CN104004550A - 一种含尘煤化气的净化除尘系统及其工艺方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种含尘煤化气的净化除尘系统及其工艺方法，包括煤气化炉、热交换器、布袋式除尘器、旋风除尘器和滤芯式过滤器，所述煤气化炉设置两路含尘气体输出端，其中一路通过热交换器连接至所述布袋式除尘器，另一路经过所述旋风除尘器连接至滤芯式过滤器，所述布袋式除尘器和滤芯式过滤器的输出端连接后续提取设备，述热交换器的热量输出端连接加热器，所述加热器输出端连接滤芯式过滤器。本发明创造性的结合了较低温布袋式除尘方法和较高温度的滤芯式过滤器进行除尘净化，并且在滤芯式除尘器高温高压方面取得了重大突破，开创了煤高效技术应用的新途径，提高了设备利用率和经济效益，除尘效率稳定超过98%，成本降低15%以上。
Description
技术领域
本发明属于冶金生气净化除尘技术领域，特别涉及一种含尘煤化气的净化除尘系统及其工艺方法。
背景技术
我国石油、天然气资源短缺，煤炭在未来相当长时期内仍将是我国最主要的一次能源。然而煤炭转化利用过程中存在诸多问题与挑战，如综合利用效率低下、环境污染严重、水资源短缺及二氧化碳排放量大等。因此，发展煤炭高效清洁综合利用技术实现节能减排是我国能源产业发展的必然选择。而国家鼓励发展的《洁净煤技术科技发展“十二五”专项规划》中就包含“煤提质及资源综合利用”、“针对褐煤、低变质烟煤分级转化、综合利用”等产业政策。
而今高炉煤气的干式除尘以其比湿式除尘更显著的优点而成为当前高炉煤气净化除尘的发展方向。但是目前的干式除尘工艺中，以采用除尘布袋作为精除尘器最为常见。由于除尘布袋能承受的正常工作温度通常较待除尘煤气的温度低很多，因此，普遍认识是将待除尘煤气温度控制至除尘布袋正常工作所能承受的范围；另一种思路是换用能承受高温气体气化状态条件的设备，以进行有效的精细除尘和高附加产品的制备。因此采取的降温方式和/或高温设备的成型是能否真正意义上实现煤气干式净化除尘的关键所在。
在现有技术中，由高炉出来的煤气降温方法是：先在重力除尘器中向煤气直接喷雾状水降温，然后再进入管式散热器进一步降温至适合布袋除尘器工作的温度范围，经布袋除尘器除尘后得到的精煤气在仍需再次喷水降温后才送入净煤气主干管网。但是这种工艺在实际运行中存在着一些问题:1）由于在煤气的降温采取向煤气直接喷水降温，这样就导致得到的挣煤气中始终含有一定程度的水份，使煤气的热效率和燃烧温度大为降低，造成了实际上的能源损失；2）其次是起主要降温作用的散热器的散热量是相对固定不变的，当高炉煤气温度剧烈变化超出正常波动范围时就难以适应降温调温要求，极易造成除尘布袋超温工作以至损坏。另外，在采取的适应于较高温度的净化除尘设备方面，由于技术限制设备难以突破含尘气体高温高的限制，设备改进困难，目前处理温度一般小于280℃，压力阈值也较小，显然与煤化气排出的含尘气体温度相差甚远，必然的需要引入降温设备，不少企业采取3项降温及预防措施：1）设置自然风冷却烟管冷却器；2）混入低温烟气；3）装设冷风阀等措施；但是因为煤化气中同时含有煤焦油成分，温度降低就会冷凝，特别是在过滤器中冷凝的焦油将会永久性的堵塞滤芯孔道甚至损坏设备。鉴于上述，极有必要设计一种新型的含尘煤化气的净化除尘系统及其工艺方法方法来解决上述困扰技术突破和进步的难题。申请号：200610151904.X 的中国专利公开了一种高炉煤气干法布袋除尘装置与工艺，主要由除尘过滤、清灰、粉尘卸载及输送、自动控制、气体放散等装置及大过滤风速、氮气或净煤气脉冲反吹清灰、气动卸输灰及氮气与净煤气互为备用等工艺组成。通过滤袋过滤、净化煤气，利用氮气或净煤气脉冲气流反吹清灰，以此控制除尘器的阻力，使滤袋具有最理想的除尘效果，是一种除尘效率高、净煤气含尘量低、除尘系统能耗低、净煤气热效率高、自动化程度高的干法除尘净化系统，但是高炉煤气干法布袋除尘装置与工艺仍然无法解决上述技术难题。
发明内容
本发明目的在于解决上述技术问题，提供一种可以能量利用合理、提高煤化气除尘效果的含尘煤化气的净化除尘系统及其工艺方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种含尘煤化气的净化除尘系统，包括煤气化炉、热交换器、布袋式除尘器、旋风除尘器和滤芯式过滤器，所述煤气化炉设置两路含尘气体输出端，其中一路通过热交换器连接至所述布袋式除尘器，另一路经过所述旋风除尘器连接至滤芯式过滤器，所述布袋式除尘器和滤芯式过滤器的输出端连接后续提取设备。
所述热交换器的热量输出端连接加热器，所述加热器输出端连接滤芯式过滤器。
所述布袋式除尘器和/或滤芯式过滤器包括若干个除尘子单元，所述除尘子单元均设置开合切断装置。
一种含尘煤化气的净化除尘工艺方法，所述煤气化炉生产的含尘高温气体分成两路，其中一路送至热交换器进行降温，降温后的含尘气体送至所述布袋式除尘器进行净化除尘，另一路送至所述旋风除尘器进行初步除尘，经过初步除尘的含尘气体送至滤芯式过滤器进行净化除尘，所述布袋式除尘器和滤芯式过滤器的输出端连接后续提取设备进行后续处理环节，所述热交换器的热量输出端送入加热器，所述加热器输出端连接滤芯式过滤器，保证所述滤芯式过滤器正常高效工作。
其中所述煤气化炉生产的含尘高温气体出炉温度控制在450～650℃，送至所述布袋式除尘器的气体温度控制在200～300℃，所述滤芯式过滤器正常工作温度控制在300～950℃，内部压力控制在0.3～3.5MPa。
进一步的，所述煤气化炉生产的含尘高温气体出炉温度控制在500～580℃，送至所述布袋式除尘器的气体温度控制在230～280℃，所述滤芯式过滤器正常工作温度控制在360～750℃,内部压力控制在0.5～3.0MPa。
进一步的，所述煤气化炉生产的含尘高温气体出炉温度控制在530～560℃，送至所述布袋式除尘器的气体温度控制在250～275℃，所述滤芯式过滤器正常工作温度控制在450～600℃，内部压力控制在1.0～2.5MPa。
所述煤气化炉生产的含尘高温气体分成两路的气体量配比为：进入所述布袋式除尘器气量：进入所述滤芯式过滤器气量为1：1～6 。
进一步的，所述煤气化炉原料采用煤粉渣料。
本发明的有益效果：本发明中所述煤气化炉生产的含尘高温气体分成两路分别处理，其中一路送至热交换器进行降温，进入热交换器的部分放出的热量送入加热器，不仅实现了布袋式除尘器净化除尘需要的较低温度条件，而且残余热量被充分利用，有效的利用了系统内部能量，避免无谓的耗散；另一路送至所述旋风除尘器进行初步除尘，然后送至滤芯式过滤器进行净化除尘，所述布袋式除尘器和滤芯式过滤器要求温度保持较高的状态需要良好的保温盒加热辅助设备，所述加热器把热交换器的部分热量利用起来，减少了外部供热量，也降低了成本投入；同时保证所述滤芯式过滤器正常高效工作，便于后续对煤焦油和煤气的分离提取。本发明中所述布袋式除尘器和/或滤芯式过滤器包括若干个除尘子单元，可以大幅度的提高除尘效率，所述除尘子单元均设置开合切断装置，相互独立工作，特别是在某一设备进行维修更换时候不影响整个系统的正常运行，避免了停机降温才能维修的繁琐停机过程，提高了设备利用率和经济效益，经过试制验证除尘效率稳定超过98%，过程中经济成分散失少，成本降低15%以上。本发明创造性的结合了较低温布袋式除尘方法和较高温度的滤芯式过滤器进行除尘净化，并且在滤芯式除尘器高温高压方面取得了重大突破，开创了煤高效技术应用的新途径，本发明的工艺方法不仅提高了煤粉效益，利于后续从中提取出煤焦油和煤气等成分，而且充分综合利用了废渣料、系统余热能量，对于打造资源节约型、环境友好型企业，建立新型绿色高效的能源利用途径具有重要意义。本发明设计巧妙，综合效益佳，具有很好的推广和使用价值。
附图说明
下面结合附图对本发明进行进一步的说明：
图1是本发明的系统示意图；
图2是本发明的系统示意图。
具体实施方式
实施例一
如图1所示，一种含尘煤化气的净化除尘系统，包括煤气化炉、热交换器、布袋式除尘器、旋风除尘器和滤芯式过滤器，所述煤气化炉设置两路含尘气体输出端，其中一路通过热交换器连接至所述布袋式除尘器，另一路经过所述旋风除尘器连接至滤芯式过滤器，所述布袋式除尘器和滤芯式过滤器的输出端连接后续提取设备，所述热交换器的热量输出端连接加热器，所述加热器输出端连接滤芯式过滤器。上述含尘煤化气的净化除尘系统的净化除尘工艺方法，所述煤气化炉生产的含尘高温气体分成两路，其中一路送至热交换器进行降温，降温后的含尘气体送至所述布袋式除尘器进行净化除尘，另一路送至所述旋风除尘器进行初步除尘，经过初步除尘的含尘气体送至滤芯式过滤器进行净化除尘，所述布袋式除尘器和滤芯式过滤器的输出端连接后续提取设备进行后续处理环节，所述热交换器的热量输出端送入加热器，所述加热器输出端连接滤芯式过滤器，保证所述滤芯式过滤器正常高效工作。
其中所述煤气化炉生产的含尘高温气体出炉温度控制在450℃，送至所述布袋式除尘器的气体温度控制在200℃，所述滤芯式过滤器正常工作温度控制在950℃，内部压力控制在3.5MPa。
所述煤气化炉生产的含尘高温气体分成两路的气体量配比为：进入所述布袋式除尘器气量：进入所述滤芯式过滤器气量为1：1 。
所述煤气化炉原料采用煤粉渣料。
实施例二
与实施例一的区别在于：进一步的，所述煤气化炉生产的含尘高温气体出炉温度控制在500℃，送至所述布袋式除尘器的气体温度控制在230℃，所述滤芯式过滤器正常工作温度控制在750℃,内部压力控制在3.0MPa。
所述煤气化炉生产的含尘高温气体分成两路的气体量配比为：进入所述布袋式除尘器气量：进入所述滤芯式过滤器气量为1：2 。
实施例三
与实施例一的区别在于：所述煤气化炉生产的含尘高温气体出炉温度控制在530℃，送至所述布袋式除尘器的气体温度控制在250℃，所述滤芯式过滤器正常工作温度控制在750℃，内部压力控制在2.5MPa。
所述煤气化炉生产的含尘高温气体分成两路的气体量配比为：进入所述布袋式除尘器气量：进入所述滤芯式过滤器气量为1：2。
实施例四
与实施例一的区别在于：与实施例一的区别在于：进一步的，所述煤气化炉生产的含尘高温气体出炉温度控制在560℃，送至所述布袋式除尘器的气体温度控制在275℃，所述滤芯式过滤器正常工作温度控制在600℃,内部压力控制在2.0MPa。
所述煤气化炉生产的含尘高温气体分成两路的气体量配比为：进入所述布袋式除尘器气量：进入所述滤芯式过滤器气量为1：3 。
实施例五
与实施例一的区别在于：与实施例一的区别在于：进一步的，所述煤气化炉生产的含尘高温气体出炉温度控制在650℃，送至所述布袋式除尘器的气体温度控制在280℃，所述滤芯式过滤器正常工作温度控制在450℃,内部压力控制在1.0MPa。
所述煤气化炉生产的含尘高温气体分成两路的气体量配比为：进入所述布袋式除尘器气量：进入所述滤芯式过滤器气量为1：4 。
实施例六
与以上各实施例的区别在于： 与实施例一的区别在于：与实施例一的区别在于：进一步的，所述煤气化炉生产的含尘高温气体出炉温度控制在550℃，送至所述布袋式除尘器的气体温度控制在300℃，所述滤芯式过滤器正常工作温度控制在360℃,内部压力控制在0.3MPa。
所述煤气化炉生产的含尘高温气体分成两路的气体量配比为：进入所述布袋式除尘器气量：进入所述滤芯式过滤器气量为1：6 。
实施例七
与以上各实施例的区别在于： 与实施例一的区别在于：与实施例一的区别在于：进一步的，所述煤气化炉生产的含尘高温气体出炉温度控制在550℃，送至所述布袋式除尘器的气体温度控制在265℃，所述滤芯式过滤器正常工作温度控制在550℃,内部压力控制在1.9MPa。
所述煤气化炉生产的含尘高温气体分成两路的气体量配比为：进入所述布袋式除尘器气量：进入所述滤芯式过滤器气量为1：4 。
实施例八
结合图2所示，所述布袋式除尘器和/或滤芯式过滤器包括若干个除尘子单元，所述除尘子单元均设置开合切断装置。
本发明的有益效果：本发明中所述煤气化炉生产的含尘高温气体分成两路分别处理，其中一路送至热交换器进行降温，进入热交换器的部分放出的热量送入加热器，不仅实现了布袋式除尘器净化除尘需要的较低温度条件，而且残余热量被充分利用，有效的利用了系统内部能量，避免无谓的耗散；另一路送至所述旋风除尘器进行初步除尘，然后送至滤芯式过滤器进行净化除尘，所述布袋式除尘器和滤芯式过滤器要求温度保持较高的状态需要良好的保温盒加热辅助设备，所述加热器把热交换器的部分热量利用起来，减少了外部供热量，也降低了成本投入；同时保证所述滤芯式过滤器正常高效工作，便于后续对煤焦油和煤气的分离提取。本发明中所述布袋式除尘器和/或滤芯式过滤器包括若干个除尘子单元，可以大幅度的提高除尘效率，所述除尘子单元均设置开合切断装置，相互独立工作，特别是在某一设备进行维修更换时候不影响整个系统的正常运行，避免了停机降温才能维修的繁琐停机过程，提高了设备利用率和经济效益，经过试制验证除尘效率稳定超过98%，过程中经济成分散失少，成本降低15%以上。本发明创造性的结合了较低温布袋式除尘方法和较高温度的滤芯式过滤器进行除尘净化，开创了煤高效技术应用的新途径，本发明的工艺方法不仅提高了煤粉效益，利于后续从中提取出煤焦油和煤气等成分，而且充分综合利用了废渣料、系统余热能量，对于打造资源节约型、环境友好型企业，建立新型绿色高效的能源利用途径具有重要意义。本发明设计巧妙，综合效益佳，具有很好的推广和使用价值。
Claims (9)
1. 一种含尘煤化气的净化除尘系统，其特征在于：包括煤气化炉、热交换器、布袋式除尘器、旋风除尘器和滤芯式过滤器，所述煤气化炉设置两路含尘气体输出端，其中一路通过热交换器连接至所述布袋式除尘器，另一路经过所述旋风除尘器连接至滤芯式过滤器，所述布袋式除尘器和滤芯式过滤器的输出端连接后续提取设备。
2. 如权利要求1所述含尘煤化气的净化除尘系统，其特征在于：所述热交换器的热量输出端连接加热器，所述加热器输出端连接滤芯式过滤器。
3. 如权利要求1所述含尘煤化气的净化除尘系统，其特征在于：所述布袋式除尘器和/或滤芯式过滤器包括若干个除尘子单元，所述除尘子单元均设置开合切断装置。
4. 一种含尘煤化气的净化除尘工艺方法，所述煤气化炉生产的含尘高温气体分成两路，其中一路送至热交换器进行降温，降温后的含尘气体送至所述布袋式除尘器进行净化除尘，另一路送至所述旋风除尘器进行初步除尘，经过初步除尘的含尘气体送至滤芯式过滤器进行净化除尘，所述布袋式除尘器和滤芯式过滤器的输出端连接后续提取设备进行后续处理环节，所述热交换器的热量输出端送入加热器，所述加热器输出端连接滤芯式过滤器，保证所述滤芯式过滤器正常高效工作。
5. 如权利要求4所述含尘煤化气的净化除尘系统，其特征在于：其中所述煤气化炉生产的含尘高温气体出炉温度控制在450～650℃，送至所述布袋式除尘器的气体温度控制在200～300℃，所述滤芯式过滤器正常工作温度控制在300～950℃，内部压力控制在0.3～3.5MPa。
6. 如权利要求4所述含尘煤化气的净化除尘系统，其特征在于：进一步的，所述煤气化炉生产的含尘高温气体出炉温度控制在500～580℃，送至所述布袋式除尘器的气体温度控制在230～280℃，所述滤芯式过滤器正常工作温度控制在360～750℃,内部压力控制在0.5～3.0MPa。
7. 如权利要求4所述含尘煤化气的净化除尘系统，其特征在于：所述煤气化炉生产的含尘高温气体出炉温度控制在530～560℃，送至所述布袋式除尘器的气体温度控制在250～275℃，所述滤芯式过滤器正常工作温度控制在450～600℃，内部压力控制在1.0～2.5MPa。
8. 如权利要求4所述含尘煤化气的净化除尘系统，其特征在于：所述煤气化炉生产的含尘高温气体分成两路的气体量配比为：进入所述布袋式除尘器气量：进入所述滤芯式过滤器气量为1：1～6 。
9. 如权利要求4所述含尘煤化气的净化除尘系统，其特征在于：所述煤气化炉原料采用煤粉渣料。
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