旋流入口管結構及含其的塔盤式閃蒸‑換熱一體化設備的製作方法

2023-10-10 10:17:34 3

本實用新型涉及一種旋流入口管結構及含其的塔盤式閃蒸-換熱一體化設備。

背景技術：

在具有自主智慧財產權的多噴嘴對置式煤氣化技術中，中國專利CN2474538Y公開了一種氣流床生產煤氣裝置中回收含渣廢水熱量的熱水塔，其具體公開了將旋流閃蒸室和直接接觸換熱的熱水室耦合在一個塔器內，在該技術中，含渣廢水入口與塔體以切線相連接，並通過設置螺旋板、旋流板或撞擊板使含渣廢水產生旋流，進而促使汽液更好地分離，但長期使用後發現由於進料時物料會以較大衝擊力沿切線方向衝擊塔體，而且含渣廢水中還含有固相，而且流速較快，受到固體顆粒衝刷，入口處塔體的損壞嚴重，磨損厲害，存在一定的安全隱患；並且設備的零部件較多，維修不易。也就是，上述三種結構的設置方式均可能使含固流體在流動中，造成局部磨損厲害、設備結垢、堵塞等，使用壽命都不長的缺陷。

因此，迫切需要提出一種新型的旋流入口管，既能簡單的結構達到較好的旋流效果，又能解決入口處磨損嚴重的問題。

技術實現要素：

本實用新型要解決的技術問題是為了克服現有技術的含固水入口處易磨損的缺陷，而提供了一種旋流入口管結構及含其的塔盤式閃蒸-換熱一體化設備。本實用新型提供的旋流入口管結構的結構簡單，旋流效果好，解決了入口處的塔體磨損問題，不僅適用於蒸發熱水塔旋流閃蒸部分，同時也可應用於需要產生旋流氣體、液體的塔設備。

本實用新型是通過下述技術方案來解決上述技術問題：

本實用新型提供了一種旋流入口管結構，其特點在於，其包括一入口管、一外部固定管和一撞擊擋板，所述外部固定管垂直固設於一塔體的外壁上，所述入口管同軸設於所述外部固定管內，並垂直穿設所述塔體的壁面並伸入所述塔體內，所述入口管中伸入所述塔體的部分沿所述入口管的軸線剖去一半，形成一半圓柱體，所述撞擊擋板設於所述塔體內，所述半圓柱體的末端與所述撞擊擋板密封焊接在一起，從而使所述入口管中伸入所述塔體的部分形成一半圓柱狀導向開口，所述半圓柱狀導向開口的矩形面法線與水平面的夾角為10-80°。

本實用新型中，按本領域常規，所述的入口管用於向塔體內通入經減壓閥減壓後的高壓帶溫含固廢水或含渣廢水。

較佳地，所述入口管的塔外部分長度不小於所述外部固定管的長度。

較佳地，所述入口管以法蘭的形式固設於所述外部固定管內。

較佳地，所述撞擊擋板的結構為圓平面形或圓弧面形，所述圓弧面形相對於所述入口管的末端為凹面形或凸面形。撞擊擋板以一定的弧度固定於入口管末端時，會迫使入口渣水橫向衝出形成逆時針的旋流流體。

較佳地，所述半圓柱狀導向開口的矩形面法線與水平面的夾角為30-70°。該半圓柱狀導向開口的設置目的使含固廢水夾帶部分閃蒸蒸汽能以一定的旋流數進入蒸發室，提高閃蒸分離效率。

本實用新型提供了一種塔盤式閃蒸-換熱一體化設備，其特點在於，所述塔盤式閃蒸-換熱一體化設備，包括一塔體，所述塔體通過塔體隔板分為下部的蒸發室和上部的熱水室，所述塔體上還設有至少一組所述旋流入口管結構、一蒸汽出口、一進水口、一熱水出口、一廢水排放口、一備用廢水排放口和一廢渣出口，所述進水口的下方設有進水口分布器；所述塔盤式閃蒸-換熱一體化設備的內部還設有塔盤，所述塔盤位於所述熱水室的換熱段內，所述塔盤位於所述進水口分布器的下方，所述塔盤還包括降液管和罩帽；所述塔體的內部設有一升氣管，所述升氣管的下部位於所述蒸發室內，所述升氣管的上部位於所述熱水室內、所述塔盤的下方，所述升氣管的上部設有布汽帽；所述塔體隔板的上方設有固定所述升氣管的筋條；所述布汽帽的形狀為錐形；所述熱水室的內部設有除沫器，所述除沫器位於所述進水口和所述蒸汽出口之間。

本實用新型中，由於撞擊擋板的存在，含固廢水進入塔內後會橫向流出入口管，通過改變入口管的旋轉角度可以使入口處的水產生旋流，使含渣廢水進入塔內蒸發段後，產生旋轉流場，加速汽液的分離，進一步強化和提高分離效率。

較佳地，所述塔盤式閃蒸-換熱一體化設備中設有1組、2組或4組所述旋流入口管結構，若為2組或4組時，該些旋流入口管結構在所述塔體的同一高度處呈徑向對稱分布。

較佳地，所述塔盤式閃蒸-換熱一體化設備中，當所述撞擊擋板的結構為圓弧面形，且所述圓弧面形相對於所述入口管的末端為凸面形時，所述撞擊擋板的弧段與所述升氣管所在的圓周同圓心。

本實用新型中，所述的多個入口管用於向塔體內投入來自前一工段的不同設備的含渣廢水。用於統一處理來自這些設備的含渣廢水，綜合利用這些廢水的熱量，同時能除渣，將廢水處理成灰水後再次循環用於系統內部。

本實用新型的積極進步效果在於：本實用新型提供了一種適用於塔設備產生旋流氣體或液體的旋流入口管結構，通過調整入口管的角度使入口的氣體或液體產生旋轉從而更好地強化分離效率。

附圖說明

圖1為本實用新型實施例的塔盤式閃蒸-換熱一體化設備的結構示意圖。

圖2為圖1中旋流入口管結構的入口管與撞擊擋板的立體結構示意圖。

圖3為圖1的旋流入口管結構的截面俯視圖。

圖4為圖3中A-A面的結構示意圖。

具體實施方式

下面舉幾個較佳實施例，並結合附圖來更清楚完整地說明本實用新型。

如圖1所示，下述實施例提供的塔盤式閃蒸-換熱一體化設備，包括一塔體1，所述塔體1通過塔體隔板2分為下部的蒸發室3和上部的熱水室4，所述塔體1上還設有至少一組旋流入口管結構11、蒸汽出口12、進水口13、熱水出口14、廢水排放口15、備用廢水排放口16和廢渣出口17，所述進水口13的下方設有進水口分布器42；所述塔盤式閃蒸-換熱一體化設備的內部還設有塔盤5，所述塔盤5位於所述熱水室4的換熱段41內，所述塔盤5位於進水口分布器42的下方，所述塔盤5還包括降液管51和罩帽52；所述塔體1的內部設有一升氣管31，所述升氣管31的下部位於所述蒸發室3內，所述升氣管31的上部位於所述熱水室4內、所述塔盤5的下方，所述升氣管31的上部設有布汽帽32；所述塔體隔板2的上方設有固定所述升氣管31的筋條33；所述布汽帽32的形狀為錐形；所述熱水室4的內部設有除沫器43，所述除沫器43位於所述進水口13和所述蒸汽出口12之間。

如圖2～4所示，旋流入口管結構11包括一入口管111、一外部固定管112和一撞擊擋板113，所述外部固定管112垂直固設於塔體1的外壁上，所述入口管111同軸設於所述外部固定管112內，並垂直穿設所述塔體1的壁面並伸入所述塔體1內，所述入口管111中伸入所述塔體1的部分沿所述入口管111的軸線剖去一半，形成一半圓柱體，所述撞擊擋板113位於所述塔體1內，所述半圓柱體的末端與所述撞擊擋板113密封焊接在一起，從而使所述入口管111中伸入所述塔體1的部分形成一半圓柱狀導向開口，所述半圓柱狀導向開口的矩形面法線與水平面的夾角為N。

所述入口管111的塔外部分長度不小於所述外部固定管112的長度。所述入口管111以法蘭的形式固設於所述外部固定管112內。所述撞擊擋板113的結構為圓弧面形，所述圓弧面形相對於所述入口管111的末端為凸面形。所述撞擊擋板113的弧段與所述升氣管31所在的圓周同圓心。

上述的旋流入口管結構11運行方法如下：來自氣化爐激冷室、旋風分離器及水洗塔的含固廢水通過不同的入口管111進入塔體1內，含固廢水進入塔體1時由於撞擊擋板113的存在將會橫向流出入口管1，形成逆時針旋流；由於壓力突降並在旋流作用下，含固廢水中大量液相水瞬時閃蒸為較為乾淨的蒸汽，該閃蒸蒸汽還會帶有小部分細灰，而含固廢水的顯熱亦同時轉化為蒸汽潛熱。

實施例1

本實施例的旋流入口管結構中，同一周向上設置2個上述的旋流入口管結構，入口管的內徑600mm，入口管插入筒體深度450mm，半圓柱狀導向開口夾角N為70°。

以日處理2000噸水煤漿氣化系統為例，用上述的旋流入口管結構處理系統內全部高壓含固黑水；所述含固黑水分兩股，經安裝在旋流入口管結構前端的減壓角閥減壓至0.45MPa後，從入口管進入蒸發室，蒸汽攜帶黑水沿蒸發室筒壁產生旋轉，在離心力的作用下，含灰渣的黑水與筒壁接觸形成液膜，邊蒸發邊向下流動；旋轉的氣流同時進行蒸發過程。

實施例2

本實施例的旋流入口管結構中，同一周向上設置2個旋流入口管結構內徑300mm，入口管插入筒體深度330mm，半圓柱狀導向開口夾角N為30°。

以日處理600噸水煤漿氣化系統為例，用上述的旋流入口管結構處理系統內全部高壓含固黑水。來自前系統的含固黑水總流量156t/h、含固量為0.6％，壓力3.95MPa、溫度214℃；所述含固黑水分二股，經安裝在旋流入口管結構前端的減壓角閥減壓至0.50MPa後，從入口管進入蒸發室，蒸汽攜帶黑水沿蒸發室筒壁產生旋轉，在離心力的作用下，含灰渣的黑水與筒壁接觸形成液膜，邊蒸發邊向下流動；旋轉的氣流同時進行蒸發過程。

實施例3

本實施例的旋流入口管結構中，同一周向上設置2個旋流入口管結構內徑600mm，入口管插入筒體深度400mm，半圓柱狀導向開口夾角N為45°。

以日處理3100噸水煤漿氣化系統為例，上述的旋流入口管結構處理系統內全部高壓含固黑水。來自前系統的含固黑水總流量318t/h、含固量為1.6％，壓力3.90MPa、溫度222℃；所述含固黑水分二股，經安裝在旋流入口管結構前端的減壓角閥減壓至0.50MPa後，從旋流入口管結構進入蒸發室，蒸汽攜帶黑水沿蒸發室筒壁產生旋轉，在離心力的作用下，含灰渣的黑水與筒壁接觸形成液膜，邊蒸發邊向下流動；旋轉的氣流同時進行蒸發過程。