CN201437533U - 焦炉炭化室气压调节装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种焦炉炭化室气压调节装置，包括与焦炉荒煤气上升管连接的桥管，桥管上有注水管和氨水喷头，桥管下部与齿缝皇冠管连接，齿缝皇冠管悬置在固定杯水容器中，球面塞调压阀安装在齿缝皇冠管和固定杯水容器中，球面塞调压阀的球面塞对准固定杯水容器下部的锥形孔；齿缝皇冠管、固定杯水容器、球面塞调压阀安装在集气管内，球面塞调压阀的活塞螺杆通过执行机构与控制汽缸连接。本实用新型能够有效地控制单孔炭化室内压力，通过对氨水在固定杯水容器中的液位高低的调节，实现对不同结焦时期、不同工艺参数要求的控制，大幅度减少有害气体向大气放散的次数，提高了煤气的回收率，回收率达到90％以上。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种焦炉炭化室气压调节装置，属于焦炉炼焦工艺中，对单孔碳化室内正负压差起微调作用的装置，特别是一种收集荒煤气的节能减排新型环保装置。
背景技术
焦炉集气管用来收集所有炭化室内部因煤燃烧后所产生的荒煤气，集气管通过桥管与炭化室上升管连接，上升管管内压力则是非常重要的炼焦工艺参数，其压力大小由焦炉各个炭化室内部当前实际压力所决定。上升管压力的稳定直接关系到焦饼产品的质量，同时影响着焦炉上空的空气质量。一旦焦炉炭化室内压力过大，就会冲开炭化室上升管管盖，并直接向大气外排由炭化室内燃烧煤所产生的荒煤气，而这种荒煤气含有大量对人体有害成份(如H2S)，它不仅危害着在岗职工的身体健康，同时污染着焦炉周边的大气环境。以前焦炉集气管压力调节方式为粗放式，其效果比较差，煤气回收率很低，有害气体被大量排放到大气中，严重污染环境。
发明内容
本实用新型的目的是针对上述的现状，旨在提供一种焦炉炭化室气压调节装置，能够有效地控制炭化室气压，并实现对不同结焦时期，满足炼焦工艺对气压的要求，大幅度减少有害气体向大气放散的次数，提高了煤气的回收率。
本实用新型的技术方案：本实用新型的焦炉炭化室气压调节装置，包括与焦炉荒煤气上升管连接的桥管，其特征在于：桥管上有注水管和氨水喷头，桥管下部与齿缝皇冠管连接，齿缝皇冠管悬置在固定杯水容器中，球面塞调压阀安装在齿缝皇冠管和固定杯水容器中，球面塞调压阀的球面塞对准固定杯水容器下部的锥形孔；齿缝皇冠管、固定杯水容器、球面塞调压阀安装在集气管内，球面塞调压阀的活塞螺杆通过执行机构与控制汽缸连接。
所述的焦炉炭化室气压调节装置，球面塞调压阀包括活塞筒、内活塞、活塞螺杆、上密封法兰，内活塞为中空筒式，内活塞下部外侧连接球面塞，活塞筒外侧有溢流筒，溢流筒的上端与上密封法兰密封连接，溢流筒的下端是开口，活塞筒1上部有通向溢流筒的溢流孔。
所述的焦炉炭化室气压调节装置，齿缝皇冠管包括圆筒部分，圆筒上端的连接法兰，圆筒下部有齿缝筒部分，齿缝筒部分上有多条齿缝。
所述的齿缝筒上均布的24个齿缝，齿缝上窄下宽，上窄部分齿缝为6mm，下宽部分齿缝为12mm，整个齿缝长度H为200mm。
所述的固定杯水容器包括圆桶，圆桶下部是锥斗，锥斗下口是锥度法兰口。
本实用新型的优点：本实用新型在实际应用中，能够有效地控制，并实现对不同结焦时期，单孔炭化室内设计压力相对应的氨水液位高低的调节，满足了炼焦工艺要求，大幅度减少有害气体向大气放散的次数，提高了煤气的回收率，回收率达到90％以上，是名副其实的节能减排，新型环保产品。
附图说明
图1为本实用新型的结构原理示意图。
图2为本实用新型局部放大图。
图3是球面塞溢气调压阀结构示意图。
图4是齿缝皇冠管结构示意图。
图5固定杯水容器结构示意图。
图6是图5的A处放大图。
图7是推焦工作状态示意图。
图8是装煤过程工作状态示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。
图1、图2：本实用新型的焦炉炭化室气压调节装置包括与焦炉荒煤气上升管10连接的桥管1，桥管1上有注水管5和喷氨管7，桥管1下部与齿缝皇冠管2连接，齿缝皇冠管2悬置在固定杯水容器3中，球面塞调压阀4安装在齿缝皇冠管2和固定杯水容器3中，球面塞调压阀4的球面塞4e对准固定杯水容器3下部的锥形孔3a；齿缝皇冠管2、固定杯水容器3、球面塞调压阀4安装在集气管9内，集气管9为罐状管道，是收集气体的管道。
球面塞调压阀4的活塞螺杆4c通过执行机构8与控制汽缸6连接。10a是上升管管盖。
如图3：球面塞调压阀4包括活塞筒4a、内活塞4b、活塞螺杆4c、上密封法兰4d，内活塞4b为中空筒式，内活塞4b下部外侧连接球面塞4e，活塞筒4a外侧有溢流筒4f，溢流筒4f的上端与上密封法兰4d密封连接，溢流筒4f的下端是开口4f1，活塞筒1上部有通向溢流筒4f的溢流孔4a1。
如图4：齿缝皇冠管包括圆筒2a，圆筒2a上端的连接法兰2b，圆筒2a下部有齿缝筒部分2c，齿缝筒部分2c上有多条齿缝2d。
齿缝筒2c上均布的24个齿缝2d，齿缝2d上窄下宽，上窄部分齿缝为6mm，下宽部分齿缝为12mm，整个齿缝长度H为200mm。
如图5、图6：固定杯水容器包括圆桶3a，圆桶3a下部是锥斗3b，锥斗3b下口是锥度法兰口3c。为了把固定杯氨水容器固定在碳化室内集气管盖上，特在固定杯氨水容器的圆筒3a的外圆，焊接均布的3根φ16mm一头具有M16的拉杆3f。其拉杆3f总长为1000mm，螺纹长度为200mm。为了增加拉杆的强度，在焊接拉杆时，给每个拉杆增加了一块工艺胫板3g。
锥度法兰3c的内孔上部是与锥形漏斗3b锥角相匹配的锥形面3d。
系统工作原理图：
图7是推焦工作状态示意图推焦过程：
当焦炭成熟，需要马上推焦时，打开上升管管盖10a，打开注水管5快注阀和氨水喷嘴7，同时控制气缸6启动，将球面塞溢气调压阀4的活塞螺杆4c向下伸至极限位置，球面塞4e将固定杯水容器杯口3a关闭。
开始，两个氨水喷头喷出的氨水量使固定杯水容器中的液位到达液位a，但不能到达液位b，桥管1与集气管9通过皇冠管2的齿缝、固定杯水容器中的液位面之上相通。
但是，推焦过程中要求炭化室与集气管隔绝，此时，水和大量氨水涌入到固定杯水容器3中，使得固定杯水容器中的液位12迅速达到c，将各条通道全部堵死，推焦炉的桥管与集气管完全隔绝。上升管10中的荒煤气11通过上升管盖10a与大气相连，此时桥管压力接近0。
图8是装煤过程工作状态示意图：
当推完焦需要装煤时，关闭上升管10的管盖10a，关闭注水管5的快速注水阀，同时控制气缸6收缩，执行机构8带动球面塞溢气调压阀4的活塞螺杆上升，通过内活塞将整个球面塞4e拉起，球面塞4e达到最高位置。两个氨水喷头7喷出的氨水12迅速流入到集气管9，在固定杯水容器中不形成任何液位，桥管1与集气管9的连通通道达到最大，同时桥管的压力降为-250至-300帕(随集气管压力波动)。装煤时，煤灰及荒煤气11被桥管中的负压吸入集气管9，效降低灰尘量，改善环境。装煤的过程中，桥管压力在正压和负压之间波动。13是气流。
装完煤，盖好炉盖后，气缸控制活塞螺杆下行首先达到140mm行程，将球面塞4e落到最低位置，将固定杯水容器的杯口3a堵上，然后活塞螺杆继续下行，将内活塞下落，最终气缸活塞螺杆行程达到400mm，内活塞落到最低位置，将球面塞抵紧。此时就开始了结焦过程。
结焦过程如图1、图2(正常工作状态)：
装完煤，球面塞和内活塞都达到最低位置，此时就开始了结焦过程。两个氨水喷头喷出的氨水开始在固定杯水容器3中形成液位，根据程序实现给定的压力(80Pa)来调整内活塞上下移动。当液位较低时，如低于液位a，此时①、②两种通道都处于连通状态，桥管短时间(正常情况下1-3分钟左右)内会处于一个较大的负压。随着氨水的喷洒，固定杯水容器3中的液位不断上升，当达到液位d时，氨水通过①通道流入到集气管9中，内活塞调节的作用效果才开始体现，此时程序控制气缸收缩，向上拉动内活塞4b，将活塞筒1上部通向溢流筒4f的溢流孔4a1封住，液位继续上升，皇冠管2下沿及齿缝被氨水液位慢慢淹没，桥管1与集气管9之间的荒煤气通道慢慢变少，桥管受集气管负压的影响变小，桥管中的压力由负压转变为正压，直到设定压力。
随着结焦时间延长，荒煤气发生量逐渐减少，炭化室设定压力逐渐升高，内活塞上升，阀位值也增大，直到结焦末期阀位值到达64％附近，这时液位达到c位，基本上封住了荒煤气的通道，准备推焦。
需要指出的是，在整个结焦的过程中，桥管压力始终靠内活塞上下移动调节液位来控制炭化室压力，在结焦的过程中不同阶段，设定压力不同。
炭化室上升管10内安装压力传感器，将检测到的压力信号实时传送给控制系统，控制程序将该实际测量值与当前的压力设定值进行比较，并通过该程序计算产生的输出首先使本实用新型的球面塞快速达到相应的位置(打开固定杯口或关闭固定杯口)。当本实用新型的球面塞保持关闭固定杯口状态时，则通过活塞螺杆的升降，控制内活塞对活塞筒4a上的溢流孔4a1的遮盖程度，和调节固定杯水容器内的氨水液位，调节皇冠管上的齿缝出口的大小，来控制单孔炭化室内的压力。活塞螺杆的升、氨水液位上升，荒煤气导出所受阻力越大，单孔炭化室内正压越高；反之，则单孔炭化室内正压越低，并最终根据当前结焦的时期调节单孔炭化室内处于相应的微正压。其中球面塞的上下移动主要实现水位高低调节，其功能类似于蝶阀。
球面塞在结焦过程中和推焦时一直都是将固定杯口塞住，仅在装煤过程中才提起。
在结焦过程，活塞筒4a上的溢流孔4a1还起溢流作用，当液位高于溢流孔4a1时，氨水会通过溢流孔4a1经由活塞筒4a直接流入集气管9。气缸行程为400mm-140mm。齿缝皇冠管的上窄下宽齿缝，更好地适应了结焦不同阶段设定的压力要求。
Claims (5)
1.一种焦炉炭化室气压调节装置，包括与焦炉荒煤气上升管连接的桥管(1)，其特征在于：桥管(1)上有注水管(5)和氨水喷头(7)，桥管(1)下部与齿缝皇冠管(2)连接，齿缝皇冠管(2)悬置在固定杯水容器(3)中，固定杯水容器(3)固定在集气管(9)上，球面塞调压阀(4)安装在齿缝皇冠管(2)和固定杯水容器(3)中，球面塞调压阀(4)的球面塞(4e)对准固定杯水容器(3)下部的锥形孔(3a)；齿缝皇冠管(2)、固定杯水容器(3)、球面塞调压阀(4)安装在集气管(9)内，球面塞调压阀(4)的活塞螺杆(4c)通过执行机构(8)与控制汽缸(6)连接。
2.根据权利要求1所述的焦炉炭化室气压调节装置，其特征在于：球面塞调压阀(4)包括活塞筒(4a)、内活塞(4b)、活塞螺杆(4c)、上密封法兰(4d)，内活塞(4b)为中空筒式，内活塞(4b)下部外侧连接球面塞(4e)，活塞筒(4a)外侧有溢流筒(4f)，溢流筒(4f)的上端与上密封法兰(4d)密封连接，溢流筒(4f)的下端是开(4f1)，活塞筒(1)上部有通向溢流筒(4f)的溢流孔(4a1)。
3.根据权利要求1或2所述的焦炉炭化室气压调节装置，其特征在于：齿缝皇冠管包括圆筒部分(2a)，圆筒(2a)上端的连接法兰(2b)，圆筒(2a)下部有齿缝筒部分(2c)，齿缝筒部分(2c)上有多条齿缝(2d)。
4.根据权利要求3所述的焦炉炭化室气压调节装置用齿缝皇冠管，其特征在于：齿缝筒(2c)上均布的24个齿缝(2d)，齿缝(2d)上窄下宽，上窄部分齿缝为6mm，下宽部分齿缝为12mm，整个齿缝长度H为200mm。
5.根据权利要求1或2所述的焦炉炭化室气压调节装置，其特征在于：固定杯水容器包括圆桶(3a)，圆桶(3a)下部是锥斗(3b)，锥斗(3b)下口是锥度法兰口(3c)。
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