CN101920157A - 一种含油易爆气体除焦油除尘一体化工艺及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种含油易爆气体除焦油除尘的一体化工艺，包括喷淋、浆液除油除尘、除雾等步骤。本发明还公开了一种用于上述工艺的含油易爆气体除焦油除尘一体化装置，包括浆液罐、塔体和出口烟道，浆液罐与塔体之间用溢流管道连接，塔体上设有入口烟道，入口烟道内设有入口喷头，浆液罐通过循环管路连接到入口喷头；塔体内设有塔内搅拌器、上隔板、下隔板、净烟气室原烟气室、净烟气出气管、喷射鼓泡管和塔内喷淋，浆液罐内设有浆液罐搅拌器。本发明的工艺和装置，可以在同一装置中实现油污及粉尘同时脱除，投资运行成本低，占地面积小，全密闭设计，且具备烟气降温功能，可处理易燃易爆气体。
Description
技术领域
本发明涉及煤气化除尘领域，特别是涉及一种含油易爆气体除焦油除尘一体化工艺及装置。
背景技术
我国是一个储煤、产煤大国，煤炭在国家一次能源中比重占70％以上。同时，我国天然气储量和产量都较贫乏，石油供需矛盾很大，每年需要进口大量原油。因此，大力发展煤炭化工是解决我国天然气、石油短缺和调整能源结构，解决21世纪所面临的能源危机的有效途径之一。煤气化技术是一种洁净的煤炭综合利用技术，能够避免煤炭直接燃烧产生的污染，在我国将会得到蓬勃发展。
煤气化过程产生的粗煤气必须经过一系列净化、吸附或分离工艺才能最终得到符合要求的煤气化产品，其中除尘工艺在粗煤气净化过程中具有举足轻重的作用，除尘质量的好坏对后续产品的质量及吸附或分离工艺的稳定性有着重要的影响。煤气化合成气成分复杂，煤焦油含量高，同时含有腐蚀性及易燃易爆气体，因而对除尘技术的要求较高，常规除尘方法(如电除尘器、袋式除尘器)除尘效果难以达到要求。高温陶瓷过滤器是目前高温煤气化除尘领域的研究热点，然而其抗机械及热冲击性、热稳定性仍有待提高，同时其材料成本较高，其距商业化应用仍有距离。
CN2469981Y公开了一种可用于煤气化除尘的“高效气体过滤器”，通过多层分级滤料来分离气体中的粉尘，文献《哈尔滨气化厂粗煤气除尘系统的改造》报道了该装置在哈尔滨气化厂的应用情况，其系统阻力高达60kPa，且滤料需定期更换或清洗，不能实现连续运行。
发明内容
本发明目的在于提供一种投资及运行成本低、系统阻力小、能够实现连续运行的高效除焦油除尘一体化工艺及装置。
一种含油易爆气体除焦油除尘一体化工艺，包括如下步骤：
1)喷淋：首先用浆液对原烟气进行喷淋，初步除尘除油和降温；
2)浆液除油除尘：经步骤1)喷淋处理后的原烟气通过鼓泡设备鼓入浆液中，原烟气在浆液中鼓起大量气泡，使原烟气与浆液发生充分接触以洗去油污及粉尘，随后被净化的烟气向上鼓出浆液的液面；所述的浆液的主要组成为：水，也可在水中加入碱溶液或表面活性剂溶液中的一种或几种，使除油除尘效果有较大提高；所述的碱选自Na2CO3、K2CO3、NaOH或KOH；所述的表面活性剂选自十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠或工业除油剂；
3)除雾：经浆液除油除尘后的烟气再经除雾器除雾、除去大部分液滴后排出，喷淋间歇性开启，起到冲洗除雾器防止结垢的作用。
本发明还提供了一种含油易爆气体除焦油除尘一体化装置，包括浆液罐、塔体和出口烟道，浆液罐与塔体之间用溢流管道连接，溢流管道上设有插板门；插板门与溢流管道螺纹连接加黄油密封。塔体上设有入口烟道，入口烟道内设有入口喷头，浆液罐通过循环管路连接到入口喷头。
塔体内安装有上隔板和下隔板，净烟气室位于上隔板上方，原烟气室位于上隔板与下隔板之间，净烟气室、上隔板和原烟气室间用法兰连接，原烟气室与塔体间、下隔板与塔体间也通过法兰连接，且所有法兰连接处均加垫片以保证密封。浆液罐内安装有浆液罐搅拌器，塔体内安装有塔内搅拌器，浆液罐搅拌器与浆液罐间、塔内搅拌器与净烟气室间进行填料密封。上隔板和下隔板之间排列有若干根净烟气出气管，上隔板和下隔板上均有开孔与净烟气出气管对应。下隔板的下方设有喷射鼓泡管，喷射鼓泡管的下端浸没在浆液内；喷射鼓泡管上端与下隔板间采用螺纹连接，并进行焊接加固。净烟气出气管与喷射鼓泡管在下隔板上下的相对位置是交错排列的。净烟气出气管之间设有塔内喷头，塔内喷头的主要作用是冲洗下隔板，防止粉尘在下隔板沉积，同时塔内喷头对进入原烟气室的原烟气也在一定程度上可起到二次喷淋、降温的作用。
出口烟道内设有一级除雾器、二级除雾器和除雾器喷头，出口烟道向上倾斜一定角度，以利于除雾器冲洗水及烟道冷凝水流回塔体，塔体外部设有浆液排出管，浆液罐上部设有浆液补充管。循环管路上还设有过滤器，以防止粉尘堵塞入口喷头。塔内喷头和除雾器喷头内循环的是水，塔内喷头和除雾器喷头均间歇性开启。
喷射鼓泡管的排列间距为100～300mm。
一级除雾器的折流板间距为30～50mm，二级除雾器的折流板间距为20～40mm。
塔体内的浆液可经溢流管道溢流至浆液罐中，浆液一直处于溢流状态以保持塔体内液面高度的稳定性，浆液罐内的浆液通过循环管路打入入口喷头返回塔内，实现浆液循环。同时置于塔体上的塔体浆液排出管和浆液罐上的浆液排出管可将除油除尘后的浆液排出以进行集中处理。
通过调节插板阀可改变塔体内浆液的溢流液位来实现喷射鼓泡管浸没深度的调节，喷射鼓泡管浸没深度调节范围为100～500mm。通过循环管路实现浆液罐和塔体内浆液的循环，通过浆液罐上的浆液补充管实现新鲜浆液的补充。
塔中加入的浆液的主要组成为：水，也可在水中加入碱溶液或表面活性剂溶液中的一种或几种，使除油除尘效果有较大提高。所述的碱选自Na2CO3、K2CO3、NaOH或KOH。所述的表面活性剂选自十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠或工业除油剂。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
1、本发明提出的含油易爆气体除焦油除尘一体化工艺及装置，可以在同一装置中实现油污及粉尘同时脱除，投资运行成本低，占地面积小。
2、全密闭设计，且具备烟气降温功能，可处理易燃易爆气体。
3、通过闸板门调节浆液溢流高度，无需借助仪表就可实现浆液液位的调节和控制。
4、系统阻力低、可实现连续运行。
附图说明
图1为本发明含油易爆气体除焦油除尘一体化装置的示意图。
附图标记说明：
1-浆液补充管 2-过滤器 3-浆液罐 4-浆液罐搅拌器
5-溢流管道 6-插板阀 7-入口烟道 8-入口喷头
9-净烟气室 10-上隔板 11-原烟气室 12-净烟气出气管
13-塔内喷头 14-下隔板 15-喷射鼓泡管 16-塔体
17-塔内搅拌器 18-浆液排出管 19-除雾器喷头 20-一级除雾器
21-二级除雾器 22-出口烟道 23-循环管路
具体实施方式
一种含油易爆气体除焦油除尘一体化装置，包括浆液罐3、塔体16和出口烟道22，浆液罐3与塔体16之间用溢流管道5连接，溢流管道5上设有插板门6；插板门6与溢流管道5螺纹连接加黄油密封。塔体16上设有入口烟道7，入口烟道7内设有入口喷头8，浆液罐3通过循环管路23连接到入口喷头8。
塔体16内安装有上隔板10和下隔板14，净烟气室9位于上隔板10上部，原烟气室11位于上隔板10与下隔板14之间，净烟气室9、上隔板10和原烟气室11间用法兰连接，原烟气室9与塔体16间、下隔板14与塔体16间均通过法兰连接，且所有法兰连接处均加垫片以保证密封。浆液罐3内安装有浆液罐搅拌器4，塔体16内安装有塔内搅拌器17，浆液罐搅拌器4与浆液罐3间、塔内搅拌器17与净烟气室9间进行填料密封。上隔板10和下隔板14之间排列有若干根净烟气出气管12，上隔板10和下隔板14上均有开孔与净烟气出气管12对应。喷射鼓泡管15上端与下隔板14间采用螺纹连接，并进行焊接加固。净烟气出气管12与喷射鼓泡管15在下隔板14上的位置是交错排列的。原烟气室9内的净烟气出气管12间设有塔内喷头13。
出口烟道22内设有一级除雾器20、二级除雾器21和除雾器喷头19，出口烟道22向上倾斜一定角度，以利于除雾器冲洗水及烟道冷凝水流回塔体16，塔体16外部设有浆液排出管18，浆液罐3上部设有浆液补充管1。循环管路23上还设有过滤器2，以防止粉尘堵塞入口喷头。
可采用上述装置来对气体进行一体化协同除焦油除尘的工艺，其步骤如下：
原烟气首先进入入口烟道7，入口喷头8喷出循环浆液，对原烟气进行一级喷淋，初步除尘除油和降温，之后原烟气进入原烟气室11；在原烟气室11内，塔体喷头13喷出水对原烟气进行二级喷淋，进一步除尘除油及降温后的烟气通过开在下隔板14上的喷射鼓泡管15的入口，进入喷射鼓泡管15，原烟气被鼓入塔体16内的浆液中，喷射鼓泡管15的出口浸没在浆液液面以下，排出的原烟气在浆液中鼓起大量气泡，使原烟气与浆液发生充分接触以洗去油污及粉尘，随后被净化的烟气向上鼓出浆液的液面，通过净烟出气管12进入净烟气室9内，再从净烟气室9进入出口烟道22，经一级除雾器20、二级除雾器21和除雾器喷头19内的水喷淋除雾、除去大部分液滴后排出。
在运行过程中，塔体16内的浆液可经溢流管道5溢流至浆液罐3中，浆液一直处于溢流状态以保持塔体16内液面高度的稳定性，浆液罐内的浆液通过循环管路23又打回塔体16以实现浆液循环。同时置于塔体16上的塔体浆液排出管18和浆液罐3上的浆液排出管18a可将除油除尘后的浆液排出以进行集中处理。
通过调节插板阀6可改变塔体16内浆液的溢流液位来实现喷射鼓泡管15浸没深度的调节，喷射鼓泡管浸没深度调节范围为100～500mm。通过循环管路23实现浆液罐3和塔体16内浆液的循环，通过浆液罐3上的浆液补充管1实现浆液补充。
实施例1
采用上述装置和工艺对气体进行一体化协同除油除尘，所用浆液为质量分数为2.0％的Na2CO3溶液，在烟气流量为1500Nm3，鼓泡管浸没深度为250mm，相邻鼓泡管排列间距为120mm，一级除雾器的折流板间距为35mm，二级除雾器的折流板间距为20mm，入口粉尘浓度为250mg/Nm3，煤焦油含量为65mg/Nm3时，除尘效率＞85％，煤焦油去除率＞80％。
实施例2
采用上述装置和工艺对气体进行一体化协同除油除尘，所用浆液为质量分数为1.0％的NaOH溶液，在烟气流量为1500Nm3，鼓泡管浸没深度为250mm，相邻鼓泡管排列间距为200mm，一级除雾器的折流板间距为35mm，二级除雾器的折流板间距为20mm，入口粉尘浓度为250mg/Nm3，煤焦油含量为65mg/Nm3时，除尘效率＞88％，煤焦油去除率＞85％。
实施例3
采用上述装置工艺对气体进行一体化协同除油除尘，所用浆液为质量分数为1.0％的KOH溶液，在烟气流量为1500Nm3，鼓泡管浸没深度为250mm，相邻鼓泡管排列间距为260mm，一级除雾器的折流板间距为35mm，二级除雾器的折流板间距为20mm，入口粉尘浓度为250mg/Nm3，煤焦油含量为65mg/Nm3时，除尘效率＞90％，煤焦油去除率＞85％。
实施例4
采用上述装置和工艺对气体进行一体化协同除油除尘，所用浆液为质量分数为2.0％的K2CO3溶液，在烟气流量为1500Nm3，鼓泡管浸没深度为250mm，相邻鼓泡管排列间距为260mm，一级除雾器的折流板间距为35mm，二级除雾器的折流板间距为30mm，入口粉尘浓度为250mg/Nm3，煤焦油含量为65mg/Nm3时，除尘效率＞88％，煤焦油去除率＞80％。
实施例5
采用上述装置工艺对气体进行一体化协同除油除尘，所用浆液为质量分数为0.2％的十二烷基苯磺酸钠溶液，在烟气流量为1500Nm3，鼓泡管浸没深度为250mm，相邻鼓泡管排列间距为260mm，一级除雾器的折流板间距为35mm，二级除雾器的折流板间距为40mm，入口粉尘浓度为250mg/Nm3，煤焦油含量为65mg/Nm3时，除尘效率＞85％，煤焦油去除率＞80％。
实施例6
采用上述装置工艺对气体进行一体化协同除油除尘，所用浆液为在水中加入为0.2wt％的十二烷基苯磺酸钠及1.0wt％KOH，在烟气流量为1500Nm3，鼓泡管浸没深度为110mm，相邻鼓泡管排列间距为260mm，一级除雾器的折流板间距为35mm，二级除雾器的折流板间距为20mm，入口粉尘浓度为250mg/Nm3，煤焦油含量为65mg/Nm3时，除尘效率＞80％，煤焦油去除率＞80％。
实施例7
采用上述装置工艺对气体进行一体化协同除油除尘，所用浆液为在水中加入为0.2wt％的十二烷基苯磺酸钠及1.0wt％NaOH，在烟气流量为1500Nm3，鼓泡管浸没深度为180mm，相邻鼓泡管排列间距为260mm，一级除雾器的折流板间距为35mm，二级除雾器的折流板间距为20mm，入口粉尘浓度为250mg/Nm3，煤焦油含量为65mg/Nm3时，除尘效率＞85％，煤焦油去除率＞80％。
实施例8
采用上述装置工艺对气体进行一体化协同除油除尘，所用浆液为在水中加入为0.2wt％的十二烷基苯磺酸钠及1.0wt％Na2CO3，在烟气流量为1500Nm3，鼓泡管浸没深度为250mm，相邻鼓泡管排列间距为260mm，一级除雾器的折流板间距为35mm，二级除雾器的折流板间距为20mm，入口粉尘浓度为250mg/Nm3，煤焦油含量为65mg/Nm3时，除尘效率＞90％，煤焦油去除率＞85％。
实施例9
采用上述装置工艺对气体进行一体化协同除油除尘，所用浆液为在水中加入为0.2wt％的十二烷基苯璜酸钠及1.0wt％Ka2CO3，在烟气流量为1500Nm3，鼓泡管浸没深度为320mm，相邻鼓泡管排列间距为260mm，一级除雾器的折流板间距为35mm，二级除雾器的折流板间距为20mm，入口粉尘浓度为250mg/Nm3，煤焦油含量为65mg/Nm3时，除尘效率＞92％，煤焦油去除率＞85％。
实施例10
采用上述装置工艺对气体进行一体化协同除油除尘，所用浆液为质量分数为0.2％的十二烷基硫酸钠溶液，在烟气流量为1500Nm3，鼓泡管浸没深度为390mm，相邻鼓泡管排列间距为260mm，一级除雾器的折流板间距为35mm，二级除雾器的折流板间距为20mm，入口粉尘浓度为250mg/Nm3，煤焦油含量为65mg/Nm3时，除尘效率＞92％，煤焦油去除率＞88％。
实施例11
采用上述装置工艺对气体进行一体化协同除油除尘，所用浆液为在水中加入为0.2wt％的十二烷基硫酸钠及1.0wt％KOH，在烟气流量为1500Nm3，鼓泡管浸没深度为460mm，相邻鼓泡管排列间距为260mm，一级除雾器的折流板间距为35mm，二级除雾器的折流板间距为20mm，入口粉尘浓度为250mg/Nm3，煤焦油含量为65mg/Nm3时，除尘效率＞95％，煤焦油去除率＞88％。实施例6
实施例12
采用上述装置工艺对气体进行一体化协同除油除尘，所用浆液为在水中加入为0.2wt％的十二烷基硫酸钠及1.0wt％NaOH，在烟气流量为1500Nm3，鼓泡管浸没深度为250mm，相邻鼓泡管排列间距为260mm，一级除雾器的折流板间距为35mm，二级除雾器的折流板间距为20mm，入口粉尘浓度为250mg/Nm3，煤焦油含量为65mg/Nm3时，除尘效率＞90％，煤焦油去除率＞85％。
实施例13
采用上述装置工艺对气体进行一体化协同除油除尘，所用浆液为在水中加入为0.2wt％的十二烷基硫酸钠及1.0wt％Na2CO3，在烟气流量为1500Nm3，鼓泡管浸没深度为250mm，相邻鼓泡管排列间距为260mm，一级除雾器的折流板间距为40mm，二级除雾器的折流板间距为20mm，入口粉尘浓度为250mg/Nm3，煤焦油含量为65mg/Nm3时，除尘效率＞88％，煤焦油去除率＞85％。
实施例14
采用上述装置工艺对气体进行一体化协同除油除尘，所用浆液为在水中加入为0.2wt％的十二烷基硫酸钠及1.0wt％Ka2CO3，在烟气流量为1500Nm3，鼓泡管浸没深度为250mm，相邻鼓泡管排列间距为260mm，一级除雾器的折流板间距为45mm，二级除雾器的折流板间距为20mm，入口粉尘浓度为250mg/Nm3，煤焦油含量为65mg/Nm3时，除尘效率＞85％，煤焦油去除率＞80％。
实施例15
采用上述装置工艺对气体进行一体化协同除油除尘，所用浆液为在水中加入为0.2wt％的工业除油剂及1.0wt％NaOH，在烟气流量为1500Nm3，鼓泡管浸没深度为250mm，相邻鼓泡管排列间距为260mm，一级除雾器的折流板间距为35mm，二级除雾器的折流板间距为20mm，入口粉尘浓度为250mg/Nm3，煤焦油含量为65mg/Nm3时，除尘效率＞92％，煤焦油去除率＞88％。
Claims (10)
1.一种含油易爆气体除焦油除尘一体化工艺，其特征在于：包括以下步骤：
1)喷淋：用浆液对原烟气进行喷淋，使原烟气被初步除油除尘并降温；
2)浆液除油除尘：经步骤1)喷淋处理后的原烟气鼓入浆液中，与浆液充分接触，除油除尘；
3)除雾：经浆液除油除尘后的烟气再经除雾器除雾，除去液滴后排出。
2.根据权利要求1所述的含油易爆气体除焦油除尘一体化工艺，其特征在于：所述的浆液为水、碱溶液、表面活性剂溶液中的一种或多种。
3.根据权利要求2所述的含油易爆气体除焦油除尘一体化工艺，其特征在于：所述的碱为Na2CO3、K2CO3、NaOH或KOH，所述的表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠或工业除油剂。
4.一种含油易爆气体除焦油除尘一体化装置，包括浆液罐(3)、塔体(16)和出口烟道(22)，其特征在于：所述的浆液罐(3)与塔体(16)之间用溢流管道(5)连接，溢流管道(5)上设有插板门(6)；塔体(16)上设有入口烟道(7)，入口烟道(7)内设有入口喷头(8)，浆液罐(3)通过循环管路(23)连接到入口喷头(8)；塔体(16)内安装有上隔板(10)和下隔板(14)；净烟气室(9)位于上隔板(10)上方，原烟气室(11)位于上隔板(10)与下隔板(14)之间；上隔板(10)和下隔板(14)之间设有净烟气出气管(12)，净烟气出气管(12)之间设有塔内喷头(13)；下隔板(14)的下方设有喷射鼓泡管(15)，喷射鼓泡管(15)的下端浸没在浆液内；浆液罐(3)内安装有浆液罐搅拌器(4)，塔体(16)内安装有塔内搅拌器(17)，出口烟道(22)内设有一级除雾器(20)、二级除雾器(21)和除雾器喷头(19)，塔体(16)外部设有塔体浆液排出管(18)，浆液罐(3)上部设有浆液补充管(1)，浆液罐(3)下部设有浆液排出管(18a)。
5.根据权利要求4所述的含油易爆气体除焦油除尘一体化装置，其特征在于：所述的净烟气室(9)、上隔板(10)和原烟气室(11)间用法兰连接，原烟气室(9)与塔体(16)间、下隔板(14)与塔体(16)间用法兰连接，所有法兰连接处均加垫片以保证密封；浆液罐搅拌器(4)与浆液罐(3)间、塔内搅拌器(17)与净烟气室(9)间用填料密封；插板门(6)与溢流管道(5)螺纹连接加黄油密封。
6.根据权利要求4所述的含油易爆气体除焦油除尘一体化装置，其特征在于：所述的喷射鼓泡管(15)的上端与下隔板(14)间采用螺纹连接，并进行焊接加固。
7.根据权利要求4所述的含油易爆气体除焦油除尘一体化装置，其特征在于：所述的循环管路(23)上设有过滤器(2)。
8.根据权利要求4所述的含油易爆气体除焦油除尘一体化装置，其特征在于：所述的喷射鼓泡管(15)的排列间距为100～300mm。
9.根据权利要求4所述的含油易爆气体除焦油除尘一体化装置，其特征在于：所述的一级除雾器(20)的折流板间距为30～50mm，所述的二级除雾器(21)的折流板间距为20～40mm。
10.根据权利要求4所述的含油易爆气体除焦油除尘一体化装置，其特征在于：所述的喷射鼓泡管(15)在浆液内的浸没深度为100～500mm。
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