CN105176600A - 一种洗涤塔结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种洗涤塔结构，上部设有合成气入口（2）、洗涤水入口（3），底部设有渣池（10）的筒体（1），所述筒体内设有下降管（5）、塔盘（7）和丝网除沫器（6），以及布置在筒体上部的合成气出口（4），下降管（5）上部与洗涤塔筒体为缩口结构连接，夹角α的范围为60°≤α≤120°；合成气出口（4）设置在缩口结构下方。改进后的洗涤塔是在合成气入口处喷淋冷凝液，出口合成气不容易带水。

Description

一种洗涤塔结构

技术领域

本发明涉及一种洗涤塔结构。

背景技术

洗涤塔的作用是将粗煤气中夹带的细灰以增湿的方式除去，并将气体中的水滴分离出来，将洁净的合成气送到变换系统。

目前，煤气化工艺中最常见的洗涤塔是塔盘结构，其工作原理是：洗涤塔由下段的气液接触区、中段的洗涤区和上段的气固、气液分离区等组成。来自文丘里洗涤器洗涤后的粗煤气从洗涤塔中部进入洗涤塔，通过洗涤塔下段的中心下降管和中心升气管，形成下段的气液接触区间，煤气从环隙上升，与洗涤塔下部的气化灰水接触与混合，在此段气体中的湿灰粒沉降到下部的灰水中，煤气继续上升，进入洗涤塔中部的筛板塔塔板，用来自变换工艺热冷凝液将煤气再次进行洗涤，粗合成气中夹带的细灰将溶入水中，气体进一步得到净化。经过塔板洗涤后的煤气上升至洗涤塔上段的旋流板和斜板除沫器，用来分离气体中的灰分和液态水，洗涤后的气体基本上成为干净的合成气，送到后续的变换工段，从而完成洗涤和净化作用。

CN203530262公开了一种净化气化炉粗合成气的洗涤分离器，利用旋流板的导向作用使粗合成气旋转上升，气体上升过程中产生的离心力强化气液间的接触，液滴、细小灰渣被甩到筒体内壁上，后沿内壁流下，液体在与气体充分接触后又能有效地利用离心力进行气液分离，避免了雾沫夹带现象。

CN204417443公开了一种适合高灰分煤气化的高效复合碳黑洗涤塔，改变了洗涤塔的内部结构，增加了合成气上下分配器和上升导管等构件，使得碳黑洗涤塔能够满足气化装置在使用高灰分煤过程中的安全连续运行的要求。

目前，煤气化工艺中使用的碳黑洗涤塔都采用的是简单的塔盘进行洗涤，在使用高灰分的煤时会出现洗涤效果变差，影响系统的长周期运行，出气化炉的粗合成气除灰效果不佳，正常运行时洗涤塔的效率很难达到设计值出口气体灰含量1mg/Nm3。为了防止大量灰尘进入后续变换工艺系统在变换界区加前置废锅或者加过滤器，所需设备多，水耗大，因此有必要开发一种新型洗涤塔结构，提高洗涤塔洗涤效率。

发明内容

本发明的目的在于克服已有技术的缺点，提供一种新型洗涤塔结构，洗涤效率更高能够更加稳定长期运行洗涤装置。

本发明的技术方案是：改变了合成气与部分冷凝液洗涤水的进口方式与顺序，在合成气入口处增加冷凝液喷淋减少合成气出口带水；合成气从顶端进入洗涤塔后受到冷凝液洗涤水的喷淋，合成气中的细灰得到充分的润湿有利于提高洗涤效率；对洗涤塔进行了结构优化，延长了气液接触时间，因此可适当减少洗涤塔高度，减少设备投资。

一种洗涤塔结构：包括上部设有合成气入口、洗涤水入口和底部设有渣池的筒体，所述筒体内设有下降管、塔盘和丝网除沫器，以及布置在筒体上部的合成气出口，下降管上部与洗涤塔筒体为缩口结构连接，夹角α的范围为60°≤α≤120°；合成气出口设置在缩口结构下方。

优选地，所述筒体上布置有灰水进口（8）和灰水出口（9），合成气入口（2）设置在筒体顶部；

优选地，所述洗涤水入口设置在洗涤塔筒体上部，呈均匀分布，数量≥2个；从洗涤水入口进入洗涤塔的水量为总洗涤水量的15%-40%；冷凝液管从洗涤水入口进入洗涤塔，与洗涤塔筒体竖直侧面角度为β，夹角β的范围为30°≤β≤90°，冷凝液管末端呈盘管状排列；冷凝液盘管上设置有圆形喷水孔，喷水孔个数≥4个，孔径范围1mm-100mm；

优选地，所述下降管直管段的截面积与洗涤塔截面积之比≤1/3，下降管下端浸没在渣池（10）水中，灰水出口（9）也浸没在渣池水中。

优选地，所述下降管外侧与洗涤塔筒体环隙间设置有丝网除沫器和塔盘，丝网除沫器设置在更靠近合成气出口的位置。

本发明的设计思路：合成气来自出气化炉的粗煤气，部分洗涤水是来自后续工艺的冷凝液。冷凝液从盘管喷水孔喷出，合成气从顶端进入洗涤塔受到冷凝液洗涤水的喷淋，合成气中的细灰被洗涤水充分润湿后发生团聚，在合成气流与自身重力作用下，沿下降管落入渣池中。下降管与洗涤塔筒体上部为缩口连接，合成气向下经过下降管时，由于气体通道截面积的减少气体流速会突然增加，高速的气流更有利用于夹带气水混合物落入渣池，减少细微颗粒在洗涤塔内的漂浮，同时设置下降管结构是为了延长合成气在洗涤塔内的气液接触时间，使得洗涤更加充分。气水混合物经过渣池中水的洗涤后，沿下降管外侧与洗涤塔筒体环隙上升，气体通道截面积的增加使得气体流速变缓。此时细灰受到气体向上的作用力变小并且与细灰重力方向相反，从渣池水中出来的气流不利于夹带细灰，最终经过塔盘与丝网除沫器后，洁净的合成气从合成气出口进入下一工序。渣池中的黑水从黑水出口和灰水出口排出后进入黑水处理工艺，同时灰水进口补充渣池中的液位，维持渣池中的液位平衡。

本发明还具有如下有益效果：

1.改变了部分冷凝液洗涤水的进口方式与顺序，相对于现有的洗涤塔在接近合成气出口处添加冷凝液洗涤的方式，改进后的洗涤塔是在合成气入口处喷淋冷凝液，出口合成气不容易带水。

2.与现有技术相比，改变了洗涤塔的结构，洗涤水从盘管喷水孔喷出，合成气从顶端进入洗涤塔后受到洗涤水的喷淋，合成气中的细灰被洗涤水充分润湿，同时延长了气液接触时间，因此可适当减少洗涤塔高度，减少设备投资。

3.设置了缩口下降管结构，合成气在洗涤塔内经历多次变速，气流中的细灰受到作用力的不断变化易发生脱落分离，进一步提高了洗涤塔除尘效率。

4.新型洗涤塔结构，提高了洗涤效率同时能节约洗涤冷凝液水用量，可为后续灰水处理工艺减负。

附图说明

图1为本发明提供的一种洗涤塔结构图；

图2为本发明提供的一种洗涤塔冷凝液盘管结构示意图。

附图标记说明：

1、洗涤塔筒体；2、合成气入口；3、洗涤水入口；4、合成气出口；5、下降管；6、丝网除沫器；7、塔盘；8、灰水入口；9、灰水出口；10、渣池；11、黑水出口；12、冷凝液管；13、喷水孔。

具体实施方式

为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。

实施例

如图1所示，为本发明提供的一种新型洗涤塔结构示意图，包括上部设有合成气进口2、洗涤水入口3、器底部设有渣池10的筒体1，所述筒体内设有下降管5、塔盘7和丝网除沫器6，以及布置在筒体上的合成气出口4与灰水进口8和灰水出口9。所述洗涤水入口3设置在洗涤塔筒体上部，呈均匀分布，洗涤水从冷凝液盘管末端圆形喷水孔喷出。所述下降管4连接洗涤塔筒体上部和渣池，并且下降管下端浸没在渣池中。所述丝网除沫器6和塔盘7设置在下降管与洗涤塔筒体环隙间。

合成气来自出气化炉的粗煤气，洗涤水是来自后续工艺的冷凝液，洗涤水从盘管12经喷水孔13喷出，合成气从顶端合成气入口2进入洗涤塔受到洗涤水的喷淋，合成气中的细灰被洗涤水充分润湿后发生团聚下降。合成气在由洗涤塔上部空间经过下降管5内通道时，缩口段截面积的变化使得气体流速突然增加，合成气中的细灰与冷凝液雾在气流向下夹带作用力与自身重力的影响沿着下降管5落入渣池10中。气水混合物经过渣池中水的洗涤后，沿下降管外侧与外壳环隙上升，并经过塔盘7与丝网除沫器6后到达合成气出口4后进入下一工艺过程。渣池中的黑水从黑水出口11和灰水出口9排出后进入黑水处理工艺，同时灰水进口8补充渣池10中的液位，维持渣池10中的液位平衡。

实例1

以煤为原料的日处理量为1000吨的水煤浆气化装置为例，气化压力为4.0MPa，气化温度为1350℃，干煤气产率量为54000m3/h。从洗涤水入口进入洗涤塔的冷凝液量为15000kg/h，约为洗涤塔进水量的20%，进洗涤塔的灰水量为60000kg/h。合成气从顶端合成气入口2进入洗涤塔受到洗涤水的喷淋，合成气中的细灰被洗涤水充分润湿后发生团聚下降。下降管5通道面积为洗涤塔截面积的1/5，合成气在由洗涤塔上部空间经过下降管内通道时，缩口段截面积的变化使得气体流速突然增加5倍，合成气中的细灰与冷凝液雾在气流向下夹带作用力与自身重力的影响沿着下降管5落入渣池10中。在渣池10中经历再次洗涤后，合成气离开渣池水面，经过塔板7气孔和丝网除沫器6，洁净后的合成气含尘量＜0.5mg/Nm3，从合成气出口4进入下一工艺过程。渣池中的黑水从黑水出口11和灰水出口9排出后进入黑水处理工艺，同时灰水进口8补充渣池10中的液位，维持渣池10中的液位平衡。

由此可见，本发明由于改变了合成气与部分洗涤水的进料方式，可以节约冷凝水15%-30%给后续黑水处理工艺减负；改变了洗涤塔的结构，更有效的提高了洗涤效率，能长期稳定运行，具有明显的技术创新优势。

Claims (6)

1.一种洗涤塔结构，其特征在于：上部设有合成气入口（2）、洗涤水入口（3），底部设有渣池（10）的筒体（1），所述筒体内设有下降管（5）、塔盘（7）和丝网除沫器（6），以及布置在筒体上部的合成气出口（4），下降管（5）上部与洗涤塔筒体为缩口结构连接，夹角α的范围为60°≤α≤120°；合成气出口（4）设置在缩口结构下方。

2.如权利要求1所述的一种洗涤塔结构，其特征在于在筒体上布置有灰水进口（8）和灰水出口（9），合成气入口（2）设置在筒体顶部。

3.如权利要求2所述的一种洗涤塔结构，其特征在于:洗涤水入口（3）设置在洗涤塔筒体上部，呈均匀分布，数量≥2个；从洗涤水入口（3）进入洗涤塔的水量为总洗涤水量的15%-40%。

4.如权利要求3所述的一种洗涤塔结构，其特征在于冷凝液管（12）从洗涤水入口（3）进入洗涤塔，与洗涤塔筒体竖直侧面角度为β，夹角β的范围为30°≤β≤90°，冷凝液管末端呈盘管状排列；冷凝液盘管上设置有圆形喷水孔，喷水孔个数≥4个，孔径范围1mm-100mm。

5.如权利要求4所述的一种洗涤塔结构，其特征在于：下降管直管段的截面积与洗涤塔截面积之比≤1/3，下降管下端浸没在渣池（10）水中，灰水出口（9）也浸没在渣池水中。

6.如权利要求5所述的一种洗涤塔结构，其特征在于下降管（5）外侧与洗涤塔筒体（1）环隙间设置有丝网除沫器（6）和塔盘（7），丝网除沫器设置在更靠近合成气出口（4）的位置。