CN108404557A - 一种配置有预热置换冷却系统的颗粒床除尘系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种配置有预热置换冷却系统的颗粒床除尘系统，其包括至少一个颗粒床过滤器、用于向颗粒床过滤器送入含尘含油煤气的含尘煤气总管、用于输送经颗粒床过滤器过滤得到的高温干净含油煤气的干净煤气总管、用于向颗粒床过滤器提供流化清灰所需的反吹气的反吹气总管，该颗粒床除尘系统配置有由用于根据预热、置换、冷却的不同需要快速调制出预热气、置换气、冷却气的调温调质室，以及用于将调温调质室调制出的预热气、置换气或冷却气送入含尘煤气总管内的预热置换冷却气管组成的预热置换冷却系统；优点是通过配置预热置换冷却系统可以快速调制出预热气、置换气、冷却气，确保了开机或停机过程中不结油、不爆炸，开停安全又快速。
Description
技术领域
本发明涉及一种气体净化技术，尤其是涉及一种配置有预热置换冷却系统的颗粒床除尘系统。
背景技术
中国公告的发明专利“颗粒床气体净化装置及其方法”(公告号为CN1305550C，专利号为ZL200410084485.3)，其公开了一种颗粒床气体净化装置及其方法，包括壳体、设置在壳体内的布风器和位于布风器之上的颗粒床，其特征在于：颗粒床至少由两层滤料组成，所述各层滤料的粒径自上而下依次逐层减小，而各层滤料的颗粒密度则自上而下依次逐层增大，且上层滤料颗粒密度小于相邻下层滤料正常流化时所形成的床层密度，同时所述的各层滤料还具有共同的正常流化而互不相混的气速范围；优点是采用此装置除尘时，上部各层滤料进行粗除尘，最下层滤料进行精除尘，即集粗精过滤于一体；反吹清灰时，各层滤料正常流化而互不相混，因此采用此装置既可提高床层的容尘量，又能提高过滤效率，且清灰简单。
多年来的工程实施表明，上述装置在高温气体除尘领域具有独特优势，但是，使用此装置用于含焦油煤气的高温除尘时，存在以下几方面问题：1)此装置冷态启用时，含焦油煤气易在此装置内结油；2)虽然通过额外配备预热气装置预热，可以防止含焦油煤气在此装置内结油，但是由于此装置预热后产生有含氧预热气，因此此装置易发生爆炸；3)此装置运行过程中因某种原因需要停机时，需要及时换掉含焦油煤气，还需采取额外措施冷却此装置。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种配置有预热置换冷却系统的颗粒床除尘系统，其通过配置预热置换冷却系统，可以根据预热、置换、冷却的不同需要快速调制出预热气、置换气、冷却气，确保了该颗粒床除尘系统开机或停机过程中不结油、不爆炸，开停安全又快速。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种配置有预热置换冷却系统的颗粒床除尘系统，包括至少一个颗粒床过滤器、用于向所述的颗粒床过滤器送入含尘含油煤气的含尘煤气总管、用于输送经所述的颗粒床过滤器过滤得到的高温干净含油煤气的干净煤气总管、用于向所述的颗粒床过滤器提供流化清灰所需的反吹气的反吹气总管，其特征在于：该颗粒床除尘系统配置有预热置换冷却系统，所述的预热置换冷却系统由用于根据预热、置换、冷却的不同需要快速调制出预热气、置换气、冷却气的调温调质室，以及用于将所述的调温调质室调制出的预热气、置换气或冷却气送入所述的含尘煤气总管内的预热置换冷却气管组成。
所述的调温调质室为气体混合室，所述的调温调质室设置有用于将来自燃烧室的高温烟气送入所述的调温调质室内的高温烟气进气口、用于将来自蒸汽发生器的蒸汽送入所述的调温调质室内的蒸汽进气口、用于通入空气的空气进气口以及用于输出预热气、置换气或冷却气的混合气出气口，所述的调温调质室的混合气出气口与所述的预热置换冷却气管的进气口连通，所述的预热置换冷却气管的出气口与所述的含尘煤气总管连通；其中，预热气为由高温烟气和空气混合而成的混合气，置换气为由高温烟气和蒸汽混合而成的混合气，冷却气为由高温烟气和蒸汽混合而成的混合气或为空气，冷却气中的高温烟气的含量小于置换气中的高温烟气的含量，冷却气中的蒸汽的含量大于置换气中的蒸汽的含量。在这里，根据预热、置换、冷却的不同需要，调制不同性质和温度的混合气，如通过调节来自燃烧室的高温烟气的进气量和空气的进气量，并调节混合气的温度，此时的混合气即为预热气；又如，通过调节来自燃烧室的高温烟气的进气量和来自蒸汽发生器的蒸汽的进气量，并调节混合气的温度和氧浓度，此时的混合气即为置换气(低氧)；再如，调小来自燃烧室的高温烟气的进气量和调大来自蒸汽发生器的蒸汽的进气量，并使混合气的温度低于如350℃，并保持混合气的氧浓度低于设置值，此时的混合气即为冷却气；在冷却后期(颗粒床过滤器的温度低于如200℃时)，只需通入空气，关闭高温烟气进气口和蒸汽进气口，直接用冷空气冷却，此时冷空气即为冷却气。
所述的调温调质室为蒸发混合室，所述的调温调质室设置有用于将来自燃烧室的高温烟气送入所述的调温调质室内的高温烟气进气口、用于通入空气的空气进气口以及用于输出预热气、置换气或冷却气的混合气出气口，所述的调温调质室的混合气出气口与所述的预热置换冷却气管的进气口连通，所述的预热置换冷却气管的出气口与所述的含尘煤气总管连通，所述的调温调质室内布置有水雾化喷嘴，所述的水雾化喷嘴产生的水雾与来自燃烧室的高温烟气热质交换并蒸发成水汽；其中，预热气为由高温烟气和空气混合而成的混合气，置换气为由高温烟气和水汽混合而成的混合气，冷却气为由高温烟气和水汽混合而成的混合气或为空气，冷却气中的高温烟气的含量小于置换气中的高温烟气的含量，冷却气中的水汽的含量大于置换气中的水汽的含量。在这里，当现场无蒸汽可用时，将调温调质室由气体混合室改为蒸发混合室，并增设水雾化喷嘴；根据预热、置换、冷却的不同需要，调制不同性质和温度的混合气，如通过调节来自燃烧室的高温烟气的进气量和空气的进气量，并调节混合气的温度，此时的混合气即为预热气；又如，通过调节来自燃烧室的高温烟气的进气量和在调温调质室内的水雾蒸发自产的蒸汽的量，并调节混合气的温度和氧浓度，此时的混合气即为置换气(低氧)；再如，调小来自燃烧室的高温烟气的进气量和增大在调温调质室内的水雾蒸发自产的蒸汽的量，并使混合气的温度低于如350℃，并保持混合气的氧浓度低于设置值，此时的混合气即为冷却气；在冷却后期(颗粒床过滤器的温度低于如200℃时)，只需通入空气，关闭高温烟气进气口和水雾化喷嘴，直接用冷空气冷却，此时冷空气即为冷却气。
所述的预热置换冷却气管旁接有一根用于排出所述的混合气出气口输出的不符合要求的混合气的放空管。在这里，当调温调质室调制出来的混合气的温度或氧浓度不符合要求时，通过放空管排出，而不送入颗粒床过滤器，以确保安全。
所述的燃烧室为燃气燃烧室或燃油燃烧室，所述的燃气燃烧室或所述的燃油燃烧室的高温烟气出气口与所述的调温调质室的高温烟气进气口连通；或所述的燃烧室为固体燃料燃烧室，所述的固体燃料燃烧室的高温烟气出气口与所述的调温调质室的高温烟气进气口连通，所述的预热置换冷却气管上串接有用于除去所述的固体燃料燃烧室燃烧固体燃料时产生的粗灰尘以防止进入所述的含尘煤气总管内的第一旋风除尘器。在这里，燃气燃烧室或燃油燃烧室具有启停快、调节灵活的优点，因此可优先采用；为节省燃料成本，也可采用固体燃料燃烧室，此时为防止粗灰尘在含尘煤气总管内沉积，可在预热置换冷却气管上串接一个第一旋风除尘器，除去粗灰尘。
该颗粒床除尘系统还配置有反吹气风机，所述的反吹气风机的进气口与所述的干净煤气总管连通，所述的反吹气风机的出气口与所述的反吹气总管的入口连通，所述的反吹气风机从所述的干净煤气总管内抽取高温干净含油煤气作为反吹气，所述的反吹气风机通过所述的反吹气总管向所述的颗粒床过滤器提供流化清灰所需的反吹气。在这里，通过增设一个反吹气风机，利用反吹气风机直接从干净煤气总管内抽取高温干净含油煤气作为反吹气，可省去以煤气柜的低温干净煤气为反吹气时所必需的反吹气加热器和加热能耗，从而降低了成本。
所述的颗粒床过滤器的顶部或上部设置有一个连通所述的含尘煤气总管与所述的颗粒床过滤器的内腔的含尘煤气进气口，所述的颗粒床过滤器的底部设置有一个与所述的颗粒床过滤器的内腔连通的锥形灰斗，所述的颗粒床过滤器的内腔中设置有至少一个颗粒层过滤床，所述的颗粒床过滤器的内腔中设置有多个所述的颗粒层过滤床时多个所述的颗粒层过滤床自上而下依次布置，所述的颗粒层过滤床具有一个含尘煤气入口，所述的颗粒层过滤床连接有伸出所述的颗粒床过滤器外的通气管，所述的通气管的外端分别连接有串接有干净煤气阀的干净煤气支管和串接有反吹气阀的反吹气支管，所述的干净煤气支管的另一端与所述的干净煤气总管连通，所述的反吹气支管的另一端与所述的反吹气总管连通，所述的颗粒层过滤床过滤含尘含油煤气时通过所述的通气管输出所述的颗粒层过滤床过滤得到的高温干净含油煤气汇集于所述的干净煤气总管，所述的颗粒层过滤床流化清灰时所述的反吹气总管通过所述的通气管向每个所述的颗粒层过滤床提供反吹气，所有所述的颗粒层过滤床构成的整体的四周或一侧设置有上与所述的含尘煤气进气口连通、下与所述的锥形灰斗连通、中间与所述的含尘煤气入口连通的沉降室。
所述的锥形灰斗的上部连接有含尘煤气循环管，所述的含尘煤气循环管串接第二旋风除尘器、循环风机和循环阀后与所述的含尘煤气总管连通。在这里，循环风机从锥形灰斗内抽取部分高温含尘含油煤气，经第二旋风除尘器后送到含尘煤气总管，再经沉降室回到锥形灰斗形成循环，加快了沉降室内的粉尘沉降和粉尘排出，消除了最下层的颗粒层过滤床反吹清灰时的反吹气向上逆流造成的对粉尘沉降的不利影响，并且减小了颗粒床过滤器的上下温差。
所述的锥形灰斗的底部连接有用于排出粉尘的排粉管，所述的排粉管旁接有用于排出所述的颗粒床过滤器排出的预热气、置换气或冷却气的排气管，所述的排气管通过串接的排气阀门后与所述的干净煤气总管连通，或所述的排气管通过串接的排气阀门后与外部设置的排气引风机连通。在这里，当干净煤气总管的出口接的是独立的煤气后续处理设备及煤气引风机时，优先采用排气管串接排气阀门后与干净煤气总管连通，这样经由干净煤气总管和排气管从颗粒床过滤器排出的预热气、置换气或冷却气均由煤气引风机引走，无需另设管路及排气引风机；而当多个颗粒床除尘系统并联共用煤气后续处理设备及煤气引风机时，应另设管路及排气引风机，这样经由干净煤气总管和排气管从颗粒床过滤器排出的预热气、置换气或冷却气均由排气引风机引走，而不影响与其并联共用煤气后续处理设备及煤气引风机的其它颗粒床除尘系统的正常过滤工作。
所述的反吹气风机、所述的反吹气总管、所述的反吹气阀、所述的反吹气支管、所述的干净煤气总管、所述的干净煤气阀、所述的干净煤气支管、所述的锥形灰斗、所述的含尘煤气循环管、所述的第二旋风除尘器、所述的循环风机、所述的循环阀、所述的含尘煤气总管的外表面上均设置有加热件，所述的加热件外包裹有保温层；所述的加热件为高温电伴热带或铠装加热电缆或履带式陶瓷电加热器或绳式陶瓷电加热器，所述的保温层包括从内到外依次设置的硅酸铝针刺毯、气凝胶绝热毡、高温玻璃棉层和外护层，或包括从内到外依次设置的硅酸铝针刺毯、气凝胶绝热毡和外护层，或包括从内到外依次设置的气凝胶绝热毡和外护层。在这里，由于反吹气支管因颗粒层过滤床采用轮流反吹清灰会造成间断性轮流通气，因此在反吹气风机、反吹气总管、反吹气阀、反吹气支管的外表面上设置加热件对防止间断性轮流通气的反吹气支管降温尤其重要和必要，且在这些部件的外表面上设置加热件与保温层可以补偿散热，可有效防止高温干净含油煤气因降温引起的焦油析出，消除了降温结油的隐患；在干净煤气总管、干净煤气阀、干净煤气支管的外表面上设置有加热件和保温层，可以补偿散热，可有效防止高温干净含油煤气因降温引起的焦油析出，消除了降温结油的隐患；在锥形灰斗的外表面上设置加热件和保温层，可以补偿锥形灰斗散热而保温，可有效防止锥形灰斗内降温结油；在含尘煤气循环管、第二旋风除尘器、循环风机和循环阀的外表面上设置加热件和保温层，可以补偿散热，可有效防止含尘煤气循环管内的高温含尘煤气降温结油。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
该颗粒床除尘系统配置有预热置换冷却系统，预热置换冷却系统由调温调质室和预热置换冷却气管组成，调温调质室可以根据预热的需要快速调制出预热气，调温调质室调制出的预热气通过预热置换冷却气管送入含尘煤气总管内，最终送入颗粒床过滤器内，因此当用于含焦油煤气的高温除尘时，即使颗粒床过滤器自冷态启用，在预热气的作用下，含油煤气也难在颗粒床过滤器结油；调温调质室还可以根据置换的需要快速调制出置换气，可置换出预热后产生有含氧预热气，避免了爆炸的发生；调温调质室还可以根据冷却的需要快速调制出冷却气，当颗粒床过滤器运行过程中因某种原因需要停机时，又需要用置换气置换掉颗粒床过滤器内的含焦油煤气时，利用冷却气对颗粒床过滤器进行冷却；通过预热置换冷却系统确保了该颗粒床除尘系统开机或停机过程中不结油、不爆炸，开停安全又快速。
附图说明
图1为实施例一的颗粒床除尘系统的组成结构示意图；
图2为实施例二的颗粒床除尘系统的组成结构示意图；
图3为实施例三的颗粒床除尘系统的组成结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例一：
本实施例提出的一种配置有预热置换冷却系统的颗粒床除尘系统，如图1所示，其包括两个颗粒床过滤器1、用于向颗粒床过滤器1送入含尘含油煤气的含尘煤气总管2、用于输送经颗粒床过滤器1过滤得到的高温干净含油煤气的干净煤气总管3、用于向颗粒床过滤器1提供流化清灰所需的反吹气的反吹气总管4，该颗粒床除尘系统配置有预热置换冷却系统5，预热置换冷却系统5由用于根据预热、置换、冷却的不同需要快速调制出预热气、置换气、冷却气的调温调质室51，以及用于将调温调质室51调制出的预热气、置换气或冷却气送入含尘煤气总管2内的预热置换冷却气管52组成。
在本实施例中，调温调质室51为气体混合室，调温调质室51设置有用于将来自燃烧室6的高温烟气送入调温调质室51内的高温烟气进气口53、用于将来自蒸汽发生器(图中未示出)的蒸汽送入调温调质室51内的蒸汽进气口54、用于通入空气的空气进气口55以及用于输出预热气、置换气或冷却气的混合气出气口56，调温调质室51的混合气出气口56与预热置换冷却气管52的进气口连通，预热置换冷却气管52的出气口与含尘煤气总管2连通；其中，预热气为由高温烟气和空气混合而成的混合气，置换气为由高温烟气和蒸汽混合而成的混合气，冷却气为由高温烟气和蒸汽混合而成的混合气或为空气，冷却气中的高温烟气的含量小于置换气中的高温烟气的含量，冷却气中的蒸汽的含量大于置换气中的蒸汽的含量。在这里，根据预热、置换、冷却的不同需要，调制不同性质和温度的混合气，如通过调节来自燃烧室6的高温烟气的进气量和空气的进气量，并调节混合气的温度，此时的混合气即为预热气；又如，通过调节来自燃烧室6的高温烟气的进气量和来自蒸汽发生器的蒸汽的进气量，并调节混合气的温度和氧浓度，此时的混合气即为置换气(低氧)；再如，调小来自燃烧室6的高温烟气的进气量和调大来自蒸汽发生器的蒸汽的进气量，并使混合气的温度低于如350℃，并保持混合气的氧浓度低于设置值，此时的混合气即为冷却气；在冷却后期(颗粒床过滤器1的温度低于如200℃时)，只需通入空气，关闭高温烟气进气口53和蒸汽进气口54，直接用冷空气冷却，此时冷空气即为冷却气。
在本实施例中，预热置换冷却气管52旁接有一根用于排出混合气出气口56输出的不符合要求的混合气的放空管59。在这里，当调温调质室51调制出来的混合气的温度或氧浓度不符合要求时，通过放空管59排出，而不送入颗粒床过滤器1，以确保安全。
在本实施例中，燃烧室6为燃气燃烧室，燃气燃烧室的高温烟气出气口与调温调质室51的高温烟气进气口53连通。在这里，燃气燃烧室具有启停快、调节灵活的优点，因此可优先采用。
在本实施例中，该颗粒床除尘系统还配置有反吹气风机41，反吹气风机41的进气口与干净煤气总管3连通，反吹气风机41的出气口与反吹气总管4的入口连通，反吹气风机41从干净煤气总管3内抽取高温干净含油煤气作为反吹气，反吹气风机41通过反吹气总管4向颗粒床过滤器1提供流化清灰所需的反吹气。在这里，通过增设一个反吹气风机41，利用反吹气风机41直接从干净煤气总管3内抽取高温干净含油煤气作为反吹气，可省去以煤气柜的低温干净煤气为反吹气时所必需的反吹气加热器和加热能耗，从而降低了成本。
在本实施例中，颗粒床过滤器1的顶部设置有一个连通含尘煤气总管2与颗粒床过滤器1的内腔的含尘煤气进气口11，颗粒床过滤器1的底部设置有一个与颗粒床过滤器1的内腔连通的锥形灰斗12，颗粒床过滤器1的内腔中设置有六个颗粒层过滤床13，颗粒床过滤器1的内腔中设置有多个颗粒层过滤床13时多个颗粒层过滤床13自上而下依次布置，颗粒层过滤床13具有一个含尘煤气入口131，颗粒层过滤床13连接有伸出颗粒床过滤器1外的通气管132，通气管132的外端分别连接有串接有干净煤气阀32的干净煤气支管33和串接有反吹气阀42的反吹气支管43，干净煤气支管33的另一端与干净煤气总管3连通，反吹气支管43的另一端与反吹气总管4连通，颗粒层过滤床13过滤含尘含油煤气时通过通气管132输出颗粒层过滤床13过滤得到的高温干净含油煤气汇集于干净煤气总管3，颗粒层过滤床13流化清灰时反吹气总管4通过通气管132向每个颗粒层过滤床13提供反吹气，所有颗粒层过滤床13构成的整体的四周设置有上与含尘煤气进气口11连通、下与锥形灰斗12连通、中间与含尘煤气入口131连通的沉降室14。
在本实施例中，锥形灰斗12的上部连接有含尘煤气循环管15，含尘煤气循环管15串接第二旋风除尘器16、循环风机17和循环阀18后与含尘煤气总管2连通。在这里，循环风机17从锥形灰斗12内抽取部分高温含尘含油煤气，经第二旋风除尘器16后送到含尘煤气总管2，再经沉降室14回到锥形灰斗12形成循环，加快了沉降室14内的粉尘沉降和粉尘排出，消除了最下层的颗粒层过滤床13反吹清灰时的反吹气向上逆流造成的对粉尘沉降的不利影响，并且减小了颗粒床过滤器1的上下温差。
在本实施例中，锥形灰斗12的底部连接有用于排出粉尘的排粉管121，排粉管121旁接有用于排出颗粒床过滤器1排出的预热气、置换气或冷却气的排气管122，排气管122通过串接的排气阀门123后与干净煤气总管3连通。在这里，当干净煤气总管3的出口接的是独立的煤气后续处理设备及煤气引风机时，采用排气管122串接排气阀门123后与干净煤气总管3连通，这样经干净煤气总管3和排气管122从颗粒床过滤器1排出的预热气、置换气或冷却气均由煤气引风机引走，无需另设管路及排气引风机。
在本实施例中，反吹气风机41、反吹气总管4、反吹气阀42、反吹气支管43、干净煤气总管3、干净煤气阀32、干净煤气支管33、锥形灰斗12、含尘煤气循环管15、第二旋风除尘器16、循环风机17、循环阀18、含尘煤气总管2的外表面上均设置有加热件(图中未示出)，加热件外包裹有保温层(图中未示出)；加热件为铠装加热电缆，保温层包括从内到外依次设置的硅酸铝针刺毯、气凝胶绝热毡、高温玻璃棉层和外护层。在这里，由于反吹气支管43因颗粒层过滤床13采用轮流反吹清灰会造成间断性轮流通气，因此在反吹气风机41、反吹气总管4、反吹气阀42、反吹气支管43的外表面上设置加热件对防止间断性轮流通气的反吹气支管43降温尤其重要和必要，且在这些部件的外表面上设置加热件与保温层可以补偿散热，可有效防止高温干净含油煤气因降温引起的焦油析出，消除了降温结油的隐患；在干净煤气总管3、干净煤气阀32、干净煤气支管33的外表面上设置有加热件和保温层，可以补偿散热，可有效防止高温干净含油煤气因降温引起的焦油析出，消除了降温结油的隐患；在锥形灰斗12的外表面上设置加热件和保温层，可以补偿锥形灰斗12散热而保温，可有效防止锥形灰斗12内降温结油；在含尘煤气循环管15、第二旋风除尘器16、循环风机17和循环阀18的外表面上设置加热件和保温层，可以补偿散热，可有效防止含尘煤气循环管15内的高温含尘煤气降温结油。
实施例二：
本实施例提出的一种配置有预热置换冷却系统的颗粒床除尘系统，如图2所示，其与实施例一的颗粒床除尘系统的其余结构相同，不同之处仅在于调温调质室51的结构，本实施例的颗粒床除尘系统中的调温调质室51为蒸发混合室，调温调质室51设置有用于将来自燃烧室6的高温烟气送入调温调质室51内的高温烟气进气口53、用于通入空气的空气进气口55以及用于输出预热气、置换气或冷却气的混合气出气口56，调温调质室51的混合气出气口56与预热置换冷却气管52的进气口连通，预热置换冷却气管52的出气口与含尘煤气总管2连通，调温调质室51内布置有水雾化喷嘴57，水雾化喷嘴57产生的水雾与来自燃烧室6的高温烟气热质交换并蒸发成水汽；其中，预热气为由高温烟气和空气混合而成的混合气，置换气为由高温烟气和水汽混合而成的混合气，冷却气为由高温烟气和水汽混合而成的混合气或为空气，冷却气中的高温烟气的含量小于置换气中的高温烟气的含量，冷却气中的水汽的含量大于置换气中的水汽的含量。在这里，当现场无蒸汽可用时，将调温调质室51由气体混合室改为蒸发混合室，并增设水雾化喷嘴57；根据预热、置换、冷却的不同需要，调制不同性质和温度的混合气，如通过调节来自燃烧室6的高温烟气的进气量和空气的进气量，并调节混合气的温度，此时的混合气即为预热气；又如，通过调节来自燃烧室6的高温烟气的进气量和在调温调质室51内的水雾蒸发自产的蒸汽的量，并调节混合气的温度和氧浓度，此时的混合气即为置换气(低氧)；再如，调小来自燃烧室6的高温烟气的进气量和增大在调温调质室51内的水雾蒸发自产的蒸汽的量，并使混合气的温度低于如350℃，并保持混合气的氧浓度低于设置值，此时的混合气即为冷却气；在冷却后期(颗粒床过滤器1的温度低于如200℃时)，只需通入空气，关闭高温烟气进气口53和水雾化喷嘴57，直接用冷空气冷却，此时冷空气即为冷却气。
本实施例的颗粒床除尘系统适合于现场无蒸汽供应的情况。
实施例三：
本实施例提出的一种配置有预热置换冷却系统的颗粒床除尘系统，如图3所示，其与实施例一或实施例二的颗粒床除尘系统的其余结构相同，不同之处仅在于排气管122的后续处理过程不同，本实施例的颗粒床除尘系统中的排气管122通过串接的排气阀门123后与外部设置的排气引风机(图中未示出)连通，这种情况下还在干净煤气总管3上旁接一根串接有阀门34的管道35与排气阀门123的下游连通，这样经干净煤气总管3和排气管122从颗粒床过滤器1排出的预热气、置换气或冷却气均由排气引风机(图中未示出)引走，而不影响与其并联共用煤气后续处理设备及煤气引风机的其它颗粒床除尘系统的正常过滤工作。
本实施例的颗粒床除尘系统适合于多个颗粒床除尘系统并联共用煤气后续处理设备及煤气引风机的情况，只是需另设管路及排气引风机，从颗粒床过滤器1排出的预热气、置换气或冷却气由排气引风机引走。
在上述各个实施例中，燃烧室6也可为燃油燃烧室，燃油燃烧室的高温烟气出气口与调温调质室51的高温烟气进气口53连通，燃油燃烧室具有启停快、调节灵活的优点，因此也可优先采用；为节省燃料成本，燃烧室6还可为固体燃料燃烧室，固体燃料燃烧室的高温烟气出气口与调温调质室51的高温烟气进气口53连通，此时为防止粗灰尘在含尘煤气总管2内沉积，需预热置换冷却气管52上串接有用于除去固体燃料燃烧室燃烧固体燃料时产生的粗灰尘以防止进入含尘煤气总管2内的第一旋风除尘器(图中未示出)。
在上述各个实施例中，加热件也可为高温电伴热带或履带式陶瓷电加热器或绳式陶瓷电加热器，保温层也可为以下结构，包括从内到外依次设置的硅酸铝针刺毯、气凝胶绝热毡和外护层，或包括从内到外依次设置的气凝胶绝热毡和外护层。
本发明的颗粒床除尘系统的工作过程分六种工况：
第一种工况：颗粒床除尘系统自冷态启动时，首先是预热，通过调节高温烟气的进气量和空气的进气量，调节调温调质室内的混合气的温度，此时的混合气即为预热气，预热气通过预热置换冷却气管进入含尘煤气总管，来自含尘煤气总管的预热气经含尘煤气进气口进入颗粒床过滤器内，沿沉降室向下流动，并进入各颗粒层过滤床，经通气管、干净煤气支管，汇总到干净煤气总管排走，反吹气风机从干净煤气总管内抽取预热气经反吹气总管、反吹气支管对各颗粒层过滤床进行轮流反吹流化，与此同时，循环风机从设置于颗粒床过滤器的底部的锥形灰斗内抽取部分预热气经第二旋风除尘器送到含尘煤气总管，再经沉降室回到锥形灰斗，形成循环，另外从锥形灰斗底部的排粉管旁接的排气管引出少量预热气以同时预热锥形灰斗，从颗粒床除尘系统排出的预热气由煤气引风机或排气引风机引出。如此，颗粒床除尘系统的所有管路及设备均得到了同步预热。随着颗粒床除尘系统的逐渐升温，预热气温度由低温(如200℃)逐渐调高(如300℃、400℃、500℃和600℃)，直到颗粒床除尘系统预热到设定值(如500℃)。
第二种工况：当颗粒床除尘系统预热到设定值后，关闭空气进气口，开启蒸汽进气口，通过调节高温烟气的进气量和蒸汽的进气量，调节调温调质室内的混合气的温度和氧浓度，此时的混合气即为置换气(低氧)，置换气通过预热置换冷却气管进入含尘煤气总管和颗粒床过滤器，颗粒床除尘系统的其它部分的开启情况与第一工况相同，如此对颗粒床除尘系统各部分进行同步置换，直到干净煤气总管的氧浓度低于设定值，完成置换。
第三种工况：完成置换后，关闭高温烟气进气口，关闭蒸汽进气口和预热置换冷却气管，关闭锥形灰斗的底部的排粉管旁接的排气管，打开含尘煤气总管的煤气阀，含尘含油煤气进入颗粒床过滤器，颗粒床除尘系统进入过滤除尘状态，此时颗粒床除尘系统的其它部分的开启情况与第一工况相同，过滤得到的干净煤气汇总到干净煤气总管由煤气引风机引出。
第四种工况：当颗粒床除尘系统自热态停机时，关闭含尘煤气总管，开启放空管，开启高温烟气进气口，开启蒸汽进气口，通过调节高温烟气的进气量和蒸汽的进气量，调节调温调质室内的混合气的温度和氧浓度，待混合气的温度和氧浓度满足要求时，此时的混合气即为置换气，开启预热置换冷却气管，关闭放空管，置换气进入含尘煤气总管，经过含尘煤气进气口进入颗粒床过滤器内对颗粒床除尘系统进行置换，此时颗粒床除尘系统的其它部分的开启情况与第二工况相同，直到干净煤气总管的煤气浓度低于设定值，完成置换。
第五种工况：完成置换后，颗粒床除尘系统的各部分的开启情况与第四种工况相同，不同之处在于，调小高温烟气的进气量和调大蒸汽的进气量，以调低调温调质室内的混合气的温度(如350℃)，并保持混合气的氧浓度低于设置值，此时的混合气即为冷却气，对颗粒床除尘系统各部分进行同步冷却降温，随着颗粒床除尘系统的降温，冷却气的温度逐渐调低(如250℃，150℃)。
第六工况：颗粒床除尘系统的各部分的开启情况与第五种工况除了一处不同外，其余均相同，不同之处在于，当颗粒床过滤器内的温度低于如200℃时，关闭蒸汽进气口和高温烟气进气口，开启空气进气口，用冷空气冷却颗粒床除尘系统，直至颗粒床过滤器内温度低于如60℃，冷却结束。
Claims (10)
1.一种配置有预热置换冷却系统的颗粒床除尘系统，包括至少一个颗粒床过滤器、用于向所述的颗粒床过滤器送入含尘含油煤气的含尘煤气总管、用于输送经所述的颗粒床过滤器过滤得到的高温干净含油煤气的干净煤气总管、用于向所述的颗粒床过滤器提供流化清灰所需的反吹气的反吹气总管，其特征在于：该颗粒床除尘系统配置有预热置换冷却系统，所述的预热置换冷却系统由用于根据预热、置换、冷却的不同需要快速调制出预热气、置换气、冷却气的调温调质室，以及用于将所述的调温调质室调制出的预热气、置换气或冷却气送入所述的含尘煤气总管内的预热置换冷却气管组成。
2.根据权利要求1所述的一种配置有预热置换冷却系统的颗粒床除尘系统，其特征在于：所述的调温调质室为气体混合室，所述的调温调质室设置有用于将来自燃烧室的高温烟气送入所述的调温调质室内的高温烟气进气口、用于将来自蒸汽发生器的蒸汽送入所述的调温调质室内的蒸汽进气口、用于通入空气的空气进气口以及用于输出预热气、置换气或冷却气的混合气出气口，所述的调温调质室的混合气出气口与所述的预热置换冷却气管的进气口连通，所述的预热置换冷却气管的出气口与所述的含尘煤气总管连通；其中，预热气为由高温烟气和空气混合而成的混合气，置换气为由高温烟气和蒸汽混合而成的混合气，冷却气为由高温烟气和蒸汽混合而成的混合气或为空气，冷却气中的高温烟气的含量小于置换气中的高温烟气的含量，冷却气中的蒸汽的含量大于置换气中的蒸汽的含量。
3.根据权利要求1所述的一种配置有预热置换冷却系统的颗粒床除尘系统，其特征在于：所述的调温调质室为蒸发混合室，所述的调温调质室设置有用于将来自燃烧室的高温烟气送入所述的调温调质室内的高温烟气进气口、用于通入空气的空气进气口以及用于输出预热气、置换气或冷却气的混合气出气口，所述的调温调质室的混合气出气口与所述的预热置换冷却气管的进气口连通，所述的预热置换冷却气管的出气口与所述的含尘煤气总管连通，所述的调温调质室内布置有水雾化喷嘴，所述的水雾化喷嘴产生的水雾与来自燃烧室的高温烟气热质交换并蒸发成水汽；其中，预热气为由高温烟气和空气混合而成的混合气，置换气为由高温烟气和水汽混合而成的混合气，冷却气为由高温烟气和水汽混合而成的混合气或为空气，冷却气中的高温烟气的含量小于置换气中的高温烟气的含量，冷却气中的水汽的含量大于置换气中的水汽的含量。
4.根据权利要求2或3所述的一种配置有预热置换冷却系统的颗粒床除尘系统，其特征在于：所述的预热置换冷却气管旁接有一根用于排出所述的混合气出气口输出的不符合要求的混合气的放空管。
5.根据权利要求4所述的一种配置有预热置换冷却系统的颗粒床除尘系统，其特征在于：所述的燃烧室为燃气燃烧室或燃油燃烧室，所述的燃气燃烧室或所述的燃油燃烧室的高温烟气出气口与所述的调温调质室的高温烟气进气口连通；或所述的燃烧室为固体燃料燃烧室，所述的固体燃料燃烧室的高温烟气出气口与所述的调温调质室的高温烟气进气口连通，所述的预热置换冷却气管上串接有用于除去所述的固体燃料燃烧室燃烧固体燃料时产生的粗灰尘以防止进入所述的含尘煤气总管内的第一旋风除尘器。
6.根据权利要求5所述的一种配置有预热置换冷却系统的颗粒床除尘系统，其特征在于：该颗粒床除尘系统还配置有反吹气风机，所述的反吹气风机的进气口与所述的干净煤气总管连通，所述的反吹气风机的出气口与所述的反吹气总管的入口连通，所述的反吹气风机从所述的干净煤气总管内抽取高温干净含油煤气作为反吹气，所述的反吹气风机通过所述的反吹气总管向所述的颗粒床过滤器提供流化清灰所需的反吹气。
7.根据权利要求1所述的一种配置有预热置换冷却系统的颗粒床除尘系统，其特征在于：所述的颗粒床过滤器的顶部或上部设置有一个连通所述的含尘煤气总管与所述的颗粒床过滤器的内腔的含尘煤气进气口，所述的颗粒床过滤器的底部设置有一个与所述的颗粒床过滤器的内腔连通的锥形灰斗，所述的颗粒床过滤器的内腔中设置有至少一个颗粒层过滤床，所述的颗粒床过滤器的内腔中设置有多个所述的颗粒层过滤床时多个所述的颗粒层过滤床自上而下依次布置，所述的颗粒层过滤床具有一个含尘煤气入口，所述的颗粒层过滤床连接有伸出所述的颗粒床过滤器外的通气管，所述的通气管的外端分别连接有串接有干净煤气阀的干净煤气支管和串接有反吹气阀的反吹气支管，所述的干净煤气支管的另一端与所述的干净煤气总管连通，所述的反吹气支管的另一端与所述的反吹气总管连通，所述的颗粒层过滤床过滤含尘含油煤气时通过所述的通气管输出所述的颗粒层过滤床过滤得到的高温干净含油煤气汇集于所述的干净煤气总管，所述的颗粒层过滤床流化清灰时所述的反吹气总管通过所述的通气管向每个所述的颗粒层过滤床提供反吹气，所有所述的颗粒层过滤床构成的整体的四周或一侧设置有上与所述的含尘煤气进气口连通、下与所述的锥形灰斗连通、中间与所述的含尘煤气入口连通的沉降室。
8.根据权利要求7所述的一种配置有预热置换冷却系统的颗粒床除尘系统，其特征在于：所述的锥形灰斗的上部连接有含尘煤气循环管，所述的含尘煤气循环管串接第二旋风除尘器、循环风机和循环阀后与所述的含尘煤气总管连通。
9.根据权利要求7或8所述的一种配置有预热置换冷却系统的颗粒床除尘系统，其特征在于：所述的锥形灰斗的底部连接有用于排出粉尘的排粉管，所述的排粉管旁接有用于排出所述的颗粒床过滤器排出的预热气、置换气或冷却气的排气管，所述的排气管通过串接的排气阀门后与所述的干净煤气总管连通，或所述的排气管通过串接的排气阀门后与外部设置的排气引风机连通。
10.根据权利要求9所述的一种配置有预热置换冷却系统的颗粒床除尘系统，其特征在于：所述的反吹气风机、所述的反吹气总管、所述的反吹气阀、所述的反吹气支管、所述的干净煤气总管、所述的干净煤气阀、所述的干净煤气支管、所述的锥形灰斗、所述的含尘煤气循环管、所述的第二旋风除尘器、所述的循环风机、所述的循环阀、所述的含尘煤气总管的外表面上均设置有加热件，所述的加热件外包裹有保温层；所述的加热件为高温电伴热带或铠装加热电缆或履带式陶瓷电加热器或绳式陶瓷电加热器，所述的保温层包括从内到外依次设置的硅酸铝针刺毯、气凝胶绝热毡、高温玻璃棉层和外护层，或包括从内到外依次设置的硅酸铝针刺毯、气凝胶绝热毡和外护层，或包括从内到外依次设置的气凝胶绝热毡和外护层。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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