高炉煤气管道雾化法脱酸除氯装置的制作方法

本实用新型涉及高炉炼铁技术领域，更具体的说是涉及一种高炉煤气管道雾化法脱酸除氯装置。

背景技术：

冶金企业为降低焦比，都不同程度地喷吹烟煤或无烟煤，因而煤气中含硫是不可避免的，喷煤中硫元素经高温化学反应产生so2、so3等；由于采用部分进口原料矿，其选矿工艺采用海水或在海运的过程中喷洒海水，海水中大量硫酸根和氯根离子进入到炼铁原料中来；炼铁用烧结矿采用含氯助剂(cacl2等)，因而高炉煤气中含有大量cl^-根离子等腐蚀性物质；综合上述原因，加上煤气干法除尘和高炉煤气余压发电(trt)工艺的应用，高炉煤气中酸根离子和氯离子经过干法除尘后处于气态，冷凝后形成ph值1-4的酸液，对煤气管道碳钢主管、不锈钢补偿器腐蚀严重，导致不锈钢补偿器平均寿命2-3年，碳钢管道5-8年，腐蚀泄漏后不得不焊补包裹堵漏，给企业安全生产带来很大威胁。

为了延缓煤气管道的腐蚀，必须采取措施避免在管道内形成ph较低的酸液，降低氯离子含量。部分钢企采用了喷碱塔工艺，对煤气进行洗涤处理，由于脱硫塔工艺较复杂，且需要建设脱硫塔本体、配套软水池、循环水池、配电室、泵房等基础设施，占地面积大、投资大(约1500万元/套)，同时由于运行设备较多，包括软水泵，循环水泵，排污泵，反冲泵，碱液计量输送泵等设备的运行，电耗和水耗都比较高，运行成本高，且设备的检修维护工作量大，设备维护成本较高，因而令许多钢企望而却步。

因此，如何提供一种占地小、投资少、运行成本低、效果良好的高炉煤气脱酸除氯生产装置，是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种高炉煤气管道雾化法脱酸除氯装置，

本实用新型是这样实现的，一种高炉煤气管道雾化法脱酸除氯装置，包括浓碱罐、配碱箱，其特征在于：所述浓碱罐的底部通过浓碱计量泵组连接配碱箱，浓碱计量泵组包括浓碱输送管，安装在浓碱输送管上的浓碱计量泵和安装在浓碱计量泵两端的浓碱控制阀；所述配碱箱的加碱口位于配碱箱的上部，所述配碱箱的上端连接软水供给支路，软水供给支路上设有软水供水控制阀；所述配碱箱的底部通过喷碱泵组通过并联的供碱支路连接数个高压喷雾装置，高压喷雾装置喷雾方向为高炉煤气流向的反方向；所述喷碱泵组包括喷碱总管，由配碱箱在喷碱总管上依次安装有第一喷碱控制阀、喷碱泵、喷碱逆止阀和第二喷碱控制阀，所述供碱支路上依次安装孔碱水逆止阀和碱水电磁阀；所述高压喷雾装置安装在高炉烟气管道上；所述每个供碱支路上串联有氮气供给支路，所述氮气供给支路上依次安装有氮气减压阀和氮气调压阀以及氮气逆止阀和氮气电磁控制阀；在位于下游的高压喷雾装置的下方安装有水封排水器。

在高炉trt出口的工艺管道附近装设一个浓碱液储存容器，即浓碱罐，在浓碱罐的底部安装碱液引出管道及阀门，连接至浓碱液计量输送泵的入口，碱液计量泵可设置单台或多台，运行方式可采用单台连续运行，也可采用一运一备、多运一备等方式，碱液计量输送泵出口连接到配碱箱的顶部，同时将生产用软水经过一个电动调节门也连接至配碱箱顶部进入，实现按比例进行配碱的目的，使配碱箱内稀释后的碱液ph值保持在12-14之间。在配碱箱的底部将稀释后的碱液经工艺管道及阀门系统引至喷碱泵组入口，喷碱泵组可为一台连续运行，一运一备、多运一备运行方式，稀碱液由喷溅泵组经逆止门、手动阀门、电磁阀输送到高压喷雾系统管道，再经过一个逆止门到达高压喷雾装置中，同时将高压氮气经减压阀组、氮气调压阀、逆止门也输送到高压喷雾装置中，在高压喷雾处混合后由安装在高炉煤气余压发电出口管道内部的喷头逆向喷出，与高炉煤气进行充分混合，利用酸根离子和氯离子易溶于水形成h2so4，hcl，通过与稀碱液中的naoh发生化学反应，中和高炉煤气中的酸根离子和氯离子，在高炉煤气管道上设置多级喷雾装置，以保证更好脱酸除氯效果。反应后的水溶液通过安装在高煤管道下游的水封排水器排出管道。在工艺管道下游远端安装在线式ph值检测仪，实时反馈到自动控制系统，自动调整喷溅泵频率和氮气压力，以达到有效脱酸除氯，减小和避免后续工艺管线及补偿器腐蚀，同时节约碱液运行成本的目的。

由于浓碱液在低温下易发生结晶现象，容易导致计量泵管路发生堵塞，在浓碱罐(箱)底部增加蒸汽或电伴热装置，冬季打开运行，可以有效的避免结晶故障的发生。

上述技术方案优选的，所述相邻的高压喷雾装置间隔2～5m。

上述技术方案优选的，水封排水器设置在距离下游5-10米处。

上述技术方案优选的，所述水封排水器内安装有在线式ph检测仪，所述在线式ph检测仪连接用于控制阀门运行状态的plc自动控制系统。

上述技术方案优选的，还包括安装在浓碱罐的底部和配碱箱底部的加热装置。

上述技术方案优选的，所述加热装置采用蒸汽或电加热装置。

本实用新型具有的优点和技术效果：与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本装置结构较为紧凑，设备设施较少，不需要单独建设软水池、循环水池、配碱池、配变电站、主控室等基础设施，故改投资更少，占地面积更小。

由于本装置采用高压喷雾装置安装在原有的高炉煤气管道上，不需要将高炉煤气管道做较大的改变，只需要在trt停机检修期间短时间内就可以完成安装，对高炉生产没有大的影响，能有效的降低因脱硫塔改造停炉停产的时间，降低经济损失，改造成本较低。

本装置系统设备较少，运行工艺较为简单，没有循环水池，不需要安装反冲洗泵组等装置，相对节约水资源，用电设备较少，功率较小，电耗很低，同时可以通过自动控制系统可实现全自动运行控制，故操作和维护较为方便，检修维护成本较低，故综合运行成本较低。

本装置采用多级喷雾装置进行脱酸除氯，较单级喷雾装置有更好的脱酸除氯效果，能够有效的延长高炉煤气管道及不锈钢波纹补偿器等设备使用寿命。

本装置采用监测远端煤气水封排水器ph值的方法，实时调整配碱浓度，使装置能有效的对高炉炉煤气进行脱酸除氯的同时，避免碱液的浪费，降低运行成本。

附图说明

图1是本实用新型装置结构示意图。

图中、1、浓碱罐，2、浓碱计量泵组；2-1、浓碱输送管；2-2、浓碱计量泵；2-3、浓碱控制阀；3、软水供给支路；3-1、软水调节阀，4、配碱箱，5、喷碱泵组，5-1、喷碱总管；5-2、第一喷碱控制阀；5-3、喷碱泵；5-4、喷碱逆止阀；5-5、第二喷碱控制阀；6-1、碱水逆止阀，6-2、碱水电磁阀，7-1、氮气减压阀，7-2、氮气调压阀，7-3、氮气逆止阀，7-4、氮气电磁阀，8、高压喷雾装置，9、水封排水器，10、加热装置。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请参阅图1，一种高炉煤气管道雾化法脱酸除氯装置，包括浓碱罐1、配碱箱4，所述浓碱罐的底部通过浓碱计量泵组2连接配碱箱，浓碱计量泵组2包括浓碱输送管2-1，安装在浓碱输送管上的浓碱计量泵2-2和安装在浓碱计量泵两端的浓碱控制阀2-3；所述配碱箱的加碱口位于配碱箱的上部，所述配碱箱的上端连接软水供给支路3，软水供给支路上设有软水供水控制阀3-1；所述配碱箱的底部通过喷碱泵组5通过并联的供碱支路连接数个高压喷雾装置8，高压喷雾装置喷雾方向为高炉煤气流向的反方向；所述喷碱泵组包括喷碱总管5-1，由配碱箱在喷碱总管上依次安装有第一喷碱控制阀5-2、喷碱泵5-3、喷碱逆止阀5-4和第二喷碱控制阀5-5，所述供碱支路上依次安装孔碱水逆止阀6-1和碱水电磁阀6-2；所述高压喷雾装置安装在高炉烟气管道上；所述每个供碱支路上串联有氮气供给支路，所述氮气供给支路上依次安装有氮气减压阀7-1和氮气调压阀7-2以及氮气逆止阀7-3和氮气电磁控制阀7-4；在位于下游的高压喷雾装置的下方安装有水封排水器9。

本实用新型工作原理：液碱储存在浓碱罐中，用浓碱计量泵组按一定流量加注至配碱箱，同时软水调节阀开启进行软水加注，使浓碱液和软水在配碱箱中充分混合，通过自动控制系统控制软化水加注的流量，浓碱计量泵调节输送流量，通过定期检测，调试后，保证稀释后的碱水ph保持在12-14之间，目的就是减少碱液的用量，节约运行成本。

混合后的稀碱水通过喷碱泵输送至喷碱水管路，经过碱水逆止门，和碱水控制电磁阀，到达至高压喷雾装置，同时氮气经由氮气减压阀，氮气自动调压阀，到达氮气供给支路，经过氮气逆止阀，和氮气电磁控制阀，到达高压喷雾装置，在高压喷雾装置内部混合后喷出，喷雾方向为高炉煤气流向的反方向，这样可以使雾化后的稀碱液和流过的高炉煤气相互搅动充分混合，具有更好的脱酸除氯效果。

同时，氮气的输出压力要控制在喷碱泵出口水压实时值的±0、5mpa范围内，才能使碱水在喷嘴处达到最优的雾化效果。

高炉煤气流过后，与碱水雾气混合，酸根和氯离子溶于水与碱发生酸碱中和反应，起到脱酸除氯作用。在高炉煤气工艺管道上同时设多级高压喷雾装置，可以有效提高脱酸除氯效果，喷雾装置相邻两喷头间隔2-5米距离，使碱液和煤气的充分混合，在一段煤气管道上设置多级喷嘴，使之达到充分脱酸除氯的效果。

雾化后的稀碱水大部分变成水蒸气随高炉煤气向流向下游，随着管道的延长，逐步冷却，可在煤气管道上各水封排水器处逐步排出，少量碱水在高压喷雾装置下游5-10米处安装的水封排水器处排出，水封排水器设置为多台，在其中一台运行下其他可以在线检修维护。

在高炉煤气工艺管道的下游远端的关键位置的水封排水器上(未在图中标出)，安装在线式ph检测仪，将ph值数据实时传回自动控制系统，自动调整软水自动调节阀门开度，继而调整配碱箱内碱水的浓度，将远端ph值控制在4-7之间，能够有效的控制高炉煤气脱酸除氯的效果同时，可以降低碱液浪费，降低运行成本；在浓碱罐的底部和配碱箱底部安装加热装置，在底部加热后，碱液内部行程对流，可保证整体温度控制在15-20℃左右，这样可以有效的防止浓碱结晶故障和配碱箱结冰故障，保证整个装置的连续运行。

本装置的自动控制系统采用小型plc和常规电气设备实现自动控制，plc为通用控制设备，本说明书不再赘述。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。