專(zhuān)利名稱(chēng)：一種過(guò)濾除塵器和過(guò)濾除塵系統(tǒng)及其系統(tǒng)的除塵方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種過(guò)濾除塵器和過(guò)濾除塵系統(tǒng)及其系統(tǒng)的除塵方法。
背景技術(shù)：
低變質(zhì)煤熱解是煤炭加工利用的主要方法之一，但由于低變質(zhì)煤(特 別是褐煤)水分、揮發(fā)分較高且強(qiáng)度較差，使得其熱穩(wěn)定性較差，在快 速熱解時(shí)易產(chǎn)生密度較小的細(xì)小粉塵。這些粉塵混于含有煤焦油蒸汽的 煤氣中，如果不及時(shí)脫除， 一旦溫度降低，粉塵將會(huì)與冷凝出來(lái)的重質(zhì) 焦油l占附在一起形成堵塞物，導(dǎo)致熱解系統(tǒng)不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)。同時(shí)，粉塵 的混入，也會(huì)污染煤焦油分離和加工工序，使煤焦油產(chǎn)品質(zhì)量下降。因 此，要實(shí)現(xiàn)低變質(zhì)煤熱解氣體的有效除塵，則必須使粉塵顆粒先于焦油， 從熱態(tài)煤氣中分離出來(lái)。常用除塵方法均不能有效解決低變質(zhì)煤熱解煤 氣的熱態(tài)除塵難題。
常用氣體除塵方法一般分為干式和濕式兩大類(lèi)。濕式除塵需消耗大 量的水資源，并容易造成二次污染，且不能用于熱態(tài)除塵。干法除塵技 術(shù)中，靜電除塵器除塵效率較高，但對(duì)粉塵和焦油沒(méi)有選擇性，會(huì)將粉 塵和焦油同時(shí)脫除，造成產(chǎn)品回收困難，且設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，購(gòu)置費(fèi)用高， 熱態(tài)操作不便。干式除塵器中最常用的是旋風(fēng)除塵器和過(guò)濾除塵器。旋 風(fēng)式除塵器設(shè)備簡(jiǎn)單，也可用于熱態(tài)除塵，但除塵效率低， 一般只用于
組合式除塵設(shè)備的前級(jí)收塵。
在過(guò)濾式除塵器中，CN 02114245.9中公開(kāi)了一種立式顆粒流除塵 器，所述顆粒流除塵器主要用于冷態(tài)氣體凈化，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，過(guò)濾面大， 容易形成氣流短路現(xiàn)象、過(guò)濾料流動(dòng)不均，導(dǎo)致效率下降。每當(dāng)采用熱 半焦作為除塵器濾料，進(jìn)行含有焦油蒸汽的氣體除塵時(shí)，焦油蒸汽遇冷 會(huì)凝結(jié)下來(lái)，堵塞裝有熱半焦的床層，不適用于褐煤及低變質(zhì)煙煤熱解
4工藝的除塵。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種防止揮發(fā)態(tài)焦油冷凝而阻塞系統(tǒng)的過(guò) 濾除塵器和過(guò)濾除塵系統(tǒng)及其系統(tǒng)的除塵方法。
該過(guò)濾除塵器包括殼體，殼體內(nèi)部設(shè)有裝有熱半焦的床層，殼體兩 側(cè)分別設(shè)有煤氣入口和煤氣出口 ，殼體上下設(shè)有熱半焦入口和熱半焦出 口 。所述熱半焦的粒度為5 ~ 15mm，裝有熱半焦的床層厚度為0.6 ~ lm。
該過(guò)濾除塵系統(tǒng)包括旋風(fēng)除塵器和與其相連通的過(guò)濾除塵器，該過(guò) 濾除塵系統(tǒng)處于保持煤氣中的焦油不冷凝的熱態(tài)環(huán)境中。該系統(tǒng)通過(guò)旋 風(fēng)除塵器除去粒徑較大的顆粒，通過(guò)過(guò)濾除塵器除去較小的顆粒。
該過(guò)濾除塵系統(tǒng)的除塵方法包括以下步驟(1)煤氣經(jīng)過(guò)所述旋風(fēng) 除塵器去除大部分粗顆粒粉塵；(2)經(jīng)過(guò)第(1)步除塵后的煤氣由側(cè)面 以錯(cuò)流方式通過(guò)所述過(guò)濾除塵器中裝有熱半焦顆粒的床層，其中熱半焦 顆粒在重力作用下進(jìn)入所述過(guò)濾除塵器的殼體內(nèi)，煤氣中的焦油通過(guò)熱 半焦顆粒的床層，煤氣中的粉塵在外力作用下沉積下來(lái)。
作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，上述旋風(fēng)除塵器包括擴(kuò)散式旋風(fēng)除塵器和 與其相連通的多管旋風(fēng)管除塵器。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)第一，本發(fā)明提供了一種具 有錯(cuò)流移動(dòng)床層的過(guò)濾除塵器，使其裝有熱半焦的床層能夠不斷流動(dòng)、 過(guò)濾界面不斷更新，從而始終保持穩(wěn)定的除塵效果；第二，本發(fā)明提供 了 一種熱態(tài)組合式除塵方法，采用 一級(jí)或二級(jí)熱態(tài)旋風(fēng)除塵器脫除較大 顆粒粉塵，然后采用過(guò)濾除塵器脫除較細(xì)顆粒，整個(gè)組合除塵系統(tǒng)均處 于熱態(tài)環(huán)境中，從而有效防止揮發(fā)態(tài)焦油冷凝而阻塞系統(tǒng)；第三，本發(fā) 明所采用的過(guò)濾介質(zhì)取材于低變質(zhì)煤熱解系統(tǒng)自產(chǎn)的熱半焦，濾料來(lái)源 和后處理方便，在很大程度上節(jié)約了除塵器的運(yùn)行費(fèi)用；第四，本發(fā)明 通過(guò)調(diào)整熱半焦濾料的粒度組成和調(diào)整裝有熱半焦的床層的厚度，可以 適應(yīng)不同工況，并均可達(dá)到理想凈化效果。


圖1為橫截面為方柱形的過(guò)濾除塵器結(jié)構(gòu)示意圖2為橫截面為圓柱形的過(guò)濾除塵器示意圖3為本發(fā)明所述除塵系統(tǒng)的一種實(shí)施方式的示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面，將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn)行詳細(xì)地說(shuō)明，應(yīng)該 理解，下述內(nèi)容僅用于描述本發(fā)明，本發(fā)明并不因此而受到任何限制。
該過(guò)濾除塵器12包括中部為方柱體或圓柱體的殼體1、位于殼體 1內(nèi)部的裝有熱半焦的床層9、分別位于殼體l兩側(cè)的煤氣入口 2和煤氣 出口3、位于殼體1上下端的熱半焦入口 4和熱半焦出口 5。
該過(guò)濾除塵器12還進(jìn)一步包括分別設(shè)于煤氣入口 2和煤氣出口 3、 防止濾料溢出的篩網(wǎng)6，設(shè)于煤氣入口 2和煤氣出口 3與水平方向呈 一個(gè)傾斜角的百葉窗導(dǎo)流板8。在熱半焦出口 5處設(shè)有控料閥7。煤氣通 過(guò)煤氣入口 2以錯(cuò)流方式而進(jìn)入，百葉窗導(dǎo)流板8的傾斜角度大于濾料 安息角，以防止濾料與篩網(wǎng)接觸而發(fā)生卡焦堵塞。半焦及顆粒形狀不同， 其安息角不同；為使其適應(yīng)范圍廣，往往按最大的安息角作為參考，該 傾斜角的范圍可以為50° ~ 70。。該過(guò)濾除塵器是非標(biāo)設(shè)備，須根據(jù)處 理氣量、阻力要求、溫度(防止煤焦油蒸汽冷凝)、除塵過(guò)程中阻力上升 速度(與剩余含塵量有關(guān))等不同的情況進(jìn)行設(shè)計(jì)。
在除塵過(guò)程中，含粉塵和焦油蒸汽的高溫煤氣，由煤氣入口 2以錯(cuò) 流方式通過(guò)裝有熱半焦顆粒的床層9，熱半焦顆粒靠重力進(jìn)入熱半焦過(guò)濾 器12中，煤氣中的焦油因保持熱態(tài)不會(huì)冷凝而順利通過(guò)裝有熱半焦的床 層9,粉塵則借助氣體繞流移動(dòng)顆粒床中的熱半焦顆粒，產(chǎn)生慣性碰撞、 截留、沉降、擴(kuò)散等作用，而被捕積下來(lái)。熱半焦顆粒夾帶著粉塵，一 起進(jìn)入半焦回收裝置中。該過(guò)濾除塵器所用半焦濾料的粒度為5 ~ 15mm， 裝有熱半焦的床層厚度為0.6~lm,空床氣速為0.5~ lm/s,半焦移動(dòng)速 度視阻力增加幅度確定。除塵效率>95%。該過(guò)濾除塵系統(tǒng)包括旋風(fēng)除塵器和與其相連通的過(guò)濾除塵器12,該旋風(fēng)除塵器置于熱解器13的伴熱、保溫環(huán)境中，該過(guò)濾除塵器12采用錯(cuò)流移動(dòng)床結(jié)構(gòu)，整個(gè)該除塵系統(tǒng)處于熱態(tài)環(huán)境中。該系統(tǒng)通過(guò)旋風(fēng)除塵器，除去粒徑較大的顆粒，通過(guò)熱半焦錯(cuò)流移動(dòng)床顆粒過(guò)濾除塵器，除去較小的顆粒。
為了提高除塵效果，該旋風(fēng)除塵器優(yōu)選包括擴(kuò)散式旋風(fēng)除塵器10和多管旋風(fēng)管除塵器11,擴(kuò)散式旋風(fēng)除塵器10出口與多管旋風(fēng)管除塵器11入口相連通，混合料由擴(kuò)散式旋風(fēng)除塵器IO入口進(jìn)入，除塵后的煤氣，從多管旋風(fēng)管除塵器11出來(lái)，經(jīng)煤氣入口 2進(jìn)入過(guò)濾除塵器12。擴(kuò)散式旋風(fēng)除塵器10處理粉塵量大，易于分離大顆粒，多管旋風(fēng)管除塵器11分離粒徑專(zhuān)交小的顆粒。
在使用該過(guò)濾除塵器時(shí)，含粉塵和焦油蒸汽的高溫煤氣中的焦油，因保持熱態(tài)不會(huì)冷凝而順利通過(guò)半焦顆粒，其裝有熱半焦的床層能夠不斷流動(dòng)，其過(guò)濾界面不斷更新，始終保持穩(wěn)定的除塵效果。采用的過(guò)濾介質(zhì)，取材于低變質(zhì)煤熱解系統(tǒng)自產(chǎn)的熱半焦，濾料來(lái)源和后處理方便。雖然也有其他耐高溫濾料，例如金屬濾網(wǎng)、陶瓷濾材等，但其價(jià)格昂貴，且在過(guò)濾中需要反吹再生，易造成溫度降低出現(xiàn)堵塞；再如石英砂雖然價(jià)格不高，亦可采用移動(dòng)床去除過(guò)濾粉塵實(shí)現(xiàn)再生，但其需要另外加熱，因此，選用已有熱半焦作為高溫濾料是最經(jīng)濟(jì)使用的，從而大大節(jié)約了除塵器的運(yùn)行費(fèi)用。該整個(gè)除塵系統(tǒng)均處于熱態(tài)環(huán)境，起到了防止煤氣中的揮發(fā)態(tài)焦油、在除塵階段冷凝而阻塞系統(tǒng)的作用。
實(shí)施例1:
如圖l所示，過(guò)濾除塵器12中部主體部分為方柱體。為布料與出料方<更，熱半焦入口 4和熱半焦出口 5為棱錐狀結(jié)構(gòu)，熱半焦出口 5處i殳有控料閥7。煤氣入口 2與煤氣出口 3處設(shè)有篩網(wǎng)6,以防止半焦濾料溢出至煤氣管(圖中未示出)，并具有氣體分配的作用。為減少半焦濾料與篩網(wǎng)6接觸發(fā)生卡焦堵塞，釆用與水平方向呈55。傾斜角而向下傾斜的百葉窗導(dǎo)流板8。
在利用本發(fā)明除塵系統(tǒng)進(jìn)行除塵時(shí)，所進(jìn)入的寶日希勒褐煤熱解煤氣首先進(jìn)行兩級(jí)熱態(tài)旋風(fēng)除塵，先通過(guò)擴(kuò)散式旋風(fēng)除塵器10，以脫除較大顆粒粉塵，再通過(guò)多管旋風(fēng)管除塵器11,以脫除較小顆粒粉塵。經(jīng)過(guò)
上述除塵的煤氣，然后經(jīng)過(guò)過(guò)濾除塵器12,選擇性地脫除粉塵和焦油。
上述除塵系統(tǒng)的熱態(tài)環(huán)境的溫度不低于熱解溫度，以保證熱解氣中的焦油蒸汽在除塵時(shí)不冷凝。在此，可采用熱煙氣伴熱，或直接將擴(kuò)散式旋
風(fēng)除塵器IO和多管旋風(fēng)管除塵器11置于熱解器13內(nèi)來(lái)實(shí)現(xiàn)。所用半焦粒度為5-15mm (取5mm篩上、15mm篩下半焦)，裝有熱半焦的床層厚度為0.6m,空床氣速為lm/s，半焦移動(dòng)速度為120mm/h。除塵效率為96%。
實(shí)施例2:
如圖2所示，過(guò)濾除塵器中部主體部分為圓柱體，采用與水平方向呈70°傾斜角而向下傾斜的百葉窗導(dǎo)流板8。其他與實(shí)施例1所述相同。
所用半焦粒度為5-15mm (取5mm篩上、15mm篩下半焦)，裝有熱半焦的床層厚度為lm,空床氣速為0.5m/s，半焦移動(dòng)速度為80 mm/h。除塵效率為96%。
實(shí)施例3:
與實(shí)施例1不同的是所進(jìn)入的煤氣為低變質(zhì)煙煤(包括長(zhǎng)焰煤、弱粘煤、不粘煤、氣煤等)熱解煤氣，其他與實(shí)施例l所述相同。
所用半焦粒度為5-15mm (取5mm篩上、15mm篩下半焦)，裝有熱半焦的床層厚度為0.8m,空床氣速為0.8 m/s,半焦移動(dòng)速度為100mm/h。除塵效率為96%。
權(quán)利要求
1. 一種過(guò)濾除塵器(12)，其特征在于，所述過(guò)濾除塵器(12)包括殼體(1)，所述殼體(1)內(nèi)設(shè)有裝有熱半焦的床層(9)，所述殼體(1)兩側(cè)分別設(shè)有煤氣入口(2)和煤氣出口(3)，所述殼體(1)上下設(shè)有熱半焦入口(4)和熱半焦出口(5)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的過(guò)濾除塵器(12)，其特征在于，所述煤氣 入口 (2)和煤氣出口 (3)設(shè)有篩網(wǎng)(6)，所述煤氣入口 (2)和煤氣出 口 (3)設(shè)有與水平方向呈一個(gè)傾斜角的百葉窗導(dǎo)流板(8),傾斜角范圍 為50。 ~ 70。。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的過(guò)濾除塵器(12)，其特征在于，所述傾斜 角為55° 。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的過(guò)濾除塵器(12),其特征在于，所述殼體 (1)的中部為柱體，所述中部至所述熱半焦入口 (4)或熱半焦出口 (5) 逐洋斤變細(xì)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的過(guò)濾除塵器(12)，其特征在于，所述熱半 焦出口 (5)上端和下端的至少一端設(shè)有控料閥(7)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的過(guò)濾除塵器(12),其特征在于，所述熱半 焦的粒度為5 ~ 15mm,裝有熱半焦的床層厚度為0.6 ~ lm。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的過(guò)濾除塵器(12),其特征在于，煤氣從所 述煤氣入口 (2)通過(guò)所述裝有熱半焦的床層(9)與所述熱半焦顆粒錯(cuò)
8. —種包括權(quán)利要求1-7所述的過(guò)濾除塵器(12)的過(guò)濾除塵系統(tǒng)， 其特征在于，所述過(guò)濾除塵系統(tǒng)還包括旋風(fēng)除塵器，所述旋風(fēng)除塵器出 口與所述過(guò)濾除塵器(12)入口相連通，所述過(guò)濾除塵系統(tǒng)處于保持煤 氣中的焦油不冷凝的熱態(tài)環(huán)境中。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的過(guò)濾除塵系統(tǒng)，其特征在于，所述旋風(fēng)除 塵器包括擴(kuò)散式旋風(fēng)除塵器(10)和多管旋風(fēng)管除塵器(11),所述擴(kuò)散 式旋風(fēng)除塵器(10)出口與所述多管旋風(fēng)管除塵器(11)入口相連通。
10. —種上述任一過(guò)濾除塵系統(tǒng)的除塵方法，其特征在于，所述除塵方法包括以下步驟1) 煤氣經(jīng)過(guò)所述旋風(fēng)除塵器去除大部分粗顆粒粉塵；2) 經(jīng)過(guò)第(1)步除塵后的煤氣由側(cè)面以錯(cuò)流方式通過(guò)所述過(guò)濾除 塵器(12)中裝有熱半焦顆粒的床層，其中熱半焦顆粒在重力作用下進(jìn) 入所述過(guò)濾除塵器(12)的殼體(1)內(nèi)，煤氣中的焦油通過(guò)熱半焦顆粒 的床層，煤氣中的粉塵在外力作用下沉積下來(lái)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種過(guò)濾除塵器，其包括殼體，殼體內(nèi)設(shè)有裝有熱半焦的床層，殼體兩側(cè)分別設(shè)有煤氣入口和煤氣出口，殼體上下分別設(shè)有熱半焦入口和熱半焦出口；本發(fā)明還涉及一種過(guò)濾除塵系統(tǒng)，其包括與過(guò)濾除塵器相連通的旋風(fēng)除塵器，整個(gè)過(guò)濾除塵系統(tǒng)處于保持煤氣中的焦油不冷凝的熱態(tài)環(huán)境中。該系統(tǒng)中，煤氣經(jīng)過(guò)旋風(fēng)除塵器去除大部分粗顆粒粉塵；除塵后的煤氣與殼體內(nèi)的熱半焦錯(cuò)流接觸，煤氣中的焦油通過(guò)熱半焦顆粒的床層，煤氣中的粉塵在外力作用下沉積下來(lái)。所述過(guò)濾除塵器及其系統(tǒng)運(yùn)行成本低且除塵性能穩(wěn)定，提高了脫除粉塵和焦油的選擇性，適于處理含焦油蒸汽的煤氣，其除塵率大于95％。
文檔編號(hào)B01D46/30GK101480551SQ20091007643
公開(kāi)日2009年7月15日 申請(qǐng)日期2009年1月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月4日
發(fā)明者仝勝錄, 張翠清, 杜萬(wàn)斗, 杜銘華, 王曉雷, 治 郭, 霍衛(wèi)東, 林 麻 申請(qǐng)人:神華集團(tuán)有限責(zé)任公司;中國(guó)神華煤制油化工有限公司