立式煤气脱盐脱水一体化系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开一种立式煤气脱盐脱水一体化系统，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。本发明立式煤气脱盐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、立式煤气脱盐脱水装置、集液池；在进口煤气管道上至少设有一个碱洗喷淋装置。本发明首先在含有有害酸性物质的煤气中喷入一定浓度的碱水，煤气中的酸性物质和碱液发生中和反应而去除，再在后续的立式煤气脱盐脱水装置中喷水对煤气中的盐类成分进行洗涤，含有机械水的煤气在立式煤气脱盐脱水装置中旋流子的高速旋流作用下，脱除机械水滴，保护管网和设备，保护环境、节约能源。
【专利说明】
立式煤气脱盐脱水_体化系统
技术领域
[0001 ]本发明涉及一种立式煤气脱盐脱水一体化系统。
【背景技术】
[0002]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(S02、S03、H2S、HCL等)进入高炉煤气中。煤气冷凝水经测定普遍含CL—、S042—，PH值为4?6，甚至到I?2，酸性较强，对设备、管道、包括不锈部件均遭成严重腐蚀。部分钢厂煤气管道6个月左右、不锈钢膨胀节I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(NH3+HCL = NH4CL),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。
[0003]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，以去除高炉煤气中的有害物质。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难度。
【发明内容】
[0004]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脱盐脱水一体化系统，立式煤气脱盐脱水一体化系统具有碱洗喷淋、脱盐脱水一体化功能，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。
[0005]为达到上述目的，本发明一种立式煤气脱盐脱水一体化系统，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、立式煤气脱盐脱水装置、集液池；
[0006]所述立式煤气脱盐脱水装置串联垂直安装在煤气管道上，所述立式煤气脱盐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洗涤水喷嘴，所述洗涤水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；
[0007]所述进口煤气管道上至少设有一个碱洗喷淋装置，所述碱洗喷淋装置与加碱装置连接，所述加碱装置包括通过原液管道连接的原液槽和碱液槽，所述碱液槽通过配液管道与所述的给水管路连通；
[0008]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栗。
[0009]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。
[0010]进一步地，所述进口煤气管道上在所述进口隔断装置的下游间距设置有两个碱洗喷淋装置，分别为一级碱洗喷淋装置和二级碱洗喷淋装置，所述一级碱洗喷淋装置包括一级喷淋装置壳体、一级检修孔、一级喷嘴；
[0011]所述二级碱洗喷淋装置包括二级喷淋装置壳体、二级检修孔、二级喷嘴；
[0012]所述一级喷嘴和所述二级喷嘴为实心双流体雾化喷嘴。
[0013]进一步地，所述原液管道上设置有计量栗；
[0014]所述碱液槽的顶部设置有碱槽排放管，所述碱液槽的底部设置有碱槽搅拌管；
[00?5 ]所述碱液槽内还设置有碱槽PH计。
[0016]进一步地，所述配液管路上设置有配液调节装置，所述配液调节装置包括配液调节阀和配液流量计。
[0017]进一步地，所述给水管路上依次设置有循环水栗、洗涤调节装置，所述洗涤调节装置包括洗涤液流量计和洗涤液调节阀。
[0018]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。
[0019]进一步地，所述排水管路上设置有排水水封器；
[°02°]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；
[0021 ]所述集液池内还设置有第一液位计、第一 PH计。
[0022]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；
[0023]所述集液池通过设置有洗涤水提升栗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洗涤水喷嘴连通。
[0024]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；
[0025]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；
[0026]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第二液位计。
[0027]本发明立式煤气脱盐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。
[0028]本发明立式煤气脱盐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。首先在含有有害酸性物质的煤气中喷入一定浓度的碱水，煤气中的酸性物质和碱液发生中和反应(H++0『=H20)而去除，再在后续的立式煤气脱盐脱水装置中喷水对煤气中的盐类成分进行洗涤，含有机械水的煤气在立式煤气脱盐脱水装置中旋流子的高速旋流作用下，脱除机械水滴，保护管网和设备，保护环境、节约能源。
【附图说明】
[0029]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；
[0030]图2是本发明立式煤气脱盐脱水一体化系统示意简图；
[0031]图3是图2带有附图标号的示意图。
【具体实施方式】
[0032]下面结合说明书附图对本发明做进一步的描述。
[0033]实施例1
[0034]本实施例立式煤气脱盐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8、立式煤气脱盐脱水装置60、集液池装置6。所述立式煤气脱盐脱水装置60串联垂直安装在煤气管道上，所述立式煤气脱盐脱水装置60包括依次上下连接设置的进口管段、旋流机构66、脱水壳体65、出口管段，所述旋流机构66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布置有特殊形状的三元流体或二元流体叶片。
[0035]所述进口管段上设置有洗涤水喷嘴67，所述脱水壳体65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6的集液池61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61通过排水管连接;循环水装置8包括循环水池82和设置在所述循环水池82上方的循环水冷却塔84;所述集液池61通过设置有洗涤水提升栗610的管道与所述循环水冷却塔84的进水口连接，所述循环水池82的出水口与所述的洗涤水喷嘴67通过给水管路89连通，所述给水管路89上依次设置有循环水栗88、洗涤调节装置10，所述洗涤调节装置10包括洗涤液流量计112和洗涤液调节阀111。
[0036]其中，所述的进口管段、出口管段与分别与进口煤气管道11、出口煤气管道12连通。所述进口煤气管道11上设置有进口隔断装置1，所述出口煤气管道12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I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13，所述煤气旁路管路13上设置有旁路隔断装置3。所述进口隔断装置I由进口蝶阀1I和进口盲板阀102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。
[0037]所述进口煤气管道上在所述进口隔断装置的下游间距设置有两个碱洗喷淋装置，分别为一级碱洗喷淋装置4和二级碱洗喷淋装置5，一级碱洗喷淋装置4和二级碱洗喷淋装置5均与为其提供碱液的加碱装置7通过加碱管道连通。其中，所述加碱装置7包括通过原液管道连接的原液槽75和碱液槽71，所述碱液槽71通过配液管道与所述的给水管路连通，所述原液管道上设置有计量栗73，所述配液管道上设置有配液调节装置9，所述配液调节装置9包括配液调节阀91和配液流量计92;所述加碱管道连通一级碱洗喷淋装置4、二级碱洗喷淋装置5，且所述加碱管道上设置有碱液栗77。所述一级碱洗喷淋装置4包括一级喷淋装置壳体41、一级检修孔42、一级喷嘴43;所述二级碱洗喷淋装置5包括二级喷淋装置壳体51、二级检修孔52、二级喷嘴53。所述碱液槽71的顶部设置有碱槽排放管74，所述碱液槽的底部设置有碱槽搅拌管72;所述碱液槽71内还设置有碱槽PH计76。加碱装置7主要为一级碱洗喷淋装置4和二级碱洗喷淋装置5提供碱洗溶液，配液管道将来自循环水池82的水加入到碱液槽71中，从而将原液和水混合后作为喷淋碱液使用，碱溶液用量主要通过配液调节阀91进行控制，加碱量主要通过PH计76进行控制。
[0038]本实施例立式煤气脱盐脱水一体化系统的集液池61底部设有第一氮气鼓泡管63，所述第一氮气鼓泡管63上设有小孔;所述集液池61顶部设置有用于排放夹带在水中的煤气的集液池排放管68，所述集液池内还设置有第一液位计62、第一 PH计69。排水中夹带并进入集液池61中的煤气经过鼓泡浮升后通过集液池排放管68排放，防止煤气聚集;第一 PH计69可以用于测量集液池61中的PH值，进一步可以通过液体的PH值来判断控制喷水量。第一氮气鼓泡管63上设规则微型通气孔具有防堵塞和自清洁功能。
[0039]循环水系统8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85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87，补充洗涤过程中损耗掉的水和少量外排水。冷却塔84下部设有循环水池82，循环水池82底部设有第二氮气鼓泡管81，第二氮气鼓泡管81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86，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86排放，防止煤气聚集。第二氮气鼓泡管81上设规则微型通气孔具有防堵塞和自清洁功能
[0040]作为一种可选实施例，所述立式煤气脱盐脱水装置60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64，可以有效防止大量煤气流入到集液池61或相关系统中。
[0041]作为一种可选实施例，一级碱洗喷淋装置4、二级碱洗喷淋装置5中一级喷嘴43、二级喷嘴53为实心双流体雾化喷嘴，均采用逆喷，以氮气或其他惰性气体为载体。二级喷嘴53与一级喷嘴43之间应保持一定距离的直线管道。
[0042]作为一种可选实施例立式煤气脱盐脱水装置60中洗涤水喷嘴67为空心喷嘴，采用顺喷，洗涤水喷嘴67形成的水雾可全部覆盖整个环形通道内，经旋流机构66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，并可将水旋流至脱盐脱水器管壁并沉积于底部，将煤气中绝大部分机械水脱除。
[0043]本发明立式煤气脱盐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，并在所述立式煤气脱盐脱水装置的一侧设置旁路管道及及旁路隔断装置，从而在立式煤气脱盐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系统，实现了洗涤水的循环利用，节约了资源降低了生产成本。立式煤气脱盐脱水装置60安装在二级碱洗喷淋装置5之后，并保持一定的直管段。洗涤水喷嘴67安装于旋流机构66前部，洗涤水喷嘴67为空心喷嘴，采用顺喷，洗涤水喷嘴67形成的水雾可全部覆盖整个环形通道内，经旋流机构66旋流后，水与煤气充分接触，将煤气中中和反应后的盐及其他有害物质进一步洗涤，并将水旋流至脱水壳体管壁，将煤气中绝大部分机械水脱除。
[0044]本实施例立式煤气脱盐脱水一体化系统的有益效果为:
[0045]1、本实施例立式煤气脱盐脱水一体化系统，占地面积小，投资低，易于实现，有利于实现现有高炉煤气脱酸脱盐的改造。本发明占地面积同比约为大型喷碱洗涤设施的10%?20%，投资同比减少约60%左右。
[0046]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脱盐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。
[0047]3、本实施例立式煤气脱盐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。
[0048]4、相对于大型的喷碱洗涤塔来说，由于本实施例立式煤气脱盐脱水一体化系统在立式煤气脱盐脱水装置内安装有三元流叶片的高效旋流子，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。
[0049]5、本实施例立式煤气脱盐脱水一体化系统中加碱装置还可以通过第一 PH计对排水水质进行检测判定煤气是否需要进行碱洗以决定加碱装置是否需要投入运行，以降低运行费用。
[0050]6、本实施例立式煤气脱盐脱水一体化系统还可以作为一个需要降温喷淋的具体用户或设备提供需要。如干式煤气柜、CCPP发电机组等对煤气温度和有害物质均有严格的要求，使用本系统可以有效地解决这一问题。
[0051 ]本实施例立式煤气脱盐脱水一体化系统，其系统运行既可以自动，也可以手动。循环水池82中设有第二液位计83并和补水管87控制阀门联锁，给水管89中设置的洗涤液流量计112和洗涤液调节阀111联锁控制，这样就可以可根据需要自动控制或PLC手动控制洗涤水喷嘴给水量;所述配液调节系统上的配液调节阀91、配液流量计92联锁，自动控制一级碱洗喷淋装置4和二级碱洗喷淋装置5的碱液喷入量。
[0052]本实施例立式煤气脱盐脱水一体化系统的碱洗喷淋装置并不限于上述给出的形式，可以根据实际需要是在所述进口煤气管道上设置一个碱洗喷淋装置或者多个碱洗喷淋
目.ο
[0053]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。
【主权项】
1.一种立式煤气脱盐脱水一体化系统，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、立式煤气脱盐脱水装置、集液池； 所述立式煤气脱盐脱水装置串联垂直安装在煤气管道上，所述立式煤气脱盐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洗涤水喷嘴，所述洗涤水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； 所述进口煤气管道上至少设有一个碱洗喷淋装置，所述碱洗喷淋装置与加碱装置连接，所述加碱装置包括通过原液管道连接的原液槽和碱液槽，所述碱液槽通过配液管道与所述的给水管路连通； 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栗。2.根据权利要求1所述的立式煤气脱盐脱水一体化系统，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所述的立式煤气脱盐脱水一体化系统，其特征在于:所述进口煤气管道上在所述进口隔断装置的下游间距设置有两个碱洗喷淋装置，分别为一级碱洗喷淋装置和二级碱洗喷淋装置，所述一级碱洗喷淋装置包括一级喷淋装置壳体、一级检修孔、一级喷嘴； 所述二级碱洗喷淋装置包括二级喷淋装置壳体、二级检修孔、二级喷嘴； 所述一级喷嘴和所述二级喷嘴为实心双流体雾化喷嘴。4.根据权利要求1所述的立式煤气脱盐脱水一体化系统，其特征在于:所述原液管道上设置有计量栗； 所述碱液槽的顶部设置有碱槽排放管，所述碱液槽的底部设置有碱槽搅拌管； 所述碱液槽内还设置有碱槽PH计。5.根据权利要求4所述的立式煤气脱盐脱水一体化系统，其特征在于:所述配液管路上设置有配液调节装置，所述配液调节装置包括配液调节阀和配液流量计。6.根据权利要求1所述的立式煤气脱盐脱水一体化系统，其特征在于:所述给水管路上依次设置有循环水栗、洗涤调节装置，所述洗涤调节装置包括洗涤液流量计和洗涤液调节阀。7.根据权利要求2所述的立式煤气脱盐脱水一体化系统，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。8.根据权利要求1所述的立式煤气脱盐脱水一体化系统，其特征在于:所述排水管路上设置有排水水封器； 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第一液位计、第一 PH计。9.根据权利要求1所述的立式煤气脱盐脱水一体化系统，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栗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洗涤水喷嘴连通。10.根据权利要求9所述的立式煤气脱盐脱水一体化系统，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； 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第二液位计。
【文档编号】C10K1/12GK105885960SQ201610403955
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年6月2日
【发明人】徐庆余
【申请人】中冶华天工程技术有限公司