CN219653050U - 高炉煤气降温装置及脱硫系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及高炉煤气降温技术领域，提供一种高炉煤气降温装置及脱硫系统，包括主罐体，主罐体内由上到下依次设有出气口、拉瓦尔管、除雾器、储液区和喷淋组件，通过设置拉瓦尔管、储液区和喷淋组件，将煤气在主罐体内进行了三次不同方式的撞击接触，使煤气在有限的空间内可以进行三次降温和除尘，大大提高了煤气的降温和除尘效果，并将煤气的进气和出气都设置在主罐体的上部分，延长了煤气在主罐体内的停留时间，进一步提高了降温和除尘的效果。
Description
技术领域
本实用新型涉及高炉煤气降温技术领域，尤其涉及一种高炉煤气降温装置及脱硫系统。
背景技术
高炉煤气在精脱硫处理和转炉回收中，都需要对高炉煤气进行降温除尘处理。
目前，为了保护精脱硫后续处理工艺，需要高炉煤气在精脱硫处理中的温度为25-55℃，含尘量低于2mg/m3，而转炉煤气回收到煤气柜的温度要求低于50℃，同时为了不影响煤气柜的稳定运行，其含尘量也要尽可能的低。
然而，传统的布袋除尘、喷淋降温塔效率较低，降温后的温度仍旧70℃，净化后的煤气含尘量都高于10mg/m3，其不能达到高炉煤气精脱硫处理和转炉回收的要求。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种高炉煤气降温装置及脱硫系统，以解决传统装置降温除尘效果差的问题。
本实用新型的第一方面提供一种高炉煤气降温装置，包括主罐体，所述主罐体内由上到下依次设有：
出气口，设于所述主罐体的外侧壁上；
拉瓦尔管，所述拉瓦尔管的上端设有进气口，所述拉瓦尔管的下端设有雾化喷枪，所述拉瓦尔管用于将所述进气口进入的煤气加速后与所述雾化喷枪喷出的雾气对撞后由所述拉瓦尔管的下端排放；
除雾器，套设于所述拉瓦尔管的外壁上，所述除雾器的外壁与所述主罐体的内壁密封连接；
储液区，储液区用于将所述拉瓦尔管的下端排放的煤气进行除尘和降温；
喷淋组件，设于所述拉瓦尔管和所述储液区之间，所述喷淋组件用于将经过所述储液区的煤气再次进行除尘和降温。
根据本实用新型提供的高炉煤气降温装置，所述拉瓦尔管包括由上到下依次连接的入口压缩段、临界段和出口扩张段，所述入口压缩段的上端为所述进气口，所述雾化喷枪设于所述出口扩张段的下端，所述雾化喷枪的喷射方向朝向所述临界段。
根据本实用新型提供的高炉煤气降温装置，所述除雾器包括：
内壳体，所述内壳体套设于所述拉瓦尔管的所述临界段；
外壳体，所述外壳体与所述主罐体的内壁密封连接；
扇叶，设有多个，多个所述扇叶周向均布于所述内壳体和所述外壳体之间，多个所述扇叶的旋向均朝向所述内壳体的中心方向且旋向角大于0°。
根据本实用新型提供的高炉煤气降温装置，所述主罐体外侧设有煤气密封装置，所述储液区通过出液管路与所述煤气密封装置连接，所述煤气密封装置用于对所述储液区内的煤气进行密封保护。
根据本实用新型提供的高炉煤气降温装置，所述储液区内由上到下依次设有第一液位计、第二液位计和第三液位计，所述第一液位计、所述第二液位计和所述第三液位计用于检测所述储液区内的液位高度。
根据本实用新型提供的高炉煤气降温装置，所述喷淋组件包括：
喷水总管，设于所述主罐体的外侧；
氮气总管，与所述喷水总管同轴上下设置；
分管，设有多个，多个所述分管周向均布在所述主罐体上，多个所述分管的一端分别连接所述喷水总管和所述氮气总管，多个所述分管的另一端置于所述主罐体内，多个所述分管的另一端分别连接喷嘴。
根据本实用新型提供的高炉煤气降温装置，所述主罐体的底部还设有排泥组件，用于将底部的污泥进行排放。
根据本实用新型提供的高炉煤气降温装置，所述主罐体的底部为漏斗结构，所述排泥组件包括排泥管路和排泥阀门，所述排泥管路的一端连通所述漏斗的底部，所述排泥管路的另一端连接所述排泥阀门。
根据本实用新型提供的高炉煤气降温装置，所述出气口内侧设有螺旋挡板，所述螺旋挡板的旋向朝向所述主罐体的中心方向且旋向角大于0°。
本实用新型的第二方面提供一种脱硫系统，包括如上所述高炉煤气降温装置。
有益效果：本实用新型提供的高炉煤气降温装置，包括主罐体，主罐体内由上到下依次设有出气口、拉瓦尔管、除雾器、储液区和喷淋组件，通过设置拉瓦尔管、储液区和喷淋组件，将煤气在主罐体内进行了三次不同方式的撞击接触，使煤气在有限的空间内可以进行三次降温和除尘，大大提高了煤气的降温和除尘效果，并将煤气的进气和出气都设置在主罐体的上部分，延长了煤气在主罐体内的停留时间，进一步提高了降温和除尘的效果。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型实施例中高炉煤气降温装置的整体结构示意图；
图2是本实用新型实施例中拉瓦尔管的结构示意图；
图3是本实用新型实施例中除雾器的结构示意图；
图4是本实用新型实施例中喷淋组件的整体结构图；
图5是本实用新型实施例中高炉煤气降温装置底部结构图。
附图标记：
1、主罐体；11、出气口；12、拉瓦尔管；121、入口压缩段；122、临界段；123、出口扩张段；13、进气口；14、雾化喷枪；15、除雾器；151、内壳体；152、外壳体；153、扇叶；16、储液区；17、喷淋组件；171、喷水总管；172、氮气总管；173、分管；174、喷嘴；18、煤气密封装置；19、出液管路；20、排泥组件；201、排泥管路；202、排泥阀门；21、螺旋挡板；22、第一液面；23、第二液面；24、第三液面。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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作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。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。
高炉煤气在精脱硫处理和转炉回收中，都需要对高炉煤气进行降温除尘处理。
目前，为了保护精脱硫后续处理工艺，需要高炉煤气在精脱硫处理中的温度为25-55℃，含尘量低于2mg/m3，而转炉煤气回收到煤气柜的温度要求低于50℃，同时为了不影响煤气柜的稳定运行，其含尘量也要尽可能的低。
然而，传统的布袋除尘、喷淋降温塔效率较低，降温后的温度仍旧70℃，净化后的煤气含尘量都高于10mg/m3，其不能达到高炉煤气精脱硫处理和转炉回收的要求。
本实用新型实施例中的高炉煤气降温装置，通过设置拉瓦尔管、储液区和喷淋组件，将煤气在主罐体内进行了三次不同方式的撞击接触，使煤气在有限的空间内可以进行三次降温和除尘，大大提高了煤气的降温和除尘效果，并将煤气的进气和出气都设置在主罐体的上部分，延长了煤气在主罐体内的停留时间，进一步提高了降温和除尘的效果。
如图1至图5所示，本实用新型实施例提供的高炉煤气降温装置包括主罐体1，主罐体1内由上到下依次设有出气口11、拉瓦尔管12、除雾器15、储液区16和喷淋组件17。
具体的，出气口11设于主罐体1的外侧壁上，拉瓦尔管12的上端设有进气口13，拉瓦尔管12的下端设有雾化喷枪14，雾化喷枪14包括高压管路和雾化喷嘴，使雾化喷枪14能够喷出高压水雾，待处理的高炉煤气由进气口13进入，经拉瓦尔管12加速后与雾化喷枪14喷出的水雾对撞后由拉瓦尔管12的下端排放，除雾器15套设于拉瓦尔管12的外壁上，除雾器15的外壁与主罐体1的内壁密封连接，储液区16用于将拉瓦尔管12的下端排放的煤气进行除尘和降温，喷淋组件17设于拉瓦尔管12和储液区16之间，喷淋组件17用于将经过储液区16的煤气再次进行除尘和降温。
待处理的高炉煤气由进气口13进入，经拉瓦尔管12加速后与雾化喷枪14喷出的水雾进行第一次对撞接触，煤气与水雾对向接触，加速了煤气与雾气的接触时间，对煤气进行初步降温，并且对高炉煤气的温度进行降温处理的同时，也去除了部分灰尘和油分，之后加速冲出拉瓦尔管12的下端与储液区16内的水溶液进行第二次撞击接触，煤气与储液区16内的水溶液进行全方面接触，快速的对煤气进行降温，煤气的温度会进行大幅度下降，此时高炉煤气的流向会在储液区16内发生逆转，并且一些颗粒沉积物会留在储液区16，煤气的流向由储液区16内水溶液面下向水溶液面上流动，再次与喷淋组件17形成的喷淋水雾进行第三次对撞接触，煤气与喷淋水雾对向接触，再次对煤气进行降温和除尘，最终的煤气经过除雾器15脱除多余的水分，由出气口11排出，灰尘颗粒沉积物最终汇集到储液区16的底部。
进一步的，出气口11设于进气口13与除雾器15之间的主罐体1的外侧壁上，煤气由进气口13进入后，绕主罐体1一圈，最终由出气口11排出，将出气口11设于进气口13与除雾器15之间的主罐体1的外侧壁上，可以延长煤气在主罐体1内的停留时间，进一步提高了降温和除尘的效果。
为保证净化效果，主罐体1内的操作空速为泛点空速的80％，主罐体1直径满足进气口13管道直径的3倍以上，径高比满足1：3.5以上。
本实用新型实施例中，通过设置拉瓦尔管12、储液区16和喷淋组件17，将煤气在主罐体1内进行了三次不同方式的撞击接触，使煤气在有限的空间内可以进行三次降温和除尘，提高了主罐体1的空间利用率，节省占地面积，同时也大大提高了煤气的降温和除尘效果，并将煤气的进气和出气都设置在主罐体1的上部分，延长了煤气在主罐体1内的停留时间，进一步提高了降温和除尘的效果。
本实用新型一些实施例中，拉瓦尔管12包括由上到下依次连接的入口压缩段121、临界段122和出口扩张段123，入口压缩段121的上端为进气口13，雾化喷枪14设于出口扩张段123的下端，雾化喷枪14的喷射方向朝向临界段122。其中，入口压缩段121的形状由上端逐渐向临界段122收缩，出口扩张段123的形状由临界段122向下端逐渐扩张，煤气经入口压缩段121到达临界段122，其速度到达亚声速，经过出口扩张段123继续加速成声速，煤气经拉瓦尔管12加速后与雾化喷枪14喷出的水雾进行撞击，煤气的流动速度与雾化喷枪14喷射的水雾方向相反，加速了煤气与水雾的接触时间，对煤气进行初步降温，并且对高炉煤气的温度进行降温处理的同时，也去除了部分灰尘和油分，进一步提高了降温和除尘的效果。
本实用新型一些实施例中，除雾器15可以设置为多层，本实施例中优选为设置为两层，即除雾器15设置为上下两层，分别套设于拉瓦尔管12的临界段122，通过设置上下两层除雾器15，可以进一步加强整体装置的脱水效果，进一步提高了装置降温除尘效果。
本实施中具体的除雾器15包括内壳体151、外壳体152和扇叶153，内壳体151套设于拉瓦尔管12的临界段122，外壳体152与主罐体1的内壁密封连接，避免雾气由外壳体152与主罐体1内壁之间的缝隙流走，保证煤气只能经由除雾器15除雾脱水后才能从出气口11排出，扇叶153设有多个，多个扇叶153周向均布于内壳体151和外壳体152之间，多个扇叶153的旋向均朝向内壳体151的中心方向且旋向角大于0°。多个带有旋向的扇叶153在主罐体1内形成波纹型的气体流路，气体流向的改变，使煤气中携带的液滴撞击到扇叶153上，汇集结合成较大的液滴，随着扇叶153的旋向，汇集后的大液滴在重力的作用下滴落到储液区16，就对煤气中的水进行了脱除，干燥的煤气经由出气口11排出，通过多个带有旋向的扇叶153在主罐体1内形成波纹型的气体流路，对煤气中的水进行脱除，进一步提高了降温和除尘的效果。
本实用新型一些实施例中，主罐体1外侧设有煤气密封装置18，储液区16通过出液管路19与煤气密封装置18连接，出液管路19为倒U形结构，利用U形的出液管路19对煤气起到保护作用，防止发生煤气击穿事故，煤气密封装置18对煤气起到水封作用，煤气密封装置18用于对储液区16内的煤气进行密封保护，防止主罐体1内煤气击穿事故，提高了装置的安全性。其中，煤气密封装置18为现有设备，具体结构本实施例不再赘述。
本实用新型一些实施例中，储液区16内由上到下依次设有第一液位计、第二液位计和第三液位计，液位计分别与PLC终端的报警器连接，第一液位计用于检测储液区16内的第一液面22的液位高度，第二液位计用于检测储液区16内的第二液面23的液位高度，第三液位计用于检测储液区16内的第三液面24的液位高度，储液区16内的液位低于第三液面24或者高于第一液面22时，报警器进行报警提醒，及时调整储液区16内的液面高度，保证储液区16内的液位在第二液面23的液位高度运行，既可以使经由拉瓦尔管12喷出的煤气与储液区16内的水溶液进行有效接触，进行降温除尘，又可以对煤气进行防击穿保护，进一步提高了高炉煤气降温装置的工作效率和安全性。
本实用新型一些实施例中，喷淋组件17包括喷水总管171、氮气总管172和分管173，喷水总管171设于主罐体1的外侧，氮气总管172与喷水总管171同轴上下设置，分管173设有多个，多个分管173周向均布在主罐体1上，多个分管173的一端分别连接喷水总管171和氮气总管172，多个分管173的另一端置于主罐体1内，多个分管173的另一端分别连接喷嘴174。喷嘴174为雾化喷嘴，多个分管173周向均布在主罐体1上，使喷淋组件17喷出圆形的喷淋水雾，水雾受重力作用向下流动，与经过储液区16上升的煤气进行全方位的对向接触，大大加快了煤气与水雾的接触时间，进一步提高了降温和除尘的效果。
本实用新型一些实施例中，主罐体1的底部还设有排泥组件20，用于将底部的污泥进行排放，保证储液区16内的水溶液的纯净度，再与煤气进行撞击接触时可以进一步提高对煤气的除尘效果。
本实用新型一些实施例中，主罐体1的底部为漏斗结构，利用漏斗结构的斜度，在重力的作用下，储液区16内沉积的污泥可以更快的滑落到主罐体1的底部进行排放，排泥组件20包括排泥管路201和排泥阀门202，排泥管路201的一端连通漏斗的底部，排泥管路201的另一端连接排泥阀门202，排泥阀门202为电磁阀，与PLC终端进行电连接，另外，储液区16内还设有泥位计，泥位计与PLC终端进行电连接，泥位计用于检测储液区16内的污泥高度，PLC终端根据泥位计的反馈信号控制排泥阀门202的开合，进一步提高了装置的除尘效果。
本实用新型一些实施例中，出气口11内侧设有螺旋挡板21，螺旋挡板21的旋向朝向主罐体1的中心方向且旋向角大于0°。经由除雾器15脱水后的煤气从出气口11进行排放，在出气口11设置螺旋挡板21，增加了煤气的流向，进一步使煤气中携带的液滴撞击到螺旋挡板21上进行汇集，在重力的作用下滴落在主罐体1内，再进行煤气排放时，再进行一次脱水，可以进一步提高对煤气的降温和除尘效果。
本实用新型的整体工作过程为：待处理的煤气由进气口13进入拉瓦尔管12进行加速后，与雾化喷枪14喷出的水雾进行第一次对撞接触，对煤气进行第一次降温和除尘处理，而后进入储液区16，与储液区16内的水溶液进行全方面接触，快速的对煤气进行降温和除尘处理，此时煤气的流向会在储液区16内发生逆转，由储液区16内水溶液面下向水溶液面上流动，再次与喷淋组件17形成的喷淋水雾进行第三次对撞接触，再次对煤气进行降温和除尘，最终的煤气经过除雾器15脱除多余的水分，由出气口11排出，灰尘颗粒沉积物最终汇集到储液区16的底部进行排放，通过设置拉瓦尔管12、储液区16和喷淋组件17，将煤气在主罐体1内进行了三次不同方式的撞击接触，使煤气在有限的空间内可以进行三次降温和除尘，提高了主罐体1的空间利用率，节省占地面积，同时也大大提高了煤气的降温和除尘效果，并将煤气的进气和出气都设置在主罐体1的上部分，延长了煤气在主罐体1内的停留时间，进一步提高了降温和除尘的效果。
另一方面，本实用新型实施例还提供一种脱硫系统，包括上述任一实施例提供的高炉煤气降温装置。本实用新型实施例中的脱硫系统的有益效果的推导过程与上述高炉煤气降温装置的有益效果的推导过程大体类似，故此处不再赘述。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种高炉煤气降温装置，其特征在于，包括主罐体(1)，所述主罐体(1)内由上到下依次设有：
出气口(11)，设于所述主罐体(1)的外侧壁上；
拉瓦尔管(12)，所述拉瓦尔管(12)的上端设有进气口(13)，所述拉瓦尔管(12)的下端设有雾化喷枪(14)，所述拉瓦尔管(12)用于将所述进气口(13)进入的煤气加速后与所述雾化喷枪(14)喷出的雾气对撞后由所述拉瓦尔管(12)的下端排放；
除雾器(15)，套设于所述拉瓦尔管(12)的外壁上，所述除雾器(15)的外壁与所述主罐体(1)的内壁密封连接；
储液区(16)，储液区(16)用于将所述拉瓦尔管(12)的下端排放的煤气进行除尘和降温；
喷淋组件(17)，设于所述拉瓦尔管(12)和所述储液区(16)之间，所述喷淋组件(17)用于将经过所述储液区(16)的煤气再次进行除尘和降温。
2.根据权利要求1所述的高炉煤气降温装置，其特征在于，所述拉瓦尔管(12)包括由上到下依次连接的入口压缩段(121)、临界段(122)和出口扩张段(123)，所述入口压缩段(121)的上端为所述进气口(13)，所述雾化喷枪(14)设于所述出口扩张段(123)的下端，所述雾化喷枪(14)的喷射方向朝向所述临界段(122)。
3.根据权利要求2所述的高炉煤气降温装置，其特征在于，所述除雾器(15)包括：
内壳体(151)，所述内壳体(151)套设于所述拉瓦尔管(12)的所述临界段(122)；
外壳体(152)，所述外壳体(152)与所述主罐体(1)的内壁密封连接；
扇叶(153)，设有多个，多个所述扇叶(153)周向均布于所述内壳体(151)和所述外壳体(152)之间，多个所述扇叶(153)的旋向均朝向所述内壳体(151)的中心方向且旋向角大于0°。
4.根据权利要求3所述的高炉煤气降温装置，其特征在于，所述主罐体(1)外侧设有煤气密封装置(18)，所述储液区(16)通过出液管路(19)与所述煤气密封装置(18)连接，所述煤气密封装置(18)用于对所述储液区(16)内的煤气进行密封保护。
5.根据权利要求4所述的高炉煤气降温装置，其特征在于，所述储液区(16)内由上到下依次设有第一液位计、第二液位计和第三液位计，所述第一液位计、所述第二液位计和所述第三液位计用于检测所述储液区(16)内的液位高度。
6.根据权利要求1-5任一项所述的高炉煤气降温装置，其特征在于，所述喷淋组件(17)包括：
喷水总管(171)，设于所述主罐体(1)的外侧；
氮气总管(172)，与所述喷水总管(171)同轴上下设置；
分管(173)，设有多个，多个所述分管(173)周向均布在所述主罐体(1)上，多个所述分管(173)的一端分别连接所述喷水总管(171)和所述氮气总管(172)，多个所述分管(173)的另一端置于所述主罐体(1)内，多个所述分管(173)的另一端分别连接喷嘴(174)。
7.根据权利要求6所述的高炉煤气降温装置，其特征在于，所述主罐体(1)的底部还设有排泥组件(20)，用于将底部的污泥进行排放。
8.根据权利要求7所述的高炉煤气降温装置，其特征在于，所述主罐体(1)的底部为漏斗结构，所述排泥组件(20)包括排泥管路(201)和排泥阀门(202)，所述排泥管路(201)的一端连通所述漏斗的底部，所述排泥管路(201)的另一端连接所述排泥阀门(202)。
9.根据权利要求1所述的高炉煤气降温装置，其特征在于，所述出气口(11)内侧设有螺旋挡板(21)，所述螺旋挡板(21)的旋向朝向所述主罐体(1)的中心方向且旋向角大于0°。
10.一种脱硫系统，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的高炉煤气降温装置。
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