CN109499299B - 一种在线更换物料的脱硫装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种在线更换物料的脱硫装置，包括设置在脱硫装置两侧的两个密封箱，所述密封箱被隔板分隔为密封腔和电机腔，所述电机腔内设置有电机，所述密封腔内设置有回形的滑轨，所述滑轨上设置有多块沿滑轨滑动的气密挡片；两块滤网之间还设置有压块，所述压块的两端分别贯穿气密挡片，并与带动压块做回形运动的电机连接，所述压块通过底板上设置的通道Ⅰ脱离两块滤网，并通过顶板上设置的通道Ⅱ回到两块滤网内，所述密封腔上还设置有与压块运动路线包围面积大小相同的穿洞，所述穿洞内设置有密封板，所述密封板通过支撑杆与设置在密封箱上的支撑板连接。本发明能保证脱硫剂在更换过程中装置的气密性，并能保证脱硫剂在滤网间的密实度。

Description

一种在线更换物料的脱硫装置
技术领域
本发明涉及干法脱硫技术领域，具体涉及到一种在线更换物料的脱硫装置。
背景技术
沼气从厌氧发酵装置产出时，特别是在中温或高温发酵时，携带有大量的H2S。由于沼气中还有大量的水蒸汽存在，水与沼气中的H2S共同作用，加速了金属管道、阀门和流量计的腐蚀和堵塞。另外，H2S燃烧后生成的SO2，与燃烧产物中的水蒸气结合成亚硫酸，使设备的金属表面产生腐蚀，并且还会造成对大气环境的污染，影响人体健康。因此，在使用沼气之前，必须脱除其中的H2S。
干法脱硫是一种简易、高效、相对低成本的脱硫方式，一般适合用于沼气量小，硫化氢浓度低的沼气脱硫。干法脱除沼气气体中硫化氢的设备基本原理是以O2使H2S氧化成硫或硫氧化物的一种方法，也可称为干式氧化法。干法设备的构成是，在一个容器内放入填料，填料层有活性炭、氧化铁等。气体以低流速从一端经过容器内填料层，硫化氢(H2S)氧化成硫或硫氧化物后，余留在填料层中，净化后气体从容器另一端排出。干法脱硫存在的问题为脱硫剂不能在线更换，必须停工后才能更换脱硫剂，给生产过程造成诸多不便。国内部分工厂也采用了在线更换脱硫剂的技术，但脱硫剂在更换过程中装置的气密性难以得到保障，且更换脱硫剂后，滤网间的脱硫剂可能会出现空腔，影响脱硫的效果。
文献CN87212901公开了一种净化煤气的分斗式干箱脱硫装置，该装置在干箱内设置一个或多个脱硫斗，脱硫剂分层置于其内。更换脱硫剂时，只要打开箱盖即可吊出。脱硫斗与干箱底采用砂封，待脱硫的煤气必须经过脱硫剂才能输出。但该装置并没有解决脱硫过程中装置气密性的问题，也不能保证脱硫剂在滤网间的密实度。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种在线更换物料的脱硫装置，能保证脱硫剂在更换过程中装置的气密性，并能保证脱硫剂在滤网间的密实度。
本发明的内容包括设置在脱硫装置上的进气管、排气管，以及设置在脱硫装置顶板与底板之间的至少两块滤网，两块滤网之间设置有脱硫剂，所述顶板上设置有用于填充脱硫剂的进料口，所述底板上设置有用于排放脱硫剂的出料口，所述脱硫装置两侧设置有两个密封箱，所述密封箱被隔板分隔为密封腔和电机腔，所述电机腔内设置有电机，所述密封腔内设置有回形的滑轨，所述滑轨上设置有多块沿滑轨滑动的气密挡片；两块滤网之间还设置有压块，所述压块的两端分别贯穿气密挡片，并与带动压块做回形运动的电机连接，所述压块通过底板上设置的通道Ⅰ脱离两块滤网，并通过顶板上设置的通道Ⅱ回到两块滤网内，所述密封腔上还设置有与压块运动路线包围面积大小相同的穿洞，所述穿洞内设置有密封板，所述密封板通过支撑杆与设置在密封箱上的支撑板连接。
本发明使用的脱硫剂为颗粒状，且脱硫剂表面呈蜂窝状，具有较大的孔隔结物，流容量吸附性能好，是由化学脱硫剂和活性炭脱硫剂组成，所述化学脱硫剂包括铁基脱硫剂，如粉状氧化铁脱硫剂。
电机腔内的电机为防爆电机，所述防爆电机在运行时不产生电火花，可以在易燃易爆场所使用，主要用于煤矿、石油天然气、石油化工和化学工业。防爆电机与由齿轮组成的回形回路连接，通过防爆电机提供动力来源，使设置在回形回路上的固定件做回形运动，所述压块的两端分别固定在对应电机腔的固定件上，使压块跟随固定件做回形运动。
本发明通过压块的往复运动，从而实现在线更换脱硫剂，并保证脱硫剂密实度。压块的初始位置位于进料口下方，在需要更换脱硫剂时，同时打开进料口和出料口，通过压块缓慢、匀速、密实的运动将脱硫剂从出料口排出，能避免打开出料口时，脱硫剂局部下落不均匀，造成滤网间形成空腔，影响更换脱硫剂时在线脱硫的效果。
将压块下方失活脱硫剂排出的过程中，压块上方会缓慢、匀速的填充新脱硫剂，从而保证即使在线更换脱硫剂，也不影响脱硫的效果。在将失活脱硫剂完全排出后，关闭出料口，压块通过底板上设置的通道Ⅰ离开两块滤网之间，并根据滑轨的回形设置，穿过顶板上设置的通道Ⅱ回到两块滤网内，此时滤网内已全部替换为新脱硫剂，此时压块再向下施加一定压力并完成一定位移，使新脱硫剂密实度得到保证，随后压块停止运动，等待下一次更换脱硫剂时再重新启动。
所述压块为压板或滚轴，所述压板在运动时自身不转动，所述滚轴在运动时自身进行自转。
为防止脱硫剂堵塞通道Ⅰ和通道Ⅱ，在通道Ⅰ内设置有气密开关Ⅰ，在通道Ⅱ内设置有气密开关Ⅱ，气密开关还能防止含硫气体通过通道从进料口和出料口溢出，气密开关的设置能增加装置的使用有效性和气密性。
密封腔包括脱硫装置的侧板和隔板，在隔板和侧板之间设置有两两相连、整体呈环状的气密挡片，所述压块贯穿其中的一块气密挡片并与该气密挡片固定，在压块做回形运动的过程中，与压块固定的气密挡片也会带动其他气密挡片在滑轨内做回形运动。
因为压块在做回形运动的过程中，会对侧板和隔板形成回形切割，因此侧板和隔板上会形成穿洞，在穿洞内设置有密封板，所述密封板的重量由支撑杆支撑，所述支撑杆穿过电机并与设置在电机腔上的支撑板固定，从而使密封板成为密封腔的一个部分。为加强支撑杆的固定效果，所述支撑杆可以根据需求设置多根。此时，密封板和侧板、密封板和隔板之间会形成环形通道，环形通道能供压块做回形运动，而随压块做环形运动的气密挡片则会将环形通道封住，能起到一定的密封作用。
所述气密挡片包括与滑轨配合的支架以及设置在支架内的气囊，所述气囊内设置有空腔，相邻两块气密挡片之间的空腔彼此连通。气密挡片支架的作用是使气密挡片有一定的固定外形并能在滑轨上滑动，而气囊的膨胀和缩小能改变气密挡片与侧板和隔板之间的间隙。需要密封时使气囊膨胀，对密封腔进行密封；需要气密挡片运动时使气囊缩小，便于气密挡片进行运动。
为了防止气囊被硫化氢腐蚀，气囊使用的材质为氟橡胶，如全氟橡胶，能耐高温和抗硫化氢腐蚀，且充气后能膨胀对密封腔密封。
所述压块上设置有通气管，所述通气管一端与气囊连通，另一端与设置在电机上的充气装置连接。气囊的充气与放气由电机上的充气装置控制，在气密挡片需要运动时控制充气装置放气，在气密挡片静止不动时，则控制充气装置充气。
所述出料口靠近滤网处设置有能供压块穿过的排料闸，所述出料口远离滤网处设置有气密闸，所述排料闸和气密闸之间设置有通道Ⅰ。双重闸门的设置，使出料口的气密性能更好的得到保证。
所述排料闸和/或气密闸上设置有压力传感器，所述压力传感器通过控制器与电机连接。压块的压力大小需要调节在适度范围内，若压力太小，会使得脱硫剂密实度得不到保证，若压力太大，则可能会将脱硫剂从滤网的间隙中压排出去。通过压力传感器的设置，能使得压块的压力始终控制在限定范围内，使压块能保持缓慢、稳定、恒压的进行运动，从而保证脱硫剂的密实度。
所述密封腔的底板上设置有用于排出脱硫剂的排渣口。因为气密挡片在密封腔内能够运动，因此气密挡片与密封板之间存在一定间隙，间隙内会渗漏一定量的脱硫剂，在密封腔需要密封时，渗漏的脱硫剂会对密封腔的密封产生帮助作用，在气密挡片需要运动时，间隙内渗漏的脱硫剂则会对气密挡片造成阻碍。而通过在密封腔底部设置排渣口，能将渗漏的脱硫剂排出，使气密挡片在需要运动时能***。所述排渣口处还设置有开关。
所述底板上设置有用于收集排渣口和出料口排出脱硫剂的收集槽，能避免脱硫剂的浪费，使脱硫剂在被收集后能被回收利用。
所述进料口的横截面积与两块滤网和脱硫装置上两块侧板围成的面积相同，所述进料口与输料槽连接。进料口这样设置，能保证压块在向下运动时，新脱硫剂能均匀的平铺在压块上，使新脱硫剂的密实度得到一定保证。
所述脱硫装置依次与用于收集脱硫剂的储存箱和用于加热还原脱硫剂的加热箱连接，经加热箱还原的脱硫剂通过传动装置被输送回输料槽内。脱硫剂在失活后，经收集和加热处理，能将脱硫剂再次热解还原，重新输送回输料槽后脱硫剂能再次使用，收集和加热装置的设置能提高脱硫剂的使用效率。
所述排气管处设置有含硫气体含量测量传感器，所述传感器与分析仪连接，能对脱硫剂更换过程中的脱硫效果进行监控，使工作人员能对更换过程中出现的不同状况采取不同的措施。
此外，所述电机腔上还设置有用于检修电机的气密门，所述电机腔上还设置有排气装置。在电机出现故障需要检修时，在确保密封腔密封的情况下，通过排气装置将电机腔内的含硫气体排出，再将气密门打开即可进行检修，能方便检修并改善工作人员的工作环境。
本发明的有益效果为：
(1)压块在更换脱硫剂的过程中能持续对失活脱硫剂施加恒定压力，能保证失活脱硫剂的密实度，避免失活脱硫剂在更换时出现空腔，影响脱硫效率。
(2)压块对新更换的脱硫剂会施加一定压力，能保证新更换的脱硫剂的密实度，防止新更换脱硫剂内产生空腔，影响脱硫效率。
(3)气密挡片能通过充气和放气的方式灵活的调节气密挡片与密封板之间的间隙，使工作人员能够方便、有效的调节密封腔的密封性。
(4)压力传感器的设置使工作人员能定量的控制压块的压力，使压块能在限定压力范围内进行运动，提高了脱硫剂更换后的实用效果。
(5)进料口的横截面积与两块滤网围成的面积相同，能保证压块在向下运动时，新更换的脱硫剂能均匀的平铺在压块上，使新脱硫剂的密实度得到一定保证。
(6)底板上的通道Ⅰ和顶板上的通道Ⅱ使压块能往复运动于滤网间和滤网外，便于压块在滤网中进行位置切换。
(7)设置在密封腔底部的排渣口，使气密挡片在需要运动时能将渗漏的脱硫剂从排渣口排出，能避免脱硫剂影响气密挡片的运动。
(8)脱硫装置与收集装置和加热装置连接，能将收集的失活脱硫剂再次热解还原，从而提高脱硫剂的使用效率。
附图说明
图1为本发明的流程示意图。
图2为本发明脱硫装置进气管、排气管和滤网的剖视图。
图3为本发明滤网部分的放大示意图。
图4为本发明脱硫装置沿压块方向的剖视图。
图5为本发明气密挡片和压块连接处的结构示意图。
图6为本发明气密挡片沿滑轨的排列示意图。
1脱硫装置，111顶板，112底板，113侧板，114隔板，115排渣口，116进气管，117排气管，2储存箱，3加热箱，4滤网，5压块，511通气管，6输料槽，611输料闸，7排料槽，711排料闸，712气密闸，713收集槽，714输料管，8滑轨，811通道Ⅰ，812气密开关Ⅰ，813通道Ⅱ，814气密开关Ⅱ，9气密挡片，911支架，912气囊，913空腔，914通孔，10电机，1011电机导轨，1012支撑板，1013支撑杆。
具体实施方式
如附图1-6所示，本发明包括设置在脱硫装置1上的进气管116、排气管117，以及设置在脱硫装置1顶板111与底板112之间的至少两块滤网4，两块滤网4之间设置有脱硫剂，所述顶板111上设置有用于填充脱硫剂的进料口，所述底板112上设置有用于排放脱硫剂的出料口，所述脱硫装置1两侧设置有两个密封箱，所述密封箱被隔板114分隔为密封腔和电机腔，所述电机腔内设置有电机10，所述密封腔内设置有回形的滑轨8，所述滑轨8上设置有多块沿滑轨8滑动的气密挡片9；两块滤网4之间还设置有压块5，所述压块5的两端分别贯穿气密挡片9，并与带动压块5做回形运动的电机10连接，所述压块5通过底板112上设置的通道Ⅰ811脱离两块滤网4，并通过顶板111上设置的通道Ⅱ813回到两块滤网4内，所述密封腔上还设置有与压块5运动路线包围面积大小相同的穿洞，所述穿洞内设置有密封板，所述密封板通过支撑杆1013与设置在密封箱上的支撑板1012连接。
为防止脱硫剂堵塞通道Ⅰ811和通道Ⅱ813，在通道Ⅰ811内设置有气密开关Ⅰ812，在通道Ⅱ813内设置有气密开关Ⅱ814，气密开关还能防止含硫气体通过通道从进料口和出料口溢出，气密开关的设置能增加装置的使用有效性和气密性。
在实际生产过程中，也可不设置滑轨8，手动将压块5的位置进行切换。
密封腔包括脱硫装置1的侧板113和隔板114，在隔板114和侧板113之间设置有两两相连、整体呈环状的气密挡片9，所述压块5贯穿其中的一块气密挡片9并与该气密挡片9固定，在压块5做回形运动的过程中，与压块5固定的气密挡片9也会带动其他气密挡片5在滑轨8内做回形运动。
压块5在做回形运动的过程中，会对侧板113和隔板114形成回形切割，因此侧板113和隔板114上会形成穿洞，在穿洞内设置有密封板，所述密封板的重量由支撑杆1013支撑，所述支撑杆1013穿过电机10并与设置在电机腔上的支撑板1012固定，从而使密封板1012成为密封腔的一个部分。为加强支撑杆1013的固定效果，所述支撑杆1013可以根据需求设置多根。此时，密封板和侧板113、密封板和隔板114之间会形成环形通道，环形通道能供压块5做回形运动，而随压块5做环形运动的气密挡片9则会将环形通道封住，能起到一定的密封作用。
所述气密挡片9包括与滑轨8配合的支架911以及设置在支架911内的气囊912，所述气囊912内设置有空腔913，相邻两块气密挡片9之间的空腔913通过通孔914彼此连通。气密挡片9支架911的作用是使气密挡片9有一定的固定外形并能在滑轨8上滑动，而气囊912的膨胀和缩小能改变气密挡片9与侧板113和隔板114之间的间隙。
所述压块5上设置有通气管511，所述通气管511一端与气囊912连通，另一端与设置在电机10上的充气装置连接。气囊912的充气与放气由电机10上的充气装置控制，在气密挡片9需要运动时控制充气装置放气，在气密挡片9静止不动时，则控制充气装置充气。
所述出料口靠近滤网4处设置有能供压块5穿过的排料闸711，所述出料口远离滤网4处设置有气密闸712，所述排料闸711和气密闸712之间设置有通道Ⅰ811。双重闸门的设置，使出料口的气密性能更好的得到保证。
所述排料闸711和/或气密闸712上设置有压力传感器，所述压力传感器通过控制器与电机10连接。通过压力传感器的设置，能使得压块5的压力始终控制在限定范围内，使压块5能保持缓慢、稳定、恒压的进行运动，从而保证脱硫剂的密实度。
所述密封腔的底板112上设置有用于排出脱硫剂的排渣口115。通过在密封腔底部设置排渣口115，能将渗漏的脱硫剂排出，使气密挡片9在需要运动时能***。所述排渣口115处还设置有开关。
所述底板112上设置有用于收集排渣口115和出料口排出脱硫剂的收集槽713，所述收集槽713与将脱硫剂输送至储存箱2的输料管714连接，能避免脱硫剂的浪费，使脱硫剂在被收集后能被回收利用。
所述进料口的横截面积与两块滤网4和脱硫装置1上两块侧板113围成的面积相同，所述进料口与输料槽6连接。进料口的设置，能保证压块5在向下运动时，新脱硫剂能均匀的平铺在压块5上，使新脱硫剂的密实度得到一定保证。
所述脱硫装置1依次与用于收集脱硫剂的储存箱2和用于加热还原脱硫剂的加热箱3连接，经加热箱3还原的脱硫剂通过传动装置被输送回输料槽6内。脱硫剂在失活后，经收集和加热处理，能将脱硫剂再次热解还原，重新输送回输料槽6后脱硫剂能再次使用，收集和加热装置的设置能提高脱硫剂的使用效率。
所述排气管117处设置有含硫气体含量测量传感器，所述传感器与分析仪连接，能对脱硫剂更换过程中的脱硫效果进行监控，使工作人员能对更换过程中出现的不同状况采取不同的措施。
所述电机腔上还设置有用于检修电机10的气密门，所述电机腔上还设置有排气装置。在电机10出现故障需要检修时，在确保密封腔密封的情况下，通过排气装置将电机腔内的含硫气体排出，再将气密门打开即可进行检修，能方便检修并改善工作人员的工作环境。
本发明的使用步骤为：
(1)需要更换脱硫剂时，先控制充气装置将气密挡片9中气囊912内的气体排出，并打开排渣口115上的开关，再同时打开排料闸711、气密闸712和输料闸611，并同时启动电机10，在控制脱硫剂缓慢排出的同时，通过电机10控制压块5恒压、缓慢的向下运动，并通过调节输料闸611使新脱硫剂均匀的平铺在压块5上；
(2)在压块5运动到通道Ⅰ811位置上时，关闭排料闸711、气密闸712和输料闸611，打开气密开关Ⅰ812，使压块5穿过通道Ⅰ811并沿滑轨8回到通道Ⅱ813内，关闭气密开关Ⅰ812；
(3)在气密闸712关闭的情况下，打开输料闸611，使脱硫剂将气密闸712和输料闸611之间的间隙填满后，关闭输料闸611，使出料口形成密封；
(4)打开气密开关Ⅱ814，使压块5运动到输料闸611的下方，然后关闭气密开关Ⅱ814，关闭排渣口115上的开关，控制压块5向新脱硫剂施加一定压力后，使压块5停止运动，再控制充气装置将气密挡片9中的气囊912充气，使密封腔内形成密封；
(5)打开输料闸611，使新脱硫剂将压块5和输料闸611之间的间隙填满，关闭输料闸611，使进料口形成密封；
(6)在需要更换脱硫剂时，重复步骤(1)-(5)。

Claims (10)

1.一种在线更换物料的脱硫装置，包括设置在脱硫装置(1)上的进气管(116)、排气管(117)，以及设置在脱硫装置(1)顶板(111)与底板(112)之间的至少两块滤网(4)，两块滤网(4)之间设置有脱硫剂，所述顶板(111)上设置有用于填充脱硫剂的进料口，所述底板(112)上设置有用于排放脱硫剂的出料口，其特征在于：所述脱硫装置(1)两侧设置有两个密封箱，所述密封箱被隔板(114)分隔为密封腔和电机腔，所述电机腔内设置有电机(10)，所述密封腔内设置有回形的滑轨(8)，所述滑轨(8)上设置有多块沿滑轨(8)滑动的气密挡片(9)；两块滤网(4)之间还设置有压块(5)，所述压块(5)的两端分别贯穿气密挡片(9)，并与带动压块(5)做回形运动的电机(10)连接，所述压块(5)通过底板(112)上设置的通道Ⅰ(811)脱离两块滤网(4)，并通过顶板(111)上设置的通道Ⅱ(813)回到两块滤网(4)内，所述密封腔上还设置有与压块(5)运动路线包围面积大小相同的穿洞，所述穿洞内设置有密封板，所述密封板通过支撑杆(1013)与设置在密封箱上的支撑板(1012)连接。
2.如权利要求1所述的在线更换物料的脱硫装置，其特征在于：所述气密挡片(9)包括与滑轨(8)配合的支架(911)以及设置在支架(911)内的气囊(912)，所述气囊(912)内设置有空腔(913)，相邻两块气密挡片(9)之间的空腔(913)彼此连通。
3.如权利要求2所述的在线更换物料的脱硫装置，其特征在于：所述压块(5)上设置有通气管(511)，所述通气管(511)一端与气囊(912)连通，另一端与设置在电机(10)上的充气装置连接。
4.如权利要求1所述的在线更换物料的脱硫装置，其特征在于：所述出料口靠近滤网(4)处设置有能供压块(5)穿过的排料闸(711)，所述出料口远离滤网(4)处设置有气密闸(712)，所述排料闸(711)和气密闸(712)之间设置有通道Ⅰ(811)。
5.如权利要求4所述的在线更换物料的脱硫装置，其特征在于：所述排料闸(711)和/或气密闸(712)上设置有压力传感器，所述压力传感器通过控制器与电机(10)连接。
6.如权利要求1所述的在线更换物料的脱硫装置，其特征在于：所述密封腔的底板(112)上设置有用于排出脱硫剂的排渣口(115)。
7.如权利要求6所述的在线更换物料的脱硫装置，其特征在于：所述底板(112)上设置有用于收集排渣口(115)和出料口排出脱硫剂的收集槽(713)。
8.如权利要求1所述的在线更换物料的脱硫装置，其特征在于：所述进料口的横截面积与两块滤网(4)和脱硫装置(1)上两块侧板(113)围成的面积相同，所述进料口与输料槽(6)连接。
9.如权利要求8所述的在线更换物料的脱硫装置，其特征在于：所述脱硫装置(1)依次与用于收集脱硫剂的储存箱(2)和用于加热还原脱硫剂的加热箱(3)连接，经加热箱(3)还原的脱硫剂通过传动装置被输送回输料槽(6)内。
10.如权利要求1-9任意一项所述的在线更换物料的脱硫装置，其特征在于：所述排气管(117)处设置有含硫气体含量测量传感器，所述传感器与分析仪连接。
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