CN209338471U - 一种煤气除尘脱硫系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种煤气除尘脱硫系统，涉及煤热解多联产技术领域。煤气除尘脱硫系统包括具有燃烧锅炉的煤气发生单元和连接在煤气发生单元上的煤气净化单元，煤气净化单元包括旋风除尘器，旋风除尘器具有顶部的煤气进口、气相出口和底部的固相出口，煤气除尘脱硫系统还包括与旋风除尘器顶部侧壁相连的供风管路，所述供风管路连通有用于容纳粉状脱硫剂的容纳腔，供风管路连接有用于向供风管路中通入高压气体的风机，高压气体用于携带容纳腔中的粉状脱硫剂高压喷向旋风除尘器的内壁以将内壁上的焦油垢冲离。在气流的冲击作用下，将粉状脱硫剂和焦油的混合物大颗粒从内壁吹落，流向旋风除尘器的固相出口，解决了灰尘排出不畅，除尘效果差的问题。

Description

一种煤气除尘脱硫系统

技术领域

本实用新型涉及煤热解多联产技术领域，具体涉及一种煤气除尘脱硫系统。

背景技术

为了提高煤炭资源的利用效率和转化效率，发展出以煤热解为基础的热电气多联产技术。如公开日为2010年12月、《化肥设计》第48卷第6期中名为“煤热解多联产技术述评”的文献公开了煤热解多联产工作原理，整个煤热解多联产装置（也称“煤气除尘脱硫系统”）包括流化床气化炉和循环流化床锅炉，先将煤料送入流化床气化炉中，在流化床气化炉中产生的煤气进行除尘净化热变换后形成洁净煤气，部分煤气则作为自循环煤气回送至流化床气化炉中，流化床气化炉与循环流化床锅炉连接，流化床气化炉中产生的半焦循环灰排入循环流化床锅炉中燃烧制蒸汽，循环流化床锅炉产生的热灰部分回送至流化床气化炉中循环。

但是，该文献中并未具体说明是如何实现对煤气除尘净化的，而现有的做法是利用旋风分离器（也称“旋风除尘器”）来处理煤气中的灰尘，如授权公告号为CN205782804U、授权公告日为2016.12.07的中国实用新型专利公开了一种高硫煤循环流化床锅炉，高硫煤循环流化床锅炉包括煤仓、石灰石仓、锅炉以及旋风分离器等，锅炉上端一侧连接旋风分离器，旋风分离器下端连接锅炉，旋风分离器的上端连接热回收筒顶端，通过旋风分离器上端的进气口将煤气通入、通过旋风除尘器上端的排气口将除尘后的煤气排出、通过旋风分离器下端的排灰口将煤气中的灰尘排出。

在实际工作时，热解炉产生的高温煤气在旋风分离器中会自然降温，导致其中夹带的部分焦油气体冷凝析出，冷凝后的焦油会吸附灰尘并粘结在旋风除尘器底部的排灰口内壁上，造成了灰尘排出不畅，除尘效果差的问题。若采用断开尾气处理系统的方法来清理积垢，不仅工程量大，而且会直接影响煤气除尘脱硫系统的正常运行。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种煤气除尘脱硫系统，以解决因煤气中的部分焦油在旋风除尘器的排灰口位置冷凝析出并粘结灰尘，而造成灰尘排出不畅，除尘效果差的问题。

为实现上述目的，本实用新型的煤气除尘脱硫系统的技术方案是：

煤气除尘脱硫系统包括具有燃烧锅炉和流化床热解炉的煤气发生单元和连接在煤气发生单元上的煤气净化单元，煤气净化单元包括旋风除尘器，旋风除尘器具有顶部的煤气进口、气相出口和底部的固相出口，煤气除尘脱硫系统还包括与旋风除尘器顶部侧壁相连的供风管路，所述供风管路连通有用于容纳粉状脱硫剂的容纳腔，供风管路连接有用于向供风管路中通入高压气体以携带容纳腔中的粉状脱硫剂高速喷向旋风除尘器的内壁的风机。

有益效果：通过供风管路将高速粉状脱硫剂喷向旋风除尘器的内壁，粉状脱硫剂与内壁上的焦油垢混合粘结形成大颗粒，并在气流的冲击作用下，将粉状脱硫剂和焦油垢的混合物大颗粒从旋风除尘器的内壁吹落，在自身重力作用下，大颗粒流向旋风除尘器的固相出口，避免焦油垢在旋风除尘器中继续吸附粘结灰尘，保证了旋风除尘器的内壁的洁净度，解决了灰尘排出不畅，除尘效果差的问题。

进一步的，为了实现工艺流程的连续性，保证高压气体的供应量充足，煤气除尘脱硫系统包括连接于煤气净化单元末端的洁净煤气输送管路，所述风机串接于该洁净煤气输送管路上，所述供风管路接在风机出口位置。洁净煤气中不含有氧气，在向旋风除尘器中通入加压后的洁净煤气时，保证不会引入助燃剂，进而保证了后续的煤气均不含助燃剂，确保了最终得到的洁净煤气在储存、运输、使用过程中的安全性。

进一步的，为了实现工艺流程的连续性，提高流化床热解炉的产气效率，煤气除尘脱硫系统包括连接风机出口和硫化床热解炉的流化介质供应管路。

进一步的，为了保证了脱硫效果，提高整个系统运行的自动化程度，煤气除尘脱硫系统还包括用于承接由固相出口中排出的焦油和粉状脱硫剂的混合物并将该混合物输送至燃烧锅炉中的输送装置。包含有焦油和粉状脱硫剂的混合物大颗粒输送至燃烧锅炉中，大颗粒中的焦油成分燃烧，粉状脱硫剂及时吸收了因煤炭燃烧而产生的二氧化硫气体，减小了燃烧后脱硫的压力，保证了脱硫效果。

进一步的，为了减少煤气中的灰尘含量，提高煤气的洁净度，煤气净化单元还包括连接于旋风除尘器的气相出口下游位置的静电除尘器，静电除尘器具有与输送装置对应的固相出口。

进一步的，为了能够回收高温煤气中所含的热量和焦油，煤气净化单元还包括依次布置的余热回收装置和焦油回收装置，余热回收装置连接在静电除尘器的出气口的下游位置，焦油回收装置连接在余热回收装置的出气口的下游位置。

进一步的，煤气除尘脱硫系统包括通过给料机向容纳腔中输送粉状脱硫剂的粉料仓。粉状脱硫剂存储在粉料仓中并通过给料机进入容纳腔中，给料机工作可以实现定量送料，也便于隔开粉料仓和容纳腔，避免了粉状脱硫剂从容纳腔向粉料仓中逆向泄露。

进一步的，为了降低成本，所述粉状脱硫剂为石灰石粉。

进一步的，为了提高煤气进入旋风除尘器的流速，通过高压气体的高速流动来携带着煤气进入旋风除尘器中，所述旋风除尘器的用于供高压气体进入的进粉口布置在旋风除尘器的顶部侧壁上靠近煤气进口位置。

附图说明

图1为本实用新型的煤气除尘脱硫系统的工作原理示意图。

图中：1-循环流化床锅炉、2-流化床热解炉、3-旋风除尘器、4-煤仓、5-全封闭式给煤机、6-循环返料装置、7-半焦返料装置、8-石灰石粉仓、9-混合器、10-静电除尘器、11-灰返料装置、12-余热回收装置、13-焦油回收装置、14-鼓风机、A-煤料、B-石灰石粉、D1-高温粗煤气、D2-预除尘高温粗煤气、D3-精除尘高温粗煤气、D4-低温粗煤气、D-洁净煤气、E1-前段灰尘、E2-中段灰尘、E3-后段灰尘。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施方式作进一步说明。

本实用新型的煤气除尘脱硫系统的具体实施例1，如图1所示，煤气除尘脱硫系统是应用于煤热解多联产工艺生产中的，煤气除尘脱硫系统包括煤气发生单元、连接在煤气发生单元上的煤气净化单元、灰返料装置11以及鼓风机14。其中煤气发生单元包括循环流化床锅炉1、流化床热解炉2以及煤仓4，煤气发生单元的流化床热解炉2中产生的高温粗煤气D1通入后续的煤气净化单元，经过净化、除尘等处理之后得到了洁净煤气D，洁净煤气D经过鼓风机14加压后分别作为流化介质循环回煤气发生单元的循环流化床锅炉1中、作为高压气体循环回煤气净化单元中以及作为最终产品提供给用户使用。灰返料装置11设置在煤气发生单元的流化床热解炉2以及煤气净化单元中的具有除尘功能的部分装置的下端出口的下侧，通过灰返料装置11来承接积灰，并将灰尘循环返回至循环流化床锅炉1中。本实施例中，灰返料装置11特指通过电力驱动运转的皮带传送机。

其中煤气净化单元包括前后依次设置的旋风除尘器3、静电除尘器10、余热回收装置12以及焦油回收装置13，以分别对煤气进行预除尘、精除尘、热量回收以及焦油回收的处理。其中煤仓4出口分别与循环流化床锅炉1和流化床热解炉2的煤料入口连通，通过全封闭式给煤机5向循环流化床锅炉1和流化床热解炉2中供应煤料A，并且将灰返料装置11中的各种灰尘返回至循环流化床锅炉1，循环流化床锅炉1和流化床热解炉2之间还通过循环返料装置6和半焦返料装置7相连。

循环流化床锅炉1在850～900℃之间运行，循环流化床锅炉1中产生的高温物料经过循环返料装置6进入流化床热解炉2中，与来自全封闭式给煤机5的煤料A在550～800℃之间进行中低温热裂解，同时向流化床热解炉2中通入高压的洁净煤气D作为流化介质，热解产生的半焦又经过半焦返料装置7返回至循环流化床锅炉1中。而且热解时还会产生高温粗煤气D1和前段灰尘E1，高温粗煤气D1从流化床热解炉2的上端出口排出，经过管路从旋风除尘器3的上端气相进气口进入旋风除尘器3内部，前段灰尘E1则从流化床热解炉2的下端出口排出并进入灰返料装置11中，通过灰返料装置11再将前段灰尘E1返回至循环流化床锅炉1内。

高温粗煤气D1在旋风除尘器3中进行预除尘，预除尘后得到的预除尘高温粗煤气D2从旋风除尘器3的上端气相排气口排出，预除尘产生的中段灰尘E2则从旋风除尘器3的底部固相排灰口排出，为了防止预除尘高温粗煤气D2从旋风除尘器3的底部固相排灰口泄漏以及外界空气进入系统内部，在旋风除尘器3的底部固相排灰口处设有两级阀门锁气机构。但是，由于高温粗煤气D1的成分复杂，含有煤气、灰尘以及气相焦油成分等，其中部分高温粗煤气D1到达靠近旋风除尘器3的底部固相排灰口位置时，气相焦油降温冷凝析出形成液相焦油滴，液相焦油滴吸附并润湿灰尘，最终与灰尘凝聚并粘结在旋风除尘器3的靠近固相排灰口位置内壁上。

煤气除尘脱硫系统还包括石灰石粉仓8（粉料仓）、混合器9、鼓风机14以及供风管路和洁净煤气输送管路，石灰石粉仓8的出料口与混合器9的入口相连，通过给料机向混合器9中输送石灰石粉B，鼓风机14串接在洁净煤气输送管路上，洁净煤气输送管路的其中一个出口通过供风管路连接在旋风除尘器3的顶部侧壁的进粉口上，混合器9的串接在供风管路上。鼓风机14将高压的洁净煤气D经供风管路通入混合器9中与石灰石粉B混合，洁净煤气D作为输送介质，携带着石灰石粉B从旋风除尘器3的进粉口高速进入旋风除尘器3内部。旋风除尘器3的进粉口与上端气相进气口相邻布置，通过混合有石灰石粉的洁净煤气的高速流动来携带着高温煤气D1进入旋风除尘器3中，在高速石灰石粉B气流的冲击作用下，石灰石粉B粘结在被焦油润湿的灰尘表面混合形成大颗粒，大颗粒在气流冲击力和自身重力作用下，落至旋风除尘器3的底部，与中段灰尘E2一起从旋风除尘器3的底部固相排灰口排出并进入灰返料装置11中，灰返料装置11形成用于承接由固相排灰口排出的焦油和石灰石粉的混合物并将该混合物输送至燃烧锅炉中的输送装置。通过灰返料装置11将中段灰尘E2和大颗粒返回至循环流化床锅炉1中，大颗粒中的焦油成分燃烧，大颗粒中的石灰石粉B经高温煅烧转化成活性氧化钙，活性氧化钙可及时吸收循环流化床锅炉1中因煤料燃烧而释放出的二氧化硫气体，减小了燃烧后脱硫的压力，保证了脱硫效果。

从旋风除尘器3的上端气相排气口排出的预除尘高温粗煤气D2通入静电除尘器10中进行精除尘，精除尘之后得到精除尘高温粗煤气D3和后段灰尘E3，其中精除尘高温粗煤气D3从静电除尘器10的排气口排出，而后段灰尘E3从静电除尘器10的底部排灰口排出并进入灰返料装置11中，底部排灰口形成静电除尘器10的与输送装置对应的固相出口。通过灰返料装置11将后段灰尘E3返回至循环流化床锅炉1中，为了防止精除尘高温粗煤气D3从静电除尘器10的底部排灰口泄露出去，同时避免外界空气进入系统中进而引起爆炸，在静电除尘器10的底部排灰口处也设有两级阀门锁气机构。此时，精除尘高温粗煤气D3中已经不含灰尘，但是仍具有较高的温度，为了提高热量的转化利用效率，将精除尘高温粗煤气D3通入余热回收装置12中，与水发生热量交换并将水制成高温水蒸气，高温水蒸气可以用来满足工业和生活的使用需求，换热后的精除尘高温粗煤气D3变成了温度比较低的低温粗煤气D4。此时，低温粗煤气D4中还含有焦油成分，将低温粗煤气D4通入焦油回收装置13中进行焦油回收，最终得到了不含灰尘、不含焦油、温度较低的洁净煤气D。焦油回收装置13的出口与鼓风机之间连通有洁净煤气输送管路，将洁净煤气D通入洁净煤气输送管路中，洁净煤气D经鼓风机14加压后，部分洁净煤气D通过连接鼓风机14出口和流化床热解炉2的流化介质供应管路返回至流化床热解炉2中作为流化介质，提高了流化床热解炉2的产气效率；部分洁净煤气D返回混合器9中作为石灰石粉B的输送介质，保证高压气体的供应量充足，而剩下的部分洁净煤气D输送至下游的煤气用户。为了实现整个工艺流程的连续性，

本实用新型的煤气除尘脱硫系统的具体实施例2，与具体实施例1的不同在于，可以将石灰石粉替换成氧化钙粉末，同样可以起到脱硫的作用。在其他实施例中，石灰石粉还可替换成其他粉状脱硫剂，比如氢氧化钙粉末等。

本实用新型的煤气除尘脱硫系统的具体实施例3，与具体实施例1的不同在于，来自于鼓风机加压后的洁净煤气还可替换成独立的外接氮气，外接氮气作为输送介质吹动石灰石粉流动。在其他实施例中，外接氮气还可以是其他惰性气体，如氦气、氩气或者氮气、氩气、氦气的混合气体，再或者是其他不含氧的混合气体。

本实用新型的煤气除尘脱硫系统的具体实施例4，与具体实施例1的不同在于，为了简化系统的结构，可省去设置在混合器，将给料机直接设置在石灰石粉仓（粉料仓）和供风管路上的靠近旋风除尘器的位置之间的，而在供风管路上的靠近旋风除尘器的位置的内部腔体形成用于容纳石灰石粉的容纳腔，同样可以达到混合石灰石粉的作用。

本实用新型的煤气除尘脱硫系统的具体实施例5，与具体实施例1的不同在于，用于承接返送灰尘的灰返料装置还可替换成无动力的溜管，溜管的出料端接在循环流化床锅炉上，溜管的进料端接在其他部分的排灰口位置，简化了整个装置的结构。在其他实施例中，还可以采用人工装运的方式进行灰尘的返送。

Claims (9)

1.一种煤气除尘脱硫系统，包括具有燃烧锅炉和流化床热解炉的煤气发生单元和连接在煤气发生单元上的煤气净化单元，煤气净化单元包括旋风除尘器，旋风除尘器具有顶部的煤气进口、气相出口和底部的固相出口，其特征是，煤气除尘脱硫系统还包括与旋风除尘器顶部侧壁相连的供风管路，所述供风管路连通有用于容纳粉状脱硫剂的容纳腔，供风管路连接有用于向供风管路中通入高压气体以携带容纳腔中的粉状脱硫剂高速喷向旋风除尘器的内壁的风机。

2.根据权利要求1所述的煤气除尘脱硫系统，其特征是，煤气除尘脱硫系统包括连接于煤气净化单元末端的洁净煤气输送管路，所述风机串接于该洁净煤气输送管路上，所述供风管路接在风机出口位置。

3.根据权利要求1或2所述的煤气除尘脱硫系统，其特征是，煤气除尘脱硫系统包括连接风机出口和硫化床热解炉的流化介质供应管路。

4.根据权利要求1或2所述的煤气除尘脱硫系统，其特征是，煤气除尘脱硫系统还包括用于承接由固相出口中排出的焦油和粉状脱硫剂的混合物并将该混合物输送至燃烧锅炉中的输送装置。

5.根据权利要求1或2所述的煤气除尘脱硫系统，其特征是，煤气净化单元还包括连接于旋风除尘器的气相出口下游位置的静电除尘器，静电除尘器具有与输送装置对应的固相出口。

6.根据权利要求1或2所述的煤气除尘脱硫系统，其特征是，煤气净化单元还包括依次布置的余热回收装置和焦油回收装置，余热回收装置连接在静电除尘器的出气口的下游位置，焦油回收装置连接在余热回收装置的出气口的下游位置。

7.根据权利要求1或2所述的煤气除尘脱硫系统，其特征是，煤气除尘脱硫系统包括通过给料机向容纳腔中输送粉状脱硫剂的粉料仓。

8.根据权利要求1或2所述的煤气除尘脱硫系统，其特征是，所述粉状脱硫剂为石灰石粉。

9.根据权利要求1或2所述的煤气除尘脱硫系统，其特征是，所述旋风除尘器的用于供高压气体进入的进粉口布置在旋风除尘器的顶部侧壁上靠近煤气进口位置。