專利名稱：用于煤氣凈化的一級旋風分離器、煤氣凈化系統(tǒng)、煤氣凈化方法及其應用的制作方法
技術領域：
本發(fā)明總體涉及屬于煤氣化技術領域，具體涉及一種用于煤氣高效洗滌凈化工藝的一級旋風分離器、包括其的煤氣凈化系統(tǒng)、煤氣凈化方法及其應用，尤其是以煤、石油焦、生物質(zhì)、可燃工業(yè)廢棄物為原料的加壓氣化生產(chǎn)的煤氣的凈化工藝及系統(tǒng)及其應用。
背景技術：
以煤、石油焦、生物質(zhì)、可燃工業(yè)廢棄物為原料的加壓氣化煤氣中，除了含有CO和H2 等有效成分外，還含有 C02、H2O, H2S, COS、CH4, N2, Ar、NH3> HCN、HCl, HCOOH 以及灰渣等組分，前期凈化的目的是脫除其中的NH3、HCN、HC1、HCOOH以及灰渣等，以供民用和進一步變換、脫除C02、H2O, H2S, COS、CH4以及深度加工。尤其對于煤炭較為豐富、石油相對短缺的地區(qū)和國家，為提供氫源和煤氣、推進煤直接液化與間接液化產(chǎn)業(yè)、發(fā)展整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)(IGCC)發(fā)電，煤氣的前期凈化脫除其中的NH3、HCN、HC1、HC00H以及灰渣將顯得更為重要。中國專利申請第94117093. 4號中提出了一種由德士古發(fā)展公司發(fā)明的“銳孔或文丘里洗滌器，后面跟一種氣液洗滌柱”的煤氣凈化系統(tǒng)。實踐表明，銳孔或文丘里洗滌器容易發(fā)生堵塞或結(jié)垢；即使沒有發(fā)生堵塞，煤氣經(jīng)過銳孔或文丘里洗滌器也會產(chǎn)生O. 3MPa左右的壓力降，造成了能量損失，增加了操作費用；該專利申請中的氣液洗滌柱常常發(fā)生帶水現(xiàn)象，影響下游工序如變換的正常運作。中國專利申請第01112700. 7號中提出，煤氣先在稀釋器中和水混合，接著進入旋風分離器中將大部分含灰渣水分離，然后進入洗滌塔(為常規(guī)分離塔，包括填料塔或板式塔，板式塔中優(yōu)選泡罩塔)洗滌。在該工藝中，旋風分離器只是將煤氣中的大部分大顆粒的灰渣分離，因此依然有一部分大顆粒灰渣和大量的細顆粒的煤灰塵粒被高速煤氣吹入到洗滌塔中。如果是填料塔或泡罩塔，其緊密的堆垛結(jié)構(gòu)或泡罩上的隙縫會造成大量煤灰塵粒在填料或泡罩上黏附沉積最后導致堵塞，煤氣在填料或泡罩中的氣流分布將不再均勻，影響了洗滌效果，反過來又加重了堵塞，不利于長期穩(wěn)定生產(chǎn)運行；如果是普通的板式塔，則對于細微的塵粒無法達到良好的洗滌除塵效果。中國專利申請第200810018399. O號提出如下的洗滌工藝洗滌塔循環(huán)泵將來自洗滌塔黑水儲槽的一部分黑水打入文丘里洗滌器內(nèi)與來自界外的粗煤氣進行混合，然后進入分離器；在分離器內(nèi)粗煤氣經(jīng)由分離器煤氣入口進入下降管，粗煤氣中的大部分灰渣等進入液相向下流動，粗煤氣向上流動，再經(jīng)過旋流板進行進一步除水除塵；之后從分離器煤氣出口出去的經(jīng)一級洗滌后的煤氣，通過洗滌塔的洗滌塔煤氣入口進入洗滌塔下部的水浴而向上流動，在洗滌塔上部設置若干級塔盤中與從洗滌塔黑水內(nèi)循環(huán)入口送入的來自洗滌水循環(huán)泵的一部分黑水和通過補充水入口加入的工藝補水，逆流接觸進行洗滌，然后向上通過洗滌塔上部的折流板除沫器除去煤氣中的霧沫，經(jīng)過洗滌塔二級洗滌凈化后的煤氣通過洗滌塔的洗滌塔煤氣出口送入后續(xù)變換工序，洗滌塔產(chǎn)生的黑水通過洗滌塔黑水出口排入黑水處理系統(tǒng)。在該工藝中，文丘里洗滌器在生產(chǎn)運行的初期能夠有良好的洗滌效果，但經(jīng)過一段時間以后，文丘里洗滌器往往發(fā)生堵塞或結(jié)構(gòu)，其噴頭也逐漸磨損嚴重，從而大大地影響其霧化效果和洗滌效果以及后面洗滌塔的洗滌效果，而且文丘里洗滌器往往造成壓降大能耗高；另外，在洗滌塔上部設置若干級塔盤，一級洗滌凈化煤氣與洗滌塔塔底黑水(通過洗滌水循環(huán)泵傳輸)逆流接觸進行洗滌，因為洗滌塔底部黑水比較臟，這種洗滌方式往往會使高速煤氣夾帶含有雜質(zhì)的黑水霧沫通過除沫器，這樣，一級洗滌凈化煤氣不但沒有得到進一步洗滌，長時間往往還導致除沫器積灰堵塞；最后，單純的塔盤洗滌對于煤氣中的較細顆粒的除塵效果有限。所以此工藝隨著生產(chǎn)運行時間的增加，無法達到需要的洗滌除塵效果。本發(fā)明摒棄了造成易堵塞、易磨損、易結(jié)垢和壓降大的文丘里洗滌器，設計了一種包括霧化裝置、旋風分離器、氣體分布器和噴霧螺旋式塔盤等新設備的新工藝，目的在于提供一種設備造價低、脫除NH3、HCN、HCl、HCOOH和灰渣粉塵效率高，克服現(xiàn)有技術所存在的壓降大、能耗高、易堵塞、細微塵粒脫除率低和工作周期短等問題的煤氣凈化系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術存在的問題，本發(fā)明的目的是提供一種用于煤氣凈化的一級旋風分離器、用于煤氣凈化的系統(tǒng)、用于煤氣凈化的方法及其應用，以克服目前技術所采用的文丘里洗滌器所存在的易堵塞、易磨損、易結(jié)垢和壓降大的問題，從而實現(xiàn)設備造價低、脫除NH3、HCN、HC1、HC00H和灰渣粉塵效率高，克服現(xiàn)有技術所存在的壓降大、能耗高、易堵塞、細微塵粒脫除率低和工作周期短等缺陷。因此，在一個方面，本發(fā)明提供了一種用于煤氣凈化的一級旋風分離器，包括一級旋風粗煤氣入口，設置在一級旋風分離器上部側(cè)壁上；一級旋風霧化灰水入口，設置在一級旋風分離器上部側(cè)壁上，并位于第一粗煤氣入口的上方；一級旋風洗滌水入口，設置在一級旋風分離器上部側(cè)壁上，并與一級旋風霧化灰水入口設置在同一水平位置的圓平面對稱位置上；一級旋風煤氣出口，設置在一級旋風分離器的頂部壁上；以及一級旋風黑水出口，設置在一級旋風分離器的底部壁上。優(yōu)選地，進一步包括設置在一級旋風分離器接近中部的內(nèi)部側(cè)壁上設置有縮頸的倒錐形的間隔壁，間隔壁的底部設置為落灰口。優(yōu)選地，其中一級旋風粗煤氣入口切向設置在一級旋風分離器上部側(cè)壁上，且一級旋風洗滌水入口和一級旋風霧化灰水入口切向設置在一級旋風分離器上部側(cè)壁上同一水平位置的圓平面對稱位置上。優(yōu)選地，其中一級旋風霧化灰水入口通過管道與第一混合霧化器連接。優(yōu)選地，其中第一混合霧化器進一步包括管道區(qū)段和氣液預混區(qū)段，其中，管道區(qū)段和氣液預混區(qū)段共用水平或垂直設置的第一圓柱狀殼體，延伸進入第一圓柱狀殼體內(nèi)部同心設置的第二圓柱狀殼體，且在與管道區(qū)段遠離的氣液預混區(qū)段的第一端部具有封閉第一圓柱狀殼體的第一端壁，在第一端壁的中心處具有一出口，管道區(qū)段由第二圓柱狀殼體限定，預混室由第一圓柱狀殼體、第一圓柱狀殼體與第二圓柱狀殼體之間設置的類似于錐臺的側(cè)面限定，其中錐臺的側(cè)面在第一圓柱狀殼體和第二圓柱狀殼體之間斷開形成環(huán)形開口，第二圓柱狀殼體為液相通道，第一圓柱狀殼體與同心設置并延伸進入的第二圓柱狀殼體以及斷開形成環(huán)形開口的類似于錐臺的側(cè)面一起限定為氣相通道，在氣相通道上設置有氣相入口。優(yōu)選地，其中第一混合霧化器在位于預混區(qū)段外部的第一圓柱狀殼體上對稱設置有超聲波發(fā)生器。優(yōu)選地，其中第一混合霧化器在氣相入口上設置有接口法蘭，第二圓柱狀殼體的入口處設置有接口法蘭，第一圓柱狀殼體的第一端壁中心處的出口設置有接口法蘭，對稱設置的超聲波發(fā)生器為二個、三個、四個六個、或八個。優(yōu)選地，其中在進入第一混合霧化器的氣相通道的氣相入口的上游設置有第一壓力調(diào)節(jié)閥，在第一端壁的出口的下游設置有第一壓力變送器，在進入液相通道6的上游管線上設置有第一流量調(diào)節(jié)閥和第一流量變送器，在離開第一混合霧化器的出口的霧化灰水管線的下游設置有第二流量調(diào)節(jié)閥和第二流量變送器。優(yōu)選地，其中在第一混合霧化器的液相通道入口與第一流量調(diào)節(jié)閥之間的液相通道的上游管線上還設置有第一阻垢劑管線，并在其上設置有調(diào)節(jié)閥。在另一個方面，本發(fā)明提供了一種用于煤氣凈化的系統(tǒng)，其特征在于，包括I)以上所描述的本發(fā)明的一級旋風分離器；以及2)初級洗滌塔；其中，初級洗滌塔自上而下設置有初級洗滌塔煤氣出口、初級洗滌塔圓周式螺旋塔盤、至少一層噴淋器、初級洗滌塔煤氣入口管道和初級洗滌塔黑水出口 ；初級洗滌塔煤氣出口和初級洗滌塔黑水出口分別設置在初級煤氣洗滌塔的頂部和底部，初級洗滌塔圓周式螺旋塔盤設置于初級洗滌塔的上部，初級洗滌塔煤氣入口管道設置于初級洗滌塔的下部，且一級旋風煤氣出口連接至初級洗滌塔煤氣入口管道；初級洗滌塔圓周式螺旋塔盤進一步包括i)第一噴霧柱入口管道，設置在初級洗滌塔上部一側(cè)并與初級洗滌塔的塔壁基本上垂直，第一噴霧柱入口管道進一步包括延伸出初級洗滌塔塔壁外側(cè)的第一噴霧柱入口 ；ii)第一噴霧柱，其與第一噴霧柱入口管道在初級洗滌塔的大致中心處基本上垂直連接，并且在第一噴霧柱的四周均勻分布有多個第一噴霧孔；以及iii)第一螺旋塔盤主體，第一螺旋塔盤主體的內(nèi)側(cè)由其下端邊緣起始環(huán)繞第一噴霧柱的外側(cè)向上盤旋設置，其外側(cè)與初級洗滌塔的內(nèi)壁接合，且封閉第一噴霧柱的下端。優(yōu)選地，其中至少一層噴淋器對稱設置有多個噴淋器。更優(yōu)選地，其中至少一層噴淋器的上游通過管道與第一混合霧化器連接。優(yōu)選地，其中至少一層噴淋器與初級洗滌塔煤氣入口管道之間還設置有初級洗滌塔灰水入口，二級旋風分離器的洗滌水從二級旋風分離器灰水出口出來，進入初煤氣洗滌塔的第一灰水入口。優(yōu)選地，其中在初級洗滌塔煤氣入口管道的出口上方環(huán)繞初級洗滌塔煤氣入口管道設置有散氣網(wǎng)，散氣網(wǎng)外部與初級洗滌塔的內(nèi)壁接合，離開下降管的合成氣攜帶有大量的灰，經(jīng)兩層散氣網(wǎng)后，原來的大氣泡被分割成若干細長氣泡或更小的氣泡，使得合成氣與激冷水接觸面積大大提高，從而能夠洗出合成氣中更多的固體顆粒。更優(yōu)選地，其中第一噴霧柱入口管道上游通過管道與第二阻垢劑管線相連，第二阻垢劑管線設置有調(diào)節(jié)閥。優(yōu)選地，本發(fā)明的煤氣凈化的系統(tǒng)，進一步包括4)次級洗滌塔，其進一步包括4.1)氣體緩沖室，設置在次級洗滌塔底部；4. 2)初除塵煤氣入口管，其穿過次級洗滌塔的塔壁且延伸入氣體緩沖室內(nèi)；4. 3)氣體分布器，設置在初除塵煤氣入口管上方，并包括水浴和塔底排污管，其通過設置在其上的氣體分布器支撐件連接于次級洗滌塔的側(cè)壁的內(nèi)壁上；4. 4)次級洗滌塔灰水出口，設置在氣體分布器上方的次級洗滌塔的塔壁上，且位于次級洗滌塔的液面下方；4. 5)次級洗滌塔圓周式螺旋塔盤，設置在次級洗滌塔內(nèi)部的液面上方；4. 6)蒸汽冷凝液入口，設置在次級洗滌塔圓周式螺旋塔盤上方的次級洗滌塔的塔壁上；以及4. 7)無塵煤氣出口，設置在次級洗滌塔的頂部；其中，初級洗滌塔煤氣出口通過管道與次級洗滌塔的初除塵煤氣入口管連通。優(yōu)選地，本發(fā)明的煤氣凈化的系統(tǒng)，在次級洗滌塔的上游進一步包括3) 二級旋風分離器，設置有二級旋風煤氣入口、二級旋風洗滌水入口、二級旋風煤氣出口和二級旋風分離器灰水出口，其中二級旋風洗滌水入口設置在二級旋風煤氣入口上部，二級旋風煤氣入口和二級旋風洗滌水入口分別切向設置在二級旋風分離器的上部側(cè)壁上，二級旋風煤氣出口和二級旋風灰水出口分別設置在二級旋風分離器的頂部和底部；條件是，其中初級洗滌塔煤氣出口通過管道與二級旋風分離器的二級旋風煤氣入口連通，二級旋風分離器的二級旋風煤氣出口通過管道與次級洗滌塔的初除塵煤氣入口管連通，而其中初級洗滌塔煤氣出口通過管道與次級洗滌塔的初除塵煤氣入口管不連通。優(yōu)選地，其中在次級洗滌塔內(nèi)部的液面上方與次級洗滌塔圓周式螺旋塔盤之間進一步設置有至少兩層塔盤。優(yōu)選地，其中在次級洗滌塔圓周式螺旋塔盤上方與蒸汽冷凝液入口之間進一步設置有多層固閥塔盤。優(yōu)選地，其中在次級洗滌塔的多層固閥塔盤與蒸汽冷凝液入口的上方還設置有組合式除沫器。優(yōu)選地，其中次級洗滌塔圓周式螺旋塔盤，進一步包括4. 5.1)第二噴霧柱入口管道，設置在次級洗滌塔上部一側(cè)并與次級煤氣洗滌塔的塔壁基本上垂直，第二噴霧柱入口管道進一步包括延伸出次級洗滌塔塔壁外側(cè)的第二噴霧柱入口，第二噴霧柱入口管道通過管道與第二混合霧化器連接；4. 5. 2)第二噴霧柱，其與第二噴霧柱入口管道在次級洗滌塔的大致中心處基本上垂直連接，并且在第二噴霧柱的四周均勻分布有多個第二噴霧孔；以及4. 5. 3)第二螺旋塔盤主體，第二螺旋塔盤主體的內(nèi)側(cè)由其下端邊緣起始環(huán)繞第二噴霧柱的外側(cè)向上盤旋設置，其外側(cè)與次級洗滌塔的內(nèi)壁接合，且第二噴霧柱向下延伸超過第二螺旋塔盤主體的下端，并在第二噴霧柱向下延伸超過第二螺旋塔盤主體下端的側(cè)壁和下端底面上均設置有多個第二噴霧孔。優(yōu)選地，本發(fā)明的煤氣凈化的系統(tǒng)，其中在次級洗滌塔的下部還設置有氣體分布器，該氣體分布器進一步包括I)氣體緩沖室，設置在次級洗滌塔的底部區(qū)域，其由與次級洗滌塔的側(cè)壁相連的水浴的底部和其上設置的黑水排出管與次級洗滌塔的底部側(cè)壁和下壁構(gòu)成；2)初除塵煤氣入口管，貫穿次級洗滌塔的側(cè)壁并呈倒橫置的“L”型，其煤氣入口設置在次級洗滌塔的側(cè)壁之外，其煤氣出口設置在氣體緩沖室內(nèi)部并開口向下；3)氣體分布構(gòu)件,其進一步包括i)至少兩個大致同心設置的環(huán)形氣體分布管道；ii)至少第一連接橋和第二連接橋，設置在氣體分布構(gòu)件中的至少兩個環(huán)形氣體分布管道之間，至少第一連接橋和第二連接橋內(nèi)部為中空的，使得至少兩個環(huán)形氣體分布管道之間氣體連通；iii)至少一個導氣管，其設置在水浴內(nèi)并與第一連接橋空腔內(nèi)的氣體連通，使得與氣體分布構(gòu)件氣體連通；以及4)氣體分布器支撐件,其設置在氣體分布構(gòu)件上,使得氣體分布構(gòu)件連接于次級洗滌塔的側(cè)壁的內(nèi)壁上；其中，氣體分布構(gòu)件中的至少兩個環(huán)形氣體分布管道與至少第一連接橋和第二連接橋在其朝向水浴底部的方向上設置有多個直孔，且氣體分布構(gòu)件中的至少兩個環(huán)形氣體分布管道在其朝向水浴底部的方向上與多個直孔間隔交錯設置有多個切向孔，多個切向孔的開口設置為朝下向外側(cè)傾斜。優(yōu)選地，本發(fā)明的煤氣凈化的系統(tǒng)，其中氣體分布構(gòu)件由三個大致同心設置的環(huán)形氣體分布管道構(gòu)成，至少一個導氣管設置為2個導氣管并對稱設置在水浴與第一連接橋的管道上，并且環(huán)形氣體分布管道為中空的環(huán)形圓柱結(jié)構(gòu)。優(yōu)選地，其中氣體分布器的水浴的底部設置為錐形，且其上設置的黑水排出管位于水浴底部的中心部。優(yōu)選地，其中氣體分布器的至少兩個環(huán)形氣體分布管道上設置的多個直孔的直徑為5-80mm,多個切向孔的邊長為5-80mm。優(yōu)選地，其中氣體分布器的至少兩個環(huán)形氣體分布管道是垂直截面為圓的管道，環(huán)形氣體分布管道直徑為30 300mm，其中至少兩個環(huán)形氣體分布管道中的每一個直徑相同或不同，且其中氣體分布器支撐件在第一連接橋延伸方向上對稱設置在氣體分布構(gòu)件的外壁上。優(yōu)選地，其中氣體分布器的至少兩個環(huán)形氣體分布管道為一中空圓柱結(jié)構(gòu)，其水平截面為環(huán)形、垂直截面為長方形或正方形的管道，其內(nèi)外半徑之差為30 300mm，高為100 1000mm，其中至少兩個環(huán)形氣體分布管道中的每一個內(nèi)外半徑之差相同或不同，且其中氣體分布器支撐件在第一連接橋延伸方向上對稱設置在氣體分布構(gòu)件的外壁上。優(yōu)選地，本發(fā)明的煤氣凈化的系統(tǒng)，其中第二混合霧化器進一步包括管道區(qū)段和氣液預混區(qū)段，其中，管道區(qū)段和氣液預混區(qū)段共用水平或垂直設置的第一圓柱狀殼體，延伸進入第一圓柱狀殼體內(nèi)部同心設置的第二圓柱狀殼體，且在與管道區(qū)段遠離的氣液預混區(qū)段的第一端部具有封閉第一圓柱狀殼體的第一端壁，在第一端壁的中心處具有一出口，管道區(qū)段由第二圓柱狀殼體限定，預混室由第一圓柱狀殼體、第一圓柱狀殼體與第二圓柱狀殼體之間設置的類似于錐臺的側(cè)面限定，其中錐臺的側(cè)面在第一圓柱狀殼體和第二圓柱狀殼體之間斷開形成環(huán)形開口，第二圓柱狀殼體為液相通道，第一圓柱狀殼體與同心設置并延伸進入的第二圓柱狀殼體以及斷開形成環(huán)形開口的類似于錐臺的側(cè)面一起限定為氣相通道，在氣相通道上設置有氣相入口，超聲波發(fā)生器，對稱設置在位于預混區(qū)段外部的第一圓柱狀殼體上。更優(yōu)選地，其中第二混合霧化器在氣相入口上設置有接口法蘭，第二圓柱狀殼體的入口處設置有接口法蘭，第一圓柱狀殼體的第一端壁中心處的出口設置有接口法蘭，對稱設置的超聲波發(fā)生器為二個、三個、四個六個、或八個。更優(yōu)選地，其中在進入第二混合霧化器的氣相通道的氣相入口的上游設置有第二壓力調(diào)節(jié)閥，在第一端壁的出口的下游設置有第二壓力變送器，在進入液相通道的上游管線上設置有第三流量調(diào)節(jié)閥和第三流量變送器，在離開第二混合霧化器的出口的霧化灰水管線的下游設置有第四流量調(diào)節(jié)閥和第四流量變送器。在第三方面，本發(fā)明提供了一種煤氣凈化方法，其特征在于采用本發(fā)明以上所描述的煤氣凈化的系統(tǒng)，該方法包括I)來自煤氣次級洗滌塔的灰水和/或來自后系統(tǒng)的經(jīng)壓縮的無塵潔凈煤氣進入第一混合霧化器霧化成為霧化灰水小液滴；2)經(jīng)霧化的灰水小液滴分別同經(jīng)激冷后的粗煤氣和來自煤氣次級洗滌塔的灰水分別通過一級旋風霧化灰水入口、一級旋風粗煤氣入口和一級旋風洗滌水入口切向進入一級旋風分離器；3)粗煤氣中的絕大部分大顆?；以筒糠置夯覊m粒被霧化的灰水小液滴濕潤后在旋風分離器內(nèi)做螺旋運動的過程中不斷團聚后或沉降落下被分離出來，或被甩向旋風分離器內(nèi)壁隨即被螺旋而下的灰水沖下設置在一級旋風分離器接近中部的內(nèi)部側(cè)壁上的間隔壁的底部落灰口進入在一級旋風分離器下部構(gòu)成的排污槽中的黑水中；4)排污槽內(nèi)的黑水通過一級旋風分離器底部壁上設置的一級旋風黑水出口排入黑水處理系統(tǒng)；5)部分經(jīng)霧化的灰水小液滴和煤灰塵粒以及極少數(shù)的灰渣在煤氣的夾帶下隨一級旋風除塵煤氣由一級旋風分離器頂部設置的一級旋風煤氣出口進入煤氣初級洗滌塔的初級洗滌塔煤氣入口管道；其中，來自次級洗滌塔的灰水通過第一流量調(diào)節(jié)閥控制流量，來自后系統(tǒng)的壓縮無塵潔凈煤氣通過第一壓力調(diào)節(jié)閥控制霧化灰水的壓力，同時進入一級旋風霧化灰水入口的經(jīng)霧化的灰水通過霧化灰水管線下游設置的第二流量調(diào)節(jié)閥控制流量。優(yōu)選地，本發(fā)明的煤氣凈化方法，進一步包括6)進入初級洗滌塔的初級洗滌塔煤氣入口管道的一級旋風除塵煤氣通過在初級洗滌塔的初級洗滌塔煤氣入口管道的出口上方設置的散氣網(wǎng)(其中散氣網(wǎng)外部與初級洗滌塔的內(nèi)壁接合)向上溢出，使得大氣泡被分割成若干細長氣泡或更小的氣泡，使得煤氣與激冷水接觸面積增大，從而洗出煤氣中更多的固體顆粒；
7) 二級旋風分離器的洗滌水從二級旋風分離器灰水出口出來，進入初級洗滌塔灰水入口，對向上溢出的煤氣進行進一步噴淋除塵；8)至少一層噴淋器對稱設置的多個噴淋器對繼續(xù)向上溢出的煤氣進行更進一步的噴淋除塵；9)煤氣繼續(xù)向上通過初級洗滌塔圓周式螺旋塔盤的第一螺旋塔盤主體的下端邊緣沿第一螺旋塔盤主體盤旋向上，帶有阻垢劑的洗滌水通過第一噴霧柱入口管道進入通過第一噴霧柱側(cè)壁上設置的多個第一噴霧孔噴出，對煤氣進行噴淋除塵；以及10)經(jīng)初級噴淋除塵后的煤氣通過設置在初級洗滌塔頂部的初級洗滌塔煤氣出口排出，初級洗滌塔的底部設置為錐形塔底，固體顆粒均沉降于此，并通過下部設置的初級洗滌塔黑水出口排出。優(yōu)選地，本發(fā)明的煤氣凈化方法，進一步包括11)經(jīng)初級洗滌塔煤氣出口排出的經(jīng)初級噴淋除塵后的煤氣進入切向設置在二級旋風分離器的上部側(cè)壁上的二級旋風煤氣入口，洗滌水通過在相對方向上設置在二級旋風煤氣入口上方切向設置的二級旋風洗滌水入口進入，切向噴出的洗滌水對煤氣進行噴淋洗滌，經(jīng)初除塵煤氣由設置在二級旋風分離器頂部的二級旋風煤氣出口排出進入次級洗滌塔底部的初除塵煤氣入口管，噴淋洗滌后的洗滌水通過設置在二級旋風分離器底部的二級旋風灰水出口排出進入初級洗滌塔的初級洗滌塔灰水入口。本發(fā)明的煤氣凈化方法，可以在步驟10)后直接進行步驟12)，或者在步驟10)后進行步驟11)，然后再進行步驟12)，取決于所使用的本發(fā)明的煤氣凈化系統(tǒng)是否包括二級旋風分離器。當然，即使本發(fā)明的煤氣凈化系統(tǒng)包括二級旋風分離器，如果通過管道將其旁路，仍然可以在步驟10)后直接進行步驟12)。優(yōu)選地，本發(fā)明的煤氣凈化方法，進一步包括12)通過設置在初級洗滌塔頂部的初級洗滌塔煤氣出口排出的經(jīng)初級噴淋除塵后的煤氣或者可選地由設置在二級旋風分離器頂部的二級旋風煤氣出口排出的經(jīng)初除塵煤氣，進入次級洗滌塔底部的初除塵煤氣入口管，該煤氣通過設置在初除塵煤氣入口管上方水浴中的氣體分布器上的至少一個導氣管進入氣體分布器的第一連接橋與由至少兩個環(huán)形氣體分布管道構(gòu)成的氣體分布構(gòu)件，并從氣體分布構(gòu)件中的至少兩個環(huán)形氣體分布管道與至少第一連接橋和第二連接橋在其朝向水浴底部的方向上設置的多個直孔以及氣體分布構(gòu)件中的至少兩個環(huán)形氣體分布管道在其朝向水浴底部的方向上與多個直孔間隔交錯設置的朝下向外側(cè)傾斜的多個切向孔噴出，繼續(xù)向上溢出洗滌水液面；13)溢出洗滌水液面的煤氣向上經(jīng)過至少兩層塔盤與通過高壓灰水入口進入的高壓灰水接觸除塵；以及14)煤氣繼續(xù)向上通過次級洗滌塔圓周式螺旋塔盤的第二螺旋塔盤主體的下端邊緣沿第二螺旋塔盤主體盤旋向上，帶有阻垢劑的洗滌水通過第二噴霧柱入口管道進入通過第二噴霧柱側(cè)壁上設置的多個第二噴霧孔噴出，對煤氣進行噴淋除塵，經(jīng)除塵后的無塵潔凈煤氣通過在次級洗滌塔頂部設置的無塵煤氣出口排出；其中，次級洗滌塔底部設置的水浴的底部為錐形，洗滌水中的煤灰塵埃通過其底部中心部設置的黑水排出管排出。優(yōu)選地，本發(fā)明的煤氣凈化方法，進一步包括
15)通過次級洗滌塔圓周式螺旋塔盤除塵后的煤氣繼續(xù)向上通過在次級洗滌塔圓周式螺旋塔盤上方與蒸汽冷凝液入口之間設置的多層固閥塔盤與蒸汽冷凝液接觸除塵；以及煤氣繼續(xù)向上通過設置在多層固閥塔盤與蒸汽冷凝液入口上方的組合式除沫器除去其中夾帶的微沫。更優(yōu)選地，本發(fā)明的煤氣凈化方法，其中通過在次級洗滌塔頂部設置的無塵煤氣出口排出的經(jīng)除塵后的含水無塵潔凈煤氣進入低溫/變換甲醇洗系統(tǒng)處理，得到的純凈合成氣進入甲醇合成或費托合成系統(tǒng)進行反應；第一混合霧化器和第二混合霧化器的液相通道的液體為來自低溫/變換甲醇洗系統(tǒng)的水蒸汽變換冷凝液，從一級旋風黑水出口、初級洗滌塔黑水出口和次級洗滌塔底部設置的黑水排出管排出的黑水進入黑水處理系統(tǒng)處理，經(jīng)黑水處理系統(tǒng)處理后得到的灰水進入次級洗滌塔的高壓灰水入口 ；經(jīng)次級洗滌塔的灰水循環(huán)泵抽出的灰水分別進入①一級旋風分離器的一級旋風洗滌水入口，和/或②二級旋風分離器的二級旋風洗滌水入口，和/或③初級洗滌塔灰水入口，和/或，④煤氣化爐作為激冷水以及可選地用于制漿進入水煤漿氣化爐反應制取粗煤氣，和/或⑤混合霧化器作為霧化用水,和/或⑥初級洗滌塔第一噴霧柱入口管道作為向圓周式螺旋塔盤側(cè)向噴出的噴淋水。其中，霧化后的霧化灰水又分兩路，一路進入一級旋風分離器的一級旋風霧化灰水入口，另一路進入初級洗滌塔噴淋器作為洗滌塔側(cè)向噴出的噴淋水。本發(fā)明的第四方面，提供了本發(fā)明以上所描述的一級旋風分離器在以煤、石油焦、生物質(zhì)、和/或可燃工業(yè)廢棄物為原料的加壓氣化生產(chǎn)的煤氣的凈化中的應用。第五方面，本發(fā)明提供了以上所描述的用于煤氣凈化的系統(tǒng)在以煤、石油焦、生物質(zhì)、和/或可燃工業(yè)廢棄物為原料的加壓氣化生產(chǎn)的煤氣的凈化中的應用。第六方面，本發(fā)明提供了以上所描述的煤氣凈化方法在以煤、石油焦、生物質(zhì)、和/或可燃工業(yè)廢棄物為原料的加壓氣化生產(chǎn)的煤氣的凈化中的應用。


圖1a是示出根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式的一級旋風分離器；圖1b是示出圖1a的一級旋風分離器沿Xl-Xl線的仰視示意圖；圖1c是示出圖1a的一級旋風分離器沿X2-X2線的俯視示意圖；圖1d是示出根據(jù)本發(fā)明的另一種實施方式的一級旋風分離器；圖2a是示出根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式的混合霧化器沿H2-H2線的縱剖左視圖；圖2b是示出根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式的混合霧化器的縱剖示意圖；圖2c是示出根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式的混合霧化器沿Hl-Hl線的縱剖右視圖；圖3a是示出根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式的次級煤氣洗滌塔的縱剖示意圖3b是示出包括根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式的一級旋風分離器的煤氣凈化系統(tǒng)的縱剖示意圖；圖3c是示出包括根據(jù)本發(fā)明的另一種實施方式的一級旋風分離器的煤氣凈化系統(tǒng)的縱剖示意圖；圖4a是示出根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式的次級煤氣洗滌塔的螺旋塔盤的縱剖示意圖；圖4b是示出根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式的初級洗滌塔的螺旋塔盤的縱剖示意圖；圖4c是示出圖4a的根據(jù)本發(fā)明的實施方式的次級煤氣洗滌塔的包括液相分布器和圓周式組合泡罩塔板的螺旋塔盤的縱剖示意圖；圖5是示出根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式的次級煤氣洗滌塔的液相分布器的示意圖，從上至下依次示出液相分布器的縱剖圖、沿E-E線的俯視圖以及液相分布器的縱剖流道示意圖；圖6a是示出根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式的次級煤氣洗滌塔的圓周式組合泡罩塔板沿F-F線的俯視圖；圖6b是示出根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式的次級煤氣洗滌塔的圓周式組合泡罩塔板的弧形泡罩的正視圖；圖7a是示出根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式的次級煤氣洗滌塔的氣體分布器的氣體分布構(gòu)件沿Ql-Ql線的仰視示意圖；圖7b是示出圖7a的氣體分布器的氣體分布構(gòu)件沿Q2-Q2線的俯視示意圖；圖8是示出圖3b的煤氣凈化系統(tǒng)中環(huán)繞初級洗滌塔煤氣入口管道的散氣網(wǎng)的俯視不意圖；以及圖9是示出包括根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式的煤氣凈化方法的上下游流程示意圖。
具體實施例方式以下提供了本發(fā)明的具體實施方式
。本領域技術人員應該理解其中實施方式僅是為了說明的目的，不應被視為以任何方式限制由權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的范圍。因此，本發(fā)明提供了一種用于煤氣凈化的一級旋風分離器。在一個具體實施方式
中，本發(fā)明提供了一種用于煤氣高效洗滌凈化工藝的一級旋風分離器7，其特征在于，包括一級旋風粗煤氣入口 702，設置在一級旋風分離器7上部側(cè)壁上；一級旋風霧化灰水入口 710，設置在一級旋風分離器7上部側(cè)壁上，并位于第一粗煤氣入口 702的上方；一級旋風洗滌水入口 708，設置在一級旋風分離器7上部側(cè)壁上，并與一級旋風霧化灰水入口 710設置在同一水平位置的圓平面對稱位置上；一級旋風煤氣出口 704，設置在一級旋風分離器7的頂部壁上；以及一級旋風黑水出口 706，設置在一級旋風分離器7的底部壁上。在一優(yōu)選實施方式中，本發(fā)明的一級旋風分離器7進一步包括設置在一級旋風分離器7接近中部的內(nèi)部側(cè)壁上設置有縮頸的倒錐形的間隔壁712，間隔壁712的底部設置為落灰口 714。在一優(yōu)選實施方式中，其中一級旋風粗煤氣入口 702切向設置在一級旋風分離器7上部側(cè)壁上，且一級旋風洗滌水入口 708和一級旋風霧化灰水入口 710切向設置在一級旋風分離器7上部側(cè)壁上同一水平位置的圓平面對稱位置上。在一優(yōu)選實施方式中，其中一級旋風霧化灰水入口 710通過管道與第一混合霧化器80連接。在一優(yōu)選實施方式中，其中第一混合霧化器80進一步包括管道區(qū)段801和氣液預混區(qū)段802，其中，管道區(qū)段801和氣液預混區(qū)段802共用水平或垂直設置的第一圓柱狀殼體804，延伸進入第一圓柱狀殼體804內(nèi)部同心設置的第二圓柱狀殼體806，且在與管道區(qū)段801遠離的氣液預混區(qū)段802的第一端部具有封閉第一圓柱狀殼體804的第一端壁808,在第一端壁808的中心處具有一出口 810，管道區(qū)段801由第二圓柱狀殼體806限定，預混室802由第一圓柱狀殼體804、第一圓柱狀殼體804與第二圓柱狀殼體806之間設置的類似于錐臺的側(cè)面812限定，其中錐臺的側(cè)面812在第一圓柱狀殼體804和第二圓柱狀殼體806之間斷開形成環(huán)形(或錐臺形)開口 814，第二圓柱狀殼體806為液相通道,第一圓柱狀殼體804與同心設置并延伸進入的第二圓柱狀殼體806以及斷開形成環(huán)形開口 814的類似于錐臺的側(cè)面812 —起限定為氣相通道，在氣相通道上設置有氣相入口 820。在一更優(yōu)選實施方式中，其中第一混合霧化器80在位于預混區(qū)段802外部的第一圓柱狀殼體804上對稱設置有超聲波發(fā)生器818。在一更優(yōu)選實施方式中，其中第一混合霧化器80在氣相入口 820上設置有接口法蘭，第二圓柱狀殼體806的入口處設置有接口法蘭，第一圓柱狀殼體804的第一端壁808中心處的出口 810設置有接口法蘭，對稱設置的超聲波發(fā)生器818為二個、三個、四個、六個、或八個。在一更優(yōu)選實施方式中，其中在進入第一混合霧化器80的氣相通道的氣相入口818的上游設置有第一壓力調(diào)節(jié)閥822，在第一端壁808的出口 810的下游設置有第一壓力變送器824，在進入液相通道806的上游管線上設置有第一流量調(diào)節(jié)閥834和第一流量變送器836，在離開第一混合霧化器80的出口 810的霧化灰水管線的下游設置有第二流量調(diào)節(jié)閥838和第二流量變送器839。在一更優(yōu)選實施方式中，其中在第一混合霧化器80的液相通道806入口與第一流量調(diào)節(jié)閥834之間的液相通道806的上游管線上還設置有第一阻垢劑管線830，并在其上設置有調(diào)節(jié)閥832。在本發(fā)明的另一實施方式中，提供了一種用于煤氣凈化的系統(tǒng)1000，包括I)以上所描述的本發(fā)明的一級旋風分離器7 ;以及2)初級洗滌塔I;其中，初級洗滌塔I自上而下設置有初級洗滌塔煤氣出口 110、初級洗滌塔圓周式螺旋塔盤10、至少一層噴淋器13、初級洗滌塔煤氣入口管道16和初級洗滌塔黑水出口18 ;初級洗滌塔煤氣出口 110和初級洗滌塔黑水出口 18分別設置在初級煤氣洗滌塔I的頂部和底部，初級洗滌塔圓周式螺旋塔盤10設置于初級洗滌塔I的上部，初級洗滌塔煤氣入口管道16設置于初級洗滌塔I的下部，且一級旋風煤氣出口 704連接至初級洗滌塔煤氣入口管道16;初級洗滌塔圓周式螺旋塔盤10進一步包括i)第一噴霧柱入口管道202，設置在初級洗滌塔I上部一側(cè)并與初級洗滌塔I的塔壁12基本上垂直，第一噴霧柱入口管道202進一步包括延伸出初級洗滌塔I塔壁12外側(cè)的第一噴霧柱入口 204 ；ii)第一噴霧柱206，其與第一噴霧柱入口管道202在初級洗滌塔I的大致中心處基本上垂直連接，并且在第一噴霧柱206的四周均勻分布有多個第一噴霧孔208 ;以及iii)第一螺旋塔盤主體102，第一螺旋塔盤主體102的內(nèi)側(cè)由其下端邊緣104起始環(huán)繞第一噴霧柱206的外側(cè)向上盤旋設置，其外側(cè)與初級洗滌塔I的內(nèi)壁12接合，且封閉第一噴霧柱206的下端。在一優(yōu)選實施方式中，其中至少一層噴淋器13對稱設置有多個噴淋器。在一更優(yōu)選實施方式中，其中至少一層噴淋器13的上游通過管道與第一混合霧化器80連接。在一更優(yōu)選實施方式中，其中至少一層噴淋器13與初級洗滌塔煤氣入口管道16之間還設置有初級洗滌塔灰水入口 14，二級旋風分離器9的洗滌水從二級旋風分離器灰水出口 906出來，進入初煤氣洗滌塔的第一灰水入口 14。在一更優(yōu)選實施方式中，其中在初級洗滌塔煤氣入口管道16的出口上方環(huán)繞初級洗滌塔煤氣入口管道16設置有散氣網(wǎng)15，其中散氣網(wǎng)15外部與初級洗滌塔的內(nèi)壁12接合，離開下降管16的合成氣攜帶有大量的灰，經(jīng)兩層散氣網(wǎng)后，原來的大氣泡被分割成若干細長氣泡或更小的氣泡，使得合成氣與激冷水接觸面積大大提高，從而能夠洗出合成氣中更多的固體顆粒。在一更優(yōu)選實施方式中，其中在初級洗滌的第一噴霧柱入口管道202上游通過管道與第二阻垢劑管線19相連，第二阻垢劑管線19設置有調(diào)節(jié)閥192。在一優(yōu)選實施方式中，本發(fā)明的煤氣凈化的系統(tǒng)1000，進一步包括4)次級洗滌塔2，其進一步包括4.1)氣體緩沖室240，設置在次級洗滌塔2底部；4. 2)初除塵煤氣入口管26，其穿過次級洗滌塔2的塔壁22且延伸入氣體緩沖室240 內(nèi)；4. 3)氣體分布器60，設置在初除塵煤氣入口管26上方，并包括水浴280和塔底排污管242，其通過設置在其上的氣體分布器支撐件680連接于次級洗滌塔2的側(cè)壁22的內(nèi)
壁上；4. 4)次級洗滌塔灰水出口 23，設置在氣體分布器60上方的次級洗滌塔2的塔壁22上，且位于次級洗滌塔2的液面250下方；4. 5)次級洗滌塔圓周式螺旋塔盤10’，設置在次級洗滌塔2內(nèi)部的液面250上方；4. 6)蒸汽冷凝液入口 232，設置在次級洗滌塔圓周式螺旋塔盤10上方的次級洗滌塔2的塔壁22上；以及
4. 7)無塵煤氣出口 210，設置在次級洗滌塔2的頂部；其中，初級洗滌塔煤氣出口 110通過管道與次級洗滌塔2的初除塵煤氣入口管26連通。在另一優(yōu)選實施方式中，本發(fā)明的煤氣凈化的系統(tǒng)1000，在次級洗滌塔2的上游進一步包括3) 二級旋風分離器9，設置有二級旋風煤氣入口 902、二級旋風洗滌水入口 908、二級旋風煤氣出口 904和二級旋風分離器灰水出口 906，其中二級旋風洗滌水入口 908設置在二級旋風煤氣入口 902上部，二級旋風煤氣入口 902和二級旋風洗滌水入口 908分別切向設置在二級旋風分離器9的上部側(cè)壁上，二級旋風煤氣出口 904和二級旋風灰水出口 906分別設置在二級旋風分離器9的頂部和底部；條件是，其中初級洗滌塔煤氣出口 110通過管道與二級旋風分離器9的二級旋風煤氣入口 902連通，二級旋風分離器9的二級旋風煤氣出口 904通過管道與次級洗滌塔2的初除塵煤氣入口管26連通，而其中初級洗滌塔煤氣出口 110通過管道與次級洗滌塔2的初除塵煤氣入口管26不連通。在一更優(yōu)選實施方式中，其中在次級洗滌塔2內(nèi)部的液面250上方與次級洗滌塔圓周式螺旋塔盤10’之間進一步設置有至少兩層塔盤265。在一更優(yōu)選實施方式中，其中在次級洗滌塔圓周式螺旋塔盤10’上方與蒸汽冷凝液入口 232之間進一步設置有多層固閥塔盤225。在一更優(yōu)選實施方式中，其中在次級洗滌塔2的多層固閥塔盤225與蒸汽冷凝液入口 232的上方還設置有組合式除沫器290。在一更優(yōu)選實施方式中，其中次級洗滌塔圓周式螺旋塔盤10’，進一步包括4. 5.1)第二噴霧柱入口管道202’，設置在次級洗滌塔2上部一側(cè)并與次級煤氣洗滌塔2的塔壁22基本上垂直，第二噴霧柱入口管道202’進一步包括延伸出次級洗滌塔2塔壁22外側(cè)的第二噴霧柱入口 204’，第二噴霧柱入口管道202’通過管道與第二混合霧化器80’連接；4.5.2)第二噴霧柱206’，其與第二噴霧柱入口管道202’在次級洗滌塔2的大致中心處基本上垂直連接，并且在第二噴霧柱206’的四周均勻分布有多個第二噴霧孔208’ ；以及4.5.3)第二螺旋塔盤主體102’，第二螺旋塔盤主體102’的內(nèi)側(cè)由其下端邊緣104’起始環(huán)繞第二噴霧柱206’的外側(cè)向上盤旋設置，其外側(cè)與次級洗滌塔2的內(nèi)壁22接合，且第二噴霧柱206’向下延伸超過第二螺旋塔盤主體102’的下端，并在第二噴霧柱206’向下延伸超過第二螺旋塔盤主體下端的側(cè)壁和下端底面上均設置有多個第二噴霧孔208’。在一更優(yōu)選實施方式中，本發(fā)明的次級洗滌塔2的圓周式螺旋塔盤10’，進一步包括液相分布器30，在第二螺旋塔盤主體102’的下方環(huán)繞第二噴霧柱206’設置，液相分布器30與煤氣洗滌塔2的內(nèi)壁22設置有一定間隔；以及圓周式組合泡罩塔板50,設置在液相分布器30下方并環(huán)繞第二噴霧柱206’ ；其中，噴霧柱206’向下延伸穿過液相分布器30與圓周式組合泡罩塔板50的中心部一段距離，并且在液相分布器30與圓周式組合泡罩塔板50之間的第二噴霧柱206’未設置噴霧孔，而第二噴霧柱206’向下延伸穿過圓周式組合泡罩塔板50中心部的一段噴霧柱的側(cè)面和下端底面都均勻設置有多個第二噴霧孔208’。在一更優(yōu)選實施方式中，其中液相分布器30進一步包括環(huán)形液相分配盤302，環(huán)繞第二噴霧柱206’設置，為呈一定寬度的環(huán)形凹槽；多個導液槽304，均勻設置在環(huán)形液相分配盤302的外側(cè)，其側(cè)壁即垂直壁305高于環(huán)形液相分配盤302的側(cè)壁即垂直壁308并與環(huán)形液相分配盤302液體連通；以及多個布液口 306，分別設置于多個導液槽304的每一個遠離環(huán)形液相分配盤302的一端，并與煤氣洗滌塔1，2的內(nèi)壁12，22之間具有一定間隙。在一更優(yōu)選實施方式中，其中多個導液槽304與多個布液口 306分別設置為四個、六個或八個，多個布液口 306設置為喇叭形，具有凸緣307。在一更優(yōu)選實施方式中，其中圓周式組合泡罩塔板50進一步包括降液通道502，圍繞噴霧柱206設置，并與第二噴霧柱206’之間具有間隙；多個圓型泡罩504，均勻設置在降液通道502的外圍；以及至少兩層弧形泡罩506，圍繞多個圓型泡罩504設置，至少兩層弧形泡罩506的每一層為均勻間隔開的環(huán)形，且至少兩層弧形泡罩506的相鄰層的弧形泡罩506交錯設置；其中，多個圓型泡罩504與至少兩層弧形泡罩506內(nèi)均設置有升氣孔508，且至少兩層弧形泡罩506的泡罩上均勻設置有多個排氣孔510。在一更優(yōu)選實施方式中，其中至少兩層弧形泡罩506為三層弧形泡罩506，且至少兩層弧形泡罩506的每一層的弧形泡罩為四個、六個或八個，相應地，至少兩層弧形泡罩506的相鄰兩層弧形泡罩506之間分別錯開大約45°、30°或22.5°。當然，每一層的弧形泡罩也可以根據(jù)需要均勻設置為其他數(shù)目的弧形泡罩，相鄰的兩層弧形泡罩之間也分別交錯開設置即可。在一更優(yōu)選實施方式中，其中多個布液口 306的每一個對應設置在圓周式組合泡罩塔板50的至少兩層弧形泡罩506的最外層弧形泡罩的每一段大致中間位置的正上方。這樣洗滌水落到弧形泡罩的外沿后即可沿著弧形泡罩兩側(cè)向著兩段弧形泡罩之間的間隔處流動，之后洗滌水在由兩段弧形泡罩之間的間隔處流向下一層弧形泡罩的中間位置，從而延長洗滌水的流程。在一更優(yōu)選實施方式中，本發(fā)明的煤氣凈化的系統(tǒng)1000，其中第二混合霧化器80’進一步包括管道區(qū)段801和氣液預混區(qū)段802，其中，管道區(qū)段801和氣液預混區(qū)段802共用水平或垂直設置的第一圓柱狀殼體804，延伸進入第一圓柱狀殼體804內(nèi)部同心設置的第二圓柱狀殼體806，且在與管道區(qū)段801遠離的氣液預混區(qū)段802的第一端部具有封閉第一圓柱狀殼體804的第一端壁808,在第一端壁808的中心處具有一出口 810，管道區(qū)段801由第二圓柱狀殼體806限定，預混室802由第一圓柱狀殼體804、第一圓柱狀殼體804與第二圓柱狀殼體806之間設置的類似于錐臺的側(cè)面812限定，其中錐臺的側(cè)面812在第一圓柱狀殼體804和第二圓柱狀殼體806之間斷開形成環(huán)形(或錐臺形)開口 814，第二圓柱狀殼體806為液相通道，第一圓柱狀殼體804與同心設置并延伸進入的第二圓柱狀殼體806以及斷開形成環(huán)形(或錐臺形)開口 814的類似于錐臺的側(cè)面812 —起限定為氣相通道，在氣相通道上設置有氣相入口 820，超聲波發(fā)生器818，對稱設置在位于預混區(qū)段802外部的第一圓柱狀殼體804上。在一更優(yōu)選實施方式中，其中第二混合霧化器80’在氣相入口 820上設置有接口法蘭，第二圓柱狀殼體806的入口處設置有接口法蘭，第一圓柱狀殼體804的第一端壁808中心處的出口設置有接口法蘭，對稱設置的超聲波發(fā)生器818為二個、三個、四個六個、或八個。在一更優(yōu)選實施方式中，其中在進入第二混合霧化器80’的氣相通道的氣相入口的818上游設置有第二壓力調(diào)節(jié)閥822’，在第一端壁808的出口 810的下游設置有第二壓力變送器824’，在進入液相通道的上游管線上設置有第三流量調(diào)節(jié)閥和第三流量變送器，在離開第二混合霧化器的出口的霧化灰水管線的下游設置有第四流量調(diào)節(jié)閥和第四流量變送器。在一優(yōu)選具體實施方式
中，本發(fā)明的凈化系統(tǒng)1000，其中次級洗滌塔2進一步包括用于次級洗滌塔2的氣體分布器60，其包括I)氣體緩沖室240，設置在次級洗滌塔2的底部區(qū)域，其由與次級洗滌塔2的側(cè)壁22相連的水浴280的底部282和其上設置的黑水排出管242與次級洗滌塔2的底部側(cè)壁22和下壁22’構(gòu)成；2)初除塵煤氣入口管26，貫穿次級洗滌塔2的側(cè)壁22并呈倒橫置的“L”型，其煤氣入口 262設置在次級洗滌塔2的側(cè)壁22之外，其煤氣出口 264設置在氣體緩沖室240內(nèi)部并開口向下；3)氣體分布構(gòu)件620，其進一步包括i)至少兩個大致同心設置的環(huán)形氣體分布管道622，623，624 ;ii)至少第一連接橋640和第二連接橋660，設置在氣體分布構(gòu)件620中的至少兩個環(huán)形氣體分布管道622，623，624之間，至少第一連接橋640和第二連接橋660內(nèi)部為中空的，使得至少兩個環(huán)形氣體分布管道之間氣體連通；以及iii)至少一個導氣管284，其設置在水浴280內(nèi)并與第一連接橋640空腔內(nèi)的氣體連通，使得與氣體分布構(gòu)件620氣體連通；其中，氣體分布構(gòu)件620中的至少兩個環(huán)形氣體分布管道622，623，624與至少第一連接橋640和第二連接橋660在其朝向水浴280底部的方向上設置有多個直孔628，642，662，且氣體分布構(gòu)件620中的至少兩個環(huán)形氣體分布管道622，623，624在其朝向水浴280底部的方向上與多個直孔628間隔交錯設置有多個切向孔626，多個切向孔626的開口設置為朝下向外側(cè)傾斜。本發(fā)明的氣體分布器60，其中第一連接橋640和第二連接橋660內(nèi)部是中空的，使得與至少兩個環(huán)形氣體分布管道622，623，624之間氣體連通，從在其氣體分布構(gòu)件620和至少第一連接橋640和第二連接橋660上設置的多個直孔噴出的水煤氣從環(huán)形氣體分布管道622，623，624以及第一連接橋640和第二連接橋660的附近上升，而從氣體分布構(gòu)件620上設置的多個切向孔出來的氣體由于切向孔向外側(cè)傾斜的結(jié)構(gòu)，使得從切向孔噴出的氣體向遠離環(huán)形氣體分布管道622，623，624的方向噴出，這樣，使得水煤氣在整個水浴280內(nèi)盡可能獲得均勻的分布，同時在一定程度上減少重新匯集成大氣泡的可能。
在一優(yōu)選實施方式中,氣體分布器60進一步包括4)氣體分布器支撐件680，其設置在氣體分布構(gòu)件620上，使得氣體分布構(gòu)件620連接于煤氣精洗滌塔2側(cè)壁22的內(nèi)壁上。在一優(yōu)選實施方式中，其中氣體分布構(gòu)件620由三個大致同心設置的環(huán)形氣體分布管道構(gòu)成，至少一個導氣管284設置為2個導氣管284并對稱設置在水浴280與第一連接橋640的管道上。在一優(yōu)選實施方式中，其中水浴280的底部設置為錐形，且其上設置的黑水排出管242位于水浴280底部的中心部。在一優(yōu)選實施方式中，其中至少兩個環(huán)形氣體分布管道622,623,624上設置的多個直孔628的直徑為5-80mm，多個切向孔626的邊長為5_80mm。更優(yōu)選地，至少兩個環(huán)形氣體分布管道上設置的多個直孔628的直徑為5-50mm，多個切向孔626的邊長為5_50mm。進一步優(yōu)選，至少兩個環(huán)形氣體分布管道上設置的多個直孔628的直徑為10-30mm，多個切向孔626的邊長為10-30mm。在一優(yōu)選實施方式中，該環(huán)形氣體分布管道可以是垂直截面為圓的管道，其直徑為30 300mm。其中至少兩個環(huán)形氣體分布管道622，623，624的直徑可以相同，也可以不同。在另一優(yōu)選實施方式中，該環(huán)形氣體分布管道也可以為一中空圓柱結(jié)構(gòu)，其為水平截面是環(huán)形、垂直截面是長方形或正方形的中空圓柱的形式，其內(nèi)外半徑之差為30 300mm，高為100 1000mm，具體尺寸可以依據(jù)實際情況和負荷即煤氣量確定。其中至少兩個環(huán)形氣體分布管道622，623，624的內(nèi)外半徑之差和高可以相同，也可以不同。在一優(yōu)選實施方式中，其中氣體分布器支撐件680在第一連接橋640的延伸方向上對稱設置在氣體分布構(gòu)件620的外壁上。在本發(fā)明的另一實施方式中，提供了一種用于煤氣凈化的系統(tǒng)1000，包括初級洗滌塔I和次級洗滌塔2，其中初級洗滌塔I中設置有第一螺旋塔盤主體102的下端將第一噴霧柱206的下端封閉的初級洗滌塔圓周式螺旋塔盤10和位于初級洗滌塔圓周式螺旋塔盤下方的至少一層噴淋器13，其中至少一層噴淋器13對稱設置有多個噴淋器，而次級洗滌塔2中設置有以上描述的氣體分布器60以及第二噴霧柱206’向下延伸超過第二螺旋塔盤主體102’的下端、并在向下延伸超過第二螺旋塔盤主體102’下端的第二噴霧柱側(cè)面和下端底面上都均勻設置有多個第二噴霧孔208’的次級洗滌塔圓周式螺旋塔盤10’。在一優(yōu)選實施方式中，初級洗滌塔I內(nèi)部設置的第一螺旋塔盤主體102的下方分層設置兩層灰水霧化液噴淋器13，每層可均勻?qū)ΨQ分布有四個、六個、八個噴淋器，使得灰水霧化液滴從每一噴淋器噴出，對煤氣進行增濕除塵。在一更優(yōu)選實施方式中，次級洗滌塔2在第二噴霧柱入口管道202’的上方設置有多層固閥塔盤225。在一更優(yōu)選實施方式中，次級洗滌塔2在多層固閥塔盤225的上方還設置有組合式除沫器29，其中組合式除沫器290由凹型導流式絲網(wǎng)除沫器292和板翅式霧沫夾帶分離器294構(gòu)成。在又一具體實施方式
中，提供了一種煤氣凈化方法，其采用本發(fā)明以上所描述的煤氣凈化的系統(tǒng)1000，該方法包括
I)來自煤氣次級洗滌塔的灰水和/或來自后系統(tǒng)的經(jīng)壓縮的無塵潔凈煤氣進入第一混合霧化器80霧化成為霧化灰水小液滴；2)經(jīng)霧化的灰水小液滴分別同經(jīng)激冷后的粗煤氣和來自煤氣次級洗滌塔的灰水分別通過一級旋風霧化灰水入口 710、一級旋風粗煤氣入口 702和一級旋風洗滌水入口 708切向進入一級旋風分離器7;3)粗煤氣中的絕大部分大顆?；以筒糠置夯覊m粒被霧化的灰水小液滴濕潤后在旋風分離器內(nèi)做螺旋運動的過程中不斷團聚后或沉降落下被分離出來，或被甩向旋風分離器內(nèi)壁隨即被螺旋而下的灰水沖下設置在一級旋風分離器7接近中部的內(nèi)部側(cè)壁上的間隔壁712的底部落灰口 714進入在一級旋風分離器7下部構(gòu)成的排污槽中的黑水中；4)排污槽內(nèi)的黑水通過一級旋風分離器7的底部壁上設置的一級旋風黑水出口706排入黑水處理系統(tǒng)；5)部分經(jīng)霧化的灰水小液滴和煤灰塵粒以及極少數(shù)的灰渣在煤氣的夾帶下隨一級旋風除塵煤氣由一級旋風分離器7頂部設置的一級旋風煤氣出口 704進入煤氣初級洗滌塔I的初級洗滌塔煤氣入口管道16 ；其中，來自次級洗滌塔的灰水通過第一流量調(diào)節(jié)閥834控制流量，來自后系統(tǒng)的壓縮無塵潔凈煤氣通過第一壓力調(diào)節(jié)閥822控制霧化灰水的壓力，同時進入一級旋風霧化灰水入口 710的經(jīng)霧化的灰水通過霧化灰水管線下游設置的第二流量調(diào)節(jié)閥838控制流量。在一優(yōu)選實施方式中，本發(fā)明的煤氣凈化方法進一步包括6)進入初級洗滌塔I的初級洗滌塔煤氣入口管道16的一級旋風除塵煤氣通過在初級洗滌塔I的初級洗滌塔煤氣入口管道16的出口上方設置的散氣網(wǎng)15 (其中散氣網(wǎng)15外部與初級洗滌塔的內(nèi)壁12接合)向上溢出，使得大氣泡被分割成若干細長氣泡或更小的氣泡，使得煤氣與激冷水接觸面積增大，從而洗出煤氣中更多的固體顆粒；7) 二級旋風分離器9的洗滌水從二級旋風分離器灰水出口 906出來，進入初級洗滌塔灰水入口 14，對向上溢出的煤氣進行進一步噴淋除塵；8)至少一層噴淋器13對稱設置的多個噴淋器對繼續(xù)向上溢出的煤氣進行更進一步的噴淋除塵；9)煤氣繼續(xù)向上通過初級洗滌塔圓周式螺旋塔盤10的第一螺旋塔盤主體102的下端邊緣104沿第一螺旋塔盤主體盤旋向上，帶有阻垢劑的洗滌水通過第一噴霧柱入口管道202進入通過第一噴霧柱206側(cè)壁上設置的多個第一噴霧孔208噴出，對煤氣進行噴淋除塵；以及10)經(jīng)初級噴淋除塵后的煤氣通過設置在初級洗滌塔I頂部的初級洗滌塔煤氣出口 110排出，初級洗滌塔I的底部設置為錐形塔底，固體顆粒均沉降于此，并通過下部設置的初級洗滌塔黑水出口 18排出。本發(fā)明的煤氣凈化方法，可以在步驟10)后直接進行步驟12)，或者在步驟10)后進行步驟11)，然后再進行步驟12)，取決于所使用的本發(fā)明的煤氣凈化系統(tǒng)是否包括二級旋風分離器。當然，即使本發(fā)明的煤氣凈化系統(tǒng)包括二級旋風分離器，如果通過管道將其旁路，仍然可以在步驟10)后直接進行步驟12)。在一更優(yōu)選實施方式中，本發(fā)明的煤氣凈化方法進一步包括
11)經(jīng)初級洗滌塔煤氣出口 110排出的經(jīng)初級噴淋除塵后的煤氣進入切向設置在二級旋風分離器9的上部側(cè)壁上的二級旋風煤氣入口 902，洗滌水通過在相對方向上設置在二級旋風煤氣入口 902上方切向設置的二級旋風洗滌水入口 908進入，切向噴出的洗滌水對煤氣進行噴淋洗滌，經(jīng)初除塵煤氣由設置在二級旋風分離器9頂部的二級旋風煤氣出口 904排出進入次級洗滌塔底部的初除塵煤氣入口管26，噴淋洗滌后的洗滌水通過設置在二級旋風分離器9底部的二級旋風灰水出口 906排出進入初級洗滌塔I的初級洗滌塔灰水人口 14。在一進一步優(yōu)選實施方式中，本發(fā)明的煤氣凈化方法進一步包括12)通過設置在初級洗滌塔I頂部的初級洗滌塔煤氣出口 110排出的經(jīng)初級噴淋除塵后的煤氣或者可選地由設置在二級旋風分離器9頂部的二級旋風煤氣出口 904排出的經(jīng)初除塵煤氣，進入次級洗滌塔2底部的初除塵煤氣入口管26，該煤氣通過設置在初除塵煤氣入口管上方水浴280中的氣體分布器60上的至少一個導氣管284進入氣體分布器的第一連接橋640與由至少兩個環(huán)形氣體分布管道622，623，624構(gòu)成的氣體分布構(gòu)件620，并從氣體分布構(gòu)件中的至少兩個環(huán)形氣體分布管道622,623,624與至少第一連接橋640和第二連接橋660在其朝向水浴底部的方向上設置的多個直孔628，642，662以及氣體分布構(gòu)件中的至少兩個環(huán)形氣體分布管道在其朝向水浴280底部的方向上與多個直孔628間隔交錯設置的朝下向外側(cè)傾斜的多個切向孔626噴出，繼續(xù)向上溢出洗滌水液面250 ；13)溢出洗滌水液面250的煤氣向上經(jīng)過至少兩層塔盤265與通過高壓灰水入口270進入的高壓灰水接觸除塵；以及14)煤氣繼續(xù)向上通過次級洗滌塔圓周式螺旋塔盤10’的第二螺旋塔盤主體102’的下端邊緣104’沿第二螺旋塔盤主體102’盤旋向上，帶有阻垢劑的洗滌水通過第二噴霧柱入口管道202’進入通過第二噴霧柱206’側(cè)壁上設置的多個第二噴霧孔208’噴出，對煤氣進行噴淋除塵，經(jīng)除塵后的無塵潔凈煤氣通過在次級洗滌塔2頂部設置的無塵煤氣出口 210排出；其中，次級洗滌塔2底部設置的水浴280的底部為錐形，洗滌水中的煤灰塵埃通過其底部中心部設置的黑水排出管242排出。本發(fā)明的煤氣凈化方法，可以在步驟10)后直接進行步驟12)(參見圖3c)，或者在步驟10)后進行步驟11)，然后再進行步驟12)(參見圖3b)，取決于所使用的本發(fā)明的煤氣凈化系統(tǒng)是否包括二級旋風分離器。當然，即使本發(fā)明的煤氣凈化系統(tǒng)包括二級旋風分離器，如果通過管道將其旁路，仍然可以在步驟10)后直接進行步驟12)。在一更優(yōu)選實施方式中，本發(fā)明的煤氣凈化方法進一步包括15)通過次級洗滌塔圓周式螺旋塔盤10’除塵后的煤氣繼續(xù)向上通過在次級洗滌塔圓周式螺旋塔盤10’上方與蒸汽冷凝液入口 232之間設置的多層固閥塔盤225與蒸汽冷凝液接觸除塵；以及煤氣繼續(xù)向上通過設置在多層固閥塔盤225與蒸汽冷凝液入口 232上方的組合式除沫器290除去其中夾帶的微沫。在一更優(yōu)選實施方式中，本發(fā)明的煤氣凈化方法，其中通過在次級洗滌塔2頂部設置的無塵煤氣出口 210排出的經(jīng)除塵后的含水無塵潔凈煤氣進入低溫/變換甲醇洗系統(tǒng)處理，得到的純凈合成氣進入甲醇合成或費托合成系統(tǒng)進行反應；第一混合霧化器80和第二混合霧化器80’的液相通道的液體為來自低溫/變換甲醇洗系統(tǒng)的水蒸汽變換冷凝液，從一級旋風黑水出口 706、初級洗滌塔黑水出口 18和次級洗滌塔底部設置的黑水排出管242排出的黑水進入黑水處理系統(tǒng)處理，經(jīng)黑水處理系統(tǒng)處理后得到的灰水進入次級洗滌塔的高壓灰水入口 270 ;經(jīng)次級洗滌塔2的灰水循環(huán)泵230抽出的灰水進入①一級旋風分離器7的一級旋風洗滌水入口 708，和/或 ②二級旋風分離器9的二級旋風洗滌水入口 908 (方式I，如圖3b所示，在步驟10)
后進行步驟11)，然后再進行步驟12))，和/或③初級洗滌塔灰水入口 14 (方式2，如圖3c所示，在步驟10)后直接進行步驟12))，和 / 或，④煤氣化爐作為激冷水以及可選地用于制漿進入水煤漿氣化爐反應制取粗煤氣，和/或⑤混合霧化器80作為霧化用水,和/或⑥初級洗滌塔第一噴霧柱入口管道202作為向圓周式螺旋塔盤10側(cè)向噴出的噴淋水。其中，霧化后的霧化灰水又分兩路，一路進入一級旋風分離器7的一級旋風霧化灰水入口 710，另一路進入初級洗滌塔噴淋器13作為洗滌塔側(cè)向噴出的噴淋水。以下參照附圖對本發(fā)明的用于煤氣凈化的一級旋風分離器和用于煤氣凈化的系統(tǒng)及其凈化方法進行具體描述。如圖1a-1d所示，本發(fā)明的一級旋風分離器7，包括一級旋風粗煤氣入口 702，切向設置在一級旋風分離器7上部側(cè)壁上；一級旋風霧化灰水入口 710，切向設置在一級旋風分離器7上部側(cè)壁上，并位于第一粗煤氣入口 702的上方；一級旋風洗滌水入口 708，切向設置在一級旋風分離器7上部側(cè)壁上，并與一級旋風霧化灰水入口 710設置在同一水平位置的圓平面對稱位置上；—級旋風煤氣出口 704，設置在一級旋風分離器7的頂部壁上；以及一級旋風黑水出口 706，設置在一級旋風分離器7的底部壁上。一級旋風霧化灰水入口 710通過管道與第一混合霧化器80連接。參見圖2a_2c，第一混合霧化器80和第二混合霧化器80’分別包括管道區(qū)段801和氣液預混區(qū)段802，其中，管道區(qū)段801和氣液預混區(qū)段802共用水平或垂直設置的第一圓柱狀殼體804，延伸進入第一圓柱狀殼體804內(nèi)部同心設置的第二圓柱狀殼體806，且在與管道區(qū)段801遠離的氣液預混區(qū)段802的第一端部具有封閉第一圓柱狀殼體804的第一端壁808,在第一端壁808的中心處具有一出口 810，管道區(qū)段801由第二圓柱狀殼體806限定，預混室802由第一圓柱狀殼體804、第一圓柱狀殼體804與第二圓柱狀殼體806之間設置的類似于錐臺的側(cè)面812限定，其中錐臺的側(cè)面812在第一圓柱狀殼體804和第二圓柱狀殼體806之間斷開形成錐臺形(或環(huán)形)開口 814，第二圓柱狀殼體806為液相通道，第一圓柱狀殼體804與同心設置并延伸進入的第二圓柱狀殼體806以及斷開形成錐臺形(或環(huán)形)開口 814的類似于錐臺的側(cè)面812 —起限定為氣相通道，在氣相通道上設置有氣相入口 820。管道區(qū)段801和氣液預混區(qū)段802最好共用水平設置的第一圓柱狀殼體804，這樣可以避免過多的彎管。蒸汽冷凝液或脫鹽水管線以法蘭聯(lián)接的方式聯(lián)接到霧化混合器的液相入口上，壓縮無塵潔凈煤氣管線以法蘭聯(lián)接的方式聯(lián)接到霧化混合器的氣相入口上。霧化液管線與混合器霧化液出口以法蘭方式聯(lián)接，混合器和初洗滌塔噴霧器或精洗滌塔噴霧柱之間的連接管線盡可能短并且少彎管。在位于預混區(qū)段802外部的第一圓柱狀殼體804上對稱設置有超聲波發(fā)生器818。第一混合霧化器80和第二混合霧化器80’分別在氣相入口 820上設置有接口法蘭，第二圓柱狀殼體806的入口處設置有接口法蘭，第一圓柱狀殼體804的第一端壁808中心處的出口 810設置有接口法蘭，對稱設置的超聲波發(fā)生器818為四個。當然，對稱設置的超聲波發(fā)生器818可以根據(jù)需要設置為二個、三個、五個、六個或八個等。再次參見圖ld，在進入第一混合霧化器80的氣相通道的氣相入口 818的上游設置有第一壓力調(diào)節(jié)閥822，在第一端壁808的出口 810的下游設置有第一壓力變送器824，在進入液相通道806的上游管線上設置有第一流量調(diào)節(jié)閥834和第一流量變送器836，在離開第一混合霧化器80的出口 810的霧化灰水管線的下游設置有第二流量調(diào)節(jié)閥838和第二流量變送器839。在第一混合霧化器80的液相通道806入口與第一流量調(diào)節(jié)閥834之間的液相通道806的上游管線上還設置有第一阻垢劑管線830，并在其上設置有調(diào)節(jié)閥832。以蒸汽冷凝液霧化液或脫鹽水霧化液為例，蒸汽冷凝液或脫鹽水管線以法蘭聯(lián)接的方式聯(lián)接到霧化混合器的液相入口上，蒸汽冷凝液或脫鹽水由此進入液相通道，再進入霧化室；壓縮無塵潔凈煤氣管線以法蘭聯(lián)接的方式聯(lián)接到霧化混合器的氣相入口上，來自后系統(tǒng)的壓縮無塵潔凈煤氣由此進入氣相通道，再由切向槽Y型孔切向進入霧化室，煤氣在霧化室斜向?qū)⒄羝淠夯蛎擕}水打散霧化成液滴；霧化室外壁上對稱均布有四個超聲波霧化器，超聲波使蒸汽冷凝液或脫鹽水和壓縮無塵潔凈煤氣散成更小的液滴和更細的氣包，成為蒸汽冷凝液或脫鹽水霧化液從出口進入蒸汽冷凝液或脫鹽水霧化液管線；霧化液管線與混合器霧化液出口以法蘭方式聯(lián)接，霧化混合器和初洗滌塔噴霧柱或精洗滌塔噴霧柱之間的連接管線盡可能短和少彎管。霧化液進入噴霧柱再噴出。相對于文丘里洗滌器，該超聲波混合霧化器只需少量的液體就可產(chǎn)生更細更密集的霧化液，用于洗滌除塵工藝具有非常好的節(jié)水效果和更好的除塵作用。其中，第一噴霧柱入口管道202上游通過管道與第二阻垢劑管線19相連，第二阻垢劑管線19設置有調(diào)節(jié)閥192。參見圖3b，本發(fā)明的用于煤氣凈化的系統(tǒng)1000，包括I)以上所描述的本發(fā)明的一級旋風分離器7 ;以及2)初級洗滌塔I ;其中，初級洗滌塔I自上而下設置有初級洗滌塔煤氣出口 110、初級洗滌塔圓周式螺旋塔盤10、至少一層噴淋器13、初級洗滌塔煤氣入口管道16和初級洗滌塔黑水出口18 ;初級洗滌塔煤氣出口 110和初級洗滌塔黑水出口 18分別設置在初級煤氣洗滌塔I的頂部和底部，初級洗滌塔圓周式螺旋塔盤10設置于初級洗滌塔I的上部，初級洗滌塔煤氣入口管道16設置于初級洗滌塔I的下部，且一級旋風煤氣出口 704連接至初級洗滌塔煤氣入口管道16。參見圖3b和圖4b，初級洗滌塔圓周式螺旋塔盤10進一步包括i)第一噴霧柱入口管道202，設置在初級洗滌塔I上部一側(cè)并與初級洗滌塔I的塔壁12基本上垂直，第一噴霧柱入口管道202進一步包括延伸出初級洗滌塔I塔壁12外側(cè)的第一噴霧柱入口 204 ；ii)第一噴霧柱206，其與第一噴霧柱入口管道202在初級洗滌塔I的大致中心處基本上垂直連接，并且在第一噴霧柱206的四周均勻分布有多個第一噴霧孔208 ;以及iii)第一螺旋塔盤主體102，第一螺旋塔盤主體102的內(nèi)側(cè)由其下端邊緣104起始環(huán)繞第一噴霧柱206的外側(cè)向上盤旋設置，其外側(cè)與初級洗滌塔I的內(nèi)壁12接合，且封閉第一噴霧柱206的下端。至少一層噴淋器13為兩層噴淋器，其每一層都對稱設置有多個噴淋器，如四個或八個。至少一層噴淋器13的上游通過管道與第一混合霧化器80連接。至少一層噴淋器13與初級洗滌塔煤氣入口管道16之間還設置有初級洗滌塔灰水入口 14，二級旋風分離器9的洗滌水從二級旋風分離器灰水出口 906出來，進入初煤氣洗滌塔灰水入口 14。在初級洗滌塔煤氣入口管道16的出口上方環(huán)繞初級洗滌塔煤氣入口管道16設置有散氣網(wǎng)15，其中散氣網(wǎng)15外部與初級洗滌塔的內(nèi)壁12接合，其設置為兩層，可以由網(wǎng)狀不銹鋼絲構(gòu)成(參見圖8)。離開下降管的合成氣攜帶有大量的灰，經(jīng)兩層散氣網(wǎng)后，原來的大氣泡被分割成若干細長氣泡或更小的氣泡，使得合成氣與激冷水接觸面積大大提高，從而能夠洗出合成氣中更多的固體顆粒。在初級洗滌的第一噴霧柱入口管道202上游通過管道與第二阻垢劑管線19相連，第二阻垢劑管線19設置有調(diào)節(jié)閥192。參見圖3c，本發(fā)明的一個實施方式的煤氣凈化系統(tǒng)1000，進一步包括4)次級洗滌塔2，其中，初級洗滌塔煤氣出口 110通過管道與次級洗滌塔2的初除塵煤氣入口管26連通。參見圖3b，本發(fā)明的另一個實施方式的煤氣凈化系統(tǒng)1000，進一步包括3) 二級旋風分離器9，設置有二級旋風煤氣入口 902、二級旋風洗滌水入口 908、二級旋風煤氣出口 904和二級旋風分離器灰水出口 906，其中二級旋風洗滌水入口 908設置在二級旋風煤氣入口 902上部，二級旋風煤氣入口 902和二級旋風洗滌水入口 908分別切向設置在二級旋風分離器9的上部側(cè)壁上，二級旋風煤氣出口 904和二級旋風灰水出口 906分別設置在二級旋風分離器9的頂部和底部；以及4)次級洗滌塔2 ；其中初級洗滌塔煤氣出口 110通過管道與二級旋風分離器9的二級旋風煤氣入口902連通，二級旋風分離器9的二級旋風煤氣出口 904通過管道與次級洗滌塔2的初除塵煤氣入口管26連通，而其中初級洗滌塔煤氣出口 110通過管道與次級洗滌塔2的初除塵煤氣入口管26不連通。如圖3b-3c所示，在延伸出初級洗滌塔I塔壁12外側(cè)的第一噴霧柱入口 204與流量調(diào)節(jié)閥194之間的灰水管道的上游管線上還設置有第二阻垢劑管線19，其上設置有調(diào)節(jié)閥192。
參見圖3a_3c，次級洗滌塔2進一步包括4.1)氣體緩沖室240，設置在次級洗滌塔2底部；4. 2)初除塵煤氣入口管26，其穿過次級洗滌塔2的塔壁22且延伸入氣體緩沖室240 內(nèi)；4. 3)氣體分布器60，設置在初除塵煤氣入口管26上方，并包括水浴280和塔底排污管242，其通過設置在其上的氣體分布器支撐件680連接于次級洗滌塔2的側(cè)壁22的內(nèi)
壁上；4. 4)次級洗滌塔灰水出口 23，設置在氣體分布器60上方的次級洗滌塔2的塔壁22上，且位于次級洗滌塔2的液面250下方；4. 5)次級洗滌塔圓周式螺旋塔盤10’，設置在次級洗滌塔2內(nèi)部的液面250上方；4. 6)蒸汽冷凝液入口 232，設置在次級洗滌塔圓周式螺旋塔盤10上方的次級洗滌塔2的塔壁22上；以及4. 7)無塵煤氣出口 210，設置在次級洗滌塔2的頂部。其中，初級洗滌塔煤氣出口 110通過管道與次級洗滌塔2的初除塵煤氣入口管26連通。在次級洗滌塔2內(nèi)部的液面250上方與次級洗滌塔圓周式螺旋塔盤10’之間進一步設置有至少兩層塔盤265。在次級洗滌塔圓周式螺旋塔盤10’上方與蒸汽冷凝液入口 232之間進一步設置有多層固閥塔盤225。在次級洗滌塔2的多層固閥塔盤225與蒸汽冷凝液入口 232的上方還設置有組合式除沫器290，其中組合式除沫器290由凹型導流式絲網(wǎng)除沫器292和板翅式霧沫夾帶分離器294構(gòu)成。參見圖3a_3c、圖4a和4c，其中次級洗滌塔圓周式螺旋塔盤10’，進一步包括4. 5.1)第二噴霧柱入口管道202’，設置在次級洗滌塔2上部一側(cè)并與次級煤氣洗滌塔2的塔壁22基本上垂直，第二噴霧柱入口管道202’進一步包括延伸出次級洗滌塔2塔壁22外側(cè)的第二噴霧柱入口 204’，第二噴霧柱入口管道202’通過管道與第二混合霧化器80’連接；4.5.2)第二噴霧柱206’，其與第二噴霧柱入口管道202’在次級洗滌塔2的大致中心處基本上垂直連接，并且在第二噴霧柱206’的四周均勻分布有多個第二噴霧孔208’ ；以及4.5.3)第二螺旋塔盤主體102’，第二螺旋塔盤主體102’的內(nèi)側(cè)由其下端邊緣104’起始環(huán)繞第二噴霧柱206’的外側(cè)向上盤旋設置，其外側(cè)與次級洗滌塔2的內(nèi)壁22接合，且第二噴霧柱206’向下延伸超過第二螺旋塔盤主體102’的下端，并在第二噴霧柱206’向下延伸超過第二螺旋塔盤主體下端的側(cè)壁和下端底面上均設置有多個第二噴霧孔208’。參見圖4c，本發(fā)明的次級洗滌塔2的圓周式螺旋塔盤10’，進一步包括液相分布器30，在第二螺旋塔盤主體102’的下方環(huán)繞第二噴霧柱206’設置，液相分布器30與煤氣洗滌塔2的內(nèi)壁22設置有一定間隔；以及圓周式組合泡罩塔板50,設置在液相分布器30下方并環(huán)繞第二噴霧柱206’ ；其中，噴霧柱206’向下延伸穿過液相分布器30與圓周式組合泡罩塔板50的中心部一段距離，并且在液相分布器30與圓周式組合泡罩塔板50之間的第二噴霧柱206’未設置噴霧孔，而第二噴霧柱206’向下延伸穿過圓周式組合泡罩塔板50中心部的一段噴霧柱的側(cè)面和下端底面都均勻設置有多個第二噴霧孔208’。參見圖5，其中液相分布器30進一步包括環(huán)形液相分配盤302，環(huán)繞第二噴霧柱206’設置，為呈一定寬度的環(huán)形凹槽；多個導液槽304，均勻設置在環(huán)形液相分配盤302的外側(cè)，其側(cè)壁即垂直壁305高于環(huán)形液相分配盤302的側(cè)壁即垂直壁308并與環(huán)形液相分配盤302液體連通；以及多個布液口 306，分別設置于多個導液槽304的每一個遠離環(huán)形液相分配盤302的一端，并與次級煤氣洗滌塔2的內(nèi)壁12，22之間具有一定間隙。其中多個導液槽304與多個布液口 306可以設置為四個、六個或八個，多個導液槽304與多個布液口 306的數(shù)目相同，多個布液口 306設置為喇叭形，具有凸緣307。參見圖6a_6b，其中圓周式組合泡罩塔板50進一步包括降液通道502，圍繞第二噴霧柱206’設置，并與第二噴霧柱206’之間具有間隙；多個圓型泡罩504，均勻設置在降液通道502的外圍；以及至少兩層弧形泡罩506，圍繞多個圓型泡罩504設置，至少兩層弧形泡罩506的每一層為均勻間隔開的環(huán)形，且至少兩層弧形泡罩506的相鄰層的弧形泡罩506交錯設置；其中，多個圓型泡罩504與至少兩層弧形泡罩506內(nèi)均設置有升氣孔508，且至少兩層弧形泡罩506的泡罩上均勻設置有多個排氣孔510。其中至少兩層弧形泡罩506設置為三層弧形泡罩506，且每一層的弧形泡罩為四個、六個或八個，相應地，至少兩層弧形泡罩506的相鄰兩層弧形泡罩506之間分別錯開大約45°、30°或22. 5°。當然，每一層的弧形泡罩也可以根據(jù)需要均勻設置為其他數(shù)目的弧形泡罩，相鄰的兩層弧形泡罩之間也分別交錯開設置即可。多個布液口 306的每一個對應設置在次級洗滌塔圓周式組合泡罩塔板50的至少兩層弧形泡罩506的最外層弧形泡罩的每一段大致中間位置的正上方。這樣洗滌水落到弧形泡罩的外沿后即可沿著弧形泡罩兩側(cè)向著兩段弧形泡罩之間的間隔處流動，之后洗滌水在由兩段弧形泡罩之間的間隔處流向下一層弧形泡罩的中間位置，從而延長洗滌水的流程。如圖3a_3c所示，設置于煤氣次級洗滌塔(即精洗滌塔)2底部的氣體分布器60進一步包括氣體緩沖室240，初除塵煤氣入口管26，氣體分布構(gòu)件620和氣體分布器支撐件 680。氣體緩沖室240，設置在次級洗滌塔2的底部區(qū)域，其由與次級洗滌塔2的側(cè)壁22相連的水浴280的底部282和其上設置的黑水排出管242與次級洗滌塔2的底部側(cè)壁22和下壁22’構(gòu)成。初除塵煤氣入口管26，貫穿次級洗滌塔2的側(cè)壁22并呈倒橫置的“L”型，其煤氣入口 262設置在次級洗滌塔2的側(cè)壁22之外，其煤氣出口 264設置在氣體緩沖室240內(nèi)部并開口向下。參見圖7a和7b,氣體分布構(gòu)件620,包括三個大致同心設置的環(huán)形氣體分布管道622，623，624 ;第一連接橋640和第二連接橋660 ;以及導氣管284。當然，環(huán)形氣體分布管道622，623，624也可以是大致同心設置的其他形狀的環(huán)形氣體分布管道，如方形，橢圓形等。三環(huán)形氣體分布管道622，623，624是垂直截面為圓的管道，其直徑為30 300mm。其直徑可以根據(jù)需要設置，可以相同，也可以不同。當然，氣體分布構(gòu)件620也可以根據(jù)洗滌塔的大小和煤氣處理量由兩個或多個，如三個、四個、五個大致同心設置的環(huán)形氣體分布管道622，623，624等構(gòu)成。第一連接橋640和第二連接橋660，其內(nèi)部為空腔，與622，623，624氣體連通，設置在氣體分布構(gòu)件620中的三個環(huán)形氣體分布管道622，623，624之間，使得三個環(huán)形氣體分布管道之間氣體連通。參見圖3a_3c，二個導氣管284，設置在水浴280內(nèi)并對稱連接至第一連接橋640，與第一連接橋640空腔內(nèi)的氣體連通，使得與氣體分布構(gòu)件620氣體連通。氣體分布構(gòu)件620中的三個環(huán)形氣體分布管道622，623，624與第一連接橋640和第二連接橋660在其朝向水浴280底部的方向上均設置有多個直孔628，642，662。氣體分布構(gòu)件620中的三個環(huán)形氣體分布管道622，623，624還在其朝向水浴280底部的方向上與多個直孔628間隔交錯設置有多個切向孔626，多個切向孔626的開口設置為朝下向外側(cè)傾斜。氣體分布器支撐件680,對稱設置在氣體分布構(gòu)件620的延伸方向上,使得氣體分布構(gòu)件620對稱連接于煤氣精洗滌塔2側(cè)壁22的內(nèi)壁上。水浴280的底部設置為錐形，且其上設置的黑水排出管242位于水浴280底部的中心部。三個環(huán)形氣體分布管道622，623，624上設置的多個直孔628的直徑為5_80mm，多個切向孔626的邊長為5-80mm。更優(yōu)選地，至少兩個環(huán)形氣體分布管道上設置的多個直孔628的直徑為5-50mm，多個切向孔626的邊長為5_50mm。進一步優(yōu)選，至少兩個環(huán)形氣體分布管道上設置的多個直孔628的直徑為10-30mm，多個切向孔626的邊長為10_30mm。多個直孔和多個切向孔的邊長可以根據(jù)處理的煤氣量的大小來確定。三個環(huán)形氣體分布管道是垂直截面為圓的管道，其直徑為30 300mm。其中三個環(huán)形氣體分布管道622，623，624的直徑可以相同，也可以不同。當然，三個環(huán)形氣體分布管道也可以是水平截面為環(huán)形、垂直截面是長方形或正方形的中空圓柱的形式，其內(nèi)外半徑之差為30 300mm，高為100 1000mm，其具體尺寸可以依據(jù)實際情況和負荷即煤氣量確定。其中三個環(huán)形氣體分布管道622，623，624的內(nèi)外半徑之差和高可以相同，也可以不同。從在其氣體分布構(gòu)件620和第一連接橋640和第二連接橋660上設置的多個直孔噴出的水煤氣從環(huán)形氣體分布管道622，623，624以及第一連接橋640和第二連接橋660的附近上升，而從氣體分布構(gòu)件620上設置的多個切向孔噴出的氣體由于切向孔向外側(cè)傾斜的結(jié)構(gòu)，使得從切向孔噴出的氣體向遠離環(huán)形氣體分布管道622，623，624的方向噴出。這樣，使得水煤氣在整個水浴280內(nèi)盡可能獲得均勻的分布，同時在一定程度上減少重新匯集成大氣泡的可能。煤氣由二級旋風分離器9的頂部出口 904離開通過次級洗滌塔初除塵煤氣入口管26的煤氣出口 264進入精洗滌塔2底部設置的氣體緩沖室240，然后煤氣上升，經(jīng)由導氣管284進入氣體分配構(gòu)件620，進行氣體的初步分配。然后，煤氣在通過氣體分布構(gòu)件620中的大致同心設置的環(huán)形氣體分布管道622，623，624上均勻設置的多個開口朝下的直孔628和與多個開口直孔628交替設置的傾斜向外側(cè)朝下的切向槽626噴出，同時也從第一連接橋640和第二連接橋660在其朝向水浴280底部的方向上設置有多個直孔642，662噴出，進入精洗滌塔2的水浴室280，接著再向上進入次級洗滌塔2的上部。為了防止停車后造成堵塞，直孔628和切向槽626開口均設置為朝下開孔。因為直孔628，642，662噴出來的煤氣只是挨著環(huán)形氣體分配機構(gòu)620上升，在兩個相鄰的環(huán)形氣體分布管道622，623，624之間或精洗滌塔2內(nèi)壁22離直孔遠的地方上升的煤氣少，而煤氣通過開口傾斜向外側(cè)朝下的切向槽626后向外側(cè)朝兩個相鄰的環(huán)形氣體分布管道622，623，624之間或次級洗滌塔2的內(nèi)壁22處噴出，達到使煤氣均勻分布的目的，這樣煤氣與次級洗滌塔2內(nèi)水浴280的洗滌水產(chǎn)生更大的接觸面積，從而獲得更好的除塵效果，即這些密集均布的直孔和切向槽使得原本大股成團煤氣在水浴中分成很多均布的細股煤氣，增加了除塵面積，提高了水浴除塵的效率。還因為煤氣通過開口傾斜向外側(cè)朝下的切向槽626后傾斜向外側(cè)噴出，對于加壓氣化爐產(chǎn)生的高壓煤氣，將會推動次級洗滌塔2內(nèi)水浴280的洗滌水做螺旋運動，而運動中的次級洗滌塔內(nèi)水浴的洗滌水反過來推動煤氣旋流，促進煤氣更均勻分布，且由于煤氣路徑的加長，使得更多的水與之傳質(zhì)，從而獲得更好的水浴除塵效果。如圖3a_3c所示，由下而上，煤氣離開氣體分布器60后，上升穿出液面250，再迂回穿過兩層塔盤265與來自黑水處理系統(tǒng)的凈化后高壓灰水270逆流接觸除塵，接著穿過一蒸汽冷凝液霧化液或脫鹽水霧化液的噴霧區(qū)276，然后進入次級洗滌塔圓周式組合泡罩塔板50。如圖6a和圖6b所示，煤氣從圓周式組合泡罩塔板50的狹窄的升氣孔508向上升，部分洗滌水由狹窄的升氣孔508往下降，兩者緊密接觸，逆流除塵。接著煤氣穿過液相分布器30與次級洗滌塔2的塔壁22之間的空間。如圖3a_3b、圖4a和4c所示，煤氣接著沿第二噴霧柱206’的第二螺旋塔盤主體102’向上升，蒸汽冷凝液霧化液或脫鹽水霧化液從第二噴霧柱206’噴出，同時蒸汽冷凝液或脫鹽水順著第二螺旋塔盤主體102’與煤氣相向流下，從而除去煤氣中夾帶的霧沫和塵粒團。再次參見附圖3a_3b、圖4c、圖5和圖6a_6b，由導液槽302通過四個喇叭形布液口 306排出的洗滌水下落到圓周式組合泡罩塔板50上的外圍，弧形泡罩506為外三層環(huán)形，每相鄰兩層弧形泡罩間留有空間且錯開45° ;同一層中兩個相鄰的弧形泡罩之間也有間隔。這樣洗滌水在弧形泡罩之間迂回流動，使其流程變長，使得洗滌水在該塔盤上的停留時間和吸收時間加長，從而使得用較少量的液體可以吸收煤氣中更多的雜質(zhì)。為了能使洗滌水較均勻地流到下降液通道502，圓周式組合泡罩塔板50內(nèi)層設置為圓型泡罩504。洗滌水從降液通道502流下時，遇到噴出的蒸汽冷凝液霧化液或脫鹽水霧化液，洗滌水被吹散落下，同時有部分洗滌水由泡罩內(nèi)的升氣孔508落下，煤氣由弧形泡罩504上均勻設置的多個排氣孔510向上溢出，這樣蒸汽冷凝液霧化液或脫鹽水霧化液和散落的洗滌液同時對煤氣進行洗滌，使得凝聚的塵粒很快落下，減少進入上層塔盤的煤氣含塵量，而且此時煤氣含塵量已經(jīng)很低了，因此不會有煤氣粉塵堵塞泡罩的情況發(fā)生。煤氣再繼續(xù)上升經(jīng)過四層塔盤225而與蒸汽冷凝液或脫鹽水逆流接觸，從而進一步除去煤氣中夾帶的霧沫。然后，煤氣經(jīng)過由凹型導流式絲網(wǎng)除沫器292和板翅式霧沫夾帶分離器294構(gòu)成的組合式除沫器290，進一步除去霧沫，即可獲得含塵量非常低的無塵煤氣，無塵煤氣經(jīng)過次級洗滌塔的煤氣出口 210排出進入后系統(tǒng)。再次參見圖la-ld，圖2a_2c和圖3a_3c，本發(fā)明的煤氣凈化方法，采用以上所描述的煤氣凈化的系統(tǒng)1000，該方法包括I)來自煤氣次級洗滌塔的灰水與來自后系統(tǒng)的經(jīng)壓縮的無塵潔凈煤氣進入第一混合霧化器80霧化成為霧化灰水小液滴；2)經(jīng)霧化的灰水小液滴分別同經(jīng)激冷后的粗煤氣和來自煤氣次級洗滌塔的灰水分別通過一級旋風霧化灰水入口 710、一級旋風粗煤氣入口 702和一級旋風洗滌水入口 708切向進入一級旋風分離器7;3)粗煤氣中的絕大部分大顆粒灰渣和部分煤灰塵粒被霧化的灰水小液滴濕潤后在旋風分離器內(nèi)做螺旋運動的過程中不斷團聚后或沉降落下被分離出來，或被甩向旋風分離器內(nèi)壁隨即被螺旋而下的灰水沖下設置在一級旋風分離器7接近中部的內(nèi)部側(cè)壁上的間隔壁712的底部落灰口 714進入一級旋風分離器7下部構(gòu)成的排污槽；4)排污槽內(nèi)的黑水通過一級旋風分離器7的底部壁上設置的一級旋風黑水出口706排入黑水處理系統(tǒng)；5)部分經(jīng)霧化的灰水小液滴和煤灰塵粒以及極少數(shù)的灰渣在煤氣的夾帶下隨一級旋風除塵煤氣由一級旋風分離器7頂部設置的一級旋風煤氣出口 704進入煤氣初級洗滌塔I的初級洗滌塔煤氣入口管道16 ；其中，來自次級洗滌塔的灰水通過第一流量調(diào)節(jié)閥834控制流量，來自后系統(tǒng)的壓縮無塵潔凈煤氣通過第一壓力調(diào)節(jié)閥822控制霧化灰水的壓力，同時進入一級旋風霧化灰水入口 710的經(jīng)霧化的灰水通過霧化灰水管線下游設置的第二流量調(diào)節(jié)閥838控制流量。6)進入初級洗滌塔I的初級洗滌塔煤氣入口管道16的一級旋風除塵煤氣通過在初級洗滌塔I的初級洗滌塔煤氣入口管道16的出口上方設置的散氣網(wǎng)15 (其中散氣網(wǎng)15外部與初級洗滌塔的內(nèi)壁12接合)向上溢出，使得大氣泡被分割成若干細長氣泡或更小的氣泡，使得煤氣與激冷水接觸面積增大，從而洗出煤氣中更多的固體顆粒；7) 二級旋風分離器9的洗滌水從二級旋風分離器灰水出口 906出來，進入初級洗滌塔灰水入口 14，對向上溢出的煤氣進行進一步噴淋除塵；8)至少一層噴淋器13對稱設置的多個噴淋器對繼續(xù)向上溢出的煤氣進行更進一步的噴淋除塵；9)煤氣繼續(xù)向上通過初級洗滌塔圓周式螺旋塔盤10的第一螺旋塔盤主體102的下端邊緣104沿第一螺旋塔盤主體盤旋向上，帶有阻垢劑的洗滌水通過第一噴霧柱入口管道202進入通過第一噴霧柱206側(cè)壁上設置的多個第一噴霧孔208噴出，對煤氣進行噴淋除塵；以及10)經(jīng)初級噴淋除塵后的煤氣通過設置在初級洗滌塔I頂部的初級洗滌塔煤氣出口 110排出，初級洗滌塔I的底部設置為錐形塔底，固體顆粒均沉降于此，并通過下部設置的初級洗滌塔黑水出口 18排出。參照圖3b，本發(fā)明的煤氣凈化方法進一步包括11)經(jīng)初級洗滌塔煤氣出口 110排出的經(jīng)初級噴淋除塵后的煤氣進入切向設置在二級旋風分離器9的上部側(cè)壁上的二級旋風煤氣入口 902，洗滌水通過在相對方向上設置在二級旋風煤氣入口 902上方切向設置的二級旋風洗滌水入口 908進入，切向噴出的洗滌水對煤氣進行噴淋洗滌，經(jīng)初除塵煤氣由設置在二級旋風分離器9頂部的二級旋風煤氣出口 904排出進入次級洗滌塔底部的初除塵煤氣入口管26，噴淋洗滌后的洗滌水通過設置在二級旋風分離器9底部的二級旋風灰水出口 906排出進入初級洗滌塔I的初級洗滌塔灰水人口 14。參照圖3b_3c，本發(fā)明的煤氣凈化方法，進一步包括12)通過設置在初級洗滌塔I頂部的初級洗滌塔煤氣出口 110排出的經(jīng)初級噴淋除塵后的煤氣(參照圖3c)，或者由設置在二級旋風分離器9頂部的二級旋風煤氣出口 904排出的經(jīng)初除塵煤氣(參照圖3b)進入次級洗滌塔2底部的初除塵煤氣入口管26，該煤氣通過設置在初除塵煤氣入口管上方水浴280中的氣體分布器60上的至少一個導氣管284進入氣體分布器的第一連接橋640與由至少兩個環(huán)形氣體分布管道622,623,624構(gòu)成的氣體分布構(gòu)件620，并從氣體分布構(gòu)件中的至少兩個環(huán)形氣體分布管道622，623，624與至少第一連接橋640和第二連接橋660在其朝向水浴底部的方向上設置的多個直孔628，642，662以及氣體分布構(gòu)件中的至少兩個環(huán)形氣體分布管道在其朝向水浴280底部的方向上與多個直孔628間隔交錯設置的朝下向外側(cè)傾斜的多個切向孔626噴出，繼續(xù)向上溢出洗滌水液面250 ；13)溢出洗滌水液面250的煤氣向上經(jīng)過至少兩層塔盤265與通過高壓灰水入口270進入的高壓灰水接觸除塵；以及14)煤氣繼續(xù)向上通過次級洗滌塔圓周式螺旋塔盤10’的第二螺旋塔盤主體102’的下端邊緣104’沿第二螺旋塔盤主體102’盤旋向上，帶有阻垢劑的洗滌水通過第二噴霧柱入口管道202’進入通過第二噴霧柱206’側(cè)壁上設置的多個第二噴霧孔208’噴出，對煤氣進行噴淋除塵，經(jīng)除塵后的無塵潔凈煤氣通過在次級洗滌塔2頂部設置的無塵煤氣出口210排出；其中，次級洗滌塔2底部設置的水浴280的底部為錐形，洗滌水中的煤灰塵埃通過其底部中心部設置的黑水排出管242排出。在一更優(yōu)選實施方式中，本發(fā)明的煤氣凈化方法進一步包括15)通過次級洗滌塔圓周式螺旋塔盤10’除塵后的煤氣繼續(xù)向上通過在次級洗滌塔圓周式螺旋塔盤10’上方與蒸汽冷凝液入口 232之間設置的多層固閥塔盤225與蒸汽冷凝液接觸除塵；以及煤氣繼續(xù)向上通過設置在多層固閥塔盤225與蒸汽冷凝液入口 232上方的組合式除沫器290除去其中夾帶的微沫。經(jīng)過以上一系列的洗滌，除去本來含塵量就很低的煤氣中的細微塵粒，使得煤氣的含塵量降低到非常低的水平，組合式除沫器290堵塞情況將大大降低。參見圖9，本發(fā)明的煤氣凈化方法，其中通過在次級洗滌塔2頂部設置的無塵煤氣出口 210排出的經(jīng)除塵后的含水無塵潔凈煤氣進入低溫/變換甲醇洗系統(tǒng)處理，得到的純凈合成氣進入甲醇合成或費托合成系統(tǒng)進行反應；第一混合霧化器80和第二混合霧化器80’的液相通道的液體為來自低溫/變換甲醇洗系統(tǒng)的水蒸汽變換冷凝液，從一級旋風黑水出口 706、初級洗滌塔黑水出口 18和次級洗滌塔底部設置的黑水排出管242排出的黑水進入黑水處理系統(tǒng)處理，經(jīng)黑水處理系統(tǒng)處理后得到的灰水進入次級洗滌塔的高壓灰水入口 270 ;經(jīng)次級洗滌塔2的灰水循環(huán)泵230抽出的灰水進入①一級旋風分離器7的一級旋風洗滌水入口 708，和/或②二級旋風分離器9的二級旋風洗滌水入口 908 (方式I，如圖3b所示，在步驟10)后進行步驟11)，然后再進行步驟12))，和/或③初級洗滌塔灰水入口 14 (方式2，如圖3c所示，在步驟10)后直接進行步驟12))，和 / 或，④煤氣化爐作為激冷水以及可選地用于制漿進入水煤漿氣化爐反應制取粗煤氣，和/或⑤混合霧化器80作為霧化用水，和/或⑥初級洗滌塔第一噴霧柱入口管道202作為向圓周式螺旋塔盤10側(cè)向噴出的噴淋水。其中，霧化后的霧化灰水又分兩路，一路進入一級旋風分離器7的一級旋風霧化灰水入口 710，另一路進入初級洗滌塔噴淋器13作為洗滌塔側(cè)向噴出的噴淋水。與中國專利200810018399. 0不同，本發(fā)明方法中的上層塔盤225的洗滌液均用蒸汽冷凝液或脫鹽水，對于單套6. 5MPa、產(chǎn)有效氣(CCHH2)為106，OOONM3A的氣化爐而言其用量較小，大約為5 60t/h，但是卻保證了煤氣洗滌的質(zhì)量，防止低含塵的高速煤氣重新夾帶含有雜質(zhì)的臟水霧沫。然后煤氣經(jīng)過由凹型導流式絲網(wǎng)除沫器292和板翅式霧沫夾帶分離器294構(gòu)成的組合式除沫器290，進一步除去霧沫，即可獲得含塵量非常低的無塵煤氣。如圖3a_3b和圖9所示，次級洗滌塔2的頂部為煤氣出口 210，無塵潔凈煤氣由此去往后系統(tǒng)(如甲醇變換、低溫甲醇洗等系統(tǒng))；次級洗滌塔2自上向下設置有板翅式霧沫夾帶分離器292和凹型導流式絲網(wǎng)除沫器294，接下來分別設置有塔側(cè)面蒸汽冷凝液或脫鹽水入口 232、若干層固閥塔盤225 (煤氣經(jīng)過例如四層塔盤225與蒸汽冷凝液或脫鹽水逆流而上、除去煤氣中夾帶的霧沫)、第二噴霧柱206’ ；蒸汽冷凝液或脫鹽水先與來自后系統(tǒng)的壓縮無塵潔凈煤氣進入第二混合霧化器80霧化成為蒸汽冷凝液霧化液或脫鹽水霧化液小液滴，然后進入第二噴霧柱206’在狹窄的第二塔盤10’的空間內(nèi)噴出高密度水霧，此時煤氣繼續(xù)沿著第二螺旋塔盤主體102’螺旋向上，噴出的高密度水霧和煤氣為近似垂直運動，這樣蒸汽冷凝液霧化液或脫鹽水霧化液小液滴一旦噴到為數(shù)不多的細微塵粒，便會馬上與后續(xù)噴出的蒸汽冷凝液霧化液或脫鹽水霧化液小液滴或細微塵粒凝聚、落下，隨后被沿著螺旋塔盤螺旋而下的蒸汽冷凝液或脫鹽水沖下，達到精除塵的作用。次級洗滌塔2的灰水循環(huán)泵230的入口設置在水浴280上部同時又低于液面250，使得處于較上部的固體顆粒少且較干凈的灰水充分獲得循環(huán)利用，其排出水流232分為以下幾路流股如去往初級洗滌塔I的第一噴淋柱206作為噴淋水，去往一級旋風分離器7作為除塵洗滌水，去往第一混合霧化器80作為霧化用水(其中第二混合霧化器80'用更干凈的蒸汽冷凝液作為霧化水)，去往煤氣化爐作為激冷水和去往二級旋風分離器9作為除塵洗漆水。本發(fā)明的一級旋風分離器以及包括本發(fā)明的一級旋風分離器的用于煤氣凈化的系統(tǒng)和煤氣凈化方法摒棄了造成易堵塞、易磨損、易結(jié)垢和壓降大的文丘里洗滌器，設計了一種包括霧化裝置、旋風分離器、氣體均布器和噴霧螺旋式塔盤等新設備的新工藝，目的在于提供一種節(jié)約用水、設備造價低、脫除NH3、HCN、HCl, HCOOH和灰渣粉塵效率高，克服現(xiàn)有技術所存在的壓降大、能耗高、易堵塞、細微塵粒脫除率低和工作周期短等問題。因超聲波噴霧裝置只需少量水即可噴出大量夜霧用于洗滌，大大節(jié)約了用水，且大量水均進行內(nèi)循環(huán)，只需少量補水，所以此工藝節(jié)水性能好。最后的含塵量可以降到0. lmg/m3以下。在另一實施方式中，本發(fā)明提供了一種在以煤、石油焦、生物質(zhì)、和/或可燃工業(yè)廢棄物為原料的加壓氣化生產(chǎn)的煤氣的凈化中的應用。在又一實施方式中，本發(fā)明提供了包括本發(fā)明的一級旋風分離器的用于煤氣凈化的系統(tǒng)在以煤、石油焦、生物質(zhì)、和/或可燃工業(yè)廢棄物為原料的加壓氣化生產(chǎn)的煤氣的凈化中的應用。在再一實施方式中，本發(fā)明提供了本發(fā)明的煤氣凈化方法在以煤、石油焦、生物質(zhì)、和/或可燃工業(yè)廢棄物為原料的加壓氣化生產(chǎn)的煤氣的凈化中的應用。盡管本發(fā)明的各種實施方式已經(jīng)通過具體實施方式
在上下文中進行了描述，但是本發(fā)明并不僅限于此。因此，以上的描述不應該當作是本發(fā)明范圍的限制，本發(fā)明的范圍由所附的權(quán)利要求進行限定。本領域技術人員應當理解，在不背離本發(fā)明的精神的情況下可以對本發(fā)明做出各種改變和變更，其都將落入本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于煤氣凈化的一級旋風分離器(7)，其特征在于，包括 一級旋風粗煤氣入口(702)，設置在所述一級旋風分離器(7)上部側(cè)壁上； 一級旋風霧化灰水入口(710)，設置在所述一級旋風分離器(7)上部側(cè)壁上，并位于所述第一粗煤氣入口(702)的上方； 一級旋風洗滌水入口(708)，設置在所述一級旋風分離器(7)上部側(cè)壁上，并與所述一級旋風霧化灰水入口(710)設置在同一水平位置的圓平面對稱位置上； 一級旋風煤氣出口(704)，設置在所述一級旋風分離器(7)的頂部壁上； 以及 一級旋風黑水出口(706)，設置在所述一級旋風分離器(7)的底部壁上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一級旋風分離器(7)，進一步包括設置在所述一級旋風分離 器⑵接近中部的內(nèi)部側(cè)壁上設置有縮頸的倒錐形的間隔壁(712)，所述間隔壁(712)的底部設置為落灰口(714)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一級旋風分離器(7)，其中所述一級旋風粗煤氣入口(702)切向設置在所述一級旋風分離器(7)上部側(cè)壁上，且所述一級旋風洗滌水入口(708)和所述一級旋風霧化灰水入口(710)切向設置在所述一級旋風分離器(7)上部側(cè)壁上同一水平位置的圓平面對稱位置上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的一級旋風分離器(7)，其中所述一級旋風霧化灰水入口(710)通過管道與第一混合霧化器(80)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一級旋風分離器(7)，其中所述第一混合霧化器(80)進一步包括 管道區(qū)段(801)和氣液預混區(qū)段(802)， 其中，所述管道區(qū)段(801)和所述氣液預混區(qū)段(802)共用水平或垂直設置的第一圓柱狀殼體(804)，延伸進入所述第一圓柱狀殼體(804)內(nèi)部同心設置的第二圓柱狀殼體(806)，且在與所述管道區(qū)段(801)遠離的所述氣液預混區(qū)段(802)的第一端部具有封閉所述第一圓柱狀殼體(804)的第一端壁(808),在所述第一端壁(808)的中心處具有一出口(810)， 所述管道區(qū)段(801)由所述第二圓柱狀殼體(806)限定，所述預混室(802)由第一圓柱狀殼體(804)、第一圓柱狀殼體(804)與所述第二圓柱狀殼體(806)之間設置的類似于錐臺的側(cè)面(812)限定，其中所述錐臺的側(cè)面(812)在所述第一圓柱狀殼體(804)和所述第二圓柱狀殼體(806)之間斷開形成環(huán)形開口(814)， 所述第二圓柱狀殼體(806)為液相通道，所述第一圓柱狀殼體(804)與同心設置并延伸進入的所述第二圓柱狀殼體(806)以及斷開形成所述環(huán)形開口(814)的類似于錐臺的側(cè)面(812) —起限定為氣相通道，在所述氣相通道上設置有氣相入口(820)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一級旋風分離器(7)，其中所述第一混合霧化器(80)在位于所述預混區(qū)段(802)外部的所述第一圓柱狀殼體(804)上對稱設置有超聲波發(fā)生器(818)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一級旋風分離器(7)，其中所述第一混合霧化器(80)在所述氣相入口(820)上設置有接口法蘭，所述第二圓柱狀殼體(806)的入口處設置有接口法蘭，所述第一圓柱狀殼體(804)的第一端壁(808)中心處的出口(810)設置有接口法蘭，對稱設置的所述超聲波發(fā)生器(818)為二個、三個、四個六個、或八個。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一級旋風分離器(7)，其中在進入所述第一混合霧化器(80)的所述氣相通道的氣相入口(820)的上游設置有第一壓力調(diào)節(jié)閥(822)，在所述第一端壁(808)的出口(810)的下游設置有第一壓力變送器(824)，在進入所述液相通道(806)的上游管線上設置有第一流量調(diào)節(jié)閥(834)和第一流量變送器(836)，在離開所述第一混合霧化器(80)的出口(810)的霧化灰水管線的下游設置有第二流量調(diào)節(jié)閥(838)和第二流量變送器(839)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一級旋風分離器(7)，其中在所述第一混合霧化器(80)的所述液相通道(806)入口與所述第一流量調(diào)節(jié)閥(834)之間的液相通道(806)的上游管線上還設置有第一阻垢劑管線(830)，并在其上設置有調(diào)節(jié)閥(832)。
10.一種用于煤氣凈化的系統(tǒng)(1000)，其特征在于，包括 1)根據(jù)權(quán)利要求1-9任一項所述的一級旋風分離器(7);以及 2)初級洗滌塔⑴； 其中，所述初級洗滌塔(I)自上而下設置有初級洗滌塔煤氣出口(110)、初級洗滌塔圓周式螺旋塔盤(10)、至少一層噴淋器(13)、初級洗滌塔煤氣入口管道(16)和初級洗滌塔黑水出口(18);所述初級洗滌塔煤氣出口(110)和初級洗滌塔黑水出口(18)分別設置在所述初級煤氣洗滌塔(I)的頂部和底部，所述初級洗滌塔圓周式螺旋塔盤(10)設置于所述初級洗滌塔(I)的上部，所述初級洗滌塔煤氣入口管道(16)設置于所述初級洗滌塔(I)的下部，且所述一級旋風煤氣出(704)連接至所述初級洗滌塔煤氣入口管道(16)； 所述初級洗滌塔圓周式螺旋塔盤(10)進一步包括 i)第一噴霧柱入口管道(202)，設置在所述初級洗滌塔(I)上部一側(cè)并與所述初級洗滌塔(I)的塔壁(12)基本上垂直，所述第一噴霧柱入口管道(202)進一步包括延伸出所述初級洗滌塔(I)塔壁(12)外側(cè)的第一噴霧柱入口(204)； )第一噴霧柱(206)，其與所述第一噴霧柱入口管道(202)在所述初級洗滌塔(I)的大致中心處基本上垂直連接，并且在所述第一噴霧柱(206)的四周均勻分布有多個第一噴霧孔(208);以及 iii)第一螺旋塔盤主體(102)，所述第一螺旋塔盤主體(102)的內(nèi)側(cè)由其下端邊緣(104)起始環(huán)繞所述第一噴霧柱(206)的外側(cè)向上盤旋設置，其外側(cè)與所述初級洗滌塔(I)的內(nèi)壁(12)接合，且封閉所述第一噴霧柱(206)的下端。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的煤氣凈化的系統(tǒng)(1000)，其中所述至少一層噴淋器(13)對稱設置有多個噴淋器，所述至少一層噴淋器(13)的上游通過管道與第一混合霧化器(80)連接。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的煤氣凈化的系統(tǒng)(1000)，其中所述至少一層噴淋器(13)與所述初級洗滌塔煤氣入口管道(16)之間還設置有初級洗滌塔灰水入口(14)。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的煤氣凈化的系統(tǒng)(1000)，其中在所述初級洗滌塔煤氣入口管道(16)的出口上方環(huán)繞所述初級洗滌塔煤氣入口管道(16)設置有散氣網(wǎng)(15)，所述散氣網(wǎng)(15)外部與所述初級洗滌塔的內(nèi)壁(12)接合，所述第一噴霧柱入口管道(202)上游通過管道與第二阻垢劑管線(19)相連，所述第二阻垢劑管線(19)設置有調(diào)節(jié)閥(192)。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的煤氣凈化的系統(tǒng)(1000)，進一步包括 4)次級洗滌塔(2)，所述次級洗滌塔(2)進一步包括.4.1)氣體緩沖室(240)，設置在所述次級洗滌塔(2)底部； .4.2)初除塵煤氣入口管(26)，其穿過所述次級洗滌塔(2)的塔壁(22)且延伸入所述氣體緩沖室(240)內(nèi)； .4. 3)氣體分布器(60)，設置在所述初除塵煤氣入口管(26)上方，并包括水浴(280)和塔底排污管(242)，其通過設置在其上的氣體分布器支撐件(680)連接于所述次級洗滌塔(2)的側(cè)壁(22)的內(nèi)壁上； .4.4)次級洗滌塔灰水出口(23)，設置在所述氣體分布器￠0)上方的所述次級洗滌塔(2)的塔壁(22)上，且位于所述次級洗滌塔(2)的液面(250)下方； .4.5)次級洗滌塔圓周式螺旋塔盤(10’)，設置在所述次級洗滌塔(2)內(nèi)部的液面(250)上方； .4.6)蒸汽冷凝液入口(232)，設置在所述次級洗滌塔圓周式螺旋塔盤(10)上方的所述次級洗滌塔(2)的塔壁(22)上；以及 .4.7)無塵煤氣出口(210)，設置在所述次級洗滌塔(2)的頂部； 其中，所述初級洗滌塔煤氣出口(110)通過管道與所述次級洗滌塔(2)的所述初除塵煤氣入口管(26)連通。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的煤氣凈化的系統(tǒng)(1000)，所述次級洗滌塔(2)的上游進一步包括 3)二級旋風分離器(9)，設置有二級旋風煤氣入口(902)、二級旋風洗滌水入口(908)、二級旋風煤氣出口(904)和二級旋風分離器灰水出口(906)，其中所述二級旋風洗滌水入口(908)設置在所述二級旋風煤氣入口(902)上部，所述二級旋風煤氣入口(902)和所述二級旋風洗滌水入口(908)分別切向設置在所述二級旋風分離器(9)的上部側(cè)壁上，所述二級旋風煤氣出口(904)和所述二級旋風灰水出口(906)分別設置在所述二級旋風分離器(9)的頂部和底部； 條件是，其中所述初級洗滌塔煤氣出口(110)通過管道與所述二級旋風分離器(9)的所述二級旋風煤氣入口(902)連通，所述二級旋風分離器(9)的所述二級旋風煤氣出口(904)通過管道與所述次級洗滌塔(2)的所述初除塵煤氣入口管(26)連通，而其中所述初級洗滌塔煤氣出口(110)通過管道與所述次級洗滌塔(2)的所述初除塵煤氣入口管(26)不連通。
16.根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的煤氣凈化的系統(tǒng)(1000)，其中在所述次級洗滌塔(2)內(nèi)部的液面(250)上方與所述次級洗滌塔圓周式螺旋塔盤(10’)之間進一步設置有至少兩層塔盤(265)。
17.根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的次級煤氣洗滌塔(2)，其中在所述次級洗滌塔圓周式螺旋塔盤(10’)上方與所述蒸汽冷凝液入口(232)之間進一步設置有多層固閥塔盤(225)。
18.根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的煤氣凈化的系統(tǒng)(1000)，其中在所述次級洗滌塔(2)的所述多層固閥塔盤(225)與所述蒸汽冷凝液入口(232)的上方還設置有組合式除沫器(290)。
19.根據(jù)權(quán)利要求14 18任一項所述的煤氣凈化的系統(tǒng)(1000)，其中所述次級洗滌塔圓周式螺旋塔盤(10’)，進一步包括 .4.5.1)第二噴霧柱入口管道(202’)，設置在所述次級洗滌塔(2)上部一側(cè)并與所述次級煤氣洗滌塔(2)的塔壁(22)基本上垂直，所述第二噴霧柱入口管道(202’ )進一步包括延伸出所述次級洗滌塔(2)塔壁(22)外側(cè)的第二噴霧柱入口(204’)，所述第二噴霧柱入口管道(202’ )通過管道與第二混合霧化器(80’ )連接； ` 4.5. 2)第二噴霧柱(206’)，其與所述第二噴霧柱入口管道(202’)在所述次級洗滌塔(2)的大致中心處基本上垂直連接，并且在所述第二噴霧柱(206’)的四周均勻分布有多個第二噴霧孔(208’ );以及 ` 4.5.3)第二螺旋塔盤主體(102’)，所述第二螺旋塔盤主體(102’)的內(nèi)側(cè)由其下端邊緣(104’)起始環(huán)繞所述第二噴霧柱(206’)的外側(cè)向上盤旋設置，其外側(cè)與所述次級洗滌塔(2)的內(nèi)壁(22)接合，且所述第二噴霧柱(206’ )向下延伸超過所述第二螺旋塔盤主體(102’ )的下端，并在所述第二噴霧柱(206’ )向下延伸超過所述第二螺旋塔盤主體下端的側(cè)壁和下端底面上均設置有多個第二噴霧孔(208’)。
20.根據(jù)權(quán)利要求14 18任一項所述的煤氣凈化的系統(tǒng)(1000)，其中在所述次級洗滌塔(2)的下部還設置有氣體分布器(60)，所述氣體分布器￠0)進一步包括 1)氣體緩沖室(240)，設置在所述次級洗滌塔(2)的底部區(qū)域，其由與所述次級洗滌塔(2)的側(cè)壁(22)相連的水浴(280)的底部(282)和其上設置的黑水排出管(242)與所述次級洗滌塔(2)的底部側(cè)壁(22)和下壁(22’ )構(gòu)成； 2)初除塵煤氣入口管(26)，貫穿所述次級洗滌塔(2)的側(cè)壁(22)并呈倒橫置的“L”型，其煤氣入口(262)設置在所述次級洗滌塔(2)的側(cè)壁(22)之外，其煤氣出(264)設置在所述氣體緩沖室(240)內(nèi)部并開口向下； 3)氣體分布構(gòu)件￠20)，其進一步包括 i)至少兩個大致同心設置的環(huán)形氣體分布管道出22，623，624)； )至少第一連接橋(640)和第二連接橋￠60)，設置在所述氣體分布構(gòu)件(620)中的至少兩個所述環(huán)形氣體分布管道(622，623，624)之間，所述至少第一連接橋(640)和第二連接橋￠60)內(nèi)部為中空的，使得至少兩個所述環(huán)形氣體分布管道之間氣體連通； iii)至少一個導氣管(284)，其設置在所述水浴(280)內(nèi)并與所述第一連接橋(640)空腔內(nèi)的氣體連通，使得與所述氣體分布構(gòu)件(620)氣體連通；以及 4)氣體分布器支撐件￠80)，其設置在所述氣體分布構(gòu)件(620)上，使得所述氣體分布構(gòu)件(620)連接于所述次級洗滌塔(2)的側(cè)壁(22)的內(nèi)壁上； 其中，所述氣體分布構(gòu)件￠20)中的至少兩個所述環(huán)形氣體分布管道出22，623，624)與所述至少第一連接橋(640)和第二連接橋(660)在其朝向所述水浴(280)底部的方向上設置有多個直孔出28，642，662)，且所述氣體分布構(gòu)件￠20)中的至少兩個所述環(huán)形氣體分布管道(622，623，624)在其朝向水浴(280)底部的方向上與所述多個直孔(628)間隔交錯設置有多個切向孔(626)，所述多個切向孔(626)的開口設置為朝下向外側(cè)傾斜。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的煤氣凈化的系統(tǒng)(1000)，其中所述氣體分布構(gòu)件(620)由三個大致同心設置的環(huán)形氣體分布管道(622，623，624)構(gòu)成，所述至少一個導氣管(284)設置為2個導氣管(284)并對稱設置在所述水浴(280)與所述第一連接橋(640)的管道上，并且所述環(huán)形氣體分布管道(622，623，624)為中空的環(huán)形圓柱結(jié)構(gòu)。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的煤氣凈化的系統(tǒng)(1000)，其中所述氣體分布器￠0)的所述水浴(280)的底部設置為錐形，且其上設置的所述黑水排出管(242)位于所述水浴(280)底部的中心部。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的煤氣凈化的系統(tǒng)(1000)，其中所述氣體分布器￠0)的至少兩個所述環(huán)形氣體分布管道(622，623，624)上設置的所述多個直孔￠28)的直徑為5-80mm，所述多個切向孔￠26)的邊長為5_80mm。
24.根據(jù)權(quán)利要求21所述的煤氣凈化的系統(tǒng)(1000)，其中所述氣體分布器￠0)的至少兩個所述環(huán)形氣體分布管道(622，623，624)是垂直截面為圓的管道，所述環(huán)形氣體分布管道直徑為30 300mm,其中至少兩個所述環(huán)形氣體分布管道(622,623,624)中的每一個直徑相同或不同，且其中所述氣體分布器支撐件(680)在所述第一連接橋(640)延伸方向上對稱設置在所述氣體分布構(gòu)件￠20)的外壁上。
25.根據(jù)權(quán)利要求21所述的煤氣凈化的系統(tǒng)(1000)，其中所述氣體分布器￠0)的至少兩個所述環(huán)形氣體分布管道(622，623，624)為一中空圓柱結(jié)構(gòu)，其水平截面為環(huán)形、垂直截面為長方形或正方形的管道，其內(nèi)外半徑之差為30 300mm，高為100 1000mm，其中至少兩個所述環(huán)形氣體分布管道出22，623，624)中的每一個內(nèi)外半徑之差相同或不同，且其中所述氣體分布器支撐件(680)在所述第一連接橋(640)延伸方向上對稱設置在所述氣體分布構(gòu)件(620)的外壁上。
26.根據(jù)權(quán)利要求18所述的煤氣凈化的系統(tǒng)(1000)，其中所述第二混合霧化器(80’)進一步包括 管道區(qū)段(801)和氣液預混區(qū)段(802)， 其中，所述管道區(qū)段(801)和所述氣液預混區(qū)段(802)共用水平或垂直設置的第一圓柱狀殼體(804)，延伸進入所述第一圓柱狀殼體(804)內(nèi)部同心設置的第二圓柱狀殼體(806)，且在與所述管道區(qū)段(801)遠離的所述氣液預混區(qū)段(802)的第一端部具有封閉所述第一圓柱狀殼體(804)的第一端壁(808),在所述第一端壁(808)的中心處具有一出口(810)， 所述管道區(qū)段(801)由所述第二圓柱狀殼體(806)限定，所述預混室(802)由第一圓柱狀殼體(804)、第一圓柱狀殼體(804)與所述第二圓柱狀殼體(806)之間設置的類似于錐臺的側(cè)面(812)限定，其中所述錐臺的側(cè)面(812)在所述第一圓柱狀殼體(804)和所述第二圓柱狀殼體(806)之間斷開形成環(huán)形開口(814)，所述第二圓柱狀殼體(806)為液相通道，所述第一圓柱狀殼體(804)與同心設置并延伸進入的所述第二圓柱狀殼體(806)以及斷開形成所述環(huán)形開口(814)的類似于錐臺的側(cè)面(812) —起限定為氣相通道，在所述氣相通道上設置有氣相入口(820)， 超聲波發(fā)生器(818)，對稱設置在位于所述預混區(qū)段(802)外部的所述第一圓柱狀殼體(804)上。
27.一種煤氣凈化方法，采用權(quán)利要求10-26任一項所述的煤氣凈化的系統(tǒng)(1000)，所述方法包括 1)來自煤氣次級洗滌塔的灰水和/或來自后系統(tǒng)的經(jīng)壓縮的無塵潔凈煤氣進入第一混合霧化器(80)霧化成為霧化灰水小液滴； 2)經(jīng)霧化的灰水小液滴分別同經(jīng)激冷后的粗煤氣和來自所述煤氣次級洗滌塔的灰水分別通過一級旋風霧化灰水入口(710)、一級旋風粗煤氣入口(702)和一級旋風洗滌水入口(708)切向進入所述一級旋風分離器(7)；3)所述粗煤氣中的絕大部分大顆粒灰渣和部分煤灰塵粒被分離出來，隨即被螺旋而下的所述灰水沖下設置在所述一級旋風分離器(7)接近中部的內(nèi)部側(cè)壁上的間隔壁(712)的底部落灰口(714)進入在所述一級旋風分離器(7)下部構(gòu)成的排污槽中的黑水中； 4)所述排污槽內(nèi)的黑水通過所述一級旋風分離器(7)底部壁上設置的一級旋風黑水出口(706)排入黑水處理系統(tǒng)； 5)部分經(jīng)霧化的灰水小液滴和煤灰塵粒以及極少數(shù)的灰渣在煤氣的夾帶下隨一級旋風除塵煤氣由一級旋風分離器(7)頂部設置的一級旋風煤氣出口(704)進入煤氣初級洗滌塔(1)的初級洗滌塔煤氣入口管道(16)； 其中，來自所述次級洗滌塔的灰水通過所述第一流量調(diào)節(jié)閥(834)控制流量，來自后系統(tǒng)的壓縮無塵潔凈煤氣通過所述第一壓力調(diào)節(jié)閥(822)控制霧化灰水的壓力，同時進入所述一級旋風霧化灰水入口(710)的經(jīng)霧化的灰水通過所述霧化灰水管線下游設置的所述第二流量調(diào)節(jié)閥(838)控制流量。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的煤氣凈化方法，進一步包括 6)進入所述初級洗滌塔(I)的初級洗滌塔煤氣入口管道(16)的所述一級旋風除塵煤氣通過在所述初級洗滌塔(I)的初級洗滌塔煤氣入口管道(16)的出口上方設置的所述散氣網(wǎng)(15)向上溢出，使得大氣泡被分割成若干細長氣泡或更小的氣泡，使得煤氣與激冷水接觸面積增大，從而洗出煤氣中更多的固體顆粒； 7)二級旋風分離器(9)的洗滌水從二級旋風分離器灰水出口(906)出來， 進入所述初級洗滌塔灰水入口(14)，對向上溢出的所述煤氣進行進一步噴淋除塵； 8)所述至少一層噴淋器(13)對稱設置的多個噴淋器對繼續(xù)向上溢出的所述煤氣進行更進一步的噴淋除塵； 9)所述煤氣繼續(xù)向上通過所述初級洗滌塔圓周式螺旋塔盤(10)的所述第一螺旋塔盤主體(102)的下端邊緣(104)沿所述第一螺旋塔盤主體(102)盤旋向上，帶有阻垢劑的洗滌水通過所述第一噴霧柱入口管道(202)進入通過所述第一噴霧柱(206)側(cè)壁上設置的多個第一噴霧孔(208)噴出，對所述煤氣進行噴淋除塵； 10)經(jīng)初級噴淋除塵后的所述煤氣通過設置在所述初級洗滌塔(I)頂部的所述初級洗滌塔煤氣出口(110)排出，所述初級洗滌塔(1)的底部設置為錐形塔底，固體顆粒均沉降于此，并通過下部設置的初級洗滌塔黑水出口(18)排出；以及 可選地，11)經(jīng)所述初級洗滌塔煤氣出口(110)排出的經(jīng)初級噴淋除塵后的所述煤氣可選地進入切向設置在所述二級旋風分離器(9)的上部側(cè)壁上的二級旋風煤氣入口(902)，洗滌水通過在相對方向上設置在所述二級旋風煤氣入口(902)上方切向設置的二級旋風洗滌水入口(908)進入，切向噴出的所述洗滌水對所述煤氣進行噴淋洗滌，經(jīng)初除塵煤氣由設置在所述二級旋風分離器(9)頂部的二級旋風煤氣出口(904)排出進入所述次級洗滌塔(2)底部的初除塵煤氣入口管(26)，噴淋洗滌后的所述洗滌水通過設置在所述二級旋風分離器(9)底部的二級旋風灰水出口(906)排出進入所述初級洗滌塔(1)的初級洗滌塔灰水入口(14)。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的煤氣凈化方法，進一步包括 12)通過設置在所述初級洗滌塔(1)頂部的所述初級洗滌塔煤氣出口(110)排出的經(jīng)初級噴淋除塵后的所述煤氣或者可選地由設置在所述二級旋風分離器(9)頂部的二級旋風煤氣出口(904)排出的所述經(jīng)初除塵煤氣，進入所述次級洗滌塔(2)底部的初除塵煤氣入口管(26)，所述煤氣通過設置在所述初除塵煤氣入口管(26)上方水浴(280)中的氣體分布器(60)上的至少一個導氣管(284)進入所述氣體分布器(60)的第一連接橋(640)與由至少兩個環(huán)形氣體分布管道(622，623，624)構(gòu)成的氣體分布構(gòu)件(620)，并從所述氣體分布構(gòu)件(620)中的至少兩個所述環(huán)形氣體分布管道(622，623，624)與所述至少第一連接橋(640)和第二連接橋(660)在其朝向所述水浴(280)底部的方向上設置的多個直孔(628，642，662)，以及所述氣體分布構(gòu)件￠20)中的至少兩個所述環(huán)形氣體分布管道出22，623，624)在其朝向水浴(280)底部的方向上與所述多個直孔(628)間隔交錯設置的朝下向外側(cè)傾斜的多個切向孔￠26)噴出，繼續(xù)向上溢出洗滌水液面(250)； 13)溢出洗滌水液面(250)的所述煤氣向上經(jīng)過至少兩層塔盤(265)與通過高壓灰水入口(270)進入的高壓灰水接觸除塵；以及 14)煤氣繼續(xù)向上通過次級洗滌塔圓周式螺旋塔盤(10’)的所述第二螺旋塔盤主體(102’ )的下端邊緣(104’ )沿所述第二螺旋塔盤主體(102’ )盤旋向上，帶有阻垢劑的洗滌水通過所述第二噴霧柱入口管道(202’ )進入通過所述第二噴霧柱(206’ )側(cè)壁上設置的多個第二噴霧孔(208’ )噴出，對所述煤氣進行噴淋除塵，經(jīng)除塵后的無塵潔凈煤氣通過在所述次級洗滌塔(2)頂部設置的無塵煤氣出口(210)排出； 其中，所述次級洗滌塔(2)底部設置的所述水浴(280)的底部為錐形，洗滌水中的煤灰塵埃通過其底部中心部設置的所述黑水排出管(242)排出。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的煤氣凈化方法，進一步包括 15)通過所述次級洗滌塔圓周式螺旋塔盤(10’)除塵后的煤氣繼續(xù)向上通過在所述次級洗滌塔圓周式螺旋塔盤(10’)上方與所述蒸汽冷凝液入口(232)之間設置的多層固閥塔盤(225)與蒸汽冷凝液接觸除塵；以及 煤氣繼續(xù)向上通過設置在所述多層固閥塔盤(225)與所述蒸汽冷凝液入口(232)上方的組合式除沫器(290)除去其中夾帶的微沫。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的煤氣凈化方法，其中通過在所述次級洗滌塔(2)頂部設置的無塵煤氣出口(210)排出的所述經(jīng)除塵后的含水無塵潔凈煤氣進入低溫/變換甲醇洗系統(tǒng)處理，得到的純凈合成氣進入甲醇合成或費托合成系統(tǒng)進行反應；所述第一混合霧化器(80)和第二混合霧化器(80’ )的液相通道的液體為來自所述低溫/變換甲醇洗系統(tǒng)的水蒸汽變換冷凝液，從所述一級旋風黑水出口(706)、初級洗滌塔黑水出口(18)和所述次級洗滌塔底部設置的所述黑水排出管(242)排出的黑水進入黑水處理系統(tǒng)處理，經(jīng)所述黑水處理系統(tǒng)處理后得到的灰水進入所述次級洗滌塔的高壓灰水入口(270);經(jīng)所述次級洗滌塔(2)的灰水循環(huán)泵(230)抽出的灰水分別進入 ①所述一級旋風分離器(7)的一級旋風洗滌水入口(708)，和/或 ②二級旋風分離器(9)的二級旋風洗滌水入口(908)，和/或 ③初級洗滌塔灰水入口(14)，和/或 ④煤氣化爐作為激冷水以及可選地用于制漿進入水煤漿氣化爐反應制取粗煤氣，和/或 ⑤所述混合霧化器(80)作為霧化用水，和/或 ⑥所述初級洗滌塔第一噴霧柱入口管道(202)作為向所述圓周式螺旋塔盤(10)側(cè)向噴出的噴淋水。
32.根據(jù)權(quán)利要求1-9任一項所述的一級旋風分離器(7)、或根據(jù)權(quán)利要求10-26任一項所述的用于煤氣凈化的系統(tǒng)(1000)、或根據(jù)權(quán)利要求27-31任一項所述的煤氣凈化方法在以煤、石油焦、生物質(zhì)、和/或可燃工業(yè)廢棄物為原料的加壓氣化生產(chǎn)的煤氣的凈化中的應用。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于煤氣凈化的一級旋風分離器、煤氣凈化系統(tǒng)、煤氣凈化方法及應用。該一級旋風分離器(7)包括一級旋風粗煤氣入口(702)，設置在一級旋風分離器(7)上部側(cè)壁上；一級旋風霧化灰水入口(710)，設置在一級旋風分離器(7)上部側(cè)壁上，并位于第一粗煤氣入口(702)的上方；一級旋風洗滌水入口(708)，設置在一級旋風分離器(7)上部側(cè)壁上，并與一級旋風霧化灰水入口(710)設置在同一水平位置的圓平面對稱位置上；一級旋風煤氣出口(704)，設置在一級旋風分離器(7)的頂部壁上；以及一級旋風黑水出口(706)，設置在一級旋風分離器(7)的底部壁上。該一級旋風分離器及煤氣凈化系統(tǒng)節(jié)約用水、設備造價低、脫塵效率高。
文檔編號B04C5/00GK103056045SQ20111032434
公開日2013年4月24日 申請日期2011年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月21日
發(fā)明者唐煜, 武興彬, 閆國春, 胡先君, 姜興劍, 余建良, 申屠春田, 蘭秀菊, 周叢, 馮長志, 石文秀, 劉澤, 趙玉勇, 孫高攀, 李劍暉, 鄭全海, 王鑫, 張俊, 王善章 申請人:神華集團有限責任公司, 中國神華煤制油化工有限公司, 中國神華煤制油化工有限公司包頭煤化工分公司