本实用新型涉及化工加热设备技术领域,具体地说是一种煤气作为燃料气的净化加热设备。
背景技术:
目前化工厂的大型加热炉,绝大多数使用初步脱硫的煤气作为燃料气,普遍存在煤气质量不高,水汽高,硫化物脱除不彻底尤其采用湿法脱硫,粉尘杂质较多,造成燃料气管线冻堵,减压阀失灵,火嘴积液自动联锁灭炉,烟气含硫不达标,严重影响加热炉的燃烧效率,生产稳定,使用寿命;并且在回归线以北地区的企业面临入冬气温降低,需要做好防冻防堵的工作,加热炉面临多重安全隐患。
技术实现要素:
本实用新型的技术任务是解决现有技术的不足,提供一种煤气作为燃料气的净化加热设备。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:
一种煤气作为燃料气的净化加热设备,包括:一个具有圆柱形内腔的密封壳体,密封壳体的内部布置有用于分离气体中雾沫的丝网除沫器,丝网除沫器将密封壳体分隔为上部加热室和下部净化室,上部加热室具有加热管和折流挡板,加热管和折流挡板在上部加热室的排列类似现有管壳式换热器的结构。密封壳体顶部开设连通上部加热室的煤气出口;密封壳体侧部从上到下依次开设蒸汽进口、蒸汽出口、煤气进口,且蒸汽进口和蒸汽出口相对连通上部加热室的加热管顶部端口和底部端口,煤气进口连通下部净化室;密封壳体底部具有连通下部净化室的出口阀。净化加热设备还包括:布置于上部加热室且位于煤气出口位置的除雾器;布置于下部净化室且向上连通丝网除沫器的旋流式圆管,旋流式圆管正对煤气进口,旋流式圆管的外表面具有向下引流煤气的螺旋叶片,螺旋叶片与下部净化室的内部间隙接触,旋流式圆管的内表面具有倾斜布置并向上引流煤气的挡板。旋流式圆管的螺旋叶片向下引流接入煤气进口的煤气,以去除煤气中的水分和杂质,此水分和杂质沿着螺旋叶片在自身重力的情况下下落,而旋流式圆管的挡板则向上引流去除水分和杂质的煤气,并在引流的过程中进一步去除煤气中的水分和杂质,随后进入丝网除沫器,丝网除沫器对煤气脱水,煤气进入上部加热室,基于折流挡板,煤气到达煤气出口的距离延长,也就是说,加热管对煤气的加热时间变长了,煤气最终由煤气出口排出。
所涉及净化加热设备还包括:
布置于下部净化室用于防止煤气中分离出的水分飞溅后造成二次雾化的防溅式集液孔板,防溅式集液孔板水平布置于旋流式圆柱挡板正下方,以便于阻止旋流式圆管的螺旋叶片向下引流煤气过程中去除的水分和杂质直接下落在下部净化室底部。
所涉及防溅式集液孔板为圆形结构,防溅式集液孔板的圆形边缘向下折弯30°-60°,起到缓冲作用,防止下落的水分和杂质进一步飞溅造成二次化雾。
所涉及防溅式集液孔板的表面均匀排列者多个圆形孔,圆形孔的孔径优选为5mm。
所涉及螺旋叶片的顶端切线与水平线的夹角为8°-20°。
所涉及蒸汽进口接入低压饱和蒸汽,低压饱和蒸汽的压力0.4 MPa-0.5MPa,温度151℃-158℃;煤气出口排出煤气温度为90℃-100℃。
所涉及出口阀包括竖直布置的直通式排固相出口阀和水平布置的拐通式排液相出口阀。
所涉及下部净化室外侧布置有液位计。
所涉及热管竖直布置于上部加热室,便加热气体以外的杂质下落,防止加热室积液,增加气体水分。
所涉及除雾器为屋脊式除雾器,充分过滤硫化物的雾状体,提高煤气的洁净程度。
本实用新型的一种煤气作为燃料气的净化加热设备与现有技术相比所产生的有益效果是:
1)本实用新型通过旋流式圆管增加煤气行程,去除煤气中的水分和杂质,并通过丝网除沫器对煤气进一步脱水,通过折流挡板和加热管增大煤气的加热行程,并通过除雾器充分过滤煤气中硫化物的雾状体,提高煤气的洁净程度;另外,本实用新型还通过出口阀对煤气中排出水分和杂质进行清理,延长设备使用寿命;
2)本实用新型适用于组份复杂、含水、含杂、微含硫化物的煤气作为燃料气,通过除水除杂和蒸汽加热实现对煤气的净化,保证冬季低温的情况下加热炉的高效、稳定、安全运行。
附图说明
附图1是本实用新型的结构示意图;
附图2是本实用新型中防溅式集液孔板的结构俯视图;
附图3是本实用新型中旋流式圆管的主视剖面图。
图中各标号表示:
1、密封壳体,2、丝网除沫器,3、上部加热室,4、下部净化室,
5、加热管,6、折流挡板,7、煤气出口,8、蒸汽进口,9、蒸汽出口,
10、煤气进口,11、屋脊式除雾器,12、旋流式圆管,13、螺旋叶片,
14、挡板,15、防溅式集液孔板,16、圆形孔,17、圆形边缘,
18、直通式排固相出口阀,19、拐通式排液相出口阀,20、液位计。
具体实施方式
为了更好的说明本实用新型,现结合具体实施例以及说明书附图对技术方案做进一步的说明。虽然实施例中记载了这些具体的实施方式,然其并非用以限定本实用新型,任何所述技术领域中具有通常知识者,在不脱离本实用新型的精神和范围内,当可作些许的更动和润饰,故本实用新型的保护范围当视权利要求书所界定者为准。
如附图1所示,本实用新型的一种煤气作为燃料气的净化加热设备,包括:一个具有圆柱形内腔的密封壳体1,密封壳体1的内部布置有用于分离气体中雾沫的丝网除沫器2,丝网除沫器2将密封壳体1分隔为上部加热室3和下部净化室4,上部加热室3具有加热管5和折流挡板6,加热管5和折流挡板6在上部加热室3的排列类似现有管壳式换热器的结构,也就是说加热管5竖直布置,这可以方便加热气体以外的杂质下落,防止加热室积液,增加气体水分。
密封壳体1顶部开设连通上部加热室3的煤气出口7;密封壳体1侧部从上到下依次开设蒸汽进口8、蒸汽出口9、煤气进口10,且蒸汽进口8和蒸汽出口9相对连通上部加热室3的加热管5顶部端口和底部端口,煤气进口10连通下部净化室4;密封壳体1底部具有连通下部净化室4的出口阀。
净化加热设备还包括:布置于上部加热室3且位于煤气出口7位置的屋脊式除雾器11;布置于下部净化室4且向上连通丝网除沫器2的旋流式圆管12,参考附图1、3,所述旋流式圆管12正对煤气进口10,旋流式圆管12的外表面具有向下引流煤气的螺旋叶片13,螺旋叶片13与下部净化室4的内部间隙接触,旋流式圆管12的内表面具有倾斜布置并向上引流煤气的挡板14,需要说明的是,此处对挡板14的数量并没有限制,挡板14在旋流式圆管12的设置旨在向上引流煤气,并在向上引流煤气的过程中去除煤气中的部分水分。
参考附图2,净化加热设备还包括:
布置于下部净化室4用于防止煤气中分离出的水分飞溅后造成二次雾化的防溅式集液孔板15,防溅式集液孔板15水平布置于旋流式圆柱挡板14正下方。
防溅式集液孔板15为圆形结构,防溅式集液孔板15的圆形边缘17向下折弯45°,起到缓冲作用,防止下落的水分和杂质进一步飞溅造成二次化雾。
防溅式集液孔板15的表面均匀排列者多个圆形孔16,圆形孔16的孔径优选为5mm。
螺旋叶片13的顶端切线与水平线的夹角在8°-20°之间,本实施例优选10°。
蒸汽进口8接入低压饱和蒸汽,低压饱和蒸汽的压力0.4 MPa-0.5MPa,温度151℃-158℃;煤气出口7排出煤气温度为90℃-100℃。
出口阀包括竖直布置的直通式排固相出口阀18和水平布置的拐通式排液相出口阀19。
下部净化室4外侧布置有液位计20。
热管竖直布置于上部加热室3屋脊式除雾器11可以充分过滤硫化物的雾状体,提高煤气的洁净程度。
基于现有技术,密封壳体1、加热管5、旋流式圆管12分别采用20钢材料制成;折流挡板6采用Q235B材料制成;丝网除沫器2采用S3048材料制成;防溅式集液孔板15采用防腐不锈钢材料制成。
本实用新型的工作过程:
煤气进口10接入来自焦炉的集气道经过化产处理后储存至气柜的煤气,煤气满足的条件为:温度为常温5-40℃,压力0.5-0.2MPa,含有水、焦油、萘、硫、粉尘等杂质,温度要求在伴热的条件下保证零度以上,浓度要求焦炉气经化产初步处理达到燃烧值每标方17-19MJ,可燃成分达到90%左右,同时燃烧烟气符合环保要求。随后,旋流式圆管12的螺旋叶片13向下引流接入煤气进口10的煤气,以去除煤气中的水分和杂质,此水分和杂质沿着螺旋叶片13在自身重力的情况下下落至防溅式集液孔板15,随后再下落至下部净化室4底部,并由下部净化室4的出口阀排出;而旋流式圆管12的挡板14则向上引流含水量极低、焦油被分离排除、萘被结晶排除、绝大数粉尘被排除的煤气,此煤气中含有部分未结晶的硫和少部分水雾,温度、浓度无变化。随后,煤气进入丝网除沫器2,丝网除沫器2对煤气脱水,煤气进入上部加热室3,此时,上部加热室3的蒸汽进口8已经接入低压饱和蒸汽,低压饱和蒸汽沿着加热管5流动并由蒸汽出口9排出,在折流挡板6的作用下,延长了煤气流动至煤气出口7的行程,以确保由屋脊式除雾器11排出的煤气温度在90℃-100℃之间,此时,本设备压力降低于0.02-0.03MPa,排出煤气的焦油含量不高于30㎎/m3,萘含量不高于3000㎎/m3。
尽管根据有限数量的实施例描述了本实用新型,但是,受益于上面的描述,本技术领域的技术人员应该明白,在由此描述的本实用新型的范围内,可以设想其他实施例。
此外,应当注意,本说明书中使用的语言主要是为了可读性和教导的目的而选择的,而不是为了解释或者限定本实用新型的主题而选择的。因此,在不偏离所附权利要求书的范围和精神的情况下,对于本技术领域的普通技术人员来说,许多修改和变更都是显而易见的。对于本实用新型的范围,本实用新型所做的公开是说明性的而非限制性的,本实用新型的范围由所附权利要求书限定。