用于高炉煤气的控水设备

1.本实用新型涉及化工领域，具体而言，本实用新型涉及用于高炉煤气的控水设备。


背景技术：

2.国内高炉煤气脱硫工作正处在起步阶段，各种技术工艺大多正在探索验证时期。以水解催化加干法吸收工艺为例，在前期实验室测试和后期工程应用验证时均发现，如果高炉煤气液态游离水过多而不加以控制，会对煤气脱硫工艺装置中的水解催化剂及干法脱硫剂产生比较显著的影响，现有技术大多没有针对性的措施，少部分发现问题的系统后来补加了机械除水装置。但因不是整体性考虑、不是针对性设计，存在以下问题：
3.1.除水设备除水性能差；
4.2.设备占地大；
5.3.不可以主动控制，不可扩展控制；
6.4.排水结构不合理，有煤气泄漏风险，安全隐患大。
7.综上所述，现有用于高炉煤气的控水设备仍有待改进。


技术实现要素：

8.本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
9.在本实用新型的一个方面，本实用新型提出了一种用于高炉煤气的控水设备。根据本实用新型的实施例，该控水设备包括依次相连的冷却单元、第一除水单元、加热单元和第二除水单元；所述冷却单元具有煤气入口和冷却后煤气出口；所述第一除水单元具有冷却后煤气入口、第一除水后煤气出口和第一水出口，所述冷却后煤气入口与所述冷却后煤气出口相连；所述加热单元与所述第一除水后煤气出口相连；所述第二除水单元具有第一水入口、第二除水后煤气出口、第二水出口，所述第一水入口与所述第一水出口相连。
10.采用该控水设备对高炉煤气进行处理，高炉煤气首先进入冷却单元，经冷却后进入第一除水单元进行持续高效脱水，脱除得到的含煤气的水周期性地进入第二除水单元进行进一步的气液分离，可杜绝煤气泄漏。同时，加热单元可以将第一除水单元分离得到的煤气进行加热，以满足后段其它工艺对煤气温度的要求。另外，该控水设备容易与前端工艺罐体集成为一体，且结构紧凑美观、占用空间少，不会为系统整体运行增加阻力。
11.可选地，所述冷却单元包括风冷装置，所述风冷装置为变频冷却风机。
12.可选地，所述冷却单元包括水冷装置，所述水冷装置为列管式水冷装置、盘管式水冷装置或壳式水冷装置。
13.可选地，所述第一除水单元包括旋流脱水盘。
14.可选地，所述旋流托水盘为板式旋流脱水盘、筒式旋流脱水盘或折流式旋流脱水盘。
15.可选地，所述第二除水单元包括气液分离装置，所述气液分离装置为重力式气液分离装置、机械离心式气液分离装置或旋流离心式气液分离装置。
16.可选地，所述第二除水单元还具有压力释放口。
17.可选地，所述控水设备进一步包括：预处理单元，所述预处理单元设在所述冷却单元的前端，并与所述煤气入口相连。
18.可选地，所述预处理单元包括过滤罐、保护剂罐、缓冲罐、除尘设备、脱氯设备中的至少之一。
19.可选地，所述控水设备进一步包括：加热单元，所述加热单元与所述第一除水后煤气出口相连。
20.本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
21.本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
22.图1是根据本实用新型一个实施例的用于高炉煤气的控水设备结构示意图。
23.附图标记：
24.10-冷却单元，
25.20-第一除水单元，21-第一水出口，
26.30-第二除水单元，31-第一水入口，32-第二除水后煤气出口，33-第二水出口，34-压力释放口，
27.40-加热单元。
具体实施方式
28.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
29.在本实用新型的描述中，需要理解的是，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。
30.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
31.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
32.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
33.发明人在对现有高炉煤气控水工艺的研究中发现，现有高炉煤气脱硫系统控水工艺没有相应的专门配套设备，如果仅仅是直接搬用现有其他场合的气液分离设备，不仅处理能力受限，而且只可除水不可控水，并存集成度低、自动化程度低等温度，不能满足市场需求。而本实用新型提供的解决方案能够满足煤气脱硫系统脱硫工艺要求的控水工艺指标，并有含水宽幅可控、集成度高、自动化程度高、安全可靠等优势，定将在高炉煤气脱硫系统中发挥关键作用并体现出巨大的经济价值，而且还可扩展到类似需求的其它使用场景。
34.在本实用新型的一个方面，本实用新型提出了一种用于高炉煤气的控水设备。参考图1，根据本实用新型的实施例，该控水设备包括依次相连的冷却单元10、第一除水单元20和第二除水单元30。具体的，冷却单元10具有煤气入口和冷却后煤气出口；第一除水单元20具有冷却后煤气入口、第一除水后煤气出口和第一水出口21，冷却后煤气入口与冷却后煤气出口相连；加热单元40与第一除水单元20的第一除水后煤气出口相连；第二除水单元30具有第一水入口31、第二除水后煤气出口32、第二水出口33，第一水入口31与第一水出口21相连。
35.下面进一步对根据本实用新型实施例的用于高炉煤气的控水设备进行详细描述。
36.根据本实用新型的一些实施例，冷却单元10包括风冷装置，风冷装置为变频冷却风机，即通过风冷方式对高炉煤气进行冷却。由此，可以实现冷却温度线性可调，即可控制煤气的饱和温度。根据本实用新型的另一些实施例，冷却单元20也可以包括水冷装置，即通过水冷方式对高炉煤气进行冷却。具体地，水冷装置可以为列管式水冷装置、盘管式水冷装置或壳式水冷装置。
37.根据本实用新型的一些实施例，第一除水单元20包括旋流脱水盘。由此，可以保证高炉煤气的持续高效率脱水。在一些实施例中，旋流脱水盘为可变离心脱水盘，该可变离心脱水盘可以根据气体流量的大小调节脱水盘旋角，使气液混合体时刻处于高效的流速范围，保证较高的离心脱水效率。另外，在一些实施例中，第一除水单元20罐体壁的导流槽及煤气出口管角度设计为保证脱除的液态水不会二次裹挟进脱水后的煤气。
38.根据本实用新型的一些实施例，上述旋流托水盘可以为板式旋流脱水盘、筒式旋流脱水盘或折流式旋流脱水盘。
39.根据本实用新型的一些实施例，第二除水单元30包括气液分离装置，气液分离装置为重力式气液分离装置、机械离心式气液分离装置或旋流离心式气液分离装置。由此，可以进一步提高含煤气的水中的煤气分离效果，第二除水单元30中分离得到的水可外排。
40.根据本实用新型的一些实施例，第二除水单元30还具有压力释放口34。由此，可以进一步有利于平衡第二除水单元30内的压力，避免煤气泄漏。
41.在本实用新型的一些实施例中，第二除水单元30中的各入口和出口均为电动控制，可根据系统实际运行状态自动启停。
42.另外，本实用新型的控水设备还可以进一步包括：预处理单元(附图中未示出)。预
处理单元设在冷却单元的前端，并与煤气入口相连。预处理单元的具体种类并不受特别限制，可根据工艺具体需要进行选择。根据本实用新型的一些实施例，预处理单元可以包括过滤罐、保护剂罐、缓冲罐、除尘设备、脱氯设备中的至少之一。
43.根据本实用新型的一些实施例，加热单元40可以为防爆电加热器或蒸汽加热器。
44.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
45.尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。