阅读说明：本技术 一种采用涡旋制冷除湿高炉样气的设备及其使用方法 (Device for dehumidifying blast furnace sample gas by adopting vortex refrigeration and using method thereof ) 是由 杜友尧 李超想 陆益飞 颜磊 黄军 谭天雷 赵文建 常李 项旭江 吕昌贺 陆照彬 于 2020-12-09 设计创作，主要内容包括：一种采用涡旋制冷除湿高炉样气的设备,包括涡旋制冷管,制冷器箱体,样气冷凝液排出口,温度计,压缩气源,带湿样气入口,冷干样气出口和调压阀,其中压缩气源通过调压阀和涡旋制冷管相连,压缩气源的进气量可由调压阀控制,所述涡旋制冷管与制冷器箱体相通,压缩气体可经涡旋制冷管进入制冷器箱体内,所述制冷器箱体上方一侧设有带湿样气入口,上方另一侧设有冷干样气出口,样气管道在制冷器箱体腔体内盘旋向下,管道入口与带湿样气入口连接,到达底部后与冷干样气出口相连,制冷器箱体下部还设有样气冷凝液排出口用于排出样气冷凝液,所述样气冷凝液排出口处还设有温度计,可实时监控排出的样气冷凝液的温度。(An apparatus for dehumidifying blast furnace sample gas by using vortex refrigeration comprises a vortex refrigeration pipe, a refrigerator box, a sample gas condensate discharge port, a thermometer, a compressed gas source, a wet sample gas inlet, a dry sample gas outlet and a pressure regulating valve, wherein the compressed gas source is connected with the vortex refrigeration pipe through the pressure regulating valve, the air input of the compressed gas source can be controlled by the pressure regulating valve, the vortex refrigeration pipe is communicated with the refrigerator box, the compressed gas can enter the refrigerator box through the vortex refrigeration pipe, one side above the refrigerator box is provided with the wet sample gas inlet, the other side above the refrigerator box is provided with the dry sample gas outlet, a sample gas pipeline spirals downwards in the refrigerator box cavity, the pipeline inlet is connected with the wet sample gas inlet and is connected with the dry sample gas outlet after reaching the bottom, the sample gas condensate discharge port for discharging sample gas condensate is arranged at the lower part of the refrigerator box, and the thermometer is arranged at the sample gas condensate discharge port, the temperature of the discharged sample gas condensate can be monitored in real time.)

一种采用涡旋制冷除湿高炉样气的设备及其使用方法

技术领域

本发明属于工业冷却除湿技术领域，具体涉及一种采用涡旋制冷除湿高炉样气的设备及其使用方法。

背景技术

高炉的冶炼过程中需要对高炉产出煤气含量要及时进行分析，对高炉煤气中CO、CO₂、H₂和N₂组分进行在线监测。通过色谱分析数据及时反馈煤气利用率的变化趋势，如通过H₂含量变化，可以初步判断小套漏水的可能，再着重排查相关元器件，防止发生意外事件。特别地，在工艺上进行布料制度调整或原燃料发生剧烈变化时，可能会导致煤气利用发生剧烈变化，理论上每1%的煤气利用率影响10-15kg/tfe的燃料比。目前一些炼铁厂高炉冶炼出来的煤气通过湿法除尘后煤气含水量依然较高，并且煤气的温度可能达到70℃以上，而煤气中水含量及煤气温度直接影响色谱分析仪工作精度和效率以及设备使用寿命。

发明内容

为解决现有技术中湿法除尘后煤气含水量和温度依然很高的问题，本发明提供一种采用涡旋制冷除湿高炉样气的设备及其使用方法。

本发明采用以下技术方案：

一种采用涡旋制冷除湿高炉样气的设备，包括涡旋制冷管，制冷器箱体，样气冷凝液排出口，温度计，压缩气源，带湿样气入口，冷干样气出口和调压阀，其中压缩气源通过调压阀和涡旋制冷管相连，压缩气源的进气量可由调压阀控制，所述涡旋制冷管与制冷器箱体相通，压缩气体可经涡旋制冷管进入制冷器箱体内，所述制冷器箱体上方一侧设有带湿样气入口，上方另一侧设有冷干样气出口，样气管道在制冷器箱体腔体内盘旋向下，管道入口与带湿样气入口连接，到达底部后与冷干样气出口相连，制冷器箱体下部还设有样气冷凝液排出口用于排出样气冷凝液，所述样气冷凝液排出口处还设有温度计，可实时监控排出的样气冷凝液的温度。

作为本发明的一种优选技术方案，所述涡旋制冷管可以去除高温气体和获得低温气体，在高温气体端装有可调节阀门，通过可调节阀门来控制低温气体的温度和流量，通过涡旋制冷管可降低压缩气源的气体温度不超过40℃。

作为本发明的一种优选技术方案，所述制冷器箱体材质为隔热材料，腔体内样气管道材质为高导热材料。

作为本发明的一种优选技术方案，所述压缩气源为压缩空气，气压为5~7Bar，最大耗气量不超过30L/min。

一种涡旋制冷除湿高炉样气的设备的使用方法，包括以下步骤：

A、控制调压阀将压缩气源压力调整在2-6Bar，气体经涡旋制冷管制冷后进入制冷器箱体；

B、供气压力稳定后，将未干燥的带湿样气从带湿样气入口进入，顺着制冷器箱体盘管式管道流动，经冷却后从冷干样气出口排出；

C、通过调节涡旋制冷管的调节阀门来调控进入制冷器箱体的气体温度，同时监控样气冷凝液排出口处设置的温度计，当温度稳定在1-5℃时获得最佳的制冷效果；

D、持续收集从冷干样气出口排出的样气，得到经制冷除湿后的冷干样气。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果是：本发明的涡旋制冷除湿高炉样气的装置冷却气流经制冷除湿器内部特殊的管路设计与热的样气进行热交换，使样气降温，水汽凝结而达到除湿和降温目的，同时降低了样气中的含水量和温度。

附图说明

图1为采用涡旋制冷除湿高炉样气的设备结构示意图。

图中：1、涡旋制冷管；2、制冷器箱体；3、样气冷凝液排出口；4、温度计；5、压缩气源；6、带湿样气入口；7、冷干样气出口；8、调压阀。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步的描述，实施例仅用于对本发明进行说明，并不构成对权利要求范围的限制，本领域技术人员可以想到的其他替代手段，均在本发明权利要求范围内。

实施例

一种采用涡旋制冷除湿高炉样气的设备，包括涡旋制冷管1，制冷器箱体2，样气冷凝液排出口3，温度计4，压缩气源5，带湿样气入口6，冷干样气出口7和调压阀8，其中压缩气源5通过调压阀8和涡旋制冷管1相连，压缩气源5的进气量可由调压阀8控制，所述涡旋制冷管1与制冷器箱体2相通，压缩气体可经涡旋制冷管1进入制冷器箱体2内，所述制冷器箱体2上方一侧设有带湿样气入口6，上方另一侧设有冷干样气出口7，样气管道在制冷器箱体2腔体内盘旋向下，管道入口与带湿样气入口6连接，到达底部后与冷干样气出口7相连，制冷器箱体2下部还设有样气冷凝液排出口3用于排出样气冷凝液，所述样气冷凝液排出口3处还设有温度计4，可实时监控排出的样气冷凝液的温度。

具体地，所述涡旋制冷管1可以去除高温气体和获得低温气体，在高温气体端装有可调节阀门，通过可调节阀门来控制低温气体的温度和流量，通过涡旋制冷管1可降低压缩气源5的气体温度不超过40℃。

具体地，所述制冷器箱体2材质为隔热材料，腔体内样气管道材质为高导热材料。

具体地，所述压缩气源5为压缩空气，气压为5~7Bar，最大耗气量不超过30L/min。

涡旋制冷除湿高炉样气的设备的使用方法，包括以下步骤：

A、控制调压阀8将压缩气源5压力调整在2-6Bar，气体经涡旋制冷管1制冷后进入制冷器箱体2；

B、供气压力稳定后，将未干燥的带湿样气从带湿样气入口6进入，顺着制冷器箱体2盘管式管道流动，经冷却后从冷干样气出口7排出；

C、通过调节涡旋制冷管1的调节阀门来调控进入制冷器箱体2的气体温度，同时监控样气冷凝液排出口3处设置的温度计4，当温度稳定在1-5℃时获得最佳的制冷效果；

D、持续收集从冷干样气出口7排出的样气，得到经制冷除湿后的冷干样气。

上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。