專利名稱：一種煤氣凈化裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種煤氣凈化裝置，尤其涉及一種氣流床氣化生產(chǎn)超潔凈煤氣的凈化直O(jiān)背景技術(shù)
煤炭氣化技術(shù)，尤其是高壓、大容量氣流床氣化技術(shù)，顯示了良好的經(jīng)濟(jì)和社會效 益，代表著發(fā)展趨勢，是現(xiàn)在最清潔的煤利用技術(shù)，是潔凈煤技術(shù)的龍頭和關(guān)鍵。煤炭氣化 生成的煤氣可用于電力、蒸汽、馬達(dá)燃料、煤基化學(xué)品(合成氨、甲醇、烯烴等)、氫氣等的生 產(chǎn)，但這些產(chǎn)品的生產(chǎn)對煤氣凈化提出了嚴(yán)格的要求。以整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電(IGCC) 為例，如果出氣化爐的煤氣未經(jīng)凈化直接進(jìn)入IGCC系統(tǒng)，那么氣體中所含的細(xì)灰和水霧不 僅影響傳熱效果及設(shè)備的使用壽命，而且會造成管道、廢熱鍋爐和熱管換熱器的磨損和堵 塞，同時也嚴(yán)重污染了環(huán)境；再以合成化學(xué)品為例，合成過程均需要催化劑，如果煤氣初步 凈化不徹底，其中含有的細(xì)灰、水霧極易被吸附在催化劑表面，使催化劑活性下降以致嚴(yán)重 影響生產(chǎn)，從而造成重大的經(jīng)濟(jì)損失。所以煤氣初步凈化是必要的也是必須的，其要達(dá)到的 目標(biāo)為煤氣中含塵量小于lmg/m3。
氣流床氣化因煤氣的用途差異、熱回收方式的不同，使得粗煤氣的初步凈化形成 了不同的方法，代表性的有以下幾種干法(高溫)凈化、濕法凈化、干法和濕法結(jié)合，但對 常用的激冷型氣化工藝均采用濕法凈化方法，并且文丘里洗滌器常作為該方法中的關(guān)鍵設(shè) 備之一。實踐表明，使用了文丘里洗滌器的煤氣初步凈化系統(tǒng)，壓力損失較高，系統(tǒng)易發(fā)生 堵塞結(jié)垢，并且煤氣易出現(xiàn)帶灰?guī)F(xiàn)象，嚴(yán)重影響了整個系統(tǒng)的長周期穩(wěn)定運行。原料特 性、氣化壓力及氣化爐操作溫度等的變化會在一定程度上影響初步凈化系統(tǒng)的操作性能， 從而影響煤氣凈化效果。所以，從系統(tǒng)長周期穩(wěn)定可靠運行的需要出發(fā)，迫切需要一種低能 耗、凈化效果好且操作彈性大的煤氣初步凈化方法。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種低能耗、高凈化效率的煤氣凈化裝置，用于以固態(tài)含 碳?xì)浠衔餅樵蠚饬鞔矚饣a(chǎn)煤氣的初步凈化，以實現(xiàn)系統(tǒng)的長周期穩(wěn)定運行。
為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供如下所述的煤氣凈化裝置
一種煤氣凈化裝置，包括
—個將旋風(fēng)分離與噴淋洗滌相結(jié)合的旋風(fēng)洗滌器；
一個通過第一管線使所述旋風(fēng)洗滌器頂部的煤氣出口與其底部相連通的泡沫洗 滌器；
一個通過第二管線使所述泡沫洗滌器頂部的煤氣出口與其底部相連通的噴淋塔。
優(yōu)選地，所述旋風(fēng)洗滌器由旋風(fēng)分離器、噴淋管及儲液槽組成。所述噴淋管設(shè)置在 旋風(fēng)分離器內(nèi)部靠下的中軸線上，所述噴淋管入口與循環(huán)水管相連通。
優(yōu)選地，所述泡沫洗滌器為一板式塔，自上而下由旋流板、第一段塔板、第二段塔板、第三段塔板和儲液槽組成。第一段塔板上部進(jìn)水口與外供水管相連通，第二段塔板上部 進(jìn)水口與循環(huán)水管線相連，第三段塔板上部進(jìn)水口則與灰水管線相連通。第一段塔板通常 設(shè)置為2 4層，第二段塔板設(shè)置為1 3層，第三段塔板設(shè)置為1 2層，煤氣入口管線 插入儲液槽液封中。
優(yōu)選地，所述板式塔為固閥塔。
優(yōu)選地，所述噴淋塔自上而下由旋流板除沫器、噴淋層和儲液槽組成。噴淋層進(jìn)水 口與外供水管相通，噴淋層設(shè)置為1 3層。
所述外供水可以是鍋爐用水、脫氧水、變換冷凝液中的一種或幾種。
本發(fā)明的煤氣凈化裝置與現(xiàn)有技術(shù)相比，優(yōu)點在于
(1)旋風(fēng)洗滌器、泡沫洗滌器及噴淋塔均具有結(jié)構(gòu)簡單、操作彈性大的特點，對保 證設(shè)備維修方便、穩(wěn)定長周期運行有利；
(2)因為本發(fā)明提出的初步凈化裝置所包含的三個設(shè)備——旋風(fēng)洗滌器、泡沫洗 滌器及噴淋塔的壓降均較低，總壓降約5kPa，與現(xiàn)有的初步凈化裝置相比，能耗大大降低；
(3)因為采用了旋風(fēng)-噴霧、鼓泡接觸及噴霧接觸多級凈化的方式，實現(xiàn)了煤氣的 深度凈化，確保凈化后煤氣中含灰量< lmg/m3。


圖1是本發(fā)明的煤氣凈化裝置示意圖。
具體實施方式
下面結(jié)合圖1對本發(fā)明的煤氣凈化裝置作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
本發(fā)明的煤氣凈化裝置包括
一個將旋風(fēng)分離與噴淋洗滌相結(jié)合的旋風(fēng)洗滌器1，其作用是進(jìn)一步潤濕煤氣，加 速煤氣中顆粒長大，實現(xiàn)大部分灰渣的脫除。攜帶有灰渣和液滴的煤氣沿切線進(jìn)入旋風(fēng)洗 滌器1，循環(huán)水從入口 104進(jìn)入噴淋管101，在噴淋水的潤濕和離心力的進(jìn)一步作用下，大 部分灰渣及液體沿旋風(fēng)洗滌器壁面從下降管102流出，進(jìn)入儲液槽103，含渣灰水從儲液槽 103底部排出，送往渣水處理系統(tǒng)，煤氣經(jīng)第一管線2排出，儲液槽103設(shè)有液位計及液位報 警裝置，以便對液位進(jìn)行控制和報警；
一個通過第一管線2使旋風(fēng)洗滌器1頂部的煤氣出口與其底部相連通的泡沫洗滌 器3，其作用是最大限度脫除從旋風(fēng)洗滌器1送出的煤氣中的灰渣。本發(fā)明所述泡沫洗滌器 3為一常規(guī)板式塔，分為五段，自上而下由旋流板301、第一段塔板303、第二段塔板305、第 三段塔板307和儲液槽308組成。第一段塔板上設(shè)有外供水入口 302，第二段塔板上設(shè)有循 環(huán)水入口 304，第三段塔板上設(shè)有灰水入口 306，入口煤氣管線插入儲液槽308液封中，含渣 灰水從儲液槽308底部排出，送往渣水處理系統(tǒng)，煤氣經(jīng)第二管線4排出。儲液槽308設(shè)有 液位計及液位報警裝置，以便對液位進(jìn)行控制和報警；
一個通過第二管線4使泡沫洗滌器3頂部的煤氣出口與其底部相連通的噴淋塔5， 其作用是進(jìn)一步深度脫除從泡沫洗滌器3送出的煤氣中的殘余灰渣。所述噴淋塔5分三段， 自上而下由旋流板除沫器501、噴淋層502和儲液槽503組成，噴淋層502進(jìn)水口與外供水 管相通，儲液槽503底部出口與水泵6相連通，然后經(jīng)管線7和8分別與旋風(fēng)洗滌器1的循4環(huán)水入口 104以及泡沫洗滌器3的循環(huán)水入口 304相連通，洗滌后的超潔凈煤氣由噴淋塔 5頂部排出，送往下游工序。儲液槽503設(shè)有液位計及液位報警裝置，以便對液位進(jìn)行控制 和報警。
實施例1
日處理1000噸煤的激冷型粉煤加壓氣化裝置，氣化壓力為4. OMPa，氣化溫度為 1550°C，氣化煤氣出氣化室經(jīng)洗滌后，溫度為221°C，干基流量為73000Nm3/h，濕基流量為 187500Nm3/h，干煤氣中灰渣含量為7g/Nm3。進(jìn)旋風(fēng)洗滌器的煤氣壓力為3. 98MPa，循環(huán)灰水 的溫度為190°C，水量為30t/h。煤氣與灰水混合，少量濕煤氣中蒸汽冷凝。煤氣從旋風(fēng)洗 滌器1入口進(jìn)入，在噴淋水潤濕及離心力作用下，95%的含渣灰水沿旋風(fēng)洗滌器3的內(nèi)壁面 經(jīng)下降管102進(jìn)入下部儲液槽103，渣水從儲液槽103底部排放進(jìn)入渣水處理系統(tǒng)，除去大 部分灰渣的濕煤氣由第一管線2進(jìn)入泡沫洗滌器3，入口管線插入儲液槽308液封下，渣水 從儲液槽308底部排放進(jìn)入渣水處理系統(tǒng)，濕煤氣與塔板上液層逐級接觸進(jìn)一步凈化后由 第二管線4進(jìn)入噴淋塔5，在外供高溫變換冷凝液的噴淋洗滌下，煤氣實現(xiàn)深度凈化，從噴 淋塔5頂部出口排出去下游工序，低濃度渣水則從儲液槽503底部排出經(jīng)循環(huán)泵6進(jìn)入泡 沫洗滌器的第二段塔板。
旋風(fēng)洗滌器1的內(nèi)徑為2000mm，高度為11000mm。泡沫洗滌器3內(nèi)徑為3200mm，高 度為15000mm，第一段設(shè)兩層塔板，第二段設(shè)兩層塔板，第三段設(shè)一層塔板。噴淋塔5內(nèi)徑為 1200mm,外供高溫變換冷凝液流量為40t/h，循環(huán)水量為80t/h，灰水量為50t/h，出噴淋塔5 的煤氣中含灰渣為0. 8mg/m3，初步凈化系統(tǒng)的壓降為5000kPa，不堵渣，不帶水，能很好滿足 下游工序的要求。
權(quán)利要求
1.一種煤氣凈化裝置，包括一個將旋風(fēng)分離與噴淋洗滌相結(jié)合的旋風(fēng)洗滌器；一個通過第一管線使所述旋風(fēng)洗滌器頂部的煤氣出口與其底部相連通的泡沫洗滌器；一個通過第二管線使所述泡沫洗滌器頂部的煤氣出口與其底部相連通的噴淋塔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤氣凈化裝置，其特征在于，所述旋風(fēng)洗滌器由旋風(fēng)分離器、 噴淋管及儲液槽組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的煤氣凈化裝置，其特征在于，所述泡沫洗滌器為一板式塔，自 上而下由旋流板、第一段塔板、第二段塔板、第三段塔板和儲液槽組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的煤氣凈化裝置，其特征在于，所述噴淋塔自上而下由旋流板 除沫器、噴淋層和儲液槽組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的煤氣凈化裝置，其特征在于，所述旋風(fēng)洗滌器中的噴淋管設(shè) 置在旋風(fēng)分離器內(nèi)部靠下的中軸線上，所述噴淋管入口與循環(huán)水管相連通。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的煤氣凈化裝置，其特征在于，所述泡沫洗滌器中的第一段塔 板上部進(jìn)水口與外供水管相連通，所述第二段塔板上部進(jìn)水口與循環(huán)水管線相連，所述第 三段塔板上部進(jìn)水口則與灰水管線相連通，煤氣入口管線插入儲液槽液封中。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的煤氣凈化裝置，其特征在于，所述板式塔為固閥塔。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的煤氣凈化裝置，其特征在于，所述泡沫洗滌器中的第一段塔 板設(shè)置為2 4層，所述第二段塔板設(shè)置為1 3層，所述第三段塔板設(shè)置為1 2層。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的煤氣凈化裝置，其特征在于，所述噴淋層進(jìn)水口與外供水管 相通，噴淋層設(shè)置為1 3層。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項權(quán)利要求所述的煤氣凈化裝置，其特征在于，所述外供 水可以是鍋爐用水、脫氧水、變換冷凝液中的一種或幾種。
全文摘要
本發(fā)明提供一種煤氣凈化裝置，包括一個將旋風(fēng)分離與噴淋洗滌相結(jié)合的旋風(fēng)洗滌器；一個通過第一管線使所述旋風(fēng)洗滌器頂部的煤氣出口與其底部相連通的泡沫洗滌器；以及一個通過第二管線使所述泡沫洗滌器頂部的煤氣出口與其底部相連通的噴淋塔。本發(fā)明的煤氣凈化裝置具有結(jié)構(gòu)簡單、操作彈性大的特點，對保證設(shè)備維修方便、穩(wěn)定長周期運行有利；總壓降約5kPa，能耗大大降低；實現(xiàn)了煤氣的深度凈化，確保凈化后煤氣中含灰量＜1mg/m3。
文檔編號C10K1/10GK102031158SQ20101060820
公開日2011年4月27日 申請日期2010年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月16日
發(fā)明者劉海峰, 姚敏, 張建壽, 楊紅波, 焦洪橋, 羅春桃, 陳雪莉, 雍曉靜, 龔欣 申請人:華東理工大學(xué), 神華寧夏煤業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司, 神華集團(tuán)有限責(zé)任公司