一种用于高炉煤气的喷雾降温装置的制作方法

本实用新型属于高炉煤气降温技术领域，具体涉及一种用于高炉煤气的喷雾降温装置。

背景技术：

为了节能降耗，目前的高炉煤气多采用干式布袋进行除尘净化，净化后的高炉煤气温度约为150℃～200℃，为保证煤气用户的使用安全性，经干式布袋除尘净化后的煤气仍需二次降温，以使最终入户的煤气温度降至70℃以下。

而传统的高炉煤气降温采用喷淋塔对煤气降温，喷淋塔占地面积大，耗水量大，煤气的机械水含量高。又由于高炉普遍存在炉容大、煤气产量高、煤气管道直径大等问题，使得高炉煤气的降温更加困难。

技术实现要素：

为解决上述部分或全部问题，本实用新型提供一种用于高炉煤气的喷雾降温装置，通过在大直径煤气管道内设置若干个雾化组，在不新增占土地面积的基础上，实现大炉容煤气的有效降温，保证煤气用户的使用安全。

本实用新型提供了一种用于高炉煤气的喷雾降温装置，包括：沿煤气管道的长度方向延伸且用于向所述煤气管道内注入冷却水的供液管和注入压缩气体的注气管；与所述供液管和注气管相连且沿所述煤气管道的长度方向间隔排布的多个雾化组；所述雾化组包括至少一个雾化器，所述雾化器能够将所述冷却水和压缩气体混合，并向所述煤气管道内排入由所述冷却水和压缩气体共同形成的水雾。

进一步地，所述雾化组还包括用于连接所述雾化器与供液管的供液支管，用于连接所述雾化器与注气管的注气支管，设置于所述供液支管和注气支管上且用于控制所述供液支管和注气支管的导通/断开的控制单元。

进一步地，还包括设置于所述煤气管道的出口端且用于检测煤气出口温度的第一检测器；与所述第一检测单元相连用于接收所述第一检测单元传递的煤气出口温度的控制系统；

所述控制系统与多个所述控制单元相连，能将所述煤气出口温度与预设出口温度阈值进行比较，并根据比较结果向所述控制单元发送控制指令以控制多个所述控制单元的工作状态。

进一步地，所述雾化组包括两个所述雾化器，每个所述雾化器通过一组所述供液支管和注气支管与所述供液管和注气管相连；

所述控制单元用于接收所述控制系统发送的控制指令，以控制两组所述供液支管和注气支管的导通/断开。

进一步地，还包括设置于所述煤气管道的进口端且用于检测煤气进口温度的第二检测器；所述控制系统与所述第二检测器相连，用于接收所述第二检测器传递的煤气进口温度，能将所述煤气进口温度与预设进口温度阈值进行比较，并根据比较结果控制多个所述控制单元的工作状态。

进一步地，一个所述雾化组中的两个所述雾化器能沿所述煤气管道的长度方向间隔排布，也能沿所述煤气管道的径向间隔排布。

进一步地，所述雾化器为喷枪，所述喷枪至少部分地位于所述煤气管道中，并使所述喷枪的喷口朝向所述煤气管道的出口端，所述喷枪的喷口位于所述煤气管道轴线的上方。

进一步地，所述煤气管道的管壁上设置有用于探入所述喷枪的过孔，以及用于密封所述过孔与喷枪间间隙的密封塞。

进一步地，所述雾化组还包括设置于所述供液支管和注气支管上且位于所述控制单元前端的第一切断阀，分别位于两个所述雾化器前端的两个第二切断阀。

进一步地，所述第一检测器为温度传感器，所述第二检测器为温度传感器，所述压缩气体为压缩氮气。

本实用新型提供了一种用于高炉煤气的喷雾降温装置，通过雾化器向煤气管道内喷入由冷却水和压缩气体共同形成的水雾，有效增大了冷却水与高温煤气的接触面积，以使得水雾能在高温煤气中迅速蒸发，从而吸收煤气中的大量热量，能使煤气迅速降低至设定温度以下，相较于冷却塔降温大幅降低了冷却水的使用量以及煤气的含水量。通过设置沿煤气管道的长度方向间隔排布的多个雾化组向煤气管道内喷入水雾，能够保证长煤气管道内每个位置处高温煤气的冷却效果，利于保证煤气温度的均匀性。通过设置供液管和注气管沿煤气管道的长度方向延伸，不额外占用其它空间的基础上有效保证了对每个雾化组的供液和供气能力。

本申请的喷雾降温装置具有结构简单、综合成本低的特点，适于推广应用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本实用新型实施例所示用于高炉煤气的喷雾降温装置的结构示意图；

图2为图1所示喷雾降温装置的主视结构示意图。

附图标记说明：喷雾降温装置100，煤气管道1，供液管2，注气管3，雾化组4，雾化器401，供液支管402，注气支管403，控制单元404，第一检测器5，第二检测器6，第一切断阀405，第二切断阀406。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

如图1所示，本实施例提供了一种用于高炉煤气的喷雾降温装置100，包括：沿煤气管道1的长度方向延伸且用于向煤气管道1内注入冷却水的供液管2和注入压缩气体的注气管3；与供液管2和注气管3相连且沿煤气管道1的长度方向间隔排布的多个雾化组4；雾化组4包括至少一个雾化器401，雾化器401能够将冷却水和压缩气体混合，并向煤气管道1内排入由冷却水和压缩气体共同形成的水雾。

本实施例提供了一种用于高炉煤气的喷雾降温装置100，其工作时具有一定压力的冷却水经供液管2顺次传送至间隔排布的每个雾化组4的每个雾化器401中，同理压缩气体也经注气管3顺次传送至间隔排布的每个雾化组4的每个雾化器401中，在冷却水和压缩气体一起喷出时，冷却水在压缩气体的作用下雾化产生非常细小的雾化颗粒，水雾在高温煤气中迅速蒸发，吸收煤气的大量热量，使煤气温度迅速降低到设定的温度以下，相较于冷却塔降温大幅降低了冷却水的使用量以及煤气的含水量，且显著提升了冷却水与高温煤气的接触面积，利于水雾的快速吸能而带走热量。通过设置沿煤气管道1的长度方向间隔排布的多个雾化组4向煤气管道1内喷入水雾，能够保证长煤气管道1内每个位置处高温煤气的冷却效果，利于保证煤气温度的均匀性。通过设置供液管2和注气管3沿煤气管道1的长度方向延伸，在不额外占用土地面积的基础上有效保证了供液管2和注气管3对每个雾化组4的供液和注气能力。本实施方式中亦可根据煤气管道1中的煤气流量及煤气温度，设置所需数量的雾化组4，每个雾化组4内设置所需数量的雾化器401，在不占用额外空间的基础上，能最大限度地实现煤气管道1内炉气的有效降温，利于节能减耗，且控制精度高。本申请的喷雾降温装置100具有结构简单、综合成本低的特点，适于推广应用。

本实施例中的压缩气体为保护气体，如氮气和稀有气体，由于其性质稳定不易发生化学反应,能够避免与煤气反应而发生爆炸。由于在煤气管道1的喷雾降温过程中该气体的使用量较大，考虑到成本因素，本实施方式中的压缩气体优选氮气。

继续参见图1，本实施例中的雾化组4还包括用于连接雾化器401与供液管2的供液支管402，用于连接雾化器401与注气管3的注气支管403，设置于供液支管402和注气支管403上且用于控制供液支管402和注气支管403的导通/断开的控制单元404。

本实施方式中，沿煤气管道1的长度方向间隔设置有多组雾化组4，每一个雾化组4均对应设置有一个控制单元404，以控制向雾化器401供水和注气的供液支管402和注气支管403的导通和断开，进而能根据煤气管道1内的煤气温度情况控制每个雾化组4内雾化器401的工作情况，即当供液支管402和注气支管403导通时，雾化器401正常向煤气管道1内注入水雾，当供液支管402和注气支管403断开时，雾化器401停止向煤气管道1内注入水雾。具体表现为，当一个雾化组4内设置有多个雾化器401时，控制单元404能根据煤气管道1内的煤气温度情况，控制一个雾化器401工作、两个雾化器401工作或三个雾化器401工作。

本实施例中的用于高炉煤气的喷雾降温装置100还包括设置于煤气管道1的出口端且用于检测煤气出口温度的第一检测器5；与第一检测单元相连用于接收第一检测单元传递的煤气出口温度的控制系统。煤气管道内的煤气流动方向为a，煤气流动方向指向煤气管道的出口方向。

控制系统与多个控制单元404相连，能将煤气出口温度与预设出口温度阈值进行比较，并根据比较结果向控制单元404发送控制指令以控制多个控制单元404的工作状态。

本实施方式中的第一检测器5优选为温度传感器，能够检测到煤气管道1出口端的温度并能将检测到的温度转换成相应的信号并传输出去。该温度传感器可以为热电偶、热敏电阻、电阻温度检测器(rtd)或ic温度传感器。

本实施例的用于高炉煤气的喷雾降温装置100，通过向煤气管道1内注入水雾以保证煤气管道1出口温度能控制在一定温度以下，从而保证煤气用户的使用安全，因此煤气管道1出口温度是整个系统自动控制的基本依据。本实施方式中可以设置多个依次增大的预设出口温度阈值，如第一预设温度值、第二预设温度值和第三预设温度值；控制系统能在煤气出口温度高于第一预设温度值时，控制一部分雾化器401工作向煤气管道1内排入水雾；当入口煤气温度或者流量发现变化，使得出口温度高于第二预设温度值时，说明此时的冷却效果不理想，则控制更多的雾化器401工作向煤气管道1内排入水雾；以此类推，当出口温度高于第三预设温度值时，则控制所有的雾化器401工作向煤气管道1内排入水雾。其中在控制部分雾化器401工作时，具体可表现为控制不相邻的雾化组4工作向煤气管道1内排入水雾，或控制每个雾化组4中的至少一个雾化器401正常工作向煤气管道1内排入水雾，具体的表现形式不受限制。

在一个具体的实施例中，参见图1和图2，雾化组4包括两个雾化器401，每个雾化器401通过一组供液支管402和注气支管403分别与供液管2和注气管3相连；以保证向每个雾化器401内正常的供应冷却水和压缩气体，使得每个雾化器401均能正常地向煤气管道1内排入水雾。

控制单元404用于接收控制系统发送的控制指令，以控制两组供液支管402和注气支管403的导通/断开。在一个优选的实施例中，为保证煤气管道1内任何位置处煤气降温的一致性，控制系统可根据煤气出口温度，向多个控制单元404发送指令，以使的每个控制器控制每个雾化组4中的一个或两个雾化器401的正常工作。

在本实施方式中，一个雾化组4中的两个雾化器401能沿煤气管道1的长度方向间隔排布，也能沿煤气管道1的径向间隔排布。当雾化器401的水雾喷洒面积不能覆盖煤气管道1的截面时，可通过设置两个雾化器401沿煤气管道1的径向间隔排布，以保证煤气管道1径向上煤气温度的一致性。当每个雾化器401的水雾喷洒面积可覆盖煤气管道1的截面时，可设置两个雾化器401能沿煤气管道1的长度方向间隔排布，以缩短相邻雾化器401的间距，保证整个煤气管道1内高炉煤气降温的均匀性。亦可以设置三个雾化器401并使三个雾化器401在煤气管道1的截面上呈三角形排布。

在一个具体的实施例中，雾化器401为喷枪，参见图2，喷枪至少部分地位于煤气管道1中，并使喷枪的喷口朝向煤气管道1的出口端，喷枪的喷口位于煤气管道1轴线的上方。由于煤气管道1的进气口方向的气压较大，通过设置喷口朝向煤气管道1的出口端，能保证水雾的正常喷出。由于从喷口喷出的水雾通常会以喷口为中心向四周发散，水雾喷出后会在自身重力的作用少量下移，通过设置喷口位于轴向的上方，能尽可能地保证煤气管道1截面上每个位置的冷却效果。

在一个具体的实施例中，煤气管道1的管壁上设置有用于探入喷枪的过孔，以及用于密封过孔与喷枪间间隙的密封塞。该结构设计能够保证煤气管道1的密封性，还便于喷枪的拆装和更换，具有结构简单，操作方便的特点。

本实施例的雾化组4还包括设置于供液支管402和注气支管403上且位于控制单元404前端的第一切断阀405，分别位于两个雾化器401前端的两个第二切断阀406。用于切断供液支管402和注气支管403，本实施方式中的第一切断阀405和第二切断阀406平时均处于常开状态，当控制单元404或某一雾化器401故障需做检修时，通过第一切断阀405和第二切断阀406将供液支管402和注气支管403切断，便于故障的排查和检修。本实施方式中的控制单元404内设置有能控制供液支管402和注气支管403切断的电磁阀。

本实施例的用于高炉煤气的喷雾降温装置100，还包括设置于煤气管道1的进口端且用于检测煤气进口温度的第二检测器6；控制系统与第二检测器6相连，用于接收第二检测器6传递的煤气进口温度，能将煤气进口温度与预设进口温度阈值进行比较，并根据比较结果控制多个控制单元404的工作状态。由于高炉冶炼的煤气排出存在不稳定性，当煤气管道1入口温度和流量发生大幅度变化时，此时再单纯地依靠煤气出口温度控制雾化器401的工作来满足降温需求，会出现控制和测量滞后的问题，因此，本实施方式还通过第二检测器6对煤气管道1的进口温度进行检测，尤其在煤气进口温度高于预设进口温度阈值时，控制所有雾化器401同时工作，以最快速地实现煤气的降温。

本实施方式中的第二检测器6优选为温度传感器，能够感受温度并能将检测到的温度转换相应的信号传输出去。该温度传感器可以为热电偶、热敏电阻、电阻温度检测器(rtd)或ic温度传感器。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”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。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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，或者对其中部分或者全部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范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。