CN105670709B

CN105670709B - 荒煤气净化装置

Info

Publication number: CN105670709B
Application number: CN201610193140.4A
Authority: CN
Inventors: 宋东升; 陆伟; 宋自力; 袁国庆; 赵创; 王志雄; 周天明
Original assignee: Xinjiang Guanghui Coal Cleaning And Refining Co Ltd
Current assignee: Xinjiang Guanghui coal cleaning and refining Co., Ltd.
Priority date: 2016-03-29
Filing date: 2016-03-29
Publication date: 2020-02-18
Anticipated expiration: 2036-03-29
Also published as: CN105670709A

Abstract

本发明提供了一种荒煤气净化装置。该装置包括第一旋风分离器，具有荒煤气进气口、荒煤气排气口及第一半焦粉出口；保温夹套，套设在第一旋风分离器的外部，保温夹套上设置有第一热介质进口和第一热介质出口；以及颗粒床除尘器，具有除尘器进气口、反吹热煤气进口、净荒煤气出口及第二半焦粉出口，除尘器进气口与第一旋风分离器的荒煤气排气口相连通。上述装置，以前后串联的第一旋风分离器和颗粒床除尘器进行荒煤气的除尘处理，其除尘效果较高。同时，利用保温夹套以及设置在颗粒床除尘器上的反吹热煤气进口，可以对除尘过程进行保温，保温效果稳定。总之，该装置的结构简单、净化效果较高、温度控制较稳定。

Description

荒煤气净化装置

技术领域

本发明涉及荒煤气净化技术领域，具体而言，涉及一种荒煤气净化装置。

背景技术

传统的高温荒煤气净化装置中，常用的有透气陶瓷管(微孔陶瓷及陶瓷膜)除尘器、大型袋式反吹除尘器、离线清灰布袋除尘器、多管旋风除尘器、水洗除尘净化装置。然而，各净化装置对于高温荒煤气的净化处理中均存在一些问题：

陶瓷管除尘器在高温工况下，尽管其过滤效果可以满足，但随着除尘时间的延长，陶瓷管(膜)的孔隙会堵死，再生维护较困难。使用大型袋式反吹除尘器进行在线反吹时，需要很大的动力，且锻烧清灰的周期长费用高，维护成本很高。离线清灰布袋除尘器的除尘效果较好，但最高使用温度一般只有280℃左右，无法满足高温荒煤气的除尘工艺要求。同时，因混合气中水蒸气含量大，布袋外表容易因糊死堵塞而失效。使用多管旋风除尘器，其技术最为简单，然而，由于旋风气量分配不均，容易造成除尘效果不稳定。而且多管旋风除尘器的进口积灰堵塞现象严重，因而很难达到理想的除尘效果。采用简单的水洗处理净化荒煤气，由于荒煤气中带有大量的焦油，部分氨、酚和油类物质会留在水中，给环境带来较为严重的污染问题。

此外，正是由于荒煤气中含有易遇冷而冷凝结块的成分，因而对于除尘器温度的要求较为严格。然而，现有的应用于荒煤气净化处理的保温设备结构复杂，特别是对卸灰口处的保护措施有限，经常出现灰粉在灰斗凝结，甚至造成冷气泄入而导致煤焦油等成分冷凝，致使设备故障。

基于上述原因，有必要提供一种净化效果较好、温度控制稳定的荒煤气净化装置。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种荒煤气净化装置，以解决现有技术中荒煤气净化装置净化效果差、温度控制不稳定的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种荒煤气净化装置，其包括：第一旋风分离器，具有荒煤气进气口、荒煤气排气口及第一半焦粉出口；保温夹套，套设在第一旋风分离器的外部，保温夹套上设置有第一热介质进口和第一热介质出口；以及颗粒床除尘器，具有除尘器进气口、反吹热煤气进口、净荒煤气出口及第二半焦粉出口，除尘器进气口与第一旋风分离器的荒煤气排气口相连通。

进一步地，还包括：换热器，具有冷煤气进口、热煤气出口、第二热介质进口及第二热介质出口，热煤气出口与颗粒床除尘器的反吹热煤气进口相连通。

进一步地，还包括：热风炉，具有热风出口，热风出口分别与第一热介质进口和第二热介质进口相连通。

进一步地，还包括：第二旋风分离器，具有热风进口、净化风出口及第一排灰口，热风进口与热风炉的热风出口相连通，净化风出口分别与第一热介质进口和第二热介质进口相连通。

进一步地，第一旋风分离器为环流式旋风分离器。

进一步地，颗粒床除尘器的内部设置有多层滤层和多组反吹热煤气进口，每一层滤层的下方设置有一组反吹热煤气进口，每组反吹热煤气进口包括至少两个反吹热煤气进口。

进一步地，滤层中的过滤介质为石英砂、石灰石、珍珠岩、半焦及多孔陶瓷滤料中的一种或多种。

进一步地，颗粒床除尘器为包括外壳和耐磨内胆，壳体的外壁设置有10cm厚的陶瓷纤维保温层，和/或壳体的内壁涂覆有5cm厚的反射隔热材料层，和/或壳体的内壁设置20cm厚的保温棉。

进一步地，换热器为立式列管换热器。

进一步地，换热器的下部设置有储灰仓，储灰仓的侧壁上设置有第一清灰口，储灰仓的底部设置有第二排灰口。

进一步地，换热器的冷煤气进口的进气流路上设置有吹风机。

进一步地，换热器的冷煤气进口与吹风机之间的流路上还设置有惰性气体进口。

进一步地，热风炉为立式或卧式的半焦燃烧热风炉。

进一步地，热风炉的炉体内设置有依次连接的燃烧室、混合室和沉降室，沉降室上设置有述热风出口。

进一步地，第二旋风分离器为XD低阻旋风除尘器。

进一步地，保温夹套内壁设置有保温层，保温层的内壁设置有耐磨胆。

进一步地，保温夹套上设置有防爆阀，保温夹套的侧壁上设置有第二清灰口，底部设置有第三排灰口。

本发明提供的上述荒煤气净化装置中，以前后串联的第一旋风分离器和颗粒床除尘器进行荒煤气的除尘处理，其除尘效果较高。同时，利用套设在第一旋风分离器的外部的保温夹套以及设置在颗粒床除尘器上的反吹热煤气进口，可以对除尘过程进行保温，且该保温方式设置简单，保温效果稳定，不易发生灰斗凝结和煤焦油等成分冷凝的现象。总之，该荒煤气净化装置的设备结构简单、净化效果较高、温度控制较稳定，非常适于高温荒煤气的净化处理。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明一种实施例的荒煤气净化装置的示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、第一旋风分离器；101、荒煤气进气口；102、荒煤气排气口；103、第一半焦粉出口；20、保温夹套；201、第一热介质进口；202、第一热介质出口；203、第二清灰口；30、颗粒床除尘器；301、除尘器进气口；302、反吹热煤气进口；303、净荒煤气出口；304、第二半焦粉出口；40、换热器；401、冷煤气进口；402、热煤气出口；403、第二热介质进口；404、第二热介质出口；405、第一清灰口；406、第二排灰口；407、惰性气体进口；50、热风炉；501、热风出口；60、第二旋风分离器；601、热风进口；602、净化风出口；603、第一排灰口；70、吹风机。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

正如背景技术部分所介绍的，现有技术中荒煤气净化装置净化效果差、温度控制不稳定。为了解决这一问题，本发明提供了一种荒煤气净化装置，如图1所示，其包括第一旋风分离器10、保温夹套20以及颗粒床除尘器30；第一旋风分离器10具有荒煤气进气口101、荒煤气排气口102及第一半焦粉出口103；保温夹套20套设在第一旋风分离器10的外部，保温夹套20上设置有第一热介质进口201和第一热介质出口202；颗粒床除尘器30具有除尘器进气口301、反吹热煤气进口302、净荒煤气出口303及第二半焦粉出口304，除尘器进气口301与第一旋风分离器10的荒煤气排气口102相连通。

本发明提供的上述荒煤气净化装置包括第一旋风分离器10和颗粒床除尘器30，高温荒煤气(通常为450～500℃)由第一旋风分离器10的荒煤气进气口101进入后，粒径较大的颗粒会从第一半焦粉出口103排出，粗分离后的荒煤气会从荒煤气排气口102排出并进入后续的颗粒床除尘器30中，在颗粒床除尘器30的过滤作用下，细小颗粒会留在其滤层中，而净化后的净荒煤气会从净荒煤气出口303中排除，进入后后续工序中。上述荒煤气净化装置还包括套设在第一旋风分离器10的外部的保温夹套20，其上设置的第一热介质进口201可以共热介质进入至保温夹套20与第一旋风分离器10之间，以在第一旋风分离器10的除尘过程中提供热量，维持第一旋风分离器10内部的温度，从而防止高温荒煤气温度降低导致的煤焦油等成分冷凝。此外，颗粒床除尘器30上设置有反吹热煤气进口302，可以供反吹热煤气进入颗粒床除尘器30，以将留在其滤层中的颗粒反吹出来，并通过第二半焦粉出口304排出。同时，热煤气进入颗粒床除尘器30后还能够进一步起到保温作用，以维持颗粒床除尘器30内部的温度，进一步防止高温荒煤气中的煤焦油等成分冷凝。

综上所述，本发明提供的上述荒煤气净化装置中，以前后串联的第一旋风分离器10和颗粒床除尘器30进行荒煤气的除尘处理，其除尘效果较高。同时，利用套设在第一旋风分离器10的外部的保温夹套20以及设置在颗粒床除尘器30上的反吹热煤气进口302，可以对除尘过程进行保温，且该保温方式设置简单，保温效果稳定，不易发生灰斗凝结和煤焦油等成分冷凝的现象。总之，该荒煤气净化装置的设备结构简单、净化效果较高、温度控制较稳定，非常适于高温荒煤气的净化处理。

在一种优选的实施例中，上述荒煤气净化装置还包括：换热器40，其具有冷煤气进口401、热煤气出口402、第二热介质进口403及第二热介质出口404，热煤气出口402与颗粒床除尘器30的反吹热煤气进口302相连通。以冷煤气作为反吹气体，经换热器40加热后成为温度较高的热煤气，除了能够将留在滤层中的颗粒反吹出来，并起到保温作用，还能够避免对颗粒床除尘器30中的净荒煤气造成污染。此外，利用换热器40加热冷煤气，能够进一步维持反吹热煤气的温度，有利于使整个荒煤气的净化过程在恒温的状态下进行，以进一步提高净化效果，保证净荒煤气的产品质量。

在一种优选的实施例中，荒煤气净化装置还包括：热风炉50，具有热风出口501，热风出口501分别与第一热介质进口201和第二热介质进口403相连通。热风炉50作为整个保温体系的热源，利用热风出口501提供高温介质，以维持整个保温体系的保温状态。

在一种优选的实施例中，荒煤气净化装置还包括：第二旋风分离器60，具有热风进口601、净化风出口602及第一排灰口603，热风进口601与热风炉50的热风出口501相连通，净化风出口602分别与第一热介质进口201和第二热介质进口403相连通。

热风炉50提供的高温介质往往是含有大量固体颗粒的高温烟气，利用第二旋风分离器60能够对高温烟气进行净化处理，有效降低热介质中的固含量。这有利于防止高温烟气中的颗粒对后续的保温设备等造成损坏或堵塞，进一步维持荒煤气净化装置的稳定性和净化效果，并延长其使用寿命。

在一种优选的实施例中，第一旋风分离器10为环流式旋风分离器。优选地，环流式旋风分离器的外形为上段圆柱下段圆锥，其内部设置有内件。其最小分割粒径可达1.2μm左右，压降仅为500～1000Pa。优选地，第一旋风分离器10其壳体选用316L材质，内部附有耐磨材料层，如无机陶瓷、氧化锆、氮化硅等耐磨材料。该第一旋风分离器10能耐温达650℃以上，应用于高温荒煤气的净化处理时具有较长的使用寿命。

在一种优选的实施例中，颗粒床除尘器30的内部设置有多层滤层和多组反吹热煤气进口302，每一层滤层的下方设置有一组反吹热煤气进口302，每组反吹热煤气进口302包括至少两个反吹热煤气进口302。上述设置有利于进一步提高荒煤气的净化效果。净荒煤气出口303处的煤气粉尘浓度≤25mg/m³，不仅能高效去除微细粉尘，还能高效去除如燃油等产生的亚微米级黑烟。优选地，净荒煤气从净荒煤气出口303处流出口，进入到后续冷鼓单元。

荒煤气经第一旋风分离器10粗分离后，然后荒煤气进入到颗粒床除尘器30内。荒煤气从颗粒床除尘器30上部的除尘器进气口301进入后，细颗粒在滤层的过滤作用下停留在滤层内，净荒煤气从颗粒床除尘器30下部的净荒煤气出口303排出。此外，滤层内的细小颗粒被反吹热煤气带出，沉降在积尘箱内。

优选地，颗粒床除尘器30的每组反吹热煤气进口302的阀门通过脉冲式控制，每次一组进行反吹，多组之间循环反吹。

在一种优选的实施例中，上述颗粒床除尘器30内部的滤层中的过滤介质为石英砂、石灰石、珍珠岩、半焦及多孔陶瓷滤料中的一种或多种。这些过滤介质较为廉价，且除尘效果较好。优选地，上述过滤介质在不同的滤层中以上轻下重、上粗下细的方式设置。这样设置时，荒煤气自上而下穿过滤层，先经过粗颗粒的密度较轻的上滤料层，截留气体中的绝大部分粉尘，再经过细粒径的密度较重的下滤料层，截获漏过上滤层的微细粉尘。

优选地，上述颗粒床除尘器30为内、外壳体结构，包括外壳和耐磨内胆。优选地，壳体的外壁设置有10cm厚的陶瓷纤维保温层(毡或板)，和/或壳体的内壁涂覆有5cm厚的反射隔热材料层，和/或壳体的内壁设置20cm厚的保温棉。这样的保温设置能够进一步提高颗粒床除尘器30内的温度稳定性。优选颗粒床除尘器30的材料为耐温700℃以上的耐热钢。更优选用Q235作为壳体材料。

在实际操作过程中，优选从反吹热煤气进口302进入的反吹热煤气的温度为500～550℃。这有利于进一步防止焦油析出，避免造成设备故障。

在一种优选的实施例中，换热器40为立式列管换热器。该立式列管换热器内部设置有多个相互平行的列管，列管固定在上下孔板内。其换热效率较高，以其作为换热器40具有更好的加热效果，有利于节约能源，同时维持整个保温系统的温度稳定性。优选地，上述立式列管换热器的列管材质选用316L材质，耐温能达到700℃以上。更优选地，立式列管换热器的外部设置有陶瓷纤维保温层(毡或板)。这能够进一步防止热介质的热量流失，节约能源，同时维持整个保温系统的温度稳定性。优选地，该立式列管换热器为逆流换热器。

在一种优选的实施例中，换热器40的底部设置有储灰仓，储灰仓的侧壁上设置有第一清灰口405，储灰仓的下部设置有第二排灰口406。该储灰仓可以为圆锥体的积灰箱。在实际的操作过程中，通过向第一清灰口中提供压缩空气作为吹灰介质，能够将储灰仓中的灰从第二排灰口排出。优选地，提供的压缩空气的压力为0.5～0.7MPa。

在一种优选的实施例中，换热器40的冷煤气进口401的进气流路上设置有吹风机70。优选该反吹风机70的进口与净煤气管道连接。

颗粒床除尘器30使用的反吹热煤气采用净煤气作为介质，其在反吹风机70的作用下，进入到换热器40中，从常温加热到500～550℃，以补充颗粒床除尘器30表面散失的热量或中和降温。从而可有效防止荒煤气中焦油析出。

在一种优选的实施例中，换热器40的冷煤气进口401与吹风机70之间的流路上还设置有惰性气体进口407。惰性气体进口407中通入惰性气体，其可以与冷煤气共同加热后作为反吹热煤气。

在一种优选的实施例中，热风炉50为立式或卧式的半焦燃烧热风炉。其是燃烧2mm以下的半焦粉，正常条件下，热风炉50的温度可达到1350～1500℃，采用空气或者循环烟气作为调温冷介质，可以调节生成温度适宜的热风以向后续的保温系统提供热量。优选热风出口501的温度为600～650℃。

在一种优选的实施例中，热风炉50的炉体内设置有依次连接的燃烧室、混合室和沉降室，沉降室上设置有上述热风出口501。

热风炉50自带混合室和沉降室，由燃烧室出来的高温烟气可以在混合室内与调温冷介质进行混合调温，介质进入沉降室内进行粗除尘。然后进入到第二旋风分离器60内，粗颗粒分离，其余细小颗粒随着烟气从净化风出口602排出后分为两路，其中一路烟气从第一热介质进口201进入保温夹套20中，以补充保温夹套20中的热量流失，并补充第一旋风分离器10的表面散热量。另一路烟气从第二热介质进口403进入换热器40，使冷煤气从25℃增至500～550℃，而烟气自身从600℃降至500～550℃。两路烟气冷却后，可以汇合作为它用。

优选地，燃烧室的温度为1350～1500℃，混合室的温度为600～650℃，热风出口501的烟气的含尘量控制在5％以下。

在一种优选的实施例中，第二旋风分离器60为XD低阻旋风除尘器。该第二旋风分离器60主要用以分离高温烟气中5～28μm的颗粒。优选地，其最高耐温为800℃，内部设置有耐高温耐磨浇筑料。

在一种优选的实施例中，保温夹套20内壁设置有保温层，保温层的内壁设置有耐磨胆。这有利于提高保温夹套20的保温性能和耐磨性能。优选地，保温夹套20为圆柱式结构，能耐温900℃。更优选地，保温夹套20上设置有防爆阀，保温夹套20的侧壁上设置有第二清灰口203，底部设置有第三排灰口。通过向第二清灰口203中提供压缩空气作为吹灰介质，能够将保温夹套20中的灰从第三排灰口排出。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种荒煤气净化装置，其特征在于，包括：

第一旋风分离器(10)，具有荒煤气进气口(101)、荒煤气排气口(102)及第一半焦粉出口(103)；

保温夹套(20)，套设在所述第一旋风分离器(10)的外部，所述保温夹套(20)上设置有第一热介质进口(201)和第一热介质出口(202)；所述保温夹套(20)内壁设置有保温层，所述保温层的内壁设置有耐磨胆；

颗粒床除尘器(30)，具有除尘器进气口(301)、反吹热煤气进口(302)、净荒煤气出口(303)及第二半焦粉出口(304)，所述除尘器进气口(301)与所述第一旋风分离器(10)的所述荒煤气排气口(102)相连通；所述颗粒床除尘器(30)的内部设置有多层滤层和多组所述反吹热煤气进口(302)，每一层所述滤层的下方设置有一组所述反吹热煤气进口(302)，每组所述反吹热煤气进口(302)包括至少两个所述反吹热煤气进口(302)；所述颗粒床除尘器(30)包括外壳和耐磨内胆，所述外壳的外壁设置有10cm厚的陶瓷纤维保温层，和/或所述外壳的内壁涂覆有5cm厚的反射隔热材料层，和/或所述外壳的内壁设置20cm厚的保温棉；

换热器(40)，具有冷煤气进口(401)、热煤气出口(402)、第二热介质进口(403)及第二热介质出口(404)，所述热煤气出口(402)与所述颗粒床除尘器(30)的所述反吹热煤气进口(302)相连通；所述换热器(40)的所述冷煤气进口(401)的进气流路上设置有吹风机(70)，所述换热器(40)的所述冷煤气进口(401)与所述吹风机(70)之间的流路上还设置有惰性气体进口(407)；

热风炉(50)，具有热风出口(501)，所述热风出口(501)分别与所述第一热介质进口(201)和所述第二热介质进口(403)相连通；所述热风炉(50)为立式或卧式的半焦燃烧热风炉，所述热风炉(50)的炉体内设置有依次连接的燃烧室、混合室和沉降室，所述沉降室上设置有所述热风出口(501)；以及

第二旋风分离器(60)，具有热风进口(601)、净化风出口(602)及第一排灰口(603)，所述热风进口(601)与所述热风炉(50)的所述热风出口(501)相连通，所述净化风出口(602)分别与所述第一热介质进口(201)和所述第二热介质进口(403)相连通；所述第二旋风分离器(60)为XD低阻旋风除尘器。

2.根据权利要求1所述的荒煤气净化装置，其特征在于，所述第一旋风分离器(10)为环流式旋风分离器。

3.根据权利要求1所述的荒煤气净化装置，其特征在于，所述滤层中的过滤介质为石英砂、石灰石、珍珠岩、半焦及多孔陶瓷滤料中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的荒煤气净化装置，其特征在于，所述换热器(40)为立式列管换热器。

5.根据权利要求4所述的荒煤气净化装置，其特征在于，所述换热器(40)的下部设置有储灰仓，所述储灰仓的侧壁上设置有第一清灰口(405)，所述储灰仓的底部设置有第二排灰口(406)。

6.根据权利要求1所述的荒煤气净化装置，其特征在于，所述保温夹套(20)上设置有防爆阀，所述保温夹套(20)的侧壁上设置有第二清灰口(203)，底部设置有第三排灰口。