用於氫氣還原爐的防爆冷卻淨化裝置的製作方法

2023-06-12 04:44:26

專利名稱：用於氫氣還原爐的防爆冷卻淨化裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種氫氣還原爐的尾氣處理裝置，尤其是用於氫氣還原爐的防爆冷卻
淨化裝置。
背景技術：
—般氫氣還原爐需要將排出來的以氫氣為主的高溫、高溼、高塵尾氣送入氫氣淨 化系統進行回收淨化處理，然後再循環利用，例如鎢、鉬、鈷等粉末還原的氫還原爐。為了安 全起見，通常在氫氣還原爐排氣口處接一個防爆器，然後再通過管路將尾氣送入氫氣淨化 系統。所接防爆器的防爆原理基本上是採用一個用膠皮或防爆片密封的洩壓口，當爐內壓 力瞬間猛增(如放炮)時，膠皮或防爆片破裂，壓力從洩壓口卸除。這種防爆器僅起到緩 衝防爆的作用，一旦因壓力過高膠皮或防爆片破裂，則要馬上更換膠皮或防爆片並將其重 新密封好，實際操作起來比較麻煩，並且尾氫中的水蒸汽冷凝後會在防爆器中積聚，阻塞管 路，也不能進行尾氫的淨化處理。

發明內容
本發明針對上述不足，提供一種用於氫氣還原爐的防爆冷卻淨化裝置，不僅能夠 防爆，免除更換膠皮或防爆片的麻煩，而且對尾氣起到冷卻、淨化的作用，可適用於各種氫 還原爐，結構設計合理，簡單實用，安全可靠，效果明顯。 本發明的這種用於氫氣還原爐的防爆冷卻淨化裝置，主要由噴淋水入水管、噴淋 水套、防爆緩衝腔、冷卻水套、補水管、敞口緩衝水槽、浮球閥、溢水管、U型連通管和排汙管 組成；所述噴淋水套設置於防爆緩衝腔內的上部，所述噴淋水套的內套與氫氣還原爐的尾 氣管相通，且內套的壁上設計有若干小孔；所述噴淋水入水管與噴淋水套的外套相接，且與 噴淋水套內套、外套之間的夾層空間相通；所述冷卻水套置於防爆緩衝腔一側且與防爆緩 衝腔相通；所述U型連通管兩端分別連通防爆緩衝腔的底部和敞口緩衝水槽的底部；所述 敞口緩衝水槽內部、側壁分別設置有溢流管和補水管，且溢水管在敞口緩衝水槽內的開口 高度與敞口緩衝水槽的液面相平；所述浮球閥設置於補水管上且浮於敞口緩衝水槽液面 上；所述排汙管置於U型連通管底部且與之相通。 所述U型連通管兩邊液面的高度差形成的壓差等於還原爐內氣體的壓力；U型
連通管兩邊液面所能形成的最大壓差由敞口緩衝水槽液面和U型連通管底部之間的高度
差L2決定，該最大壓差應略高於氫氣還原爐所設計的最高工作壓力。 所述敞口緩衝水槽的蓄水能力至少為U型連通管容量的1倍。 本發明的這種用於氫氣還原爐的防爆冷卻淨化裝置，其噴淋水套的內套與氫氣還
原爐的尾氣管相通，從氫還原爐管排氣口出來的高溫、高塵、高溼氫氣尾氣，通過它進入本
防爆冷卻淨化裝置的防爆緩衝腔。噴淋水經過噴淋水入水管、噴淋水套的外套，依靠自身的
水壓從噴淋水套的內套壁上的小孔向噴淋水套的中心噴出，對經過噴淋水套中的尾氣進行
淋洗、降溫。淋洗除塵後，已初步降溫的氫氣再通過與防爆緩衝腔相通的冷卻水套，進一步冷卻降溫後流向回收系統。而淋洗液攜帶所吸收的氨、粉塵等經過防爆緩衝腔底部流入U 型連通管和敞口緩衝水槽。淋洗液在防爆緩衝腔、U型連通管和敞口緩衝水槽內形成一個 自然水封，過量的水由置於敞口緩衝水槽內部的溢水管排出。 防爆緩衝腔與氫氣還原爐的尾氣管、噴淋水入水管、冷卻水套和U型連通管連接 後，形成一個封閉空間。U型連通管兩邊液面的高度差k形成的壓差等於還原爐內氣體的壓 力；U型連通管兩邊液面所能形成的最大壓差由敞口緩衝水槽液面和U型連通管底部之間 的高度差L2決定，該最大壓差應略高於氫氣還原爐所設計的最高工作壓力。當還原爐內壓 力正常時，U型連通管內的水柱起到水封的作用；當還原爐內壓力瞬間劇增時，高於最大壓 差L2時，氣體快速經過防爆緩衝腔、U型連通管，從敞口緩衝水槽排出。當還原爐內壓力回 落時，敞口緩衝水槽中的水又迅速流入U型連通管，以免外部空氣進入，起到水封的作用。 這樣既起到防爆緩衝作用，又避免水進入還原爐內，保護了設備和操作人員的安全。
敞口緩衝水槽的蓄水能力應至少為U型連通管容量的1倍。這樣，當還原爐內壓 力猛增(如放炮)時，U型連通管內的水被擠入敞口緩衝水槽而儲存，當還原爐內壓力回落 時，敞口緩衝水槽中的水又迅速流入U型連通管內，以免外部空氣進入，起到水封的作用。
浮球閥用來保證敞口緩衝水槽中的水位高度，當水位降低時可以自動補水。
本發明的這種用於氫氣還原爐的防爆冷卻淨化裝置，利用U型連通管內的水柱形 成的自然水封將還原爐內氣體與外部空氣隔開，當還原爐內壓力過高時能安全排洩壓力， 並可對高溫高溼高塵回收氣體進行初步的淨化處理，安全、有效、實用。


圖1是本發明的結構示意圖。
其中l噴淋水入水管2噴淋水套21內套 22外套211小孔3防爆緩衝腔4冷卻水套 5補水管6敞口緩衝水槽 7浮球閥 8溢水管 9U型連通管 IO排汙管 !^U型連通管兩邊液面的高度差； L2敞口緩衝水槽液面和U型連通管底部之間的高度差。
具體實施例方式
以下結合附圖及實施例對本發明作進一步的說明。 如圖1所示，本發明的這種用於氫氣還原爐的防爆冷卻淨化裝置，主要由噴淋水 入水管1、噴淋水套2、防爆緩衝腔3、冷卻水套4、補水管5、敞口緩衝水槽6、浮球閥7、溢水 管8、U型連通管9和排汙管10組成。噴淋水套2設置於防爆緩衝腔3內的上部，其內套21 與氫氣還原爐的尾氣管相通，且內套21的壁上設計有若干小孔211。噴淋水入水管1與噴 淋水套2的外套22相接，且與噴淋水套2的內套21、外套22之間的夾層空間相通。冷卻水 套4置於防爆緩衝腔3 —側且與防爆緩衝腔3相通。U型連通管9兩端分別連通防爆緩衝 腔3的底部和敞口緩衝水槽6的底部。敞口緩衝水槽6內部設置有溢流管8、側壁設置有補 水管5，且溢水管8在敞口緩衝水槽6內的開口高度與敞口緩衝水槽6的液面相平。浮球閥 7設置於補水管5上且浮於敞口緩衝水槽6液面上，控制補水。排汙管10置於U型連通管9底部且與之相通。 本發明的用於氫氣還原爐的防爆冷卻淨化裝置，其噴淋水套的內套21與氫氣還 原爐的尾氣管相通，從氫還原爐管排氣口出來的高溫、高塵、高溼氫氣尾氣，通過它進入本 防爆冷卻淨化裝置的防爆緩衝腔3。噴淋水經過噴淋水入水管1、噴淋水套的外套22，依靠 自身的水壓從噴淋水套的內套壁上的小孔211向噴淋水套的中心噴出，對經過噴淋水套2 中的尾氣進行淋洗、降溫。淋洗除塵後，已初步降溫的氫氣再通過與防爆緩衝腔3相通的冷 卻水套4，進一步冷卻降溫後流向回收系統。而淋洗液攜帶所吸收的氨、粉塵等經過防爆緩 衝腔3底部流入U型連通管9和敞口緩衝水槽6。淋洗液在防爆緩衝腔3、U型連通管9和 敞口緩衝水槽6內形成一個自然水封，過量的水由置於敞口緩衝水槽內部的溢水管8排出。
防爆緩衝腔3與氫氣還原爐的尾氣管、噴淋水入水管1、冷卻水套4和U型連通管 9連接後，形成一個封閉空間。U型連通管9兩邊液面的高度差Ll形成的壓差等於還原爐 內氣體的壓力；U型連通管9兩邊液面所能形成的最大壓差由敞口緩衝水槽6液面和U型 連通管9底部之間的高度差L2決定，該最大壓差應略高於氫氣還原爐所設計的最高工作壓 力。當還原爐內壓力正常時，U型連通管9內的水柱起到水封的作用；當還原爐內壓力瞬間 劇增時，高於最大壓差L2時，氣體快速經過防爆緩衝腔3、 U型連通管9，從敞口緩衝水槽6 排出，隨之又被水封住。當還原爐內壓力回落時，敞口緩衝水槽中的水又迅速流入U型連通 管，以免外部空氣進入，起到水封的作用。既起到防爆緩衝作用，又避免水進入還原爐內，保 護了設備和操作人員的安全。 敞口緩衝水槽9的蓄水能力應至少為U型連通管10容量的1倍。這樣，當還原爐 內壓力猛增(如放炮)時，U型連通管9內的水擠入敞口緩衝水槽6而儲存，當還原爐內壓 力回落時，敞口緩衝水槽9中的水又迅速流入U型連通管9內，以免外部空氣進入，起到水 封的作用。 浮球閥7用來保證敞口緩衝水槽6中的水位高度，當水位降低時可以從補水管自 動補水。 本發明的用於氫氣還原爐的防爆冷卻淨化裝置，不僅將還原爐內氣體與外部空氣 隔開，而且當還原爐內壓力過高時能安全排洩壓力，並可對高溫高溼高塵回收氣體進行初 步的淨化處理，安全、有效、實用。
權利要求
一種用於氫氣還原爐的防爆冷卻淨化裝置，其特徵在於它主要由噴淋水入水管(1)、噴淋水套(2)、防爆緩衝腔(3)、冷卻水套(4)、補水管(5)、敞口緩衝水槽(6)、浮球閥(7)、溢水管(8)、U型連通管(9)和排汙管(10)組成；所述噴淋水套(2)設置於防爆緩衝腔(3)內的上部，所述噴淋水套(2)的內套(21)與氫氣還原爐的尾氣管相通，且內套(21)的壁上設計有若干小孔(211)；所述噴淋水入水管(1)與噴淋水套(2)的外套(22)相接，且與噴淋水套(2)內套(21)、外套(22)之間的夾層空間相通；所述冷卻水套(4)置於防爆緩衝腔(3)一側且與防爆緩衝腔(3)相通；所述U型連通管(9)兩端分別連通防爆緩衝腔(3)的底部和敞口緩衝水槽(6)的底部；所述敞口緩衝水槽(6)內部、側壁分別設置有溢水管(8)和補水管(5)，且溢水管(8)在敞口緩衝水槽(6)內的開口高度與敞口緩衝水槽(6)的液面相平；所述浮球閥(7)設置於補水管(5)上且浮於敞口緩衝水槽(6)液面上；所述排汙管(10)置於U型連通管(9)底部且與之相通。
2. 根據權力要求1所述的用於氫氣還原爐的防爆冷卻淨化裝置，其特徵在於所述U型 連通管(9)兩邊液面的高度差1^形成的壓差等於還原爐內氣體的壓力；U型連通管(9)兩 邊液面所能形成的最大壓差由敞口緩衝水槽(6)液面和U型連通管(9)底部之間的高度差 L2決定，該最大壓差應略高於氫氣還原爐所設計的最高工作壓力。
3. 如權力要求1所述的用於氫氣還原爐的防爆冷卻淨化裝置，其特徵在於所述敞口緩 衝水槽(6)的蓄水能力至少為U型連通管(9)容量的1倍。
全文摘要
本發明提供了一種用於氫氣還原爐的防爆冷卻淨化裝置，主要由噴淋水入水管、噴淋水套、防爆緩衝腔、冷卻水套、補水管、敞口緩衝水槽、浮球閥、溢水管、U型連通管和排汙管組成；利用噴淋水入水管、噴淋水套對來自氫氣還原爐的的尾氣進行淋洗、降溫、冷卻，除掉氫氣中部分的粉塵、氨、水分，減小氫氣回收淨化系統的負擔；利用防爆緩衝腔、U型連通管、敞口緩衝水槽及水柱將還原爐內的氣氛與外部空氣隔離開，起到水封、洩壓、防爆作用，可適用於各種氫還原爐，結構設計合理，簡單實用，安全可靠，效果明顯。
文檔編號F27D21/00GK101693160SQ200910044590
公開日2010年4月14日 申請日期2009年10月22日 優先權日2009年10月22日
發明者吳湘偉, 皮志明, 羅勁松, 謝晨輝, 陸必志 申請人:株洲硬質合金集團有限公司;