一种内置颗粒床和管式过滤器的粉煤热解除尘系统技术方案

本发明专利技术创造属于煤炭分质梯级利用领域，主要涉及一种粉煤热解过程中的除尘系统。本发明专利技术针对现有技术的不足，设计并开发了一种内置颗粒床和管式过滤器的粉煤热解除尘系统，本发明专利技术结合反应器本身的特点，采用内置颗粒床对热解气进行初步除尘处理，经颗粒床初步除尘后的热解气进入管式过滤器进行二次除尘，并利用热解半焦作为过滤料，使用的滤材易再生，从而能够低成本、高效率的解决粉煤热解气的除尘难题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术创造属于煤炭分质梯级利用领域，主要涉及一种粉煤热解过程中的除尘系统。
技术介绍
低阶煤分质梯级利用是我国十三五煤化工的重要领域，特别是针对我国大量的低阶粉煤，如何有效利用成为研究的重点。采取热解技术把低阶煤油气拿出来，剩下的半焦再去发电或作为气化原料，与煤气化技术对比，投资小，水耗低，是我国提倡的煤炭清洁高效利用的技术路径。但粉煤热解过程中，热解气携带大量的粉尘颗粒，粉煤热解过程中热解粉焦和热解油气的高温在线分离是该工艺遇到的主要技术难题之一。粉煤在中、低温热解过程中产生的含尘热解气体温度高、易相变。热解粉焦和热解油气高温在线分离效果不理想，最终导致煤焦油中的固含量偏高，油品质量较差，无法满足煤焦油进一步深加工的质量指标。目前，粉煤的热解技术主要有颗粒除尘过滤器和热解气除尘装置等。然而，经过热解技术得到的粉煤热解粉焦和热解油气组分极为复杂、煤焦油中的固含量偏高、油品质量较差等缺点使得其难以直接利用和储存，难以工业化应用。粉煤热解过程中含尘热解气的除尘技术及关键设备的开发研究，已经成为煤炭中低温热解领域亟待开发的课题之一。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的不足，设计并开发了一种内置颗粒床和管式过滤器的粉煤热解除尘系统，本专利技术结合反应器本身的特点，采用内置颗粒床对热解气进行初步除尘处理，经颗粒床初步除尘后的热解气进入管式过滤器进行二次除尘，并利用热解半焦作为过滤料，使用的滤材易再生，从而能够低成本、高效率的解决粉煤热解气的除尘难题。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：本专利技术提供了一种粉煤热解除尘系统，包括：热解反应器、颗粒床和管式过滤器，所述颗粒床设置在所述热解反应器内，位于所述热解反应器下部且固定连接于所述热解反应器的侧壁上，并且设置在所述热解反应器的热解气出口的前端；其中：所述颗粒床包括集料器、进气端、出气端和颗粒床出口，所述集料器倾斜设置于所述颗粒床的上部，所述集料器的上端与所述热解反应器的侧壁连接，所述集料器的下端与所述出气端连接，用于把所述热解反应器产生的半焦颗粒汇集流入所述颗粒床中；所述进气端为进气栅板结构，所述进气栅板结构包括进气栅板和多个第一折流板，所述第一折流板的一端与所述进气栅板连接，另一端沿右下方方向延伸作为自由端，相邻的所述第一折流板的自由端之间的间隔形成所述进气栅板的开口，使得在所述进气栅板的开口处形成的折流往右下方方向流动；所述出气端为出气栅板结构，所述出气栅板结构包括出气栅板和多个第二折流板，所述第二折流板的一端与所述出气栅板连接，另一端沿左下方方向延伸作为自由端，相邻的所述第二折流板的自由端之间的间隔形成所述出气栅板的开口，使得在所述出气栅板的开口处形成的折流往右上方方向流动；所述管式过滤器设置在所述热解反应器的外部，与所述热解反应器的热解气出口连通，其包括过滤管、伴热器和吹扫再生装置，所述过滤管设置在所述管式过滤器的内部，用于对所述颗粒床排出的热解气进行进一步除尘处理；所述伴热器外包着所述过滤管，用于加热所述过滤管；所述吹扫再生装置设置在所述管式过滤器的上部，所述吹扫再生装置分别与所述过滤管和所述伴热器连通。根据本专利技术的实施例，所述第一折流板与竖直线的夹角为15-60度，所述第二折流板与竖直线的夹角为15-60度。根据本专利技术的实施例，所述颗粒床为平板式结构，所述集料器为集料板；所述颗粒床出口设置在所述颗粒床的下部，并且插入到所述热解气反应器的出料系统的出料半焦中，并且，通过所述热解反应器出料量来控制所述颗粒床内半焦颗粒的移动速度。根据本专利技术的实施例，所述管式过滤器还包括集气管和油气收集系统，所述集气管与所述过滤管连通，用于收集所述过滤管中的净热解气，所述油气收集系统与所述集气管连通，用于回收焦油。根据本专利技术的实施例，所述吹扫再生装置包括吹扫气加热器和蓄热式辐射管，所述吹扫气加热器分别和所述伴热器和所述过滤管连通，用于提供高温气体。根据本专利技术的实施例，所述过滤管垂直于所述管式过滤器的高度方向呈多层分布，每层具有多根沿竖直方向布置的所述过滤管，优选的，所述过滤管的壁厚小于5mm，同时孔隙率大于30%，优选的，所述过滤管可以采取微孔陶瓷过滤器或金属烧结过滤管；并且，所述过滤管设有吹扫气阀门，用于控制所述吹扫再生装置产生的吹扫气进入所述过滤管，优选的，当所述管式过滤器进出口压力差超过设定值时，所述吹扫气阀门就会开启，使得所述吹扫再生装置产生的吹扫气进入所述过滤管。根据本专利技术的实施例，热解气经过所述进气栅板结构和所述出气栅板结构的流速为0.05-0.5m/s，所述进气端和所述出气端的间距为50-300mm。根据本专利技术的实施例，所述热解反应器包括：进料口、热解气出口、出料口和蓄热式辐射管，所述进料口设置在所述热解反应器的顶壁上，所述热解气出口设置在所述热解室的侧壁上，所述蓄热式辐射管沿所述反应器的高度方向多层布置，每层具有多根沿水平方向布置的所述蓄热式辐射管。在本专利技术的另一个方面，本专利技术提供了一种利用前面所述的粉煤热解除尘系统进行粉煤热解除尘的方法。根据本专利技术的实施例，该方法包括以下步骤：a. 将粉煤通过进料口加入到所述热解反应器中，在所述热解反应器中完成热解过程；b．热解产生的半焦颗粒，通过所述集料器进入所述颗粒床进行堆积，用于过滤；c．热解产生的热解气从所述进气端进入所述颗粒床，对所述热解气进行初步除尘处理；d. 经初步除尘的热解气由所述出气端出来后进入所述管式过滤器，使用再生气进行进一步除尘处理，得到净热解气；e. 经进一步除尘的净热解气通过所述集气管收集后，进入所述油气回收系统，进行回收。根据本专利技术的实施例，所述步骤b中的所述半焦颗粒是由所述热解反应器产生的半焦颗粒经过所述集料器汇集流入到所述颗粒床的，在所述颗粒床中进行堆积，用于实现对所述热解气的初步除尘处理，然后经由所述颗粒床出口进入到所述热解气反应器，通过所述热解反应器的出料口排出；所述步骤c中的所述颗粒床用于对所述热解气进行初步除尘处理，可以过滤所述热解气中携带的2.5um以上的半焦颗粒；步骤d中的所述管式过滤器用于对经初步除尘的热解气进行进一步除尘处理，在所述过滤管中可以过滤经初步除尘的热解气携带的0.5um以上的半焦颗粒，所述再生气为吹扫再生装置产生的高温气体，在所述吹扫再生装置中加热到460-600℃后，进入所述过滤管进行反吹，把所述过滤管上积存的半焦颗粒吹扫下来，实现了过滤管的再生，所述再生气还可以作为所述伴热器的加热源，将所述伴热器加热至450-550℃，优选的，所述再生气为惰性气体，如氮气或者二氧化碳。本专利技术的有益效果在于：（1）本专利技术提供的粉煤热解除尘系统具有耐高温的优点，能够在500～600℃的高温下正常工作；（2）本专利技术提供的粉煤热解除尘系统具有良好的保温效果和抗腐蚀性，能够有效地预防热解气中可冷凝气体由于温度变化生成含粉尘焦油导致其黏附在除尘设备上，从而，能够有效地避免在高温条件下加速设备老化甚至使其失去作用；（3）本专利技术提供的粉煤热解除尘系统中的热解气在除尘器中停留时间短，能够在最短的时间内除去热解气中夹带的粉尘，有效避免了热解气在除尘设备中发生二次裂解等副反应，保证了焦油品质；（4）本专利技术提供的粉煤热解除尘系统结合反应器本身的特点，采用内置颗粒床对热解气进行初步除尘本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种粉煤热解除尘系统，其特征在于，包括：热解反应器、颗粒床和管式过滤器，所述颗粒床设置在所述热解反应器内，位于所述热解反应器下部且固定连接于所述热解反应器的侧壁上，并且设置在所述热解反应器的热解气出口的前端；其中：所述颗粒床包括集料器、进气端、出气端和颗粒床出口，所述集料器倾斜设置于所述颗粒床的上部，所述集料器的上端与所述热解反应器的侧壁连接，所述集料器的下端与所述出气端连接，用于把所述热解反应器产生的半焦颗粒汇集流入所述颗粒床中；所述进气端为进气栅板结构，所述进气栅板结构包括进气栅板和多个第一折流板，所述第一折流板的一端与所述进气栅板连接，另一端沿右下方方向延伸作为自由端，相邻的所述第一折流板的自由端之间的间隔形成所述进气栅板的开口，使得在所述进气栅板的开口处形成的折流往右下方方向流动；所述出气端为出气栅板结构，所述出气栅板结构包括出气栅板和多个第二折流板，所述第二折流板的一端与所述出气栅板连接，另一端沿左下方方向延伸作为自由端，相邻的所述第二折流板的自由端之间的间隔形成所述出气栅板的开口，使得在所述出气栅板的开口处形成的折流往右上方方向流动；所述管式过滤器设置在所述热解反应器的外部，与所述热解反应器的热解气出口连通，其包括过滤管、伴热器和吹扫再生装置，所述过滤管设置在所述管式过滤器的内部，用于对所述颗粒床排出的热解气进行进一步除尘处理；所述伴热器外包着所述过滤管，用于加热所述过滤管；所述吹扫再生装置设置在所述管式过滤器的上部，所述吹扫再生装置分别与所述过滤管和所述伴热器连通。...

【技术特征摘要】
1.一种粉煤热解除尘系统，其特征在于，包括：热解反应器、颗粒床和管式过滤器，所述颗粒床设置在所述热解反应器内，位于所述热解反应器下部且固定连接于所述热解反应器的侧壁上，并且设置在所述热解反应器的热解气出口的前端；其中：所述颗粒床包括集料器、进气端、出气端和颗粒床出口，所述集料器倾斜设置于所述颗粒床的上部，所述集料器的上端与所述热解反应器的侧壁连接，所述集料器的下端与所述出气端连接，用于把所述热解反应器产生的半焦颗粒汇集流入所述颗粒床中；所述进气端为进气栅板结构，所述进气栅板结构包括进气栅板和多个第一折流板，所述第一折流板的一端与所述进气栅板连接，另一端沿右下方方向延伸作为自由端，相邻的所述第一折流板的自由端之间的间隔形成所述进气栅板的开口，使得在所述进气栅板的开口处形成的折流往右下方方向流动；所述出气端为出气栅板结构，所述出气栅板结构包括出气栅板和多个第二折流板，所述第二折流板的一端与所述出气栅板连接，另一端沿左下方方向延伸作为自由端，相邻的所述第二折流板的自由端之间的间隔形成所述出气栅板的开口，使得在所述出气栅板的开口处形成的折流往右上方方向流动；所述管式过滤器设置在所述热解反应器的外部，与所述热解反应器的热解气出口连通，其包括过滤管、伴热器和吹扫再生装置，所述过滤管设置在所述管式过滤器的内部，用于对所述颗粒床排出的热解气进行进一步除尘处理；所述伴热器外包着所述过滤管，用于加热所述过滤管；所述吹扫再生装置设置在所述管式过滤器的上部，所述吹扫再生装置分别与所述过滤管和所述伴热器连通。2.如权利要求1中所述的粉煤热解除尘系统，其特征在于，所述第一折流板与竖直线的夹角为15-60度，所述第二折流板与竖直线的夹角为15-60度。3.如权利要求1中所述的粉煤热解除尘系统，其特征在于，所述颗粒床为平板式结构，所述集料器为集料板；所述颗粒床出口设置在所述颗粒床的下部，并且插入到所述热解气反应器的出料系统的出料半焦中，并且，通过所述热解反应器出料量来控制所述颗粒床内半焦颗粒的移动速度。4.如权利要求1-3中所述的粉煤热解除尘系统，其特征在于，所述管式过滤器还包括集气管和油气收集系统，所述集气管与所述过滤管连通，用于收集所述过滤管中的净热解气，所述油气收集系统与所述集气管连通，用于回收焦油。5.如权利要求1-3中所述的粉煤热解除尘系统，其特征在于，所述吹扫再生装置包括吹扫气加热器和蓄热式辐射管，所述吹扫气加热器分别和所述伴热器和所述过滤管连通，用于提供高温气体。6.如权利要求1-3中所述的粉煤热解除尘系统，其特征在于，所述过滤管垂直于所述管式过滤器的高度方向呈多层...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈水渺，肖磊，薛逊，姜朝兴，吴道洪，
申请(专利权)人：北京神雾环境能源科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11