CN220249690U - 一种煤气除水装置和煤气加压设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种煤气除水装置和煤气加压设备，煤气除水装置在煤气的一级气液分离器上安装第一液位计，在一级气液分离器的第一排水管上安装第一程控阀，第一程控阀与第一液位计连接进行交互信号，由于第一液位计被配置为输出一级气液分离器的第一液位信号，第一程控阀被配置为接收第一液位信号，在液位信号表征出一级气液分离器的当前液位低于预设的第一目标液位时关闭，以及不低于第一目标液位时开启，实现了一级气液分离器的自动排水，取消了操作人员的手动作业，有效防止操作人员的误操作的风险，进而提高了煤气除水过程中的安全性。

Description

一种煤气除水装置和煤气加压设备

技术领域

本实用新型涉及煤气除水的技术领域，尤其涉及一种煤气除水装置和煤气加压设备。

背景技术

钢铁冶金的生产工艺主要包括焦化、烧结、炼铁、炼钢、轧钢等流程，焦炉煤气是在炼焦工艺过程中，将煤装入碳化室内，隔绝空气加热至700-1100℃，在高温环境干馏成焦过程中分解挥发出的气体。因为其热值高的特点而被广泛应用到炉窑点火燃烧加热、煤气制氢气、火焰切割、钢包烘烤等多个生产区域环节。由于实际生产中部分工序要求使用高压焦炉煤气，所以需要将低压焦炉煤气通过鼓风机或压缩机的配套设施提升至用户要求的压力，压力提升导致煤气温度增高，净换热冷却后造成煤气温度降低而产生大量的机械水，目前将机械水排出***的操作依赖现场人员手动完成，高压焦炉煤气存在溢出隐患，溢出后易造成现场的工作人员中毒。

因此，如何提高煤气除水过程中的安全性，是目前亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的一种煤气除水装置和煤气加压设备，提高了煤气除水过程中的安全性。

本实用新型实施例提供了以下方案：

第一方面，本实用新型实施例提供了一种煤气除水装置，所述装置包括：

第一液位计，安装于煤气的一级气液分离器上，所述第一液位计被配置为输出所述一级气液分离器的第一液位信号；

第一程控阀，安装于所述一级气液分离器的第一排水管上，所述第一程控阀与所述第一液位计连接，所述第一程控阀被配置为接收所述第一液位信号，在所述液位信号表征出所述一级气液分离器的当前液位低于预设的第一目标液位时关闭，以及不低于所述第一目标液位时开启。

在一种可选的实施例中，所述装置还包括：

第一旁通管，所述第一旁通管的进水口与所述一级气液分离器连通，所述第一旁通管的出水口与所述第一排水管的出水口连通；

第一旁通阀，安装于所述第一旁通管上。

在一种可选的实施例中，所述装置还包括：

第一手动阀，安装于所述第一排水管的阀门进水段上；

第二手动阀，安装于所述第一排水管的阀门出水段上。

在一种可选的实施例中，所述装置还包括：

第二液位计，安装于煤气的二级气液分离器上，所述第二液位计被配置为输出所述二级气液分离器的第二液位信号；

第二程控阀，安装于所述二级气液分离器的第二排水管上，所述第二程控阀与所述第二液位计连接，所述第二程控阀被配置为接收所述第二液位信号，在所述液位信号表征出所述二级气液分离器的当前液位低于预设的第二目标液位时关闭，以及不低于所述第二目标液位时开启。

在一种可选的实施例中，所述装置还包括：

第二旁通管，所述第二旁通管的进水口与所述二级气液分离器连通，所述第二旁通管的出水口与所述第二排水管的出水口连通；

第二旁通阀，安装于所述第二旁通管上。

在一种可选的实施例中，所述装置还包括：

第三手动阀，安装于所述第二排水管的阀门进水段上；

第四手动阀，安装于所述第二排水管的阀门出水段上。

在一种可选的实施例中，所述第一液位计和/或所述第二液位计为磁翻板液位计。

在一种可选的实施例中，所述装置还包括：

缓存罐，所述缓存罐上设有缓存进水口和缓存出水口，所述缓存进水口的水平高度低于所述缓存出水口的水平高度；

第三排水管，所述第三排水管的进水口与所述第一排水管的出水口连通，所述第三排水管的出水口与所述缓存进水口连通；

第四排水管，所述第四排水管的进水口与所述缓存出水口连通，所述第四排水管的出水口与预设的排污井连通。

在一种可选的实施例中，所述装置还包括：

报警器，安装于所述排污井内，所述报警器被配置为检测到所述排污井内的煤气浓度大于预设值时输出告警信号；

排空管，安装于所述缓存罐的顶部；

排空阀，安装于所述排空管上。

第二方面，本实用新型实施例还提供了一种煤气加压设备，所述设备安装有第一方面中任一所述的煤气除水装置。

本实用新型的一种煤气除水装置和煤气加压设备与现有技术相比，具有以下优点：

本实用新型的煤气除水装置在煤气的一级气液分离器上安装第一液位计，在一级气液分离器的第一排水管上安装第一程控阀，第一程控阀与第一液位计连接进行交互信号，由于第一液位计被配置为输出一级气液分离器的第一液位信号，第一程控阀被配置为接收第一液位信号，在液位信号表征出一级气液分离器的当前液位低于预设的第一目标液位时关闭，以及不低于第一目标液位时开启，实现了一级气液分离器的自动排水，取消了操作人员的手动作业，有效防止操作人员的误操作的风险，进而提高了煤气除水过程中的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本说明书实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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说明书的一些实施例，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提供的煤气除水装置的结构示意图。

附图标记说明：1-入口蝶阀、2-入口盲压阀、3-一级进气缓存罐、4-一级压缩机、5-一级排气缓冲罐、6-一级换热器、7-一级气液分离器、8-二级进气缓冲罐、9-二级压缩机、10-二级排气缓冲罐、11-二级换热器、12-二级气液分离器、13-出口球阀、14-出口蝶阀；

15-第一液位计、16-第一程控阀、17-第一旁通管、18-第一旁通阀、19-第一手动阀、20-第二手动阀、21-第二液位计、22-第二程控阀、23-第二旁通管、24-第二旁通阀、25-第三手动阀、26-第四手动阀、27-缓存罐、28-第三排水管、29-第四排水管、30-报警器、31-排空管、32-排空阀、33-地下管廊、34-排污井、35-第一排水管、36-第二排水管。

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、完整的描述，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，基于本实用新型实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型实施例保护的范围。

低压焦炉煤气可以根据使用需求，通过鼓风机或压缩机的配套设施进行一级压缩或多级压缩增压，例如在制氢工艺中，需要将低压焦炉煤气由5KPa经压缩机一级压缩提升至0.2MPa，再经二级压缩将压力提升至0.7MPa，然后输送供制氢使用。请参阅图1，以两级压缩为例，制备出的煤气经入口蝶阀1、入口盲压阀2进入一级进气缓存罐273，再经一级压缩机4、一级排气缓冲罐5进入一级换热器6，经一级气液分离器7进行气液分离。再依次经二级进气缓冲罐8、二级压缩机9、二级排气缓冲罐10、二级换热器11和二级气液分离器12进行二次压缩，两级增压后经出口球阀13和出口蝶阀14后即可输出使用，例如用于制氢工序的煤气供应。

目前针对一级气液分离器7和二级气液分离器12的排水均通过人工完成，例如在夏季日常排水1-2小时/次，时间为5分钟左右；冬季4-6小时/次、时间为5分钟左右；抽水时间：夏季1-2天/次，冬季1次/周；通过抽水车在现场进行人工抽水作业。实际在操作过程中存在以下问题：一是由于煤气压力提升至0.2MPa和0.7MPa，频繁操作手动阀门，排水时间长短在操作过程全凭作业人员的责任心和技术业务水平来保障。可能会出现排水量超过气液分离器的安全液位低限，造成高压煤气通过气液分离器泄漏。二是岗位在进行排水作业结束后，可能会出现遗忘关闭阀门的情况，使高压煤气在缓存官或污水井中泄漏，煤气通过污水井逸散至地面。无论是那种情况发生，都会造成污水井口附近CO含量超标，尤其是厂房内可能会出现CO含量集聚造成煤气中毒、着火、***等事故的发生。因此现有的排水方式导致煤气除水过程中的安全性不足，下面本实用新型实施例将具体阐述如何提高煤气除水的安全性。

请继续参阅图1，图1为本实用新型实施例提供的一种煤气除水装置的结构示意图，所述装置包括第一液位计15和第一程控阀16。

第一液位计15安装于煤气的一级气液分离器7上，第一液位计15被配置为输出一级气液分离器7的第一液位信号；一级气液分离器7用于对煤气进行初级气液分离，以将煤气初级压缩后的液态水进行分离，分离后的液态水暂存于一级气液分离器7内，由第一液位计15测量液态水的液位高度，基于测量的液位高度生成第一液位信号输出。第一液位信号可以为模拟量信号，也可以为数字量信号，能够表征一级气液分离器7的当前液位即可。

一级气液分离器7的第一排水管35上安装有第一程控阀16，第一排水管35的进水口与一级气液分离器7的底部或侧面底部连通，第一程控阀16与第一液位计15连接，第一程控阀16被配置为接收第一液位信号，在液位信号表征出一级气液分离器7的当前液位低于预设的第一目标液位时关闭，以及不低于第一目标液位时开启。第一程控阀16与第一液位计15可以通过标准通讯线缆连接，例如第一程控阀16与第一液位计15为串口通讯时，可以通过串口通讯线缆进行连接。第一液位计15以预设周期测量一级气液分离器7的当前液位，输出至第一程控阀16进行读取，若当前液位低于预设的第一目标液位时，说明一级气液分离器内的液态水较少，第一程控阀16保持关闭状态；反之，若当前液位不低于预设的第一目标液位时，说明一级气液分离器内的液态水较多，为防止对煤气压缩造成影响，第一程控阀16开启将液态水及时排出。第一程控阀16可以是集成有控制板的电动阀门，也可以经控制器和气动阀门组合，在此不作具体限制。

需要说明的是，为减小第一程控阀16因频繁开启影响其使用寿命，可以设定一液位上限，当前液位不低于第一目标液位，且达到液位上限时开启排水，一级气液分离器内的液位低于第一目标液位时第一程控阀16关闭。其中，第一目标液位和液位上限可以根据使用需求自由设定，在排水过程中不发生煤气泄漏和影响气液即可，例如设定液位上限为400mm，第一目标液位为200mm。

在实际应用时，由于第一液位计15和第一程控阀16使用过程中可能存在突发故障，或需要定期检修，在故障或检修过程中无法进行使用。基于此，在一种具体的实施方式中，装置还包括第一旁通管17和第一旁通阀18，第一旁通管17的进水口与一级气液分离器连通，第一旁通管17的出水口与第一排水管35的出水口连通；第一旁通阀18安装于第一旁通管17上。请继续参阅图1，设置第一旁通管17和第一旁通阀18后，在无法通过第一程控阀16进行排水时，可以开启第一旁通阀18进行排水，以保障煤气增压的顺行。第一旁通阀18可以设置为机械式的手动阀门，第一旁通管17可以与第一程控阀16并行安装，能够替代第一程控阀16进行排水即可。

在对第一程控阀16进行检修时，制氢工艺可能处于运行状态，一级或多级压缩的排水可能对检修操作造成影响。基于此，在一种具体的实施方式中，煤气除水装置还包括：

安装于第一排水管35的阀门进水段上的第一手动阀19；阀门进水段即为第一程控阀16的入口位置至一级气液分离器连接第一排水管35出水口之间的管道。在对第一程控阀16进行检修的过程中，通过第一手动阀19可以关闭一级气液分离器的排水。煤气除水装置还包括安装于第一排水管35的阀门出水段上的第二手动阀20，阀门出水段即为由第一程控阀16的出口位置向排水方向延伸的管道，通过第二手动阀20可以关闭其他气液分离器排水至第一程控阀16。需要说明的是，在安装第一旁通管17和第一旁通阀18的实施方案中，第一旁通阀18的出水口与阀门出水段的目标段管道连通，目标段管道为第一程控阀16和第二手动阀20之间的管道。

在煤气的二级压缩应用场景下，煤气除水装置还包括安装于煤气的二级气液分离器12的第二液位计21，第二液位计21被配置为输出二级气液分离器12的第二液位信号；第二程控阀22，安装于二级气液分离器12的第二排水管36上，第二程控阀22与第二液位计21连接，第二程控阀22被配置为接收第二液位信号，在液位信号表征出二级气液分离器12的当前液位低于预设的第二目标液位时关闭，以及不低于第二目标液位时开启。第一液位计15和第二液位计21可以均采用磁翻板液位计，以分别对一级气液分离器和二级气液分离器的液位进行检测。

同样的，为保障排水的可靠性，在一种具体的实施方式中，煤气除水装置还包括第二旁通管23、第二旁通阀24、第三手动阀25和第四手动阀26，第二旁通管23的进水口与二级气液分离器连通，第二旁通管23的出水口与第二排水管36的出水口连通；第二旁通阀24安装于第二旁通管23上。第三手动阀25安装于第二排水管36的阀门进水段上；第四手动阀26安装于第二排水管36的阀门出水段上。

在实际应用中，为进一步提高煤气除水过程中的安全性，煤气除水装置还包括缓存罐27、第三排水管28和第四排水管29，缓存罐27上设有缓存进水口和缓存出水口，缓存进水口的水平高度低于缓存出水口的水平高度；第三排水管28的进水口与第一排水管35的出水口连通，第三排水管28的出水口与缓存进水口连通；第四排水管29的进水口与缓存出水口连通，第四排水管29的出水口与预设的排污井34连通。通过缓存罐27存储预设水量，可以形成水封结构，防止煤气溢出，其中，缓存罐27、第三排水管28和第四排水管29均可以设置于地下管廊33中。

由于煤气属于无色、无味的有毒气体，出现泄漏不易察觉。基于此，在一种具体的实施方式中，煤气除水装置还包括报警器30、排空管31和排空阀32，报警器30安装于排污井34内，报警器30被配置为检测到排污井34内的煤气浓度大于预设值时输出告警信号，告警信号可以声光报警信号，也可以是灯光报警信号，能够警示现场人员进行处理即可，报警器30为煤气浓度报警器，通过报警器30可以在煤气除水过程中实时检测煤气泄漏量是否超标，超标时也可以联锁控制第一程控阀16和第二程控阀22关闭，提高了除水过程中的安全性，其中，预设值可以设定为24ppm，限值的设定依据《工业企业煤气安全规程》GB6222-200510.2.2参照设定，进入煤气设施内工作时，一氧化碳含量不超过30mg/m³(即24ppm)，该浓度环境下操作人员可以较长时间工作。排空管31安装于缓存罐27的顶部；排空阀32安装于排空管31上，在煤气存在泄漏时，可以通过打开排空阀32对泄漏煤气进行排空，防止煤气浓度过高发生安全事故。可以理解，排空阀32可以为手动阀，通过现场的操作人员进行开关；当然，也可以为电控阀，与报警器30联锁控制，当煤气泄漏超标时自动打开，未超标时关闭。

基于与煤气除水装置同样的技术构思，本实用新型实施例还提供了一种煤气加压设备，设备安装有任一所述的煤气除水装置。可以理解，煤气加压设备在对煤气实施加压后，会产生较多的液态水，经本实用新型的煤气除水装置进行除水时可以有效保障煤气除水过程中的安全性。

本实用新型实施例中提供的技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

煤气除水装置在煤气的一级气液分离器上安装第一液位计，在一级气液分离器的第一排水管上安装第一程控阀，第一程控阀与第一液位计连接进行交互信号，由于第一液位计被配置为输出一级气液分离器的第一液位信号，第一程控阀被配置为接收第一液位信号，在液位信号表征出一级气液分离器的当前液位低于预设的第一目标液位时关闭，以及不低于第一目标液位时开启，实现了一级气液分离器的自动排水，取消了操作人员的手动作业，有效防止操作人员的误操作的风险，进而提高了煤气除水过程中的安全性。

尽管已描述了本实用新型的优选实施例，但本领域人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种煤气除水装置，其特征在于，所述装置包括：

第一液位计，安装于煤气的一级气液分离器上，所述第一液位计被配置为输出所述一级气液分离器的第一液位信号；

第一程控阀，安装于所述一级气液分离器的第一排水管上，所述第一程控阀与所述第一液位计连接，所述第一程控阀被配置为接收所述第一液位信号，在所述液位信号表征出所述一级气液分离器的当前液位低于预设的第一目标液位时关闭，以及不低于所述第一目标液位时开启。

2.根据权利要求1所述的煤气除水装置，其特征在于，所述装置还包括：

第一旁通管，所述第一旁通管的进水口与所述一级气液分离器连通，所述第一旁通管的出水口与所述第一排水管的出水口连通；

第一旁通阀，安装于所述第一旁通管上。

3.根据权利要求1所述的煤气除水装置，其特征在于，所述装置还包括：

第一手动阀，安装于所述第一排水管的阀门进水段上；

第二手动阀，安装于所述第一排水管的阀门出水段上。

4.根据权利要求1所述的煤气除水装置，其特征在于，所述装置还包括：

第二液位计，安装于煤气的二级气液分离器上，所述第二液位计被配置为输出所述二级气液分离器的第二液位信号；

第二程控阀，安装于所述二级气液分离器的第二排水管上，所述第二程控阀与所述第二液位计连接，所述第二程控阀被配置为接收所述第二液位信号，在所述液位信号表征出所述二级气液分离器的当前液位低于预设的第二目标液位时关闭，以及不低于所述第二目标液位时开启。

5.根据权利要求4所述的煤气除水装置，其特征在于，所述装置还包括：

第二旁通管，所述第二旁通管的进水口与所述二级气液分离器连通，所述第二旁通管的出水口与所述第二排水管的出水口连通；

第二旁通阀，安装于所述第二旁通管上。

6.根据权利要求4所述的煤气除水装置，其特征在于，所述装置还包括：

第三手动阀，安装于所述第二排水管的阀门进水段上；

第四手动阀，安装于所述第二排水管的阀门出水段上。

7.根据权利要求4所述的煤气除水装置，其特征在于，所述第一液位计和/或所述第二液位计为磁翻板液位计。

8.根据权利要求1所述的煤气除水装置，其特征在于，所述装置还包括：

缓存罐，所述缓存罐上设有缓存进水口和缓存出水口，所述缓存进水口的水平高度低于所述缓存出水口的水平高度；

第三排水管，所述第三排水管的进水口与所述第一排水管的出水口连通，所述第三排水管的出水口与所述缓存进水口连通；

第四排水管，所述第四排水管的进水口与所述缓存出水口连通，所述第四排水管的出水口与预设的排污井连通。

9.根据权利要求8所述的煤气除水装置，其特征在于，所述装置还包括：

报警器，安装于所述排污井内，所述报警器被配置为检测到所述排污井内的煤气浓度大于预设值时输出告警信号；

排空管，安装于所述缓存罐的顶部；

排空阀，安装于所述排空管上。

10.一种煤气加压设备，其特征在于，所述设备安装有权利要求1-9任一所述的煤气除水装置。