一种用于高炉煤气精脱硫的无动力乳化装置及脱硫塔的制作方法

本实用新型涉及一种无动力乳化装置，尤其涉及一种用于高炉煤气精脱硫的无动力乳化装置及脱硫塔。

背景技术：

随着国民经济发展和节能减排要求不断提高，各大中型钢铁厂对环保和节能减排有了重新的认识，对环保和节能投入也越来越大。目前各钢铁厂的高炉煤气一般没有脱硫系统，在后序的煤气用户燃烧后再脱硫，这样脱硫系统很多，而且脱硫系统烟气量很大，对脱硫系统的投入就很大。现在只有部分高炉煤气进行精脱硫，脱硫后的高炉煤气后序工艺再使用时就不再设脱硫系统。

高炉煤气中一氧化碳含量在20-33％之间，是热值比较低的燃料。一般高炉煤气中二氧化碳含量在8-15％，甚至个别高炉的煤气二氧化碳含量高达20-22％。二氧化碳在煤气中没有利用价值，含量高对脱硫系统影响很大，在煤气脱硫的同时，二氧化碳和脱硫剂会发生反应，消耗比较多的脱硫剂，也生成更多的脱硫渣需要处理，造成了很大浪费。

因此减少煤气中的二氧化碳对脱硫系统来说有很大的好处，属于节能减排及环保范畴。

常规的高炉煤气精脱硫系统，脱硫塔体积和尺寸很大，脱硫效率不高，设备投资比较高，设备占地面积也比较大。

技术实现要素：

本实用新型实施例的目的是，提供一种用于高炉煤气精脱硫的无动力乳化装置及脱硫塔，以提高高炉煤气精脱硫的脱硫效率。

第一方面，本实用新型的实施例提供了一种用于高炉煤气精脱硫的无动力乳化装置，其包括：入口短管、本体圆筒形外壳、出口短管、中间固定件和旋流导流片；

所述入口短管具有第一入口端和第一出口端，所述入口短管的第一出口端与所述本体圆筒形外壳的轴向第一端固定连接；

所述出口短管具有第二入口端和第二出口端，所述出口短管的第二入口端与所述本体圆筒形外壳的轴向第二端固定连接；

所述本体圆筒形外壳具有内部中空腔，所述中间固定件设置于所述本体圆筒形外壳的所述内部中空腔中；

所述旋流导流片的一端与所述中间固定件固定连接，所述旋流导流片的另一端与所述本体圆筒形外壳的内壁固定连接，所述旋流导流片的安装方向与水平面之间形成锐角夹角。

在一些实施例中，所述入口短管为喇叭口形状，并且所述第一入口端的尺寸大于所述第一出口端的尺寸。

在一些实施例中，所述本体圆筒形外壳的直径尺寸为200mm-2000mm。

在一些实施例中，所述入口短管、所述本体圆筒形外壳、所述出口短管、所述中间固定件和所述旋流导流片的材质是包括不锈钢、塑料、有色金属中的一种或多种在内的防腐材料。

在一些实施例中，所述中间固定件的形状为圆柱形，所述中间固定件的直径为所述本体圆筒形外壳的直径的10％-60％。

在一些实施例中，所述旋流导流片的数量为3-20个。

在一些实施例中，所述旋流导流片的数量与所述本体圆筒形外壳的直径成正比，旋流导流片的外表面设置有耐磨涂层。

在一些实施例中，所述旋流导流片的一端与所述中间固定件焊接，所述旋流导流片的另一端与所述本体圆筒形外壳的内壁焊接。

在一些实施例中，所述锐角夹角为20度-80度。

第二方面，本实用新型的实施例提供了一种脱硫塔，所述脱硫塔中安装有至少一个如上所述的任意一种用于高炉煤气精脱硫的无动力乳化装置。

上述技术方案具有如下有益效果：

高炉煤气在脱硫塔中，通过无动力乳化装置把稳定流动的煤气转化为旋转无规则移动，把煤气和脱硫液充分乳化，增加煤气和脱硫液的混合接触，延长煤气脱硫塔中的有效接触时间，使高炉煤气和脱硫液都在乳化状态下高效传质混合，达到高效脱硫的目的。使用本实用新型的实施例的无动力乳化装置可以节约脱硫系统的投资和运行成本，减少对环境的污染，具有很好的经济效益、环保效益和社会效益。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型的实施例的一种用于高炉煤气精脱硫的无动力乳化装置的示意图。

附图标号说明：

1-入口短管、11-第一入口端、第一出口端12；

2-本体圆筒形外壳；

3-出口短管、31-第二入口端、32-第二出口端；

4-中间固定件；

5-旋流导流片；

6-入口垂直气流；

7-出口旋转气流。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的实施例主要是针对现有技术所存在的上述技术问题，提供一种高炉煤气精脱硫的无动力乳化装置，其是属于脱硫塔中的一个部件，通过在脱硫塔中增加无动力乳化装置后，使得高炉煤气在脱硫塔中的运行轨迹发生了变化，原来直线运行的高炉煤气气流现在改为曲线旋转向上移动，在脱硫塔中增加了煤气和脱硫液的接触时间，使高炉煤气和脱硫液都在乳化状态下高效传质混合，达到高效脱硫的目的。

在相同尺寸的脱硫塔中，安装无动力乳化装置和没有安装相比，脱硫效率可以提高30-40％，节约循环水量25-35％，在节能方面优势很大。

在相同脱硫效率的情况下，安装无动力乳化装置和没有安装相比，脱硫塔尺寸或重量可以减少25-40％，同样可以节约循环水量，而且可以减少设备投资和设备占地面积。

特别使对于原有脱硫系统，在生产工艺增加产量，脱硫煤气量或烟气量增加的情况下，可以利用原有脱硫塔进行改造就可以达到相同的脱硫效果，而不是重新建设脱硫系统，这样也减少了工程投资、节约了时间和设备占地面积。

使用本实用新型的实施例的无动力乳化装置可以节约脱硫系统的投资和运行成本，减少对环境的污染，具有很好的经济效益、环保效益和社会效益。

一般的脱硫塔，高炉煤气或脱硫废气从下至上层流移动，脱硫液在上部喷嘴喷出后从上至下层流运行，靠气体液体的接触进行传质脱硫，这样的接触是有限的。在脱硫塔中增加无动力乳化装置后，高炉煤气或脱硫废气上升过程中经过无动力乳化装置，气体是曲线旋转从下至上紊流移动，脱硫液在上部喷嘴喷出后在旋转气体的作用下也会以旋转从上至下紊流运行，由于脱硫液的比重和气体相比大很多，所以脱硫液下行的轨迹和气体上行的轨迹是不同的，这样是气体和液体经行了乳化，气体液体的接触时间和在塔内运行的距离都加长了，这样就大大提高了脱硫效率。

采用在脱硫塔中增加无动力乳化装置，提高了高炉煤气精脱硫的脱硫效率，使煤气质量更好，热值也有很大的提高，节约设备投资和设备的运行费，节约脱硫系统的占地面积。对高炉煤气精脱硫的工程有很好的经济效益和社会效益。

图1是本实用新型的实施例提供的一种用于高炉煤气精脱硫的无动力乳化装置的示意图。如图1所示，高炉煤气在脱硫塔中，通过无动力乳化装置把层流流动的煤气转化为旋转无规则移动，把煤气和脱硫液充分乳化，增加煤气和脱硫液的混合接触及传质，延长高炉煤气和脱硫液在脱硫塔中的有效接触时间。该无动力乳化装置是一套组合式部件。无动力乳化装置包括：入口短管1，本体圆筒形外壳2，出口短管3，中间固定件4，旋流导流片5。入口短管1具有第一入口端11和第一出口端12，入口短管1的第一出口端12与本体圆筒形外壳2的轴向第一端固定连接；出口短管3具有第二入口端31和第二出口端32，出口短管3的第二入口端31与本体圆筒形外壳2的轴向第二端固定连接；本体圆筒形外壳2具有内部中空腔，中间固定件4设置于本体圆筒形外壳2的内部中空腔中；旋流导流片5的一端与中间固定件4固定连接，旋流导流片5的另一端与本体圆筒形外壳2的内壁固定连接，旋流导流片5的安装方向与水平面之间形成锐角夹角。

在一些实施例中，入口短管1为喇叭口形状，并且第一入口端11的尺寸大于第一出口端12的尺寸。

在一些实施例中，本体圆筒形外壳2的直径尺寸为200mm-2000mm。

在一些实施例中，入口短管1、本体圆筒形外壳2、出口短管3、中间固定件4和旋流导流片5的材质是包括不锈钢、塑料、有色金属中的一种或多种在内的防腐材料。

在一些实施例中，中间固定件4的形状为圆柱形，中间固定件4的直径为本体圆筒形外壳2的直径的10％-60％。

在一些实施例中，旋流导流片5的数量为3-20个，可以在圆周方向均匀间隔布置。

在一些实施例中，旋流导流片5的数量与本体圆筒形外壳2的直径成正比，旋流导流片5的外表面设置有耐磨涂层，以降低高速冲击气流对旋流导流片5的气流接触表面造成磨损，延长旋流导流片5的服役寿命。

在一些实施例中，旋流导流片5的一端与中间固定件4焊接，旋流导流片5的另一端与本体圆筒形外壳2的内壁焊接。可选地，锐角夹角为20度-80度，经实验验证，该锐角夹角较佳地为30度、45度或者60度。

本实用新型的实施例还提供了一种脱硫塔，该脱硫塔中安装有至少一个如上所述的任意一种用于高炉煤气精脱硫的无动力乳化装置。

利用脱硫系统风机的动力，将高炉煤气引入脱硫塔进行精脱硫，无动力乳化装置安装在脱硫塔内部的下面，高炉煤气进入脱硫塔后，首先通过无动力乳化装置。高炉煤气入口垂直气流6先通过入口短管1，在本体圆筒形外壳2内部向上移动，通过旋流导流片5后会形成旋转向上的紊流气体，通过出口短管3，旋转无规则进入脱硫塔向上移动。脱硫塔上部的脱硫液通过喷嘴向下流动，遇到向上旋转移动的气体，会进行乳化运动，气体液体接触的时间加长了，气体向上移动的线路也加长了。这样气体液体就会有充分的时间和路程接触，进行脱硫传质交换。这样可以提高了脱硫效率，可以减少脱硫液的循环量，节省运行动力成本。

多片安装的旋流导流片5以固定的夹角，一端与中间固定件4焊接，另一端与本体圆筒形外壳2焊接，使旋流导流片5有一定的强度，由于旋流导流片5有固定的角度，高炉煤气通过旋流导流片5后就会产生旋转动力向上运行。

在本实施例中，可以根据本体圆筒形外壳2的直径不同选择各种数量的旋流导流片5。在本实施例中，本体圆筒形外壳2单独或组合几个同时安装在高炉煤气脱硫塔内部。在其他实施例中，无动力乳化装置可以用于烧结机烟气脱硫、燃煤锅炉房烟气脱硫等。

无动力乳化装置本身无动力，在脱硫塔内部靠脱硫系统风机的压力运行，阻力仅为80-150pa，但是无动力乳化装置在脱硫系统中可以起到很大的作用，提高脱硫效率，减少设备投资，减少系统占地面积，减少系统的运行费。高炉煤气精脱硫的无动力乳化装置具有很好的推广和应用价值。

应理解，上述实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的应用范围。此外应理解，在阅读了本实用新型的实施例之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，例如，本实施例中的入口短管1和出口短管3为喇叭口形，当然直通管形也是可以的，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。