用于炭化室顶部荒煤气废热热解脱硫废液喷射器的制造方法
【专利摘要】一种用于炭化室顶部荒煤气废热热解脱硫废液喷射器是由喷射器主体及其管路控制器构成，并设置于炭化室顶部空间或上升管空间。喷射器主体是一脱硫废液通道，其中设置有热电偶，热电偶的一端延伸至脱硫废液通道一端外，另一端连接有控制器；喷射器主体上设置有至少一喷嘴；管路控制器是由喷射器主体一端的管路上设置的三通电磁阀及其控制器构成，三通电磁阀连通有脱硫废液进液管和进介质管。脱硫废液经本喷射器通入高温荒煤气区发生催化或非催化热解转化反应，既利用了荒煤气的废热，又热解了脱硫废液的副盐，且无NOx和SOx生成。与现有处理技术相比节能95%以上，脱硫废液中硫氰酸盐等物质的转化率高达99%。
【专利说明】用于炭化室顶部荒煤气废热热解脱硫废液喷射器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种液体喷射器，尤其是一种用于焦炉炭化室顶部荒煤气废热处理脱硫废液喷射器。
【背景技术】
[0002]焦化脱硫废液是采用催化湿式氧化脱硫过程中产生的含有硫氰酸盐等多种有毒有害物质的高污染性废液。现有的焦化脱硫废液处理方法一般是将其配煤炼焦，利用燃烧煤气的高温使其分解。但是该法受季节和气候影响大，需消耗大量煤气，废液长期回配对皮带机及支架有一定的腐蚀，容易泄露或渗透，严重污染环境。因此目前还没有较好的方法来处理脱硫废液。
[0003]从焦炉炭化室顶部经上升管逸出的荒煤气所带出的热量约占焦炉总热量的36%，通过实验研究发现，直接往炭化室顶部或上升管内喷射焦化脱硫废液，利用荒煤气的废热可使脱硫废液中含有的有毒有害物质得到分解处理。目前应用于焦炉的喷射器主要有:
[0004]CN 202246536 U公开了一种“焦炉装煤除尘系统桥管处氨水喷洒装置”，设置有与进氨管连通的喷管，喷管内设置有导流片，喷管端部设置有喷头。通过改变高压氨水喷射方向调整喷头的喷射角度，提高喷射效果，从而有效清除荒煤气中焦油、煤粉等。
[0005]CN 201436294 U公开了一种“焦炉循环氨水喷洒装置”，主要包括剩余氨水槽、氨水循环栗、焦炉炉顶集气管和上行水管，集气管上设置有喷嘴。该喷洒装置通过将上行水引入循环氨水喷射管路系统，维持基本的焦炉工况，保障集气管设备不受影响，从而保护焦炉集气管正常工作，特别是保障集气管设备不变形报废，延长了焦炉炉顶设备的使用寿命。
[0006]公开文献表明，目前还没有相应的向炭化室顶部或上升管荒煤气中喷洒脱硫废液的装置结构及其喷射器，为此，开发一种能应用于向炭化室顶部的高温荒煤气中喷射介质的喷射器，有效利用荒煤气废热处理焦化脱硫废液，对于降低荒煤气温度，实现脱硫废液的热解处理和资源转化利用以及焦化厂的节能减排具有重要意义。
【发明内容】
[0007]本实用新型要解决的具体问题是提供一种用于炭化室顶部荒煤气废热热解脱硫废液喷射器以及如何在炭化室顶部空间和上升管空间设置脱硫废液喷射器，利用焦化过程中荒煤气的废热对脱硫废液进行热解处理，使脱硫废液中的硫氰酸盐等有毒物质发生热解转化，实现焦化过程中能源的合理利用，达到以废治废的目的。
[0008]本实用新型解决上述问题和实现上述目的所采取的技术方案如下。
[0009]一种用于炭化室顶部荒煤气废热热解脱硫废液喷射器，包括炭化室顶部空间和上升管空间结构；其特征在于:
[0010]所述喷射器是由喷射器主体及其管路控制器构成，并设置于炭化室顶部空间或上升管空间；
[0011]所述喷射器主体是一脱硫废液通道，其中设置有一热电偶，热电偶一端延伸至脱硫废液通道的一端外，另一端连接有控制器；喷射器主体上设置有至少一个喷嘴；
[0012]所述管路控制器是由位于喷射器主体上的管路设置的三通电磁阀及其控制器构成，三通电磁阀连通有脱硫废液进液管和进介质管。
[0013]基于上述技术方案，进一步的附加技术方案如下。
[0014]所述喷嘴的喷射方向与荒煤气的流动方向垂直、相同或相反。
[0015]所述喷嘴喷出的脱硫废液未汽化区边距炉壁面或上升管壁面的最小距离大于30mmo
[0016]所述喷嘴与热电偶位于同一水平面或低于热电偶所在水平面。
[0017]实现上述本实用新型所提出的一种用于炭化室顶部荒煤气废热热解脱硫废液喷射器，其直接带来的和必然产生的优点与积极效果在于:
[0018]本实用新型通过在炭化室顶部结构中设置脱硫废液喷射器，并将炭化室顶部空间或上升管空间作为热解反应器，利用高温荒煤气的废热对其在脱硫过程中产生的脱硫废液进行催化或非催化热解处理，既利用了荒煤气废热，又热解了脱硫废液的副盐，且无NOx和SOx生成，达到了以废治废的目的。该喷射器处理脱硫废液与现有处理技术相比节能95%以上，脱硫废液硫氰酸盐等物质的转化率高达99%。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1是本实用新型喷射器的结构示意图。
[0020]图2是本实用新型喷射器的另一种结构示意图。
[0021]图3是本实用新型喷射器的一种位置示意图。
[0022]图4是本实用新型喷射器的另一种位置示意图。
[0023]图中:1:喷射器主体；2:热电偶；3:控制器；4:三通电磁阀；5:进介质管；6:脱硫废液进液管；7:喇叭形通道；8:直通道或弯通道；9:喷嘴；10:上升管空间；11:炭化室顶部空间。
【具体实施方式】
[0024]以下对本实用新型的【具体实施方式】作出说明，但此处所描述的【具体实施方式】仅用于说明和解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。本实用新型要解决的具体问题是通过以下技术方案实现的。
[0025]一种用于炭化室顶部荒煤气废热热解脱硫废液喷射器，包括炭化室顶部高温荒煤气区结构，高温荒煤气区主要由炭化室顶部的炭化室顶部空间11和上升管空间10构成。本实用新型所描述的脱硫废液喷射器主要由喷射器主体I及其管路控制器构成。脱硫废液喷射器主体I是通过炭化室顶部结构设置于炭化室顶部空间11或者是上升管空间10中，并利用焦化过程中荒煤气携带的废热对脱硫废液进行热解处理，使其中的硫氰酸盐等有毒物质发生热解转化。有利于实现焦化过程中能源的合理利用，达到以废治废的目的。
[0026]其中，所述喷射器主体I是一脱硫废液通道，并由一个直通道或弯通道8连通喇叭形通道7构成，或者是由其他的管路通道构成均可。喇叭形通道7具有一定的锥度，有利于和设置于炉墙上的护口铁件更有效地密封。在脱硫废液通道中设置有一个热电偶2，并将热电偶2的一端延伸至脱硫废液通道的一端外，热电偶2的另一端通过喇叭形通道7的一端连接有控制器3，根据具体情况在热电偶2上还可以设置护套。在炭化室顶部空间11或者是上升管空间10中的喷射器主体I上可以设置一个喷嘴9，也可以根据具体情况设置多个喷嘴9。所述管路控制器是由喷射器主体I 一端的管路上设置的三通电磁阀4及其控制器3构成，三通电磁阀4连通有脱硫废液进液管6和进介质管5，分别对在焦化过程对脱硫废液进液管6与在熄焦过程中进介质管5的开关控制。
[0027]在上述实施方案的基础上，进一步地，还可以在炭化室顶部空间11或者是上升管空间10中，对喷嘴9进行喷射方向选择性设置，即可以与荒煤气的流动方向垂直设置，也可以与荒煤气的流动方向相同设置，还可以与荒煤气的流动方向相反设置，均可。其中喷嘴9所喷出的脱硫废液未汽化区边距炉壁面或上升管壁面的最小距离大于30mm，即所述喷嘴9所喷出的未汽化脱硫废液应当小于炭化室顶部空间11的截面距离，或者是上升管空间10的截面距离，以避免脱硫废液腐蚀炭化室墙体和上升管筒体。在脱硫废液通道中设置有喷嘴9与热电偶2位于同一水平面或低于热电偶2所在水平面上，这种设置有利于检测荒煤气的温度，对脱硫废液进行实时有效的热降解处理。
[0028]本实用新型所提出的脱硫废液喷射器应用于焦炉炭化室顶部空间或上升管空间，利用自身荒煤气的高温废热，来降解处理焦炉炭化过程中自身产生的脱硫废液，达到了焦炉炭化过程中热能的耦合利用，使脱硫废液中含有的硫氰酸盐等有毒物质发生热解转化，实现了焦炉炭化过程中的以废治废，节约能源，节能减排的目的。
[0029]下面结合附图对本实用新型的【具体实施方式】作出进一步说明。
[0030]实施例1
[0031]如附图1和附图3所示:实施一种用于炭化室顶部荒煤气废热热解脱硫废液喷射器是由喷射器主体I及设置于喷射器主体一端的管路控制器构成，所述喷射器水平设置于上升管空间10。
[0032]所述喷射器主体I是一脱硫废液通道，该通道由一直通道8连通喇叭形通道7构成。喷射器主体I的材质为316L不锈钢材质。
[0033]所述直通道8为圆形直通道，其直径与喇叭形通道7的细端直径相同，直通道8的一端与喇叭形通道7的细端连接。在直通道8的另一端，即封闭端垂直向下设置有一喷嘴9，喷嘴9位于上升管的轴线上并垂直向下，其喷口与直通道8下侧管壁位于同一水平面，并距炭化室顶部空间上边界的距离为321mm，其喷雾角度为52°。所述喷嘴9所采用的材质为2520不锈钢材质。所述喇叭形通道7的一端设置有法兰，通过与设置于炉墙外侧上的法兰连接，固定喷射器。
[0034]在喷射器主体I中设置有一 S型热电偶2，热电偶2外侧设置有保护管，用于隔离热电偶2与喷射器主体I内的介质，热电偶2的一端延伸至直通道8设置有喷嘴9的一端夕卜，另一端延伸至喇叭形通道7封闭端外，并与控制器3的输入端连接；其热电偶2所在水平面高于喷嘴9所在水平面5mm，可避免从喷嘴9喷射出的液体喷到热电偶2上，影响温度的测量。
[0035]所述管路控制器是由控制器3和三通电磁阀4组成，其中控制器3的输入端和热电偶2连接，控制器3的输出端与三通电磁阀4连接；三通电磁阀4的出介质端与喷射器主体I 一端上设置的管路连接，三通电磁阀4的进介质端第一路与进介质管5连接，进介质端第二路与脱硫废液进液管6连接。[0036]当温度低于400°C时，控制器3向三通电磁阀4输出信号，使喷射器主体I 一端上设置的管路与进介质管5连通，通入保护介质；当温度高于750°C时，控制器3向三通电磁阀4输出信号，使喷射器主体I 一端上设置的管路与脱硫废液进液管6连通，开始向上升管内喷射含有NH4SCN、(NH4) 2S203和(NH4) 2S04的脱硫废液，喷射出的液体未汽化区边距上升管壁面的最小距离为50mm。避免了喷嘴喷射出的液体接触上升管壁，造成上升管壁内炉砖损坏。
[0037]实施例2
[0038]如附图2和附图4所示:实施一种用于炭化室顶部荒煤气废热热解脱硫废液喷射器是由喷射器主体I及设置于喷射器主体一端的管路控制器构成，所述喷射器水平设置于上升管空间10。
[0039]所述喷射器主体I是一脱硫废液通道，该通道由一 L形弯通道8连通喇叭形通道7构成。喷射器主体I的材质为304不锈钢材质。
[0040]所述L形弯通道8为圆形通道，其直径与喇叭形通道7细端直径相同，L形弯通道8的一端与喇叭形通道7的细端连接。在L形弯通道8的另一端，即封闭端垂直向下设置有一喷嘴9，位于上升管的轴线上并垂直向下，其喷口所在水平面高于喇叭形通道7细端的最下端所在水平面5皿1，并距炭化室顶部空间上边界的距离为321皿1，其喷雾角度为52°。所述喷嘴9所采用的材质为316L不锈钢材质。所述喇叭形通道7的一端设置有法兰，通过与设置于外侧炉墙上的法兰连接，固定喷射器。
[0041]在喷射器主体I中设置有一 K型热电偶2，热电偶2外侧设置有保护管，用于隔离热电偶2与喷射器主体I内的介质，热电偶2的一端延伸至L形弯通道8设置有喷嘴9的一端外，另一端延伸至喇叭形通道7封闭端外，并与控制器3的输入端连接；其热电偶2所在水平面高于喷嘴9所在水平面5mm，避免从喷嘴9喷射出的液体喷到热电偶2上，影响温度的测量。
[0042]所述管路控制器是由控制器3和三通电磁阀4组成，其中控制器3的输入端和热电偶2连接，控制器3的输出端与三通电磁阀4连接；三通电磁阀4的出介质端与喷射器主体I 一端上设置的管路连接，三通电磁阀4的进介质端第一路与进介质管5连接，进介质端第二路与脱硫废液进液管6连接。
[0043]当温度低于400°C时，控制器3向三通电磁阀4输出信号，使喷射器主体I 一端上设置的管路与进介质管5连通，通入保护介质；当温度高于800°C时，控制器3向三通电磁阀4输出信号，使喷射器主体I 一端上设置的管路与脱硫废液进液管6连通，开始向上升管内喷射含有NH4SCN、(NH4) 2S203和(NH4) 2S04的脱硫废液，喷射出的液体未汽化区边距上升管壁面的最小距离为50mm。避免喷嘴喷射出的液体接触上升管壁，造成上升管壁内侧炉砖损坏。
[0044]实施例3
[0045]下面结合本喷射器所应用于的焦化脱硫废液处理工艺对本喷射器做出进一步说明。
[0046]在实施例1 的基础上:NH4SCN、(NH4) 2S203 和(NH4) 2S04 含量分别为 124.92g/L，82.45g/L和48.17g/L的脱硫废液首先经滤布目数为100目的开袋式过滤机过滤，将0.5mm以上的颗粒滤除，滤液进入脱硫废液中间储槽。使用空压机对脱硫废液中间储槽进行加压，加压后的脱硫废液进入焦化脱硫废液总输送管道，然后经分管道进入脱硫废液进液管6。在炭化室结焦过程中，当热电偶2测得的温度小于400°C时，控制器3向三通电磁阀4输出信号，使三通电磁阀4进介质端第一路连接的进介质管5与喷射器主体I一端上的管路连接，输入介质，介质的压力为0.5MPa，温度为50°C，在温度达到脱硫废液中有毒物质的分解温度之前，并且未喷入脱硫废液时，喷入的介质可以保护喷嘴9 ;当温度达到750°C时，控制器3向三通电磁阀4输出信号，使三通电磁阀4进介质端第一路连接的进介质管5与喷射器主体I 一端上的管路断开，停止输入介质，同时使三通电磁阀4进介质端第二路连接的脱硫废液进液管6与喷射器主体I 一端上的管路连通，使脱硫废液进入喷射器内，并在上升管中垂直向下喷射。此时喷射器内脱硫废液的压力0.31MPa，流量为68L/h，温度为23°C。当温度为580°C时，测得脱硫废液中NH4SCN、(NH4)2S2O3和(NH4)2SO4的含量分别降至0g/L、0.27g/L和1.13g/L，分解率分别达到了 100%、99.67%和97.65%。当温度低于400°C时，控制器3向三通电磁阀4输出信号，使三通电磁阀4进介质端第二路连接的脱硫废液进液管6与喷射器主体I 一端上的管路断开，停止输入脱硫废液，同时使三通电磁阀4进介质端第一路连接的进介质管5与喷射器主体I 一端上的管路连通，喷入介质。
[0047]以上具体实施例只是为了描述、解释本实用新型，并不构成对本实用新型保护范围的限制，对于本领域内的技术人员而言，任何不需要付出创造性劳动的对上述实施方案的修改、部分技术特征的等同替换或可联想到的本实用新型的其它【具体实施方式】，都将落入本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种用于炭化室顶部荒煤气废热热解脱硫废液喷射器，包括炭化室顶部结构；其特征在于: 所述喷射器是由喷射器主体(I)及其管路控制器构成，并通过炭化室顶部结构设置于炭化室顶部空间(11)或上升管空间(10)； 所述喷射器主体(I)是一脱硫废液通道，其中设置有热电偶(2 )，热电偶(2 ) —端延伸至脱硫废液通道一端外，另一端连接有控制器(3);喷射器主体(I)设置有至少一喷嘴(9)； 所述管路控制器是由喷射器主体(I)一端的管路上设置的三通电磁阀(4 )及其控制器(3 )构成，三通电磁阀(4 )连通有脱硫废液进液管(6 )和进介质管(5 )。
2.如权利要求1所述的用于炭化室顶部荒煤气废热热解脱硫废液喷射器，其特征在于:所述喷嘴(9)的喷射方向与荒煤气的流动方向垂直、相同或相反。
3.如权利要求1所述的用于炭化室顶部荒煤气废热热解脱硫废液喷射器，其特征在于:所述喷嘴(9)喷出的脱硫废液未汽化区边距炉壁面或上升管壁面的最小距离大于3 Omm ο
4.如权利要求1所述的用于炭化室顶部荒煤气废热热解脱硫废液喷射器，其特征在于:所述喷嘴(9)与热电偶(2)位于同一水平面或低于热电偶(2)所在水平面。
【文档编号】C10B27/00GK203602553SQ201320712722
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2013年11月13日 优先权日:2013年11月13日
【发明者】张永发, 李国强, 张墨, 陈卫青, 王亚珍 申请人:山西中天煤化有限公司