一种电石工艺尾气处理工段考培用实物装置的制作方法

1.本实用新型属于工艺安全技能培训考核技术领域，尤其涉及一种电石工艺尾气处理工段考培用实物装置。


背景技术：

2.电石工艺是指利用生石灰(cao)和焦炭(c)在埋弧式电炉(电石炉)内，通过电阻电弧产生的高温反应制得电石(cac2)和副产品一氧化碳(co)的工艺。电石炉的尾气中含有大量co，co虽然是一种有毒气体，但又是一种可利用的能源介质。因此需要针对电石炉尾气的特性，对电石炉尾气进行收集、净化处理，使电石炉尾气满足清洁能源的要求，又可使co变废为宝，节约能源。
3.电石工艺作为一种特种工艺，要求学校、培训中心和企业对电石工艺的操作人员进行安全技术实操培训考核、安全教育、技能实操考核评级工作等。电石工艺特种作业人员需要进行培训与考核，但是培训与考核的方式为理论知识培训且采用书面答题和机考理论题的形式进行考核，无法对人员实际操作能力进行考评，更无法提高应急管理部门对企业员工的执业能力的确认。
4.因此现有技术中出现有仿真形式的培训与考核装置，用于对学员进行实操培训与考核，但是其采用的是纯仿真的形式进行，不走任何物料，使用的全部都是仿真仪表阀门，使得与工业化实际生产现场差别巨大，对工业生产现场的安全指导工作意义甚微，并不能有效的提高学校学生和从业人员的电石工艺作业安全技能水平。


技术实现要素：

5.针对背景技术中的问题，本实用新型的目的是提供一种电石工艺尾气处理工段考培用实物装置，包括：
6.模拟尾气气源，用于提供模拟尾气；
7.电石炉，通过管路连接所述模拟尾气气源；
8.粗炉气烟囱，通过管路连接所述电石炉；
9.净化气烟囱，通过管路连接所述粗炉气烟囱；
10.旋风除尘器，通过管路连接所述净化气烟囱；
11.第一炉气冷却器，通过管路连接所述旋风除尘器的出口；
12.第二炉气冷却器，通过管路连接所述第一炉气冷却器的出口；
13.粗气风机，通过管路连接所述第二炉气冷却器的出口；
14.布袋过滤器，通过管路连接所述粗气风机的出口；
15.净气风机，通过管路连接所述布袋过滤器的出口，所述净气风机的出口通过管路同时连接出料管路、所述第一炉气冷却器、所述第二炉气冷却器和所述净化气烟囱。
16.较佳的，所述粗炉气烟囱和所述净化气烟囱均为水冷式烟囱，还包括冷却水源，用于提供冷却水，所述冷却水源的出水口通过管路同时连接所述粗炉气烟囱和所述净化气烟
囱的进水口，所述冷却水源的回水口通过管路同时连接所述粗炉气烟囱和所述净化气烟囱的出水口。
17.较佳的，所述第一炉气冷却器和所述第二炉气冷却器均为风冷式冷却器，还包括空气源，用于提供冷却用空气，所述空气源通过管路连接所述第一炉气冷却器和所述第二炉气冷却器的进风口，所述第一炉气冷却器的出风口连接有第一冷却风机，所述第二炉气冷却器的出风口连接有第二冷却风机。
18.较佳的，还包括模拟氮气源，用于提供模拟氮气，所述模拟氮气源通过管路连接所述布袋过滤器。
19.较佳的，还包括炉尘仓，通过输送线同时连接所述旋风除尘器、所述第一炉气冷却器和所述第二炉气冷却器的粉尘出口。
20.较佳的，所述模拟尾气为空气。
21.较佳的，所述电石炉中、所述粗气风机和所述布袋过滤器之间的管路上、所述出料管路上均设有压力表。
22.较佳的，所述电石炉中、所述净化气烟囱和所述旋风除尘器之间的管路上、所述第二炉气冷却器和所述粗气风机之间的管路上、所述净气风机的出口均设有温度表。
23.较佳的，所述出料管路上设有流量计。
24.较佳的，所述粗炉气烟囱的出口、所述净气风机连接所述第一炉气冷却器和所述第二炉气冷却器的管路上、所述净气风机连接所述净化气烟囱的管路上均设有调节阀。
25.本实用新型由于采用以上技术方案，使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：
26.本实用新型设置模拟尾气气源、电石炉、粗炉气烟囱、净化气烟囱、旋风除尘器、第一炉气冷却器、第二炉气冷却器、粗气风机、布袋过滤器和净气风机，使得可较好的体现工业实际中典型的电石工艺尾气处理工段流程，使学员了解电石工艺行业典型的工艺流程、生产原理、主要设备的结构及用途性能。采取真实的仪器设备加上模拟物料空气和水运行，保证安全，且运行物料安全、环保，运行成本低。
附图说明
27.下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细说明，其中：
28.图1为本实用新型流程图。
29.附图标记说明：
30.s1601：粗炉气烟囱；f1601：电石炉；s1602：净化气烟囱；x1601：旋风除尘器；c1601a：第一炉气冷却器；c1601b：第二炉气冷却器；e1601a：第一冷却风机；e1601b：第二冷却风机；c1602：粗气风机；x1602：布袋过滤器；c1603：净气风机；p：压力表；t：温度表；f：流量计；m：调节阀；s：电磁阀。
具体实施方式
31.以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。根据下面说明，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。
32.需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
33.参看图1，本实用新型的核心是提供一种电石工艺尾气处理工段考培用实物装置，用于配合dcs控制系统实现电石工艺尾气处理工段作业安全技能的培训与考核。包括模拟尾气气源、电石炉f1601、粗炉气烟囱s1601、净化气烟囱s1602、旋风除尘器x1601、第一炉气冷却器c1601a、第二炉气冷却器c1601b、粗气风机c1602、布袋过滤器x1602和净气风机c1603。
34.在实际生产中，电石炉f1601尾气出炉温度高且不稳定。炉气量波动而不平稳，尾气中一氧化碳浓度高，约含74～85％，且温度高，属于易燃易爆的气体。尾气粉尘含量大且粒径小，5～10μm的粉尘约占40％，大于40μm的不足11％，高达150g/nm3的烟尘使得尾气的回收很不利。尾气有一定的热值约2300～2600kcal/nm3。
35.模拟尾气气源用于提供模拟尾气，本实施例中模拟尾气为空气，空气来自空气总管，空气总管中的空气来自空压机。
36.电石炉f1601通过管路连接模拟尾气气源，模拟尾气进入电石炉f1601，用于模拟实际生产中电石炉f1601产生的尾气。
37.粗炉气烟囱s1601通过管路连接电石炉f1601，净化气烟囱s1602通过管路连接粗炉气烟囱s1601，粗炉气烟囱s1601用于调节电石炉f1601中的压力，净化气烟囱s1602用于接入需要净化的模拟尾气，一部分模拟尾气进入粗炉气烟囱s1601后排放至大气，另一部分进入净化气烟囱s1602去净化。在实际生产中，当电石炉f1601内的压力过大或尾气净化装置出现故障停产时，电石炉f1601中的尾气通过粗炉气烟囱s1601排放至大气。
38.具体的，粗炉气烟囱s1601和净化气烟囱s1602均为水冷式烟囱，还包括冷却水源，用于提供冷却水，冷却水源的出水口通过管路同时连接粗炉气烟囱s1601和净化气烟囱s1602的进水口，冷却水源的回水口通过管路同时连接粗炉气烟囱s1601和净化气烟囱s1602的出水口，且冷却水为循环水。在实际生产中，尾气进入粗炉气烟囱s1601和净化气烟囱s1602后通过冷却水预冷。
39.旋风除尘器x1601通过管路连接净化气烟囱s1602，模拟尾气通过管路进入旋风除尘器x1601。在实际生产中，尾气进入旋风除尘器x1601进行除尘。
40.第一炉气冷却器c1601a通过管路连接旋风除尘器x1601的出口，第二炉气冷却器c1601b通过管路连接第一炉气冷却器c1601a的出口，模拟尾气从旋风除尘器x1601出来后依次进入第一炉气冷却器c1601a和第二炉气冷却器c1601b。在实际生产中，尾气经第一炉气冷却器c1601a和第二炉气冷却器c1601b进行两级冷却，同时将尾气中大颗粒的粉尘捕集下来，尾气在第一炉气冷却器c1601a和第二炉气冷却器c1601b降温过程中，尾气的粉尘会积累掉落。
41.具体的，第一炉气冷却器c1601a和第二炉气冷却器c1601b均为风冷式冷却器，还包括空气源，用于提供冷却用空气，本实施例中空气源为空气总管，当然空气源也可为大气环境。空气源通过管路连接第一炉气冷却器c1601a和第二炉气冷却器c1601b的进风口，第一炉气冷却器c1601a的出风口连接有第一冷却风机e1601a，第二炉气冷却器c1601b的出风口连接有第二冷却风机e1601b，第一冷却风机e1601a和第二冷却风机e1601b用于引风，可
以从空气总管中引风也可直接从大气引风。在实际生产中，尾气在600℃～850℃温度经过两级冷却后，冷却至200℃～260℃之间，同时将尾气中大颗粒的粉尘捕集下来。
42.粗气风机c1602通过管路连接第二炉气冷却器c1601b的出口，粗气风机c1602用于将第一炉气冷却器c1601a和第二炉气冷却器c1601b中的模拟尾气引出。布袋过滤器x1602通过管路连接粗气风机c1602的出口，粗气风机c1602将模拟尾气引入布袋过滤器x1602进行二次过滤，利用旋风除尘器x1601和布袋过滤器x1602将尾气中的粉尘由含尘量50～150g/nm3降至含尘量50mg/nm3以内。
43.净气风机c1603通过管路连接布袋过滤器x1602的出口，净气风机c1603用于将模拟尾气从布袋过滤器x1602中引出。净气风机c1603的出口通过管路同时连接出料管路、第一炉气冷却器c1601a、第二炉气冷却器c1601b和净化气烟囱s1602，模拟尾气一部分输出至出料管路、一部分回流至第一炉气冷却器c1601a和第二炉气冷却器c1601b、另一部分回流至净化气烟囱s1602。在实际生产中，经旋风除尘器x1601、第一炉气冷却器c1601a、第二炉气冷却器c1601b和布袋过滤器x1602净化后的一部分尾气从出料管路输送至后处理系统、一部分尾气回流至第一炉气冷却器c1601a和第二炉气冷却器c1601b维持系统运行、另一部分输送到净化气烟囱s1602。回流至第一炉气冷却器c1601a和第二炉气冷却器c1601b的尾气用于调节维持粗气风机c1602的出口压力，输送到净化气烟囱s1602的尾气是为了调节控制后处理系统的净化尾气压力，防止过载。
44.还包括模拟氮气源，用于提供模拟氮气，本实施例中模拟氮气为水。模拟氮气源通过管路连接布袋过滤器x1602。在实际生产中，系统停车后通过氮气对布袋过滤器反吹，是一种安全保护。
45.还包括炉尘仓，通过输送线同时连接旋风除尘器x1601、第一炉气冷却器c1601a和第二炉气冷却器c1601b的粉尘出口，炉尘仓用于收集粉尘，本实施例中输送线为密封式链板机。
46.本实用新型的电石工艺尾气处理工段考培用实物装置还设有真实的仪表阀门组件，仪表阀门组件包括压力表p、温度表t、流量计f、调节阀m和电磁阀s。
47.电石炉f1601中、粗气风机c1602和布袋过滤器x1602之间的管路上、出料管路上均设有压力表p。
48.电石炉f1601中、净化气烟囱s1602和旋风除尘器x1601之间的管路上、第二炉气冷却器c1601b和粗气风机c1602之间的管路上、净气风机c1603的出口均设有温度表t。出料管路上设有流量计f。
49.粗炉气烟囱s1601的出口、净气风机c1603连接第一炉气冷却器c1601a和第二炉气冷却器c1601b的管路上、净气风机c1603连接净化气烟囱s1602的管路上均设有调节阀m。具体的，粗炉气烟囱s1601的出口连接有两条管路，一条管路上设有调节阀m、另一条设有电磁阀s。
50.本实用新型选取电石工艺尾气处理工段为设计蓝本，装置全部采取模拟物料空气和水运行，保证安全，运行物料安全、环保，且可循环使用，运行成本低。且各个仪器设备均为真实的仪器设备，可让学员更好的进行考培体验。
51.将本实用新型结合真实的工业级dcs控制系统，可实现电石工艺尾气处理工段作业安全技能培训与考核。dcs界面数据能够模拟工业中真实的电石工艺尾气处理工段的工
艺参数，仪表测量信号采集后进行仿真处理，dcs仪表数据能够模拟工业中真实的电石工艺尾气处理工段的工艺参数。且还可结合esd联锁控制系统，集培训和考核于一体。esd联锁系统独立于dcs控制系统，其安全级别高于dcs，可实时在线监测装置运行的安全性。
52.将本实用新型结合真实的工业级dcs控制系统，可使培训考核考点丰富，设计有隐患排查、装置开停车、正常运行、异常处理和应急处置等诸多培训考核内容。可实现隐患排查、装置开车操作、装置正常运行、装置停车操作、异常处理、应急处置等诸多培训考核功能，可以对学员电石工艺尾气处理工段现场危险源、安全注意事项、个人防护等进行培训考核。且能实现电石工艺尾气处理工段实物装置的开车过程、正常运行、停车过程及故障事故处理过程的考核培训功能。
53.本实用新型的各个设备的外形和安装方式参照工业现场实际，采用工业化布局，使得通过结合真实的工业级dcs控制系统，能广泛开展电石工艺尾气处理工段高危企业安全技能培训与考核、实现多元安全技能培训载体、支撑电石工艺尾气处理工段安全技能培训基础能力建设。
54.本实用新型面向化工安全工程、化工工程与工艺、应用化学、电气工程等工科专业的学校研究教学需要，面向培训中心和化工企业的生产安全技能培训、考核评级取证的需要，设计开发了电石工艺尾气处理工段考培用实物装置，通过将本实用新型结合先进声光电技术和工业级控制系统，结合危化品产业实际情况，可实现仿真模拟的形式进行电石工艺尾气处理工段作业安全技能实操考培，将学校学生、企业负责人和企业安全管理人员、特种作业人员的危险化工工艺作业安全培训、岗位人员安全培训、应急演练培训、职业安全健康等多种培训进行融合，形成一套完整的、科学有效的、具有鲜明特色的电石工艺尾气处理工段作业安全技能实操考核新系统。
55.本装置结合真实的工业级dcs控制系统能较好的体现工业实际中典型的电石工艺尾气处理工段流程，现场装置根据电石工艺尾气处理工段中的典型设备按一定比例缩小组成，但均为真实且具有实际生产能力的真实设备，使学员了解电石工艺尾气处理工段行业典型的工艺流程、生产原理、主要设备的结构及用途性能等。能开展电石工艺尾气处理工段高危企业安全技能培训与考核，且通过真实的工业级dcs控制系统可实现紧扣考试标准设计，遵循工艺原理，融入异常故障，设置事故仿真场景，可实现计算机自动评分。
56.上面结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式。即使对本实用新型作出各种变化，倘若这些变化属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则仍落入在本实用新型的保护范围之中。