34，脱水填料34是散堆的PP多面球填料，最后气流进入丝网除沫器35，实现三级除雾。除去雾滴后的高炉煤气从煤气出口36进入TRT装置前高炉煤气管道。

脱水器筒体31还上设置有检修人孔38，可定期检查、清洗和更换内部易损件，排水口37处设有四通视镜39，四通视镜39可用来观察脱水器3的排水情况。

本实用新型将降温脱水装置设置在TRT装置前段，可更好的保护脱硫装置的运行安全。一是温度的控制，TRT装置也具有调温的功效，可以提高降温脱水效果，或补充降温脱水装置的不足；二是水分的控制，脱水装置设置在TRT装置之前，有利于进一步降低进入干法脱硫装置的高炉煤气的水分，避免脱硫剂出现板结堵塞的问题。

本实用新型采用雾化喷嘴对高炉煤气降温，雾化喷嘴直接设置在高炉煤气管道上，可显著节省装置的占用空间，并方便对在用技术装备的改造。采用喷雾蒸发技术进行高炉煤气的降温处理，可节省大量水源，简化工艺装备，并可有效满足高炉煤气的降温要求。本实用新型使进入干法脱硫装置的高炉煤气的温度控制在120℃以下，与现有方法相比，本发明改在TRT装置之前喷雾降温，并在喷水雾温装置后设置脱水器，保障了高炉操作不正常或上料系统发生故障，TRT装置检修煤气走旁路减压阀时，脱硫塔的安全稳定的高效运行，避免了脱硫剂板结，延长了脱硫剂的使用寿命，降低了运行能耗。

Claims (9)

1.一种高炉煤气降温脱水系统，包括连接高炉煤气管道的脱氯装置、水解装置、TRT装置、干法脱硫装置，其特征在于，所述系统设有降温脱水装置，所述降温脱水装置通过降温管道并行联接水解装置与TRT装置之间的高炉煤气管道。

2.根据权利要求1所述的一种高炉煤气降温脱水系统，其特征在于，连接所述水解装置与TRT装置之间的高炉煤气管道设有切换阀门，所述降温管道设有进口阀门和出口阀门，所述进口阀门通过所述降温管道连接所述切换阀门前端的高炉煤气管道，所述出口阀门通过所述降温管道连接所述切换阀门后端的高炉煤气管道。

3.根据权利要求1所述的一种高炉煤气降温脱水系统，其特征在于，所述降温脱水装置设有喷雾单元和脱水器，所述高炉煤气通过所述降温管道依次流经所述喷雾单元和脱水器，所述喷雾单元向高炉煤气中喷洒水雾，所述脱水器去除高炉煤气中的水雾。

4.根据权利要求3所述的一种高炉煤气降温脱水系统，其特征在于，所述喷雾单元在所述降温管道内设有雾化喷嘴，所述雾化喷嘴包括一个中心雾化喷嘴和多个环状雾化喷嘴，所述中心雾化喷嘴设置在所述降温管道的中心线位置，所述环状雾化喷嘴环绕设置在所述降温管道内。

5.根据权利要求4所述的一种高炉煤气降温脱水系统，其特征在于，环绕所述降温管道设有五个圆周等分分布的所述环状雾化喷嘴，所述环状雾化喷嘴距所述降温管道中心的距离为所述降温管道半径的0.7倍。

6.根据权利要求4所述的一种高炉煤气降温脱水系统，其特征在于，所述雾化喷嘴逆高炉煤气的流向喷洒水雾，所述中心雾化喷嘴和环状雾化喷嘴沿降温管道的中心线错开设置。

7.根据权利要求4所述的一种高炉煤气降温脱水系统，其特征在于，所述降温管道设有喷嘴安装法兰孔，所述中心雾化喷嘴和环状雾化喷嘴通过喷嘴安装法兰固定在所述降温管道上，所述喷嘴安装法兰设有密封垫。

8.根据权利要求4所述的一种高炉煤气降温脱水系统，其特征在于，所述中心雾化喷嘴的供水管道上设有第一流量调节阀，所述环状雾化喷嘴的供水管道上设有第二流量调节阀，所述第一流量调节阀和第二流量调节阀根据温度自动监测装置测量的高炉煤气温度控制供水管道的流量。

9.根据权利要求3所述的一种高炉煤气降温脱水系统，其特征在于，所述脱水器设有脱水器筒体，所述脱水器筒体的下侧设有煤气进口，所述煤气进口连接设有所述喷雾单元的降温管道，所述脱水器筒体内、在所述煤气进口的上方，自下而上依次设有旋流板、脱水填料和丝网除沫器，所述脱水器的顶部设有煤气出口，所述煤气出口连接所述TRT装置。