CN105694991A - 荒煤气除尘器的反吹装置及反吹方法 - Google Patents

荒煤气除尘器的反吹装置及反吹方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种荒煤气除尘器的反吹装置和反吹方法。该反吹装置包括：净化煤气存储罐、风机以及加热器，风机与净化煤气存储罐相连通，用于向除尘器中输送反吹气体；加热器，设置在风机与除尘器之间，并通过输气管道分别与风机和除尘器相连通。通过将净化煤气存储罐与风机相连，使得风机将净化煤气存储罐中的净化煤气作为反吹气体，并通过加热器进行加热，从而将高温的净化煤气反吹进入除尘器中，既减少了荒煤气中半焦细分冷凝结焦现象，提高了除尘效率；又减少了反吹气体对除尘后得到的煤气的污染。该设计结构简单、合理、安全可靠、能耗低、运行周期长、滤层的再生能力强、过滤效率高、收集产品品质高且运行成本低，便于推广。

Description

荒煤气除尘器的反吹装置及反吹方法
技术领域
本发明涉及除尘器领域，具体而言，涉及一种荒煤气除尘器的反吹装置及反吹方法。
背景技术
我国资源禀赋的基本特点是“相对富煤、缺油、少气”，与中国经济的快速发展形成矛盾，石油及石化产品进口剧增，能源战略安全问题突出，因而国家大力支持和鼓励发展现代煤炭清洁利用。在国家鼓励发展的《洁净煤技术科学发展“十二五”专项规划》中提出了“煤提质及资源综合利用”、“针对褐煤、低质煤分级转化、综合利用”等产业政策。其中煤物质在低温干馏过程中会产生荒煤气(一种高温焦油气、水蒸气以及含碳类易析出物的混合气体)。在对荒煤气精细加工的过程中首要的工段是除去荒煤气中的灰尘。
当前高温荒煤气干式除尘技术，常用的有透气陶瓷管除尘器和大型袋式反吹除尘器。回转窑煤低温干馏荒煤气的温度为400-550℃，如采用陶瓷管除尘器，过滤效果可以满足，但随着除尘时间的延长，陶瓷管(膜)的孔隙会被堵死，再生维护较困难。而且，陶瓷滤芯采用反吹管进行逆向清灰，反吹介质为高温高压氮气，反吹能耗大、污染煤气且在线反吹维护需要很大的动力，清灰周期长、费用高，维护成本很高。
离线清灰的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，满足不了的工艺要求，且清灰工艺也是采用低温高压氮气进行反吹，不仅反吹能耗大而且污染煤气。
颗粒床除尘器也能够对气体进行除尘，但颗粒床除尘器在过滤除尘过程中随着床上颗粒料中灰尘的增加，阻力会渐渐的增大，增大到一定的程度，系统会失效，因而，也需要定期进行在线反吹。而目前的颗粒床除尘器由于是对烟气等进行除尘，一般是通过采用引风机将外部的气体再次引入除尘器对床上颗粒进行反吹，反吹介质为低温低压氮气，因而，也无法满足高温荒煤气的除尘工艺，而且也会对煤气造成污染。
因此，仍需要对现有的除尘器的反吹装置进行改进，以便在减少能耗的同时满足荒煤气的除尘要求。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种荒煤气除尘器的反吹装置及反吹方法，以解决现有技术中的反吹装置要么难以反吹，要么难以满足荒煤气除尘要求的问题。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种荒煤气除尘器的反吹装置，反吹装置包括：净化煤气存储罐、风机以及加热器，风机与净化煤气存储罐相连通，用于向除尘器中输送反吹气体；加热器设置在风机与除尘器之间，并通过输气管道分别与风机和除尘器相连通。
进一步地，加热器为列管换热器或多管电热器。
进一步地，在加热器与除尘器之间的输气管道上，沿反吹气体的流动方向，还依次设置有压力监测仪、温度监测仪、阻火器以及输气阀门。
进一步地，温度监测仪与风机通过联锁控制系统进行电连接。
进一步地，沿反吹气体的流动方向，加热器与除尘器之间的输气管道外均包覆有保温层。
进一步地，保温层包括靠近输气管道的里层和远离输气管道的外层，里层为硅酸铝纤维棉，里层的厚度范围为50～100mm，外层为铝层。
进一步地，除尘器包括：壳体，该壳体的侧壁上设置有反吹气体入口，其中，输气管道与除尘器相连通的一端上设置有反吹支管，反吹支管与反吹气体入口相连通。
进一步地，反吹支管上设置有反吹阀门。
进一步地，反吹气体入口为多个，多个反吹气体入口沿壳体的轴线方向依次设置，反吹支管为多个，多个反吹支管与多个反吹气体入口一一对应地相连通。
进一步地，除尘器为颗粒床除尘器。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种荒煤气除尘器的反吹方法，该反吹方法包括：对净化煤气进行加热，并控制净化煤气的温度为400～750℃；以及向除尘器内反吹加热后的净化煤气。
进一步地，加热步骤采用换热器进行加热。
进一步地，换热器中的加热介质为热风炉废烟气或锅炉烟气。
进一步地，向除尘器内反吹加热后的净化煤气的步骤为间隔反吹或连续反吹，间隔反吹包括按时间间隔进行反吹或者按净化煤气的压力进行反吹。
进一步地，当间隔反吹为按时间间隔进行反吹时，该时间间隔为4～20min。
应用本发明的技术方案，突破传统低温低压反吹工艺和高温高压反吹工艺的限制，通过将净化煤气存储罐与风机相连，使得风机将净化煤气存储罐中的净化煤气作为反吹气体，然后将净化煤气吹进加热器中进行加热，从而将高温的净化煤气反吹进入除尘器中，不仅满足荒煤气除尘温度要求，减少了因反吹气体温度低而导致的荒煤气中半焦细分冷凝结焦现象，提高了除尘效率；而且也减少了反吹气体对除尘后得到的煤气的污染。本发明设计合理，结构简单，安全可靠，能耗低，运行周期长，滤层的再生能力强，过滤效率高，收集产品品质高，运行成本低，便于推广。
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示出了根据本发明的一种优选的实施例中荒煤气除尘器的反吹装置的结构示意图；
其中，上述附图包括以下附图标记：
1、净化煤气存储罐；2、风机；3、除尘器；4、加热器；5、输气管道；6、压力监测仪；7、温度监测仪；8、阻火器；9、输气阀门；10、反吹支管；11、反吹阀门；12、净荒煤气出口管道；
31、壳体；311、反吹气体入口；32、滤层。
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。下面将结合实施例来详细说明本发明。
如背景技术部分所提到的，现有技术中的除尘器3的反吹装置存在反吹困难、能耗高，或者难以满足荒煤气除尘要求的技术问题，为了改善现有状况，在本发明一种典型的实施方式中，提供了一种除尘器的反吹装置，如图1所示，该反吹装置包括：净化煤气存储罐1，风机2，与净化煤气存储罐1相连通，用于向除尘器3中输送反吹气体；加热器4，设置在风机2与除尘器3之间，并通过输气管道5与风机2和除尘器3相连通。
本发明的上述反吹装置，突破传统低温反吹工艺和高温高压反吹工艺的限制，通过将净化煤气存储罐1与风机2相连，使得风机2将净化煤气存储罐1中的净化煤气作为反吹气体，然后将净化煤气吹进加热器4中进行加热，从而将高温的净化煤气反吹进入除尘器3中，不仅满足荒煤气除尘温度要求，减少了因反吹气体温度低而导致的荒煤气中半焦细分冷凝结焦现象，提高了除尘效率；而且也减少了反吹气体对荒煤气的污染。本发明设计合理，结构简单，安全可靠，能耗低，运行周期长，滤层32的再生能力强，过滤效率高(出口含尘量可降至50mg/Nm3以下)，收集产品品质高，运行成本低，便于推广。
上述反吹装置通过将净化煤气罐作为反吹气体供源装置，能够利用系统自身产生的净化煤气作为反吹气源，避免因反吹气体对煤气造成污染，降低煤气品味。而且，反吹煤气的压力要求低(低于20KPa)，避免对煤气进行高度压缩(如现有反吹装置中氮气的压力通常提高至0.4MPa以上)，也减少高压煤气对设备的腐蚀，对设备要求降低，而且还能降低能耗。采用热煤气间接给荒煤气加热，即将除尘器3表面散失的热量由反吹煤气进行补充，保持除尘器3内部温度均衡，即维持在400℃以上(避免反吹煤气升温吸热)，有效避免除尘器3内部温降过大导致荒煤气中部分焦油析出，造成除尘器3堵塞或半焦灰落料不畅等问题。
上述反吹装置中的风机2采用现有的常规风机即可，在本发明中优选使用罗茨风机或高压离心风机。主要选定高压离心风机，需要克服气流层阻力。
上述反吹装置中的加热器4采用常规的加热器4即可，只要能够将反吹气体加热至荒煤气除尘所需的温度范围即可。在本发明中，包括但不仅限于列管换热器或多管电热器。列管换热器中的加热介质为热风炉废烟气或锅炉烟气。多管电热器直管内部盘有电热丝。
在本发明一种优选的实施例中，上述反吹装置在加热器4与除尘器3之间的输气管道5上，沿反吹气体的流动方向，还依次设置有压力监测仪6、温度监测仪7、阻火器8以及输气阀门9。输气管道5上的温度监测仪7用于实时监测反吹入除尘器3内的净化高温煤气的温度以反馈至加热器4，使煤气的温度维持在除尘器3所需的温度范围内。压力监测仪6用于监测高温净化煤气的压力维持在预定压力范围内，一方面使除尘器3内压力平稳，减小波动；另一方面防止压力过低，降低正常清灰效果。
在一种更优选的实施例中，上述温度监测仪7与风机2联锁控制，温度监测仪7的输出温度信号并将该温度信号反馈给控制系统，控制系统发出指示信号给风机2，用以控制反吹煤气的温度和压力，由此实现反吹煤气自动控温。
尽管加热器4与温度监测仪7通过联锁能够实现对净化高温煤气的自动控温，为了进一步减少能耗，在本发明另一种优选的实施例中，沿反吹气体的流动方向，加热器4与除尘器3之间的输气管道5外均包覆有保温层，保温层的设置减少了输送过程中反吹气体的热烈散失，减少了热量消耗。
上述保温层中可以采用常规的保温材料，只要能够实现减少热量散失的效果即可。在本发明一种优选的实施例中，上述保温层包括靠近输气管道的里层和远离输气管道的外层，里层为50～100mm的硅酸铝纤维棉，外层为铝层，在硅酸铝纤维棉的外侧用铝层包裹，既提高保温效果，又延长使用寿命。
本发明的上述反吹装置所适用的除尘器3可以是任何一种能够对荒煤气进行除尘的除尘器3，只要能够与本发明的反吹装置相配合使用的除尘器3均适用于本发明。在本发明一种优选的实施例中，除尘器3包括：壳体31，壳体31的侧壁上安装有反吹气体入口311，输气管道与除尘器3相连通的一端上设置有反吹支管10，反吹支管10与反吹气体入口311相连通。
在上述优选的实施例中，反吹支管10用于连通除尘器3上的反吹气体入口311与反吹气体输气管道。反吹支管10的设置是便于根据除尘器3的具体结构合理设计与反吹气体输气管道的连接。一方面使得除尘器3内部的反吹气体均匀分布，也便于在反吹支管10上设计对进入除尘器3的反吹气体的其他控制器件。比如在本发明又一种优选的实施例中，反吹支管10上设置有反吹阀门11，便于对不同位置处的反吹气体的流量进行灵活控制，也利于检修。
如上述所提到的，本发明的上述反吹装置可适用的除尘器3可以是任何一种能够对荒煤气进行除尘的除尘器3，只要能够与本发明的反吹装置相配合使用的除尘器3均适用于本发明。本发明一种优选实施例中，除尘器3为颗粒床除尘器3。颗粒床除尘器除尘效率高、能耗相对较少。
在本发明另一种优选的实施方式中，还提供了一种荒煤气除尘器的反吹方法，该反吹方法包括：对净化煤气进行加热，并控制净化煤气的温度为400～750℃；向荒煤气除尘器内反吹净化煤气。通过用400～750℃的高温净化煤气对荒煤气的除尘器3进行反吹，温度接近或高于除尘器3内的待除尘的荒煤气的原始温度，避免了煤气被其他气体污染导致热值降低的问题，从而提高了煤气品质以及焦油品质。
上述反吹方法中，具体反吹方式可以根据实际需要进行合理调整。在实际生产中，反吹方法可以为间隔反吹或连续反吹，间隔反吹包括按时间间隔进行反吹或者按煤气压力进行反吹。
当反吹方法按照时间间隔进行反吹时，反吹步骤的时间间隔根据含尘浓度和除尘器压力来进行合理调整，在本发明一种优选实施例中，上述反吹步骤的时间间隔为3～20min，优选为4～10min。选择上述时间间隔进行反吹有除尘效率高有益效果。
当反吹方法按煤气压力进行反吹时，反吹步骤的煤气压力也可以根据灰尘量的多少及具体工艺条件的要求进行合理调整。在本发明另一种优选的实施例中，上述反吹步骤中煤气压力为0.5～4KPa，优选为1～3KPa。选择上述压力范围具有除尘器运行平稳的优势。
当反吹方法为连续反吹时，同样根据反吹的灰尘量的不同和反吹压力的不同而需要合理调整优化反吹的工艺条件。在本发明一种优选的实施例中，连续反吹时将反吹煤气在除尘器3内的流速控制在10～18m/s范围内，流速在该范围内进入除尘器3的反吹气体的流量适当，使除尘器3内压力平稳波动小。
下面将结合具体的实施例来进一步说明本发明的有益效果。
实施例1
如图1所示，一种高温除尘器3反吹清灰工艺涉及设备具体包括反吹风机2，输气管道5，加热器4，压力监测仪6，温度监测仪7，阻火器8，输气阀门9，反吹阀门11，反吹气体入口311，滤层32，净荒煤气出口管道12等组成。
反吹风机2作为反吹煤气加压设备，进口与化产系统煤气切入点即分离产生净化煤气的单元，其中包括净化煤气存储罐1)连接，风机2出口与煤气加热器4冷煤气进口连接，所述的风机2采用罗茨风机或高压离心风机，煤气的加热器4的热煤气口与输气管道5连接，输气管道5与阻火器8进口连接，阻火器8的出口与各反吹阀门11连接，反吹阀门11的出口与除尘器3上的反吹气体入口311连接。
反吹风机2将冷煤气加压后，经煤气加热到400℃以上，通过反吹气喷口进入到除尘器3内部净气室，在净气室形成内迅速膨胀形成一定净压，反吹时间间隔为4min，反吹气体将过滤层32流化，快速将滤层32中的灰反吹，反吹过程结束后关闭反吹阀门11，恢复正常过滤过程。
煤气加热到400℃，与原始荒煤气温度一致，即不进行补热，除尘器3内温度稍降低。压力波动在±100Pa范围内，温度波动小。
实施例2
实施例2与实施例1区别在于反吹煤气温度为控制在750℃，反吹周期控制在20min。除尘器压降控制在工艺范围内，净煤气含尘浓度控制在50mg/Nm3。
实施例3
实施例3与实施例1的区别在于反吹煤气温度为控制在600℃，反吹周期控制在13min。除尘器压降控制在工艺范围内，净煤气含尘浓度控制在50mg/Nm3。
实施例4
实施例4与实施例3的区别在于反吹煤气温度为控制在500℃，反吹周期控制在8min。除尘器压降控制在工艺范围内，净煤气含尘浓度控制在50mg/Nm3。
实施例5
实施例5与实施例1的区别在于反吹煤气温度为控制在400℃，每层滤层连续进行反吹，反吹煤气在除尘器内的流速为0.4m/s，压力在±50Pa范围内，温度波动小。
实施例6
实施例6与实施例5的区别在于反吹煤气温度为控制在400℃，按照荒煤气进除尘器压力和净化荒煤气管内的压力差来控制反吹，当压力差为2.28KPa时，开启反吹阀门，滤层压降至正常值，净煤气含尘浓度在50mg/Nm3内。
实施例7
实施例7与实施例6的区别在于反吹煤气温度为控制在400℃，按照除尘器内压力和净化荒煤气管内的压力差(即除尘器进出口压差)来控制反吹，当压力差为3KPa时，开启反吹阀门，滤层压降下降到正常值，净荒煤气的含尘浓度在50mg/Nm3内。
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：通过将系统自产净煤气作为反吹气源，避免其他气体对煤气污染，降低煤气品味，而且通过利用加热器对反吹煤气进行加热，使反吹气体的温度接近或高于待除尘的荒煤气的原始温度，避免了传统除尘器温度降幅大焦油析出而堵塞除尘器导致除尘器不能正常工作的现象。另外，还解决现有技术中使用高压气体反吹对设备要求高以及能耗高的问题，同时还避免了煤气被污染导致热值降低、煤气品质低以及焦油品质低的问题，实现了高焦油，高粉尘，高水蒸汽的高温荒煤气的有效过滤。
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 (15)

1.一种荒煤气除尘器的反吹装置，其特征在于，所述反吹装置包括：
净化煤气存储罐(1)，
风机(2)，与所述净化煤气存储罐(1)相连通，用于向除尘器(3)中输送反吹气体；
加热器(4)，设置在所述风机(2)与所述除尘器(3)之间，并通过输气管道(5)分别与所述风机(2)和所述除尘器(3)相连通。
2.根据权利要求1所述的反吹装置，其特征在于，所述加热器(4)为列管换热器或多管电热器。
3.根据权利要求1所述的反吹装置，其特征在于，在所述加热器(4)与所述除尘器(3)之间的所述输气管道(5)上，沿所述反吹气体的流动方向，还依次设置有压力监测仪(6)、温度监测仪(7)、阻火器(8)以及输气阀门(9)。
4.根据权利要求3所述的反吹装置，其特征在于，所述温度监测仪(7)与所述风机(2)通过联锁控制系统进行连接，以使联锁控制系统接收所述温度监测仪(7)检测到的温度信号，并根据所述温度信号控制所述风机(2)工作。
5.根据权利要求1所述的反吹装置，其特征在于，沿所述反吹气体的流动方向，所述加热器(4)与所述除尘器(3)之间的所述输气管道(5)外均包覆有保温层。
6.根据权利要求5所述的反吹装置，其特征在于，所述保温层包括靠近所述输气管道(5)的里层和远离所述输气管道(5)的外层，所述里层为硅酸铝纤维棉，所述里层的厚度范围为50～100mm，所述外层为铝层。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的反吹装置，其特征在于，所述除尘器(3)包括：
壳体(31)，所述壳体(31)的侧壁上设置有反吹气体入口(311)，
其中，所述输气管道(5)与所述除尘器(3)相连通的一端上设置有反吹支管(10)，所述反吹支管(10)与所述反吹气体入口(311)相连通。
8.根据权利要求7所述的反吹装置，其特征在于，所述反吹支管(10)上设置有反吹阀门(11)。
9.根据权利要求8所述的反吹装置，其特征在于，所述反吹气体入口(311)为多个，多个所述反吹气体入口(311)沿所述壳体(31)的轴线方向依次设置，所述反吹支管(10)为多个，多个所述反吹支管(10)与多个所述反吹气体入口(311)一一对应地相连通。
10.根据权利要求9所述的反吹装置，其特征在于，所述除尘器(3)为颗粒床除尘器(3)。
11.一种荒煤气除尘器的反吹方法，其特征在于，所述反吹方法包括：
对净化煤气进行加热，并控制所述净化煤气的温度为400～750℃；以及
向除尘器内反吹加热后的所述净化煤气。
12.根据权利要求11所述的反吹方法，其特征在于，所述加热步骤采用换热器进行加热。
13.根据权利要求12所述的反吹方法，其特征在于，所述换热器中的加热介质为热风炉废烟气或锅炉烟气。
14.根据权利要求11所述的反吹方法，其特征在于，所述向除尘器内反吹加热后的所述净化煤气的步骤为间隔反吹或连续反吹，所述间隔反吹为按时间间隔进行反吹或者按所述净化煤气的压力进行反吹。
15.根据权利要求14所述的反吹方法，其特征在于，当所述间隔反吹为按时间间隔进行反吹时，所述时间间隔为4～20min。
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