CN105885959B - 立式煤气洗涤脱水一体化系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种立式煤气洗涤脱水一体化系统，主要为了系统可以方便地在现有煤气管道或在新建煤气管道上设置且占地空间小而进行的设计。本发明立式煤气洗涤脱水一体化系统包括沿液体流动方向连接成循环回路的循环水装置、立式煤气洗涤脱水装置、集液池。本发明由于占地空间较小可以方便的增加设置在现有或新建的煤气管道上，整个系统利用少量的水对含有有害酸性物质和盐的高炉煤气进行洗涤，含有机械水的煤气在立式煤气洗涤脱水装置中进行高速旋流，较高温度的煤气和水雾进行传质传热，溶解煤气中的酸性物质和盐，并在离心力的作用下脱除机械水滴，不仅可以保护管网和设备，同时提高了煤气的热利用率，节约了能源。
Description
技术领域
本发明涉及一种立式煤气洗涤脱水一体化系统。
背景技术
高炉煤气是冶金企业高炉冶炼过程中的副产气，在钢铁企业能源结构中占据重要位置。2000年以前，高炉煤气净化工艺主要以湿法为主，随着环境保护要求的提高和干法布袋除尘技术的日趋成熟和过滤材料(布袋)的革新，干法除尘已经成为了一种趋势和最为主流的净化工艺。与湿法除尘相比，干法除尘余压发电量同比增加约25％～30％,具有占地少，投资省，煤气含尘量低，可利用的煤气显热大、不产生废水、环境污染相对较小等优点。另一方面，高炉煤气干法除尘也带来了明显的缺点，由于铁矿石在海运过程中和码头储存中需要喷洒海水抑尘，大量的氯离子进入到矿粉中，加之喷煤煤粉、焦炭以及添加剂中存在的硫和氯在高炉中生成大量酸性气体(SO2、SO3、H2S、HCL等)进入高炉煤气中。煤气冷凝水经测定普遍含CL-、SO4 2-，PH值为4～6，甚至到1～2，为强酸性，对设备、管道、包括不锈部件均构成严重腐蚀。部分钢厂煤气管道在6个月左右、不锈钢膨胀节1年左右的时间内就出现局部腐蚀、管壁减薄甚至穿孔现象因而需要更换。同时煤气中的HCL和NH3生成的NH4CL结晶，在TRT、煤气管壁、锅炉和加热炉喷嘴、压缩机叶片等处堆积结垢，堵塞通道，对设备产生极大危害，造成重大的安全隐患，增加运行维护成本。煤气中的S含量过高还直接导致热风炉、锅炉等烟气SO2排放不达标。高炉煤气中的酸性气体已经成为一个公害，必须认真研究解决。
针对上述问题，目前部分企业的解决办法是在TRT出口的煤气管道上增加喷碱洗涤塔等设施，以去除煤气中的有害物质。这一方法虽然有效，但由于洗涤塔及其附属设施存在占地面积大(洗涤塔直径6～10m，根据炉容大小而不同)，投资高，用水量大(同比是本发明的2～4倍)，运行成本高等原因而受到很大的限制，尤其在已建成投产的系统中增加喷碱洗涤塔更有较大的困难。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种可以方便地在现有煤气管道或在新建煤气管道上设置的立式煤气洗涤脱水一体化系统，立式煤气洗涤脱水一体化系统不仅可以去除煤气中的酸性物质和盐，延长煤气管道和设备的使用寿命，且可以节约用地，减少运行维护费用。
为达到上述目的，本发明一种立式煤气洗涤脱水一体化系统，所述系统包括沿液体流动方向连接成循环回路的循环水装置、立式煤气洗涤脱水装置、集液池；
所述立式煤气洗涤脱水装置串联垂直安装在煤气管道上，所述立式煤气洗涤脱水装置包括依次上下连接设置的进口管段、旋流机构、脱水壳体、出口管段，其中，所述的进口管段、出口管段分别与进口煤气管道、出口煤气管道连通，所述进口管段上设置有液体喷嘴，所述液体喷嘴通过给水管路与所述循环水装置连接，所述脱水壳体的位于所述出口管段的下方设置有排水口，所述排水口与所述的集液池通过排水管连接；
所述集液池设置的高度低于所述排水口的高度，所述集液池与所述循环水装置之间的管路上设置有洗涤水提升泵。
进一步地，所述进口煤气管道上设置有进口隔断装置，所述出口煤气管道上设置有出口隔断装置，在所述进口煤气管道的进口隔断装置的上游与出口煤气管道上的出口隔断装置的下游之间设置有煤气旁路，所述煤气旁路上设置有旁路隔断装置。
进一步地，所述进口隔断装置、出口隔断装置和旁路隔断装置均包括蝶阀和盲板阀。
进一步地，所述排水管路上设置有排水水封器。
进一步地，所述集液池底部设有氮气鼓泡管，所述氮气鼓泡管上设有小孔；所述集液池顶部设置有用于排放夹带在水中的煤气的集液池排放管；
所述集液池内还设置有液位计、PH计。
进一步地，所述循环水装置包括循环水池和设置在所述循环水池上方的循环水冷却塔；
所述集液池通过设置有洗涤水提升泵的管道与所述循环水冷却塔的进水口连接，所述循环水池的出水口通过给水管路与所述的液体喷嘴连通。
进一步地，所述给水管路上依次设置有循环水泵、流量计和流量调节装置。
进一步地，所述循环水池底部设有氮气鼓泡管，氮气鼓泡管上设有小孔；
所述循环水池顶部设有用于排放夹带在水中的煤气的循环水池排放管。
进一步地，所述循环水池连接有补水管，所述补水管上设置有控制阀，所述循环水池中设置有液位计。
进一步地，所述旋流机构包括与所述脱水壳体连接的旋流壳体以及设置在所述旋流壳体内的旋流子，所述旋流子与所述旋流壳体之间设置有三元流叶片或二元流叶片。
本发明立式煤气洗涤脱水一体化系统可以安装在某一座高炉低压净煤气出口与全厂总管网之间的管路上，也可以安装在单一煤气用户前煤气管道上，进口煤气管道可以与高炉煤气调压阀组出口、TRT(BPRT、STRT)出口管道焊接或法兰连接，或与用户煤气管道连接；出口煤气管道可以与全厂高炉煤气总管连接，或与某一用户入口管道连接。
本发明立式煤气洗涤脱水一体化系统由于占地空间较小可以方便的增加设置在现有或新建的煤气管道上，整个系统利用少量的水对含有有害酸性物质和盐的高炉煤气进行洗涤，含有机械水的煤气在立式煤气洗涤脱水装置中进行高速旋流，较高温度的煤气和水雾进行传质传热，溶解煤气中的酸性物质和盐，并在离心力的作用下脱除机械水滴，不仅可以保护管网和设备，并由于煤气中脱除了机械水，提高了煤气的热利用率，节约了能源。
附图说明
图1是现有高炉冶炼系统和常规煤气碱洗系统(喷碱洗涤塔)流程示意图；
图2是本发明立式煤气洗涤脱水一体化系统示意图。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明做进一步的描述。
实施例1
本实施例立式煤气洗涤脱水一体化系统所述系统包括沿液体流动方向连接成循环回路的循环水装置5、立式煤气洗涤脱水装置9、集液池装置4。所述立式煤气洗涤脱水装置9串联垂直安装在煤气管道上，所述立式煤气洗涤脱水装置9包括依次上下连接设置的进口管段、旋流机构92、脱水壳体91、出口管段，所述旋流机构92包括与所述脱水壳体连接的旋流壳体以及设置在所述旋流壳体内的旋流子，所述旋流子与所述旋流壳体之间设置有三元流或二元流叶片。
所述进口管段上设置有液体喷嘴93，所述脱水壳体91的位于所述出口管段的下方设置有排水口，所述集液池装置4的集液池41设置的高度低于所述排水口的高度，所述排水口与所述的集液池41通过排水管连接；循环水装置5包括循环水池52和设置在所述循环水池52上方的循环水冷却塔54；所述集液池41通过设置有洗涤水提升泵47的管道与所述循环水冷却塔54的进水口连接，所述循环水池52的出水口与所述的液体喷嘴93通过给水管路59连通，所述给水管路59上依次设置有循环水泵58、调节装置6，所述调节装置6包括流量计62和流量调节阀61。
其中，所述的进口管段、出口管段分别与进口煤气管道7、出口煤气管道8连通。所述进口煤气管道7上设置有进口隔断装置1，所述出口煤气管道8上设置有出口隔断装置2，在所述进口煤气管道的进口隔断装置1的上游与出口煤气管道上的出口隔断装置2的下游之间设置有煤气旁路管路10，所述煤气旁路管路10上设置有旁路隔断装置3。所述进口隔断装置1由进口蝶阀11和进口盲板阀12组成，所述出口隔断装置2由出口蝶阀21和出口盲板阀22组成，所述旁路隔断装置3由包括旁路蝶阀31和旁路盲板阀32组成。
本实施例立式煤气洗涤脱水一体化系统的集液池41底部设有第一氮气鼓泡管43，所述第一氮气鼓泡管43上设有小孔；所述集液池41顶部设置有用于排放夹带在水中的煤气的集液池排放管45，所述集液池内还设置有第一液位计42、PH计46。排水中夹带并进入集液池41中的煤气经过鼓泡浮升后通过集液池排放管45排放，防止煤气聚集；PH计46可以用于测量测量集液池41中的PH值，进一步可以通过液体的PH值来判断控制喷水量。第一氮气鼓泡43上设规则微型通气孔具有防堵塞和自清洁功能。
循环水装置5具有将来自洗涤和除盐之后的循环水进行冷却，调质、沉淀的作用，并将一部分不合格的循环水通过循环水排出管55送出至厂区水处理系统进行处理，同时所述循环水池还连接有补水管57，补充洗涤过程中损耗掉的水和少量外排水。冷却塔54下部设有循环水池52，循环水池52底部设有第二氮气鼓泡管51，第二氮气鼓泡管51上设有规则形小孔，所述循环水池顶部设有用于排放夹带在水中的煤气的循环水池排放管56，循环水中夹带的煤气通过鼓泡浮升后通过循环水池排放管56排放，防止煤气聚集。第二氮气鼓泡管51上设规则微型通气孔具有防堵塞和自清洁功能
作为一种可选实施例，所述立式煤气洗涤脱水装置9位于所述出口管段下方的部分设置有内腔和外腔，所述的排水口设置在所述外腔底部，排水口与所述集液池连接的排水管上设有水封器44，可以有效防止大量煤气流入到集液池41或相关系统中。
作为一种可选实施例立式煤气洗涤脱水装置9中液体喷嘴93为空心喷嘴，采用顺喷，液体喷嘴93形成的水雾可全部覆盖整个环形通道内，经旋流机构92旋流后，水与煤气充分接触，将煤气中的酸性物质和盐溶解至水中，并可将水旋流至洗涤脱水器管壁并沉积于底部，将煤气中绝大部分机械水脱除。
本实施例立式煤气洗涤脱水一体化系统前后设置检修使用的进口隔断装置和出口隔断装置，并在所述立式煤气洗涤脱水装置的一侧设置旁路管道及及旁路隔断装置，从而在立式煤气洗涤脱水一体化系统检修时旁路管道仍可以作为检修旁通使用，不影响整个供气系统的使用；在管道下方和侧面适当位置设置所述的循环水装置，实现了洗涤水的循环利用，节约了资源降低了生产成本。
本实施例立式煤气洗涤脱水一体化系统的有益效果为：
1、本实施例立式煤气洗涤脱水一体化系统，解决了现有干法除尘煤气系统场地狭小，无法新建大型的喷碱洗涤塔及其附属设施，从而影响管道和设备长期安全稳定运行的问题。
2、对于场地狭小的新建高炉及其煤气系统，也可按照本实施例立式煤气洗涤脱水一体化系统实施，以解决煤气管网和设备严重腐蚀的问题。
3、本实施例立式煤气洗涤脱水一体化系统还可用于全厂煤气系统中部分需要洗涤或脱水的终端用户，以满足个性需求和特别服务。
4、本实施例立式煤气洗涤脱水一体化系统相对于大型的喷碱洗涤塔来说，由于本发明在立式煤气洗涤脱水装置内安装有三元流或二元流叶片高效旋流子，因而洗涤效果好，脱水效率高，用水量同比大幅减少，其投资成本和运行维护费用低，用户单位煤气消耗量少。
本实施例立式煤气洗涤脱水一体化系统，其系统运行既可以自动，也可以手动。冷却塔54中设有第二液位计53并和补水管57控制阀门联锁，给水管59中设置的流量调节阀61和流量计62联锁控制，这样就可以可根据需要自动控制或PLC手动控制喷嘴给水量。
以上，仅为本发明的较佳实施例，但本发明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发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种立式煤气洗涤脱水一体化系统，其特征在于：所述系统包括沿液体流动方向连接成循环回路的循环水装置、立式煤气洗涤脱水装置、集液池；
所述立式煤气洗涤脱水装置串联垂直安装在煤气管道上，所述立式煤气洗涤脱水装置包括依次上下连接设置的进口管段、旋流机构、脱水壳体、出口管段，其中，所述的进口管段、出口管段分别与进口煤气管道、出口煤气管道连通，所述进口管段上设置有液体喷嘴，所述液体喷嘴通过给水管路与所述循环水装置连接，所述脱水壳体的位于所述出口管段的下方设置有排水口，所述排水口与所述的集液池通过排水管连接；
所述集液池设置的高度低于所述排水口的高度，所述集液池与所述循环水装置之间的管路上设置有洗涤水提升泵。
2.根据权利要求1所述的立式煤气洗涤脱水一体化系统，其特征在于：所述进口煤气管道上设置有进口隔断装置，所述出口煤气管道上设置有出口隔断装置，在所述进口煤气管道的进口隔断装置的上游与出口煤气管道上的出口隔断装置的下游之间设置有煤气旁路，所述煤气旁路上设置有旁路隔断装置。
3.根据权利要求2所述的立式煤气洗涤脱水一体化系统，其特征在于：所述进口隔断装置、出口隔断装置和旁路隔断装置均包括蝶阀和盲板阀。
4.根据权利要求1所述的立式煤气洗涤脱水一体化系统，其特征在于：所述排水管路上设置有排水水封器。
5.根据权利要求1所述的立式煤气洗涤脱水一体化系统，其特征在于：所述集液池底部设有氮气鼓泡管，所述氮气鼓泡管上设有小孔；所述集液池顶部设置有用于排放夹带在水中的煤气的集液池排放管；
所述集液池内还设置有液位计、PH计。
6.根据权利要求1所述的立式煤气洗涤脱水一体化系统，其特征在于：所述循环水装置包括循环水池和设置在所述循环水池上方的循环水冷却塔；
所述集液池通过设置有洗涤水提升泵的管道与所述循环水冷却塔的进水口连接，所述循环水池的出水口通过给水管路与所述的液体喷嘴连通。
7.根据权利要求6所述的立式煤气洗涤脱水一体化系统，其特征在于：所述给水管路上依次设置有循环水泵、流量计和流量调节装置。
8.根据权利要求6所述的立式煤气洗涤脱水一体化系统，其特征在于：所述循环水池底部设有氮气鼓泡管，氮气鼓泡管上设有小孔；
所述循环水池顶部设有用于排放夹带在水中的煤气的循环水池排放管。
9.根据权利要求6所述的立式煤气洗涤脱水一体化系统，其特征在于：所述循环水池连接有补水管，所述补水管上设置有控制阀，所述循环水池中设置有液位计。
10.根据权利要求1所述的立式煤气洗涤脱水一体化系统，其特征在于：所述旋流机构包括与所述脱水壳体连接的旋流壳体以及设置在所述旋流壳体内的旋流子，所述旋流子与所述旋流壳体之间设置有二元流或三元流叶片。
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