CN203837992U - 一种粗煤气预处理*** - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种粗煤气预处理***，涉及煤炭地下气化技术领域，为提高对粗煤气的净化效果而发明。所述粗煤气预处理***包括：依次连通的第一容器、第二容器、第三容器和第四容器，所述第一容器内装有酸性溶液；所述第二容器和所述第三容器内均装有干燥剂；所述第四容器内装有脱硫剂；所述粗煤气预处理***工作时，粗煤气依次通过所述第一容器、所述第二容器、所述第三容器和所述第四容器，本实用新型粗煤气预处理***用于对粗煤气进行净化。
Description
技术领域
本实用新型涉及煤炭地下气化技术领域，尤其涉及一种粗煤气预处理***
背景技术
煤炭地下气化是将处于地下的煤直接进行有控制的燃烧，通过煤的热作用及化学作用而产生可燃气体的过程。变传统采煤为化学采煤，省去了庞大的煤炭开采、运输、洗选、气化等工艺的设备，因而具有安全性好、投资少、效益高、污染少等优点。煤炭地下气化的气化炉所产的粗煤气的有效组分包括：氢气、甲烷、一氧化碳、二氧化碳、氮气等；干扰组分包括：水蒸气、氨气、煤灰、焦油、二氧化硫、硫化氢等。因此，煤炭地下气化的气化炉在运行过程中，对粗煤气各组分的分析与监测是非常重要的，通过准确地分析粗煤气中的组分含量并计算出煤气的热值，为判断气化炉点火是否成功和气化炉工艺运行是否顺利提供准确依据。为满足气相色谱仪等分析设备对粗煤气进气的要求，确保粗煤气中主要组分分析的准确性，保护分析设备并延长分析设备的使用寿命，通常需要对粗煤气进行必要的预处理，以去除干扰组分，即对粗煤气进行净化。
目前，粗煤气的预处理方法中，预处理的方式方法不尽相同且效果各异，但经过预处理的粗煤气难以得到较好的净化，去除干扰组分的效果较差，难以达到气相色谱仪的进气要求，不利于粗煤气的后续监测和使用。
实用新型内容
本实用新型的实施例提供一种粗煤气预处理***，可提高对粗煤气的净化效果。
为达到上述目的，本实用新型的实施例采用如下技术方案：
一种粗煤气预处理***，包括：依次连通的第一容器、第二容器、第三容器和第四容器，所述第一容器内装有酸性溶液；所述第二容器和所述第三容器内均装有干燥剂；所述第四容器内装有脱硫剂；所述粗煤气预处理***工作时，粗煤气依次通过所述第一容器、所述第二容器、所述第三容器和所述第四容器。
进一步地，还包括进气管和出气管，所述进气管的一端用于输入粗煤气，另一端与所述第一容器的顶部连通；所述第一容器的顶部与所述第二容器的底部连通；所述第二容器的顶部与所述第三容器的底部连通；所述第三容器的顶部与第四容器的底部连通；所述出气管的一端与所述第四容器的顶部连通，另一端用于输出处理后的粗煤气。
更进一步地，所述进气管为耐酸材质，所述进气管与所述第一容器的顶部连通的一端位于所述酸性溶液的液面以下，所述第一容器的顶部与所述第二容器的底部通过耐酸材质的管道连通，所述第二容器的顶部与所述第三容器的底部通过钢管连通；所述第三容器的顶部与第四容器的底部通过钢管连通。
进一步地，还包括第一连接管和第二连接管，所述第一连接管和所述第二连接管均与所述出气管连通，所述第一连接管和所述第二连接管通过检气管连通，所述出气管上在所述第一连接管和第二连接管之间设有针型阀。
更进一步地，所述第一连接管上与所述检气管对应的位置设有变径连接头，所述变径连接头与所述检气管的一端通过乳胶管连通；所述第二连接管上与所述检气管对应的位置设有变径连接头，所述变径连接头与所述检气管的另一端通过乳胶管连通。
更进一步地，所述第一连接管与所述检气管之间的管路上设有针型阀，所述第二连接管与所述检气管之间的管路上设有针型阀。
更进一步地，还包括第三连接管，所述第三连接管的一端与所述出气管连通，另一端与所述进气管连通，所述出气管上与所述第二连接管对应的位置通过针型阀与所述第三连接管的两端之间连通。
更进一步地，所述出气管上设有三通阀和湿度仪，所述第三连接管通过所述三通阀与所述出气管连通，所述湿度仪位于所述第二连接管与所述三通阀之间。
更进一步地，所述三通阀为三通电磁阀，所述湿度仪通过反馈控制装置与所述三通电磁阀连接，所述反馈控制装置可根据湿度仪测得的湿度数据控制所述三通电磁阀。
更进一步地，还包括与所述出气管连通的第四连接管，所述第四连接管与所述出气管的连通点位于所述第二连接管和所述湿度仪之间，所述第四连接管通过第五容器与所述出气管连通，且所述第五容器与所述出气管的连通点位于靠近所述出气管的出气口位置，所述第五容器内装有干燥剂。
更进一步地，所述第五容器两端尺寸小于中间尺寸，所述第四连接管上设有变径连接头，所述出气管上靠近出气口的位置设有变径连接头，所述两个变径连接头分别通过乳胶管连通于所述第五容器的两端。
更进一步地，所述进气管上设有第一止回阀和气泵，所述第一止回阀靠近所述进气管的进气口设置，所述气泵远离所述进气管的进气口设置，所述气泵与所述第一容器之间的管路设有针型阀，所述第三连接管与所述进气管的连接点位于所述第一止回阀和气泵之间，所述第三连接管上设有第二止回阀。
本实用新型实施例提供的粗煤气预处理***，通过使粗煤气依次经过所述第一容器、所述第二容器、所述第三容器和所述第四容器。所述第一容器内的酸性溶液可对对粗煤气进行降温、去除粗煤气中的煤灰、焦油、氨气等干扰组分；所述第二容器内的干燥剂可对粗煤气进行干燥；所述第三容器中的干燥剂可进一步使粗煤气干燥；所述第四容器内的脱硫剂，可吸附粗煤气中的含硫化合物，以达到去除二氧化硫、硫化氢等含硫化合物的目的。从而可通过使粗煤气依次经过各所述容器，较好的去除粗煤气内的干扰组分，实现对粗煤气的净化，有利于满足气相色谱仪及其他分析设备的进气要求。由此，提高了粗煤气的净化效果。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例一种粗煤气预处理***的示意图；
图2为图1中A部的局部示意图；
图3为图1中B部的局部示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“第五”仅用于描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“第五”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
参照图1，图1为本实用新型实施例提供的一种粗煤气预处理***的一个具体实施例，所述粗煤气预处理***，包括：依次连通的第一容器1、第二容器2、第三容器3和第四容器4，第一容器1内装有酸性溶液；所述第二容器2和第三容器3内均装有干燥剂；第四容器4内装有脱硫剂；所述粗煤气预处理***工作时，粗煤气依次通过第一容器1、第二容器2、第三容器3和第四容器4。
本实用新型实施例提供的粗煤气预处理***，通过使粗煤气依次经过第一容器1、第二容器2、第三容器3和第四容器4。第一容器1内的酸性溶液可对对粗煤气进行降温、去除粗煤气中的煤灰、焦油、氨气等干扰组分；第二容器2内的干燥剂可去除水蒸气等干扰组分，对粗煤气进行干燥；第三容器3中的干燥剂可进一步使粗煤气干燥；第四容器4内的脱硫剂，可吸附粗煤气中的含硫化合物化，以达到去除二氧化硫、硫化氢等含硫化合物的目的。从而可通过使粗煤气依次经过各所述容器，较好的去除粗煤气内的干扰组分，实现对粗煤气的净化，有利于满足气相色谱仪及其他分析设备的进气要求。由此，提高了粗煤气的净化效果。
所述酸性溶液可选用盐酸水溶液或硫酸水溶液，其中，所述盐酸水溶液或所述硫酸水溶液浓度为5％～20％。采用浓度较低的盐酸水溶液或所述硫酸水溶液可防止酸性溶液与粗煤气中的有效组分发生化学反应，导致有效成分减少，影响粗煤气的预处理效果。由此，进一步提高粗煤气的预处理效果。
第二容器2内的干燥剂可选用无水氯化钙。由于无水氯化钙难与粗煤气中的二氧化碳等有效成分发生化学反应，从而可防止粗煤气中的有效组分与干燥剂发生化学反应，导致有效成分减少，影响粗煤气的预处理效果。由此，进一步提高粗煤气的预处理效果。
第三容器3内的干燥剂可选用变色硅胶或无水硫酸铜，由于变色硅胶和无水硫酸铜均对水蒸气具有较强的吸附作用，而且在吸收水蒸气后能够变色，因此，可利用变色硅胶或无水硫酸铜进一步吸收粗煤气中的水蒸气，并根据其变色情况判断水蒸气的去除效果，同时，有利于根据变色情况判断变色硅胶或无水硫酸铜是否能够继续吸附水蒸气，从而有利于及时更换无水氯化钙和变色硅胶或无水硫酸铜。由此，可进一步提高粗煤气的净化效果。
所述脱硫剂可选用氧化铁脱硫剂，氧化铁脱硫剂可吸附粗煤气中的二氧化硫、硫化氢等含硫化合物，由于氧化铁脱硫剂的硫容大，使用性能稳定，价格低等优点，且脱硫效果较好，因此，可提高对粗煤气的净化效果。由此，可进一步提高对粗煤气的净化效果。
为了进一步去除粗煤气的干扰组分，提高对粗煤气的净化效果，所述粗煤气预处理***还包括进气管5和出气管6，进气管5的一端用于输入粗煤气，另一端与第一容器1的顶部连通；第一容器1的顶部与第二容器2的底部连通；第二容器2的顶部与第三容器3的底部连通；第三容器3的顶部与第四容器4的底部连通；出气管6的一端与第四容器4的顶部连通，另一端用于输出处理后的粗煤气。使得粗煤气可从各所述容器的底部进入，从顶部输出，从而有利于使粗煤气与各所述容器内的试剂的接触更加充分，使净化效果得到提升。由此，可进一步提高粗煤气的净化效果。
由于第一容器1内装有酸性溶液，因此，为了避免所述酸性溶液对管路的腐蚀，进气管5可选用耐酸材质，具体地，进气管5与第一容器1接触的部分可选用玻璃管或玻璃管与乳胶管相配合连通，第一容器1的顶部与所述第二容器2的底部通过玻璃管或玻璃管与乳胶管相配合连通，例如：第一容器1与第二容器2通过直径为10mm～15mm的玻璃管配合乳胶管连接；所述第二容器2的顶部与所述第三容器3的底部通过钢管连通，所述第三容器3的顶部与第四容器4的底部通过钢管连通，同时，为了提高所述酸性溶液对进入第一容器1内的粗煤气的净化效果，应将进气管5与第一容器1的顶部连通的一端设置于所述酸性溶液的液面以下，距离第一容器底部10mm左右，使粗煤气直接进入所述酸性溶液内部，从而使所述酸性溶液对粗煤气的净化作用得到加强，并且第一容器1的顶部与所述第二容器2的连接点位于所述酸性溶液的液面以上，从而避免所述酸性溶液进入后续的各所述容器中。由此，可进一步提高粗煤气的净化效果。
由于第一容器1内装有酸性溶液，因此，为了防止所述酸性溶液腐蚀第一容器1，第一容器1可选用玻璃材质的容器，第二容器2、第三容器3和所述第四容器4均为玻璃材质容器或钢制容器。玻璃材质的容器便于观察容器内部，而钢制容器的强度较高，当第二容器2、第三容器3和所述第四容器4均为钢制容器时，可在第二容器2、第三容器3和所述第四容器4的侧壁上设置观察窗(图中未示出)，观察窗可为玻璃制观察窗，以便于观察各容器内试剂的变化情况。
参照图2，为了便于对粗煤气中的干扰组分进行监测，及时判断粗煤气的净化效果，所述粗煤气预处理***还包括第一连接管7和第二连接管8，第一连接管7和第二连接管8均与出气管6连通，第一连接管7和第二连接管8通过检气管9连通，出气管6上在第一连接管7和第二连接管8之间设有针型阀10，检气管9可选用硫化氢检气管、氨气检气管、苯检气管、甲苯检气管、二氧化硫检气管或二硫化碳检气管等。当粗煤气从第四容器4中输出后，可通过第一连接管7进入检气管9，通过观察检气管的变色情况，判断粗煤气的净化效果，例如：当检气管9选用硫化氢检气管时，可通过观察所述硫化氢检气管的变色情况，判断对粗煤气中的硫化氢的净化效果。
由于检气管的两端尺寸通常小于中间尺寸，因此，为了方便连接，第一连接管7上与检气管9对应的位置设有变径连接头11，所述变径连接头11与检气管9的一端通过乳胶管12连通；第二连接管8上与检气管9对应的位置设有变径连接头11，变径连接头11与检气管9的另一端通过乳胶管12连通。
为了便于控制对粗煤气的干扰组分的监测，可在第一连接管7与检气管9之间的管路上设置针型阀10，在第二连接管8与所述检气管9之间的管路上设置针型阀10。从而可通过所述针型阀10控制检气管9的进气与出气，有利于对粗煤气干扰组分的监测过程的控制。
由于粗煤气中的干扰组分较多，为了较好的监测粗煤气中各干扰组分的净化效果，检气管9至少设置三个。所述三个检气管9可选用硫化氢检气管、氨气检气管、苯检气管、甲苯检气管、二氧化硫检气管或二硫化碳检气管等任意能检测粗煤气中的干扰组分的检气管。
所述粗煤气预处理***还包括第三连接管13，第三连接管13的一端与出气管6连通，另一端与进气管5通，出气管6上与第二连接管8对应的位置通过针型阀10与第三连接管13连通。若通过检气管9判断粗煤气的净化效果不佳，可打开针型阀10，使粗煤气从第二连接管8输出后，进入第三连接管13，通过第三连接管13再次进入进气管5，从而实现对粗煤气的循环净化。由此，进一步地提高了粗煤气的净化效果。
参照图3，为了便于对粗煤气中的水蒸气进行监测，可在出气管6上设置三通阀14和湿度仪15，第三连接管13通过三通阀14与出气管6连通，湿度仪15位于第二连接管8与三通阀14之间。当粗煤气从第二连接管8输出后，可通过湿度仪15检测粗煤气中的水蒸气含量，从而可实时监测对粗煤气中水蒸气的净化效果，由于第三连接管13通过三通阀14与出气管6连接，因此，当粗煤气中的水蒸气含量过高时，可通过三通阀14将粗煤气通过第三连接管13重新输入至进气管5，从而可对粗煤气再次进行净化。由此，可进一步提高粗煤气的净化效果。
为了便于控制，三通阀14可选用三通电磁阀，湿度仪15通过反馈控制装置16与所述三通电磁阀连接，反馈控制装置16可根据湿度仪15测得的湿度数据控制所述三通电磁阀。湿度仪15可检测粗煤气中水蒸气的含量，并可通过反馈控制装置16对三通电磁阀9传输控制信号。当粗煤气中水蒸气的含量超过预设参数标准时，所述三通电磁阀控制粗煤气通过第三连接管13再次进入进气管5，进一步净化；当粗煤气中的水蒸气含量未超过预设参数标准时，所述三通电磁阀控制粗煤气沿出气管6输出，从而为气相色谱仪或其他分析设备输送预处理后的粗煤气。
为了避免在湿度仪15或反馈控制装置16出现故障时，无法对粗煤气中的水蒸气进行监测，所述粗煤气预处理***还包括与出气管6连通的第四连接管17，第四连接管17与出气管6的连通点位于第二连接管8和湿度仪15之间，第四连接管17通过第五容器18与出气管6连通，且第五容器18与出气管6的连通点位于靠近出气管6的出气口61的位置，第五容器18内装有干燥剂，且第五容器18内的干燥剂可选用变色硅胶或无水硫酸铜。当湿度仪15或反馈控制装置16难以正常使用时，可通过第四连接管17将粗煤气引入第五容器18内，由于变色硅胶或无水硫酸铜遇水后均可变色，因此可根据变色硅胶或无水硫酸铜的变色状况，对粗煤气中的水蒸气进行监测，并进一步去除粗煤气中的水蒸气。
为了便于与管路连接，第五容器18的两端尺寸较小，为了便于放置试剂，第五容器18的中间尺寸较大，第四连接管17上设有变径连接头11，出气管6上靠近出气口的位置设有变径连接头11，两个变径连接头11分别通过乳胶管12连通于第五容器18的两端。
为了提高对粗煤气的预处理的效率，可在进气管5上设置第一止回阀19和气泵20，第一止回阀19靠近进气管5的进气口51设置，气泵20远离进气管5的进气口51设置，气泵20与第一容器1之间的管路设有针型阀10，第三连接管13与进气管5的连接点位于第一止回阀19和气泵20之间，第三连接管13上设有第二止回阀21。从而可通过气泵使进气管5中的粗煤气保持适宜的压力和流量，第一止回阀19和第二止回阀21可保证粗煤气的正常输入，防止粗煤气倒流，从而保证对粗煤气的预处理过程的正常进行。
气泵20为电动抽气泵，流量为0.2～3L/min，出气压力0.05～0.1MPa。
在本说明书的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (12)
1.一种粗煤气预处理***，其特征在于，包括：依次连通的第一容器、第二容器、第三容器和第四容器，所述第一容器内装有酸性溶液；所述第二容器和所述第三容器内均装有干燥剂；所述第四容器内装有脱硫剂；所述粗煤气预处理***工作时，粗煤气依次通过所述第一容器、所述第二容器、所述第三容器和所述第四容器。
2.根据权利要求1所述的粗煤气预处理***，其特征在于，还包括进气管和出气管，所述进气管的一端用于输入粗煤气，另一端与所述第一容器的顶部连通；所述第一容器的顶部与所述第二容器的底部连通；所述第二容器的顶部与所述第三容器的底部连通；所述第三容器的顶部与第四容器的底部连通；所述出气管的一端与所述第四容器的顶部连通，另一端用于输出处理后的粗煤气。
3.根据权利要求2所述的粗煤气预处理***，其特征在于，所述进气管为耐酸材质，所述进气管与所述第一容器的顶部连通的一端位于所述酸性溶液的液面以下，所述第一容器的顶部与所述第二容器的底部通过耐酸材质的管道连通，所述第二容器的顶部与所述第三容器的底部通过钢管连通；所述第三容器的顶部与第四容器的底部通过钢管连通。
4.根据权利要求1所述的粗煤气预处理***，其特征在于，还包括第一连接管和第二连接管，所述第一连接管和所述第二连接管均与所述出气管连通，所述第一连接管和所述第二连接管通过检气管连通，所述出气管上在所述第一连接管和第二连接管之间设有针型阀。
5.根据权利要求4所述的粗煤气预处理***，其特征在于，所述第一连接管上与所述检气管对应的位置设有变径连接头，所述变径连接头与所述检气管的一端通过乳胶管连通；所述第二连接管上与所述检气管对应的位置设有变径连接头，所述变径连接头与所述检气管的另一端通过乳胶管连通。
6.根据权利要求5所述的粗煤气预处理***，其特征在于，所述第一连接管与所述检气管之间的管路上设有针型阀，所述第二连接管与所述检气管之间的管路上设有针型阀。
7.根据权利要求4所述的粗煤气预处理***，其特征在于，还包括第三连接管，所述第三连接管的一端与所述出气管连通，另一端与所述进气管连通，所述出气管上与所述第二连接管对应的位置通过针型阀与所述第三连接管的两端之间连通。
8.根据权利要求7所述的粗煤气预处理***，其特征在于，所述出气管上设有三通阀和湿度仪，所述第三连接管通过所述三通阀与所述出气管连通，所述湿度仪位于所述第二连接管与所述三通阀之间。
9.根据权利要求8所述的粗煤气预处理***，其特征在于，所述三通阀为三通电磁阀，所述湿度仪通过反馈控制装置与所述三通电磁阀连接，所述反馈控制装置可根据湿度仪测得的湿度数据控制所述三通电磁阀。
10.根据权利要求7所述的粗煤气预处理***，其特征在于，还包括与所述出气管连通的第四连接管，所述第四连接管与所述出气管的连通点位于所述第二连接管和所述湿度仪之间，所述第四连接管通过第五容器与所述出气管连通，且所述第五容器与所述出气管的连通点位于靠近所述出气管的出气口位置，所述第五容器内装有干燥剂。
11.根据权利要求10所述的粗煤气预处理***，其特征在于，所述第五容器两端尺寸小于中间尺寸，所述第四连接管上设有变径连接头，所述出气管上靠近出气口的位置设有变径连接头，所述两个变径连接头分别通过乳胶管连通于所述第五容器的两端。
12.根据权利要求11所述的粗煤气预处理***，其特征在于，所述进气管上设有第一止回阀和气泵，所述第一止回阀靠近所述进气管的进气口设置，所述气泵远离所述进气管的进气口设置，所述气泵与所述第一容器之间的管路设有针型阀，所述第三连接管与所述进气管的连接点位于所述第一止回阀和气泵之间，所述第三连接管上设有第二止回阀。
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|---|---|---|---|---|
| CN107131923A (zh) * | 2017-06-15 | 2017-09-05 | 新疆国利衡清洁能源科技有限公司 | 煤气流量计的保护***及其保护方法 |
| CN109323895A (zh) * | 2018-10-23 | 2019-02-12 | 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 | 用于焦炉煤气总含s量测定的在线采样*** |
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