CN105032612A - 一种带冲击波的热解气高温电除尘装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带冲击波的热解气高温电除尘装置，包括高温电除尘装置壳体，高温电除尘装置壳体的上方设有冲击波除尘器，高温电除尘装置壳体顶部设有热解气进口和冲击波进口，所述冲击波进口与冲击波除尘器的出口连通，高温电除尘装置壳体中设有阳极板，阳极板上设有若干通孔，每个通孔中均穿插设有一根阴极棒，所述的阴极棒的一端通过阴极线连接在一起，高温电除尘装置壳体的下部设有热解气出口，高温电除尘装置壳体的底部为排灰口，排灰口通过灰锁进料阀连接有灰锁，灰锁下部接有灰锁排料阀。本发明能够有效清除高温电除尘装置的内构件的积灰、结垢、堵塞，保证高温电除尘装置清洁、安全、稳定、长周期的生产运行。

Description

一种带冲击波的热解气高温电除尘装置

技术领域

本发明属于低阶煤热解领域，具体涉及一种带冲击波的热解气高温电除尘装置。

背景技术

以低阶煤(褐煤、长焰煤、不黏煤、弱黏煤)粉煤(≤8mm)为原料热解制半焦、煤气和煤焦油，具有粉煤来源丰富价廉易得的特点，是目前低阶煤热解实现大型化生产和降低生产成本的主要发展方向之一。多年来国内外低阶煤粉煤热解的主要工业性试验和生产工艺装置的主要方法是外热式回转炉，固体热载体流化床和固体热载体移动床。在实际的工业性试验和生产工艺装置的运行过程中，热解气中的粉尘含量高达50～80g/Nm³，通常是先经旋风分离器将热解气中所含的大部分灰尘脱除，但热解气中仍剩余一定量的粉尘，其含量为8～15g/Nm³，需要进一步脱除。否则会将粉尘带入冷凝的产物煤焦油中，不仅会降低煤焦油质量，而且会对煤焦油进一步加工带来了困难。目前国内采用高温电除尘法对低阶煤热解气除尘进行了研究，在专利CN104001622A中，对煤炭热解过程获得的热解气(或称裂解气)中所含的粉尘，采用高温电除尘系统进行了描述。在该专利中，是采用振打装置，清除高温电除尘装置阳极板上的积灰，但工业试验表明，其清灰效果不佳，达不到高效除尘的要求。同时振打器清灰会给高温电除尘装置内构件带来损伤，致使其不能满足长周期安全运行。

发明内容

本发明的目的在于提供一种带冲击波的热解气高温电除尘装置，以克服上述现有技术存在的缺陷，本发明能够有效清除高温电除尘装置的内构件的积灰、结垢、堵塞，保证高温电除尘装置清洁、安全、稳定、长周期的生产运行。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种带冲击波的热解气高温电除尘装置，包括高温电除尘装置壳体，高温电除尘装置壳体的上方设有冲击波除尘器，高温电除尘装置壳体顶部设有热解气进口，热解气进口的周围均匀设有若干冲击波进口，所述冲击波进口与冲击波除尘器的出口连通，高温电除尘装置壳体中设有阳极板，阳极板上设有若干通孔，每个通孔中均穿插设有一根阴极棒，所述的阴极棒的一端通过阴极线连接在一起，高温电除尘装置壳体的下部设有热解气出口，高温电除尘装置壳体的底部为排灰口，排灰口通过灰锁进料阀连接有灰锁，灰锁下部接有灰锁排料阀。

进一步地，高温电除尘装置壳体顶部设有两个热解气进口和两个冲击波进口，且两个热解气进口的连线垂直于两个冲击波进口的连线。

进一步地，热解气进口的下部设有气体分布器。

进一步地，阴极线通过绝缘瓷子与高温电除尘装置壳体连接。

进一步地，绝缘瓷子的外侧设置有屏蔽罩。

进一步地，阳极板由若干横截面为正六边形的六方管排列而成。

进一步地，六方管的壁厚为0.1～2mm，六方管的边长为10～450mm，六方管的高度为1.5～15m。

进一步地，六方管为不锈钢材料。

进一步地，阴极棒穿插设在六方管中，且阴极棒位于六方管的中心位置。

进一步地，高温电除尘装置的壳体的下部为倒圆锥体，倒圆锥体的底部即为排灰口。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明和常规的除尘技术(蒸汽除尘、超声波除尘、振打除尘等)相比较：第一、清灰有效范围大、速度快、时间短、清灰彻底；第二、易于操作，可实现远程控制清灰；第三、对高温电除尘装置内构件不会带来损伤，能适应各种类型的积灰、结渣；第四、高效、节能、环保；第五、设备比较简单，节约维修费和运行费用，经济性好。一般的冲击波除尘器主要由发生器、发射管、电动球阀、分配箱、点火罐、混合器、电磁阀、减压阀、可燃气罐等组成。其工作原理是在密闭的容器内将空气和可燃气体(通常是用乙炔气，但也可用液化气、氢气)按一定比例混合，经高能点火后瞬间在冲击波发生器内形成可控强度的高能冲击波。当冲击波射出来后，将在喷口外的锥形空间中作部分球面扩散，扩散的冲击波波面后由于不能维持高于常压，会在波面后形成一个反向压力峰，峰值低于常压。扩散后的冲击波会在高温静电除尘装置内的积灰界面上发生反射，并通过折射导入积灰内部。冲击波剧烈的压力脉动引入的纵波对积灰产生一个又压又拉的作用，促使其破碎和脱离积灰的附着体(高温电除尘阳极板)，导入积灰中的折射冲击波还会在灰体中产生横波。横波在积灰附着体表面的反射波和入射波的相互作用下，使积灰与附着体之间的结合面产生剪力，使积灰与附着体之间的结合力丧失，导致积灰脱离附着体。此外，积灰还会受到冲击波的高速气流冲刷作用、声波作用、震荡效应、热清洗作用，导致积灰疲劳、松散、破裂，促使积灰快速剥离，以达到吹除积灰，能有效清除高温电除尘装置的内构件的积灰、结垢、堵塞，保证高温电除尘装置清洁、安全、稳定、长周期的生产运行。

进一步地，合理设置热解气进口和冲击波进口的位置，首先能够使通入的热解气更加均匀，其次还可以使冲击波对积灰的作用力更加均匀。

进一步地，在热解气进口的下部设置气体分布器，可以使热解气均匀分布至各个阳极板之间。

进一步地，在阴极线与高温电除尘装置壳体之间设置绝缘瓷子，不仅可以使阴极线与高温电除尘装置壳体之间不导电，而且还能承受热解气介质的450～600℃的高温。

进一步地，在绝缘瓷子的外侧设置有屏蔽罩，可以防止热解气中携带的半焦粉尘颗粒在耐高温陶瓷绝缘瓷子上造成黏附，影响其绝缘性能。

进一步地，阳极板由厚度为0.1～2mm的由不锈钢板制成的边长为10～450mm的六方管排列组成，六方管的高度为1.5～15m，此种结构由于自身几何结构强度高，而无需采用加强肋加固。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的俯视图；

图3为本发明的阳极板剖面俯视图。

其中，1、冲击波除尘器；2、热解气进口；3、冲击波进口；4、绝缘瓷子；5、气体分布器；6、屏蔽罩；7、阴极线；8、阳极板；9、阴极棒；10、高温电除尘装置壳体；11、热解气出口；12、排灰口；13、灰锁进料阀；14、灰锁；15、灰锁排料阀。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述：

参见图1至图3，本发明所述的一种带冲击波除尘的热解气高温电除尘装置，由高温电除尘装置壳体10、冲击波除尘器1、阳极板8、阴极棒9、灰锁14等组成。高温电除尘装置壳体10采用耐高温不锈钢材料制成，可为高温电除尘装置阳极板8和阴极棒9提供封闭的空腔，高温电除尘装置壳体10的顶部设置有热解气进口2，热解气进口2的周围均匀设有4个与冲击波除尘器1的出口连接的冲击波进口3，高温电除尘装置壳体10的下部右侧设置有除尘后的热解气出口11，在高温电除尘装置壳体10的外层设置耐高温隔热层，高温电除尘装置壳体10的下部锥体段与灰锁14相连接。

阳极板8由厚度为0.1～2mm的由不锈钢板制成的边长为10～450mm的六方管排列组成，六方管的高度为1.5～15m，此种结构由于自身几何结构强度高，而无需采用加强肋加固。阴极电源线即阴极线7通过耐高温陶瓷绝缘瓷子4与高温电除尘装置壳体10连接，该耐高温陶瓷绝缘瓷子4既要承受热解气介质的450～600℃的高温，还要拥有出色的绝缘性能。为了防止热解气中携带的半焦粉尘颗粒在耐高温陶瓷绝缘瓷子4上造成黏附，影响其绝缘性能，在耐高温陶瓷绝缘瓷子4外围设置屏蔽罩6。阴极棒9从各个六方管的中心插入，与阳极板8形成电场。

被带冲击波除尘的热解气高温电除尘装置捕获的半焦粉尘颗粒在静电力的作用下，附着在阳极板8表面，当达到一定厚度后，会影响气体的流通和高温电除尘装置对灰尘颗粒的捕获效率，因此需间断的采用熟知的冲击波除尘器1对阳极板8上的灰尘进行吹除清理。

吹除清理的灰尘均落到高温电除装置壳体10下部的锥体内，当积存的灰尘量较多时，可以打开灰锁进料阀13，使粉尘流进灰锁14内，然后关闭灰锁进料阀13，打开灰锁排料阀15，采用已知的气力输送方法或链管输送方法将煤尘排出。

上述的热解气流速为1.0～2.0m/s，冲击波除尘器每次运行时间为25～60min。

下面对本发明的实施过程作进一步详细说明：

实施例1

从已知的采用神木红柳林粉煤(长焰煤)为原料的移动床固体热载体粉煤热解装置旋风分离器出来的557℃热解气，通过热解气进口2，进入带冲击波的热解气高温电除尘装置，热解气经气体分布器5均匀分布至各个阳极板8之间。阳极板8由厚度为1mm的不锈钢制成边长为150mm的六方管排列而成，高度为10m。热解气在高温电除尘装置壳体10内以流速为1.2m/s，流过在接有负电压的阴极棒9和接有正电压的阳极板8。在接有负电压的阴极棒9和接有正电压的阳极板8之间形成了高压电场和电晕现象，在静电力的作用下，使热解气中携带的灰尘颗粒带上电荷，并在电场力的作用下运动至阳极板8的表面进行附着，当附着在阳极板8表面的灰尘颗粒变厚后，会影响热解气的流通和电场捕获灰尘颗粒的效果，此时应启动位于高温电除装置壳体10顶部设置的冲击波除尘器1，使阳极板8表面附着的灰尘颗粒从阳极板8剥离，剥离脱落后的灰尘颗粒落入到高温电除尘装置壳体10的下部锥体内，冲击波除尘器1每次的运行时间为45min。当高温电除尘装置壳体10下部锥体内累积的灰尘达到一定量时，打开灰锁进料阀13，使粉尘流进灰锁14内，然后关闭灰锁进料阀13，打开灰锁排料阀15，采用已知的气力输送方法将粉尘排出。

实施例2

从已知的采用云南小龙潭粉煤(褐煤)为原料的移动床固体热载体粉煤热解装置旋风分离器出来的541℃热解气，通过热解气进口2，进入带冲击波的热解气高温电除尘装置，热解气经气体分布器5均匀分布至各个阳极板8之间。阳极板8由厚度为1.3mm的不锈钢制成边长为的250mm六方管排列而成，高度为12m。热解气在高温电除尘装置壳体10内以流速为1.5m/s，流过在接有负电压的阴极棒9和接有正电压的阳极板8。在接有负电压的阴极棒9和接有正电压的阳极板8之间形成了高压电场和电晕现象，在静电力的作用下，使热解气中携带的灰尘颗粒带上电荷，并在电场力的作用下运动至阳极板8的表面进行附着，当附着在阳极板8表面的灰尘颗粒变厚后，会影响热解气的流通和电场捕获灰尘颗粒的效果，此时应启动位于高温电除装置壳体10顶部设置的冲击波除尘器1，使阳极板8表面附着的灰尘颗粒从阳极板8剥离，剥离脱落后的灰尘颗粒落入到高温电除尘装置壳体10的下部锥体内，冲击波除尘器1每次的运行时间为35min。当高温电除尘装置壳体10下部锥体内累积的灰尘达到一定量时，打开灰锁进料阀13，使粉尘流进灰锁14内，然后关闭灰锁进料阀13，打开灰锁排料阀15，采用已知的链管输送方法将粉尘排出。

Claims (10)

1.一种带冲击波的热解气高温电除尘装置，其特征在于，包括高温电除尘装置壳体(10)，高温电除尘装置壳体(10)的上方设有冲击波除尘器(1)，高温电除尘装置壳体(10)顶部设有热解气进口(2)，热解气进口(2)的周围均匀设有若干冲击波进口(3)，所述冲击波进口(3)与冲击波除尘器(1)的出口连通，高温电除尘装置壳体(10)中设有阳极板(8)，阳极板(8)上设有若干通孔，每个通孔中均穿插设有一根阴极棒(9)，所述的阴极棒(9)的一端通过阴极线(7)连接在一起，高温电除尘装置壳体(10)的下部设有热解气出口(11)，高温电除尘装置壳体(10)的底部为排灰口(12)，排灰口(12)通过灰锁进料阀(13)连接有灰锁(14)，灰锁(14)下部接有灰锁排料阀(15)。

2.根据权利要求1所述的一种带冲击波的热解气高温电除尘装置，其特征在于，高温电除尘装置壳体(10)顶部设有两个热解气进口(2)和两个冲击波进口(3)，且两个热解气进口(2)的连线垂直于两个冲击波进口(3)的连线。

3.根据权利要求1所述的一种带冲击波的热解气高温电除尘装置，其特征在于，热解气进口(2)的下部设有气体分布器(5)。

4.根据权利要求1所述的一种带冲击波的热解气高温电除尘装置，其特征在于，阴极线(7)通过绝缘瓷子(4)与高温电除尘装置壳体(10)连接。

5.根据权利要求4所述的一种带冲击波的热解气高温电除尘装置，其特征在于，绝缘瓷子(4)的外侧设置有屏蔽罩(6)。

6.根据权利要求1所述的一种带冲击波的热解气高温电除尘装置，其特征在于，阳极板(8)由若干横截面为正六边形的六方管排列而成。

7.根据权利要求6所述的一种带冲击波的热解气高温电除尘装置，其特征在于，六方管的壁厚为0.1～2mm，六方管的边长为10～450mm，六方管的高度为1.5～15m。

8.根据权利要求6所述的一种带冲击波的热解气高温电除尘装置，其特征在于，六方管为不锈钢材料。

9.根据权利要求6所述的一种带冲击波的热解气高温电除尘装置，其特征在于，阴极棒(9)穿插设在六方管中，且阴极棒(9)位于六方管的中心位置。

10.根据权利要求1所述的一种带冲击波的热解气高温电除尘装置，其特征在于，高温电除尘装置的壳体(10)的下部为倒圆锥体，倒圆锥体的底部即为排灰口(12)。