一种煤气减压过滤装置的制作方法

本实用新型涉及煤气处理技术领域，具体涉及一种煤气减压过滤装置。

背景技术：

煤气主要成份为一氧化碳，在诸多的工业生产场合以工业生产的副产物的形态出现，例如高炉炼铁、转炉炼钢、碳素材料的原料制备及成型、密闭矿热炉的生产过程均会产生煤气。

但工业生产过程中产生煤气的物理特性又是不同的，主要体现在气体中含尘浓度不同、烟气的温度不同、烟气的成份不同等等。例如：高炉炼铁时产生煤气的温度经过喷水和预除尘后烟气温度一般为180-260℃，气体的压力一般为0.1～0.3mpa。转炉炼钢气(主要是指转炉一次烟气)烟气温度一般为180～300℃，烟气温度一般为常压。

对于压力较大的煤气一般的处理工艺为先经过除尘后减压，直至烟气温度、压力降低到比较适宜下游设备利用后再输送至下游储柜、燃烧设备等利用，这种流程主要的缺点有以下几点：处理流程较长，工艺管道及设备较多，维护工作量大。且煤气有毒性，在员工进行设备更换和检修时存在中毒的危险；连接设备的管道及接口多，有可能泄露爆炸；煤气泄压设备在过滤前泄压的还会存在烟气中含尘浓度较多，设备磨损严重的情况。为此，提出一种煤气减压过滤装置。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题在于：如何更好的压力较大的煤气进行减压及过滤处理，提供了一种煤气减压过滤装置。

本实用新型是通过以下技术方案解决上述技术问题的，本实用新型包括过滤腔、减压腔、排气腔、灰斗与多个减压排气机构，所述过滤腔内部设有多个滤筒，所述灰斗设置在所述过滤腔的下端并与其连通，所述减压腔设置在所述过滤腔的上端，所述排气腔设置在所述减压腔的上端；

每个所述减压排气机构包括提升控制组件、排气控制组件与减压调节组件，所述过滤腔与所述减压腔之间利用所述减压调节组件控制通闭，所述减压腔与所述排气腔之间利用所述排气控制组件控制通闭，所述排气控制组件、所述减压调节组件均与所述提升控制组件连接。

更进一步的，所述提升控制组件包括提升阀主体、外阀杆、内阀杆，所述内阀杆设置在所述外阀杆的内部，所述外阀杆、所述内阀杆均与所述提升阀主体连接。

更进一步的，所述减压调节组件包括设置在所述过滤腔与所述减压腔之间的第一隔板、减压头、设置在所述第一隔板上的减压座，所述减压座上贯穿开设有上扩式通孔，所述上扩式通孔的上端开口面积大于下端开口面积，所述第一隔板上设有与所述上扩式通孔连通的通气口，所述减压头的形状与所述上扩式通孔的形状相匹配，并与所述内阀杆的下端连接，所述减压头由所述内阀杆带动升降。

更进一步的，所述排气控制组件包括阀板、设置在所述减压腔与所述排气腔之间的第二隔板、设置在所述第二隔板上的环形阀座，所述阀板与所述环形阀座的尺寸匹配，可完整盖合所述环形阀座，所述第二隔板上设有排气孔，所述环形阀座设置在所述排气孔的上边缘，所述阀板与所述外阀杆的下端连接，所述阀板由所述外阀杆带动升降。

更进一步的，所述煤气减压过滤装置还包括两个进气口，分别设置在所述过滤腔与所述灰斗上。

更进一步的，所述煤气减压过滤装置还包括净气出口，所述净气出口设置在所述排气腔上。

更进一步的，所述煤气减压过滤装置还包括至少三个检修入口，分别设置在所述过滤腔、所述减压腔、所述排气腔上。

更进一步的，所述煤气减压过滤装置还包括喷吹机构，所述喷吹机构包括喷吹气包、多个脉冲阀、多个喷吹管、多个喷嘴，多个所述喷吹管分别设置在多个滤筒的上方，所述喷吹气包设置在所述过滤腔上，每个所述喷吹管通过一个所述脉冲阀与所述喷吹气包连通，所述喷嘴设置在所述喷吹管上。

更进一步的，所述煤气减压过滤装置还包括花板，多个所述滤筒均通过所述花板设置在所述过滤腔的内部。

更进一步的，所述煤气减压过滤装置还包括空气置换管路、氮气密封管路，所述空气置换管路分别与所述过滤腔、所述减压腔、所述排气腔连通；所述氮气密封管路的出口分别连接到所述环形阀座与所述减压座。

更进一步的，所述减压座与所述减压头采用陶瓷材料，减压座工作时，其过流速度最大可达到60m/s，甚至更高。随着气体流速的提高，气体中的颗粒对材料的磨损速度呈平方关系递增。为防止材料的磨损，减压座的上扩式通孔采用耐磨陶瓷材料。其主要是利用陶瓷材料硬度高，且对高速气流粉尘所挟持粉尘有良好的抵抗性。另外非金属材质的线性膨胀系数小，在温度变化时其密封性能较好。

本实用新型相比现有技术具有以下优点：该煤气减压过滤装置，能够将煤气处理工艺流程缩短，同时实现过滤和减压功能；并可进行并联组合使用，可以根据煤气的量来选择合适数量的装置进行处理，很大程度上降低了煤气处理成本，同时减小了个别装置维修时对煤气处理系统的冲击，使得系统可以持续的工作；还可以方便地根据后端生产设计所需的压力大小和要求调整煤气的减压范围。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图；

图2是本实用新型减压排气机构的放大视图；

图3是图1的a-a处的剖面图；

图4是图1的d-d处的剖面图；

图5是图1的e-e处的剖面图；

图6是图1的f-f处的剖面图。

具体实施方式

下面对本实用新型的实施例作详细说明，本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。

如图1～5所示，本实施例提供一种技术方案：一种煤气减压过滤装置，包括过滤腔1、减压腔2、排气腔3、灰斗4与三个减压排气机构，所述灰斗4设置在所述过滤腔1的下端并与其连通，所述减压腔2设置在所述过滤腔1的上端，所述排气腔3设置在所述减压腔2的上端；

每个所述减压排气机构包括提升控制组件、排气控制组件与减压调节组件，所述过滤腔1与所述减压腔2之间由所述减压调节组件控制通闭，所述减压腔2与所述排气腔3之间由所述排气控制组件控制通闭，所述排气控制组件、所述减压调节组件均与所述提升控制组件连接。由提升控制组件控制排气控制组件与减压调节组件的位置，从而完成过滤腔1与减压腔2、减压腔2与排气腔3之间的通闭状态。

所述提升控制组件包括提升阀主体71、外阀杆72、内阀杆73，所述内阀杆73设置在所述外阀杆72的内部，所述外阀杆72、所述内阀杆73均与所述提升阀主体71连接，通过所述提升阀主体71的驱动向上提升。外阀杆72与内阀杆73不同步工作，外阀杆72的上端与提升阀71连接，下端与减压头212连接。通过提升阀主体71的气缸带动减压头212的上下动作，控制减压头212与减压座213之间环形风道横截面积，从而控制减压的幅度。外阀杆73的上端与提升阀主体71连接，下端与圆形阀板312连接。通过提升阀主体71的气缸带动圆形阀板312上下运动，控制整个排气腔3与减压腔2之间气体的通断。一般只有圆形阀板312打开时才允许减压调节组件打开，提升阀的规格为φ100×350。

提升阀主体71中气缸的气动头部设计有特殊驱动结构，能保证驱动时可以实现只驱动外阀72杆或内阀杆73，气缸头部有内、外两个驱动头。两个驱动头部由同一个气缸提供动力，每个驱动头的气路系统都各自配备一套五位三通阀及相应管路。当需要内阀杆73或外阀杆72动作时，只需要将相应五位三通阀打开带动相应的阀杆动作从而带动相应的内阀杆73或外阀杆72动作。

所述减压调节组件包括设置在所述过滤腔1与所述减压腔2之间的第一隔板211、减压头212、设置在所述第一隔板211上表面的减压座213，所述减压座213的中心处纵向贯穿开设有上扩式通孔，上扩式通孔的上端开口大于下端开口，所述第一隔板211上设有与所述上扩式通孔下端紧密连接的通气口214，所述减压头212的形状与所述上扩式通孔的结构相匹配，并与所述内阀杆73的下端固定连接，可由所述内阀杆73带动提升下降，从而控制过滤腔1与减压腔2之间气体通道的通闭。过滤腔1、通气口214、上扩式通孔构成了类似文丘里管的结构；

每一个减压座213上开设的凹槽与其对应的减压头212表面开设的凹槽相互配合，当减压头212下降到位时两个凹槽形成密封的圆环，氮气密封管路8将氮气通入圆环，从而避免了减压座213与减压头212闭合时过滤腔1中的一氧化碳通过减压座213与减压头212之间的微小缝隙泄露到减压腔2中，导致检修人员中毒。同理，环形阀座313与圆形阀板312上也有类似的凹槽结构，供其闭合时通过氮气密封管路8对缝隙进行密封。

所述排气控制组件包括圆形阀板312、设置在所述减压腔2与所述排气腔3之间的第二隔板311、设置在所述第二隔板311上的环形阀座313，所述圆形阀板312与所述环形阀座313的尺寸匹配，可完整盖合所述环形阀座313。所述第二隔板311上设有排气孔314，所述环形阀座313设置在所述排气孔314的上端边缘，所述圆形阀板312与所述外阀杆72的下端固定连接，可由所述外阀杆72带动提升下降，从而与所述环形阀座313配合使用以控制减压腔2与排气腔3之间气体通道的通闭。

所述煤气减压过滤装置还包括两个进气口，分别设置在所述过滤腔1的侧壁(即螺旋进气管13)与所述灰斗4的下端侧壁。可根据煤气的状态选择不同的进气通道。

所述煤气减压过滤装置还包括净气出口32，所述净气出口32设置在所述排气腔3的一侧外壁的上端位置。用于将经过过滤、减压后的气体排出。

所述煤气减压过滤装置还包括三个检修入口，分别设置在各个腔室的外壁上，供维修人员对装置内部器件进行维修保养。

所述煤气减压过滤装置还包括喷吹机构，所述喷吹机构包括喷吹气包51、脉冲阀、喷吹管52、喷嘴，所述喷吹管52分别设置在过滤腔1内部各个滤筒11的上方，各喷嘴对着各滤筒11上方的开口，在需要时对滤筒11进行喷吹，从而将滤筒11外表面截留下来的粉尘清除，粉尘落入灰斗4内部被集中处理，从而保证滤筒11的通量。

所述煤气减压过滤装置还包括花板12，多个滤筒11通过所述花板12固定，多个滤筒11呈纵向并行分布。

所述煤气减压过滤装置还包括空气置换管路9、氮气密封管路8，所述空气置换管路9分别与三个腔体连通，在更换部件时需要人员进入前将空气置换管路9打开，待气体含氧量达到安全范围才能进入检修；所述氮气密封管路8的出口分别设置在所述环形阀座313与所述减压座213处，为防止所述环形阀座313与所述减压座213关闭时各腔体之间煤气泄露，对所述环形阀座313与所述减压座213中通入氮气加以密封。

为防止减压座213与减压头212之间关闭不严密，二者之间利用氮气密封管路8进行定期吹扫，避免二者之间被粉尘玷污导致密封不严密的情况，该装置的工作介质中大多数情况下含有一定量的粉尘，尤其是过滤腔1中粉尘浓度会更大，而减压座213与减压头212之间的密封必须紧密配合才能达到减压和密封的目的。

减压调节组件是用气体主要利膨胀做功及薄壁孔口出流的原理达到减压的目的。其主要通过调节可调文丘里管结构的“喉口”的面积大小达到改变过流面积，从而达到减压的目的。即在减压头212下降时，上扩式通孔与减压头212之间形成的环形风道横截面积在不断减小，等同于调节文丘里管的“喉口”面积大小。

过滤后的煤气经过安装在过滤腔上部的减压调节组件，后进入减压腔2。根据薄壁孔口出流出流量计算公式：q＝εφa(2gh)^1/2，

其中，q为气体流量；ε为流速系数；φ为流量系数；a为流通面积；h为工作断面压力差。

在其他条件不变的情况下，流通面积a与工作断面压力差的平方根之间呈现反比关系。即当管道流通的面积越大，则工作断面压力差越小。

减压座213、减压头212主要采用陶瓷材料，减压座213工作时，其过流速度最大可达到60m/s，甚至更高。随着气体流速的提高，气体中的颗粒对材料的磨损速度呈平方关系递增。为防止材料的磨损，减压座213的上扩式通孔采用耐磨陶瓷材料。其主要是利用陶瓷材料硬度高，且对高速气流粉尘所挟持粉尘有良好的抵抗性。另外非金属材质的线性膨胀系数小，在温度变化时其密封性能较好。

在使用时，以一个该装置为一个处理单元，多个处理单元并联构成煤气处理系统进行对煤气的处理工作，这样就可以根据煤气的量来选择合适数量的处理单元工作，从而很大程度上降低煤气处理成本。

工作原理：煤气由灰斗4下方侧壁的进气口进入，在过滤腔1内部的多个滤筒11的过滤下，粉尘较小的颗粒随气流经过滤料外表面时，因粉尘与滤料发生碰撞、凝聚、筛分、截留，粉尘在滤筒11的外表面富集，经过过滤后的煤气由三个通气口214进入各个减压座213内部的外扩式通孔，此时利用提升阀体71控制内阀杆73，改变上扩式通孔与减压头212之间形成的环形风道横截面积，从而根据后端生产设计所需的压力大小和要求调整煤气的减压范围，同时，外阀杆72在提升阀体71的控制下同时提升，圆形阀板312与环形阀座313分离，排气腔3与减压腔2之间的通道被打开，达到标准的净气由净气出口32排出到后端处理节点，较为实用。

综上所述，该煤气减压过滤装置，能够将煤气处理工艺流程缩短，同时实现过滤和减压功能；并可进行并联组合使用，可以根据煤气的量来选择合适数量的装置进行处理，很大程度上降低了煤气处理成本，同时减小了个别装置维修时对煤气处理系统的冲击，使得系统可以持续的工作；还可以方便地根据后端生产设计所需的压力大小和要求调整煤气的减压范围。

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。

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。

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。