气体净化装置制造方法
【专利摘要】本实用新型提供一种气体净化装置，气体净化装置包括：水浴箱，具有形成在水浴箱的上部的入口和形成在水浴箱的底部的出口，水浴箱中容纳有预定高度的液体；气体导入管，连接到所述入口，并在水浴箱内延伸预定长度，气体通过气体导入管进入到液体中；气体导出管，与水浴箱流体连通并且气体导出管的入口设置在水浴箱的顶部，清洁的气体通过气体导出管排放至外部；导流板，设置在水浴箱的内壁与气体导入管的外壁之间，形成弯曲的流道，气体沿着弯曲的流道在水浴箱中流动；液位计，用于测量水浴箱中的液位；溢流管，用于限制水浴箱中的液位。根据本实用新型的气体净化装置，有效地提高了除尘效率并移除了煤气中的水气。
【专利说明】气体净化装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种气体净化装置，更具体地讲，涉及一种用于提钒还原窑还原煤气的煤气净化装置。
【背景技术】
[0002]使用还原法将矿石中的金属(如，铁、钒等)提出后会产生大量的还原煤气。并且且产生的还原煤气中会夹带有金属氧化物(如氧化铁、氧化钒等)。处理还原煤气时，可先对还原煤气进行除尘，然后将除尘后的煤气点燃排空。但是，为了充分利用能源，现在通常将除尘后的气体作为热源再次利用。
[0003]目前，常用水浴净化装置对初步除尘的还原煤气进行除尘。还原窑中产生的还原煤气经窑尾的气体导入管进入水浴净化装置的水浴箱的下部，净化后的还原煤气从水浴箱内的气体导出管离开水浴箱。通过水浴箱后，还原煤气中的氧化钒粉尘绝大部分被沉降到水浴箱中。水浴净化后的还原煤气可作为热源再次利用。
[0004]现有技术中存在的问题在于:除尘的效率低，净化后的还原气体在作为热源再次燃烧时会由于其中的水气而产生大量烟气，造成环境污染。
实用新型内容
[0005]本实用新型提供一种气体净化装置，以解决现有技术除尘效率低并由于含有水气而产生烟气的问题。
[0006]根据本实用新型的实施例，提供一种气体净化装置，所述气体净化装置包括:水浴箱，具有形成在水浴箱的上部的入口和形成在水浴箱的底部的出口，水浴箱中容纳有预定高度的液体；气体导入管，连接到所述入口，并在所述水浴箱内延伸预定长度，所述气体通过气体导入管进入到液体中；气体导出管，与所述水浴箱流体连通并且气体导出管的入口设置在所述水浴箱的顶部，清洁的气体通过所述气体导出管排放至外部；导流板，设置在所述水浴箱的内壁与所述气体导入管的外壁之间，形成弯曲的流道，气体沿着所述弯曲的流道在水浴箱中流动；液位计，用于测量水浴箱中的液位；溢流管，用于限制水浴箱中的液位。
[0007]所述气体净化装置还可包括设置在水浴箱内的喷淋装置，并且所述喷淋装置位于所述导流板的上方。
[0008]所述气体净化装置还可包括与所述气体导出管的入口相邻地设置的冷凝管，所述冷凝管设置成围绕所述气体导出管。
[0009]所述气体净化装置还可包括气液分离器，所述气液分离器沿着气体的流动方向设置在所述气体导出管的下游，并位于所述冷凝管之后，用于收集从气体中分离的水分。
[0010]所述水浴箱还可包括溢流管密封件，所述溢流管密封件与溢流管相邻地设置，并与水浴箱流体连通，用于防止气体从水浴箱泄漏。
[0011]所述水浴箱可包括呈圆筒形的主体和呈锥形的下部，所述气体导入管与所述主体同轴地设置，所述导流板可包括呈圆环形的多个第一导流板和多个第二导流板，其中，所述多个第一导流板中的每个第一导流板的外缘固定在水浴箱的内壁上，所述多个第二导流板中的每个第二导流板的内缘设置在气体导入管的外壁上，并且第一导流板和第二导流板交替地布置。
[0012]所述第一导流板和所述第二导流板可基于固定位置均沿着向下的方向倾斜预定角度。
[0013]所述喷淋装置可包括环形喷淋管和沿着圆周方向均匀地分布的喷头。
[0014]所述装置还可包括安装在气体导入管的下端的气孔泡板，所述气孔泡板呈圆环形并具有多个小孔。
[0015]所述气体净化装置还可包括沉降槽，所述沉降槽设置在所述水浴箱的出口之下，用于收集排放的含有杂质的液体。
[0016]所述气体净化装置还可包括循环水管和循环泵，其中，循环水管使沉降槽与喷淋装置流体连通，从而通过循环泵使沉降槽中的液体经由循环水管再次循环到喷淋装置中。
[0017]所述气体净化装置还可包括设置在气体导出管的出口处的风机，用于强制地使水浴箱中的气体流通。
[0018]所述气体净化装置还可包括补水阀，所述补水阀连接至外部水源，用于向水浴箱供水。
[0019]根据本实用新型的实施例，通过导流板和喷淋装置的设置使得气体与水充分地接触，从而有效地提高了除尘效率，此外，围绕气体导出管设置的冷凝管使净化的气体中的水气冷凝，并使用气液分离器将冷凝的水排出，有效地防止再次利用气体时产生烟气。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]通过下面结合附图对实施例进行的描述，本实用新型的这些和/或其他方面和优点将会变得清楚和更易于理解，其中:
[0021]图1是根据本实用新型的实施例的气体净化装置的示意图；
[0022]图2是根据本实用新型的实施例的气孔泡板的示意图；
[0023]图3是根据本实用新型的实施例的喷淋管的示例图。
【具体实施方式】
[0024]现在对本实用新型实施例进行详细的描述，其示例表示在附图中，其中，相同的标号始终表示相同部件。下面通过参照附图对实施例进行描述以解释本实用新型。
[0025]图1是根据本实用新型的实施例的气体净化装置。参照图1，气体净化装置100包括:水浴箱10，具有形成在水浴箱10的上部的入口 IOa和形成在水浴箱10的底部的出口10b，水浴箱10中容纳有预定高度的液体(例如，水)；气体导入管20，连接到入口 IOa并在水浴箱10内延伸预定长度，气体(例如，提钒还原窑的还原煤气)通过气体导入管20进入到水浴箱10的水中；气体导出管30，与水浴箱10流体连通并且气体导出管30的入口 30a设置在水浴箱10的顶部，以尽可能地使进入气体导出管30中的水减少，清洁的煤气通过气体导出管30排放至外部；导流板40，设置在水浴箱10的内壁与气体导入管20的外壁之间，形成弯曲的流道，煤气沿着弯曲的流道在水浴箱10中流动；液位计12，设置在水浴箱10的侧壁上，用于测量水浴箱10中的液位；溢流管14，用于限制水浴箱10中的液位。其中，夕卜部的煤气通过气体导入管20导入到水浴箱10中的水中，煤气中的大部分粉尘和杂质通过与水浴箱10中的水接触而沉降，其余的粉尘和杂质在流经导流板40时进一步沉降，然后被除尘后的煤气从顶部的气体导出管30流出。
[0026]虽然在本实用新型的实施例中描述了使用水来净化煤气的情况，但气体净化装置100不仅限于净化煤气，还可净化任何其他不溶于水的气体，或者使用其他不同于水的液体对与该液体不相溶的气体进行除尘和净化。
[0027]在本实用新型的实施例中，为了在对提钒还原窑中的煤气进行除尘的同时保证还原窑的窑压，水浴箱10中的液位必须保持在预定高度，具体地讲，根据所述窑压的压力范围(即，最佳生产窑压，在本实用新型中，最佳生产窑压优选地为330Pa-400Pa (Imm液位等于9.SPa窑压))设置水浴箱10中的液位的高度，使液位位于最低液位和最高液位之间，其中，最低液位对应于气体导入管20的下端并且最高液位由溢流管14限制。水浴箱10的最低液位由液位计12测量，当水浴箱10中的液位低于最低液位时，通过液位计12传输低位信号来向水浴箱10中补充水；最高液位由溢流管14控制，当水浴箱10中液位高于最高液位时，通过溢流管14传输溢流信号以停止向水浴箱10供水。
[0028]在本实施例中，为了使溢流管14有效地限制水浴箱10的最高水位，水浴箱10还包括溢流管密封件13，溢流管密封件13与溢流管14相邻地设置，并与水浴箱10流体连通，用于防止煤气从水浴箱10中泄漏。具体地讲，在水浴箱10的侧壁设置开口，并将溢流管密封件13设置在所述开口的外侧并包围所述开口，其中，所述溢流管密封件13的上端敞开，所述开口的顶端低于最高液位，而溢流管密封件13的顶端与最高液位平齐，这样，溢流管密封件13中的液位与水浴箱10中的液位保持一致，并且由于溢流管14设置在溢流管密封件13的外侧，因此当水浴箱10中的液位高于最高液位时，从溢流管密封件13溢出的水使溢流管14产生的溢流信号，从而停止向水浴箱10中供水，在这种情况下，溢流管密封件13既能限制水浴箱10中的液位又能防止煤气泄漏。如上所述，例如，在本实施例的提钒还原窑的还原煤气净化中，最低液位与最高液位的高度差可以在35mm-40mm范围内。然而,本实用新型的实施例不限于此，可根据不同生产环境相应地改变最低液位和最高液位。
[0029]在本实用新型的实施例中，优选地，水浴箱10具有呈圆筒形的主体及呈锥形的下部，气体导入管20与水浴箱10的主体同轴地设置。另外，如上所述，导流板40设置在水浴箱10的内壁和气体导入管20的外壁之间并形成弯曲的流道。具体地讲，导流板40可包括多个第一导流板42和多个第二导流板44，并且多个第一导流板42和多个第二导流板44均呈圆环形，其中，每个第一导流板42的外缘固定在水浴箱10的内壁上，每个第二导流板44的内缘设置在气体导入管20的外壁上，并且第一导流板42和第二导流板44交替地布置，以形成弯曲的流道。第一导流板42与气体导入管20的外壁之间存在预定间隙并且所述间隙，同样，第二导流板44与水浴箱10的内壁存在预定间隙，以使气体沿着所述间隙流动，此夕卜，通过使所述间隙应小于圆环形导流板42和44的宽度的一半来形成弯曲的流道。在这种情况下，导流板42和水浴箱10以及导流板44与气体导入管20之间的连接均可优选地为无缝焊接。
[0030]为了使喷淋装置50喷出的水顺畅地向下流动，可使多个第一导流板42和多个第二导流板44基于其各自的固定位置(S卩，第一导流板42的外缘与水浴箱10的内壁连接的位置及第二导流板44的内缘与气体导入管20的外壁连接的位置)均沿着向下的方向倾斜预定角度，这样从喷淋装置50喷淋的水在沿着导流板向下流动的同时还能够冲洗导流板40。在这种情况下，由于导流板40的倾斜还延长了气体的流动通道，并因此延长了煤气流动的时间及与喷淋水接触的时间并从而增加了煤气与水的接触面积，因此，有效地降低了混合煤气(水气与煤气混合)的温度及煤气中的杂质和粉尘，煤气得到进一步的净化。
[0031]第一导流板42和第二导流板44的数量及其倾斜角度可根据实际生产条件设计，相邻的导流板之间根据导流板的数量按照预定间隔设置。在本实施例中，根据气体的流量优选地设置了两个第一导流板42和三个第二导流板44，并且相邻的导流板之间的垂直距离约为200mm-300mm，第一导流板42距离气体导入管20和第二导流板44距离水浴箱10的均为15mm-20mm,倾斜角度优选地设置为8度。然而,导流板40的结构不限于此。例如,可设置其他形式的导流板(例如，螺旋形)，只要能够在水浴箱中形成弯曲的流道即可。此外，导流板40的数量也不限于如上所述，例如，可设置三个第一导流板42和两个第二导流板44，并且导流板之间的垂直距离不变；也可设置其他数量的导流板40，只要第一导流板42和第二导流板44交替地布置即可。此外，导流板40的倾斜角度和分别距离气体导入管20和水浴箱10的间隙也不限于上述数据，可根据实际情况进行另外地设置。
[0032]此外，由于煤气在流经导流板40形成的弯曲的流道时进一步沉降，使得粉尘或杂质沉降到导流板40上，因此，为了对导流板40进行冲洗并且使气体能够进一步净化，优选地在气体净化装置100的水浴箱10中的导流板40的上方设置喷淋装置50，具体地讲，通过拉筋55 (也可使用其他固定装置和固定方式)将喷淋装置50固定在水浴箱10的顶部，为了使设置的喷淋装置50不影响煤气向上运行进入到气体导出管30中，优选地使选用的喷淋装置50的喷淋管52为环形喷淋管，并且为了使喷淋的水均匀地布满水浴箱10的顶部空间，喷淋管52与水浴箱10的主体同轴地设置，并将喷淋装置50的喷头54均匀地分布在喷淋管52的下部。在本实施例中，如图3所示，喷淋管52上均匀分布有8个喷嘴安装孔52a，并将8个喷嘴安装至喷嘴安装孔52a。但喷淋装置的喷嘴数量不限于此，可根据水浴箱10的外径选择其他直径的喷淋管和其他数量的喷嘴。
[0033]虽然通过喷淋装置50使煤气与水得到充分接触，煤气中的大部分粉尘和杂质沉降，但喷淋装置50的使用也导致煤气中含有大量的水气，如果直接使用这样的煤气将产生大量的烟气，因此，需要将煤气中的水气移除。为此，在本实用新型的实施例中，优选地在气体导出管30的外部设置冷凝管60。具体地讲，冷凝管60与气体导出管30的入口 30a相邻地设置(即，沿着煤气在气体导出管30中流动方向设置在气体导出管30的上游侧，如图1所示)，冷凝管60为中空的水冷套管并围绕气体导出管30，为了使冷凝管60中的水循环以提高冷凝效率，冷凝管60包括设置在下方的有进水管62和设置在上方的出水管64，以使冷凝管60中能够充满水，当煤气流经冷凝管60时，煤气中的水气遇冷后冷凝，从而降低煤气中的水分。其中，冷凝管60与气体导出管30之间的连接可优选地采用无缝焊接。为了进一步提高冷凝效率，还可在气体导出管30的其他部分设置冷凝管60。另外，也可采用其他冷凝方式或冷凝设备使煤气中的水气冷凝。
[0034]另外，气体净化装置100还可包括气液分离器70，所述气液分离器70沿着煤气的流动方向设置在气体导出管30的下游，并位于所述冷凝管60之后，以收集从煤气中分离的水分。然后，气体导出管30的出口 30b连接至风机80，风机80用于将净化并除去水气的煤气抽引至气体净化装置100的外部，以强制地使水浴箱10中的煤气流通。另外，优选地在出口 30b处设置阀门75，以控制气体导出管30与风机80之间的气体连通，从而有利于控制煤气的流通并且便于对风机80进行检修更换。
[0035]此外，气体净化装置100还可包括安装在气体导入管20的下端的气孔泡板22，气孔泡板22呈圆环形，并且气孔泡板22具有多个小孔气体22b。具体地讲，气孔泡板22中间设置有通孔22a，通孔22a的直径与气体导入管20的直径相同，并通过通孔22a将气泡孔板22安装在气体导入管20末端处并优选地与气体导入管20的下端部平齐，其中，气孔泡板22与气体导入管20之间的连接可优选地采用间断焊接，此外，气孔泡板22上还设置有多个小孔22b。从气体导入管20通入水浴箱10内部的煤气向水浴箱10的上部流动时，首先经过气孔泡板22的小孔22b。通过小孔22b将大气泡分化为小气泡，从而增加煤气与水的接触面积，以更充分地清除气体中的粉尘和杂质。在本实用新型的实施例中，优选地，气泡孔板22的小孔22b的直径Φ约为18mm，并且这些小孔22b的截面面积的总和优选地大于气体导入管20的截面积的2倍，以增大气体与水接触的机会从而使更多的粉尘进入水中并保证气体在其运行路线上畅通。
[0036]此外，气体净化装置100还可包括设置在水浴箱10的出口 IOb的下部的沉降槽90，沉降槽90设置在水浴箱10的出口 IOb之下，用于收集从水浴箱10的下部排放的含有杂质的液体。为了控制水浴箱10中的污水的排放，在出口 IOb处还设置有控制出口流量的排污阀15，根据水浴箱10中的杂质的沉积情况定期打开排污阀15进行排放。此外，沉降槽90优选地包括一次沉降槽92和二次沉降槽94并且一次沉降槽92和二次沉降槽94之间使用连接管95连通，污水在一次沉降槽92中进行一次沉降后，通过一次沉降槽92和二次沉降槽94之间的连接管95流入到二次沉降槽94中进行二次沉降。沉降后的较干净的水可进行回收利用。
[0037]在这种情况下，为了使沉降后的水进行再利用，可以将其作为喷淋装置50的水源。在这种情况下，气体净化装置100还优选地包括循环水管56和循环泵58，其中，循环水管56使二次沉降槽94与喷淋装置50流体连通，从而通过循环泵58使二次沉降槽94中的液体经由循环水管56再次循环到喷淋装置50中。然而，本实用新型的实施例不限于此。如果不考虑能源浪费，可直接使用外部水源作为喷淋装置50的水源，在这种情况下，可省去二次沉降槽94、循环水管56和循环泵58。
[0038]如上所述，在将水浴箱10中的杂质排放后，水浴箱10中的液位下降，因此还需要对水浴箱10进行补水。因此，气体净化装置100还可包括补水阀17，补水阀17连接至外部水源，用于控制向水浴箱10供水。液位计12与补水阀17连锁，当水浴箱10的液位到达最低液位时，液位计12将低位信号反馈至补水阀17，即打开补水阀17对水浴箱10进行补水。随着液位的升高，当到达最高液位(溢流管密封件13的顶端)后，溢流管14开始溢流，此时溢流管14将溢流信号传到控制室，由控制室指令关闭补水阀17，从而停止补水。
[0039]此外，气体净化装置100还可包括人孔110，以便对水浴箱10内的气泡孔板22及导流板40进行检修。
[0040]根据本实用新型的实施例的气体净化装置的具体工作过程为:带有粉尘和杂质的煤气通过气体导入管20进入水浴箱10的水中，因气体自身性质向上运动，向上运动的煤气经过气孔泡板22，气泡孔板22的小孔22b使大的煤气气泡变为小气泡，气体上升到导流板40处后，导流板40迫使气体沿着弯曲的流道向上流动，同时从喷淋装置50喷射的水沿着导流板40向下运动并与向上流动的煤气充分接触，从而使得煤气中的杂质和粉尘再次沉降。被除尘后含有大量水气的煤气在水浴箱10的顶部进入气体导出管30，在气体导出管30内通过冷凝管60降温后，煤气中的水气被冷凝成水，然后在气体导出管30内继续流动经过气液分离器70，气液分离器70将冷凝过程中产生的冷凝水排出，然后清洁干燥的煤气经阀门16通过风机80抽引运行至气体净化装置100的外部并进入对煤气进行再次利用的设备内产生热量。另一方面，煤气在运行过程中与水充分接触，煤气中的粉尘和杂质沉降下来进入水中。然后不断沉积进入水浴箱10的底部，打开水浴箱10底部的排污阀15将污水排放至一级沉降槽92进行沉降，一级沉降槽92中的污水经连接管95溢流至二级沉降槽94进行再次沉降。二级沉降槽94澄清后的液体由循环泵58打入循环管道56从而进入喷淋环管52进行循环利用。此外，当水浴箱10内的液位达到最低液位时，液位计12将低位信号反馈至补水阀17进行补水，以保证水浴箱10内的液位；当水浴箱10内的液位超过溢流管密封件10时，水浴箱10内的水经过溢流管22流入一级沉降槽92，同时将溢流的信号传到控制室，指令补水阀17关闭。
[0041]根据本实用新型的实施例，通过导流板和喷淋装置的设置使得气体与水充分地接触，从而有效地提高了除尘效率，此外，围绕气体导出管设置的冷凝管使净化的气体中的水气冷凝，并使用气液分离器将冷凝的水排出，有效地防止再次利用气体时产生烟气。
[0042]虽然已表示和描述了本实用新型的一些实施例，但本领域技术人员应该理解，在不脱离由权利要求及其等同物限定其范围的本实用新型的原理和精神的情况下，可以对这些实施例进行修改。
【权利要求】
1.一种气体净化装置，其特征在于，所述气体净化装置包括: 水浴箱，具有形成在水浴箱的上部的入口和形成在水浴箱的底部的出口，水浴箱中容纳有预定高度的液体； 气体导入管，连接到所述入口，并在所述水浴箱内延伸预定长度，所述气体通过气体导入管进入到液体中； 气体导出管，与所述水浴箱流体连通并且气体导出管的入口设置在所述水浴箱的顶部，清洁的气体通过所述气体导出管排放至外部； 导流板，设置在所述水浴箱的内壁与所述气体导入管的外壁之间，形成弯曲的流道，气体沿着所述弯曲的流道在水浴箱中流动； 液位计，用于测量水浴箱中的液位； 溢流管，用于限制水浴箱中的液位。
2.根据权利要求1所述的气体净化装置，其特征在于，所述气体净化装置还包括设置在水浴箱内的喷淋装置，并且所述喷淋装置位于所述导流板的上方。
3.根据权利要求2所述的气体净化装置，其特征在于，所述气体净化装置还包括与所述气体导出管的入口相邻地设置的冷凝管，所述冷凝管设置成围绕所述气体导出管。
4.根据权利要求3所述的气体净化装置，其特征在于，所述气体净化装置还包括气液分离器，所述气液分离器沿着气体的流动方向设置在所述气体导出管的下游，并位于所述冷凝管之后，用于收集从气体中分离的水分。
5.根据权利要求1所述的气体净化装置，其特征在于，所述水浴箱还包括溢流管密封件，所述溢流管密封件与溢流管相邻地设置，并与水浴箱流体连通，用于防止气体从水浴箱泄漏。
6.根据权利要求1所述的气体净化装置，其特征在于，所述水浴箱包括呈圆筒形的主体和呈锥形的下部，所述气体导入管与所述主体同轴地设置，所述导流板包括呈圆环形的多个第一导流板和多个第二导流板，其中，所述多个第一导流板中的每个第一导流板的外缘固定在水浴箱的内壁上，所述多个第二导流板中的每个第二导流板的内缘设置在气体导入管的外壁上，并且第一导流板和第二导流板交替地布置。
7.根据权利要求6所述的气体净化装置，其特征在于，所述第一导流板和所述第二导流板基于固定位置均沿着向下的方向倾斜预定角度。
8.根据权利要求2所述的气体净化装置，其特征在于，所述喷淋装置包括环形喷淋管和沿着圆周方向均匀地分布的喷头。
9.根据权利要求1所述的气体净化装置，其特征在于，所述装置还包括安装在气体导入管的下端的气孔泡板，所述气孔泡板呈圆环形并具有多个小孔。
10.根据权利要求1所述的气体净化装置，其特征在于，所述气体净化装置还包括沉降槽，所述沉降槽设置在所述水浴箱的出口之下，用于收集排放的含有杂质的液体。
11.根据权利要求10所述的气体净化装置，其特征在于，所述气体净化装置还包括循环水管和循环泵，其中，循环水管使沉降槽与喷淋装置流体连通，从而通过循环泵使沉降槽中的液体经由循环水管再次循环到喷淋装置中。
12.根据权利要求1所述的气体净化装置，其特征在于，所述气体净化装置还包括设置在气体导出管的出口处的风机，用于强制地使水浴箱中的气体流通。
13.根据权利要求1所述的气体净化装置，其特征在于，所述气体净化装置还包括补水阀，所述补水阀连接至外部水源，用于向水浴箱供水。
【文档编号】C10K1/00GK203807419SQ201420152886
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2014年3月31日 优先权日:2014年3月31日
【发明者】付文, 邓孝伯, 段辉兵, 张成云, 付云贵, 贾琨 申请人:攀钢集团攀枝花钢钒有限公司