一种内置旋风除尘器和循环式颗粒床的粉煤热解除尘系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种内置旋风除尘器和颗粒可分选式颗粒床的粉煤热解除尘系统，包括：热解反应器、旋风除尘器和循环式颗粒床，其中，所述旋风除尘器和循环式颗粒床内置于所述热解反应器中，所述循环式颗粒床包括位于上部的加热段和位于下部的除尘段、提料装置、进料系统和再生器，设置在所述热解反应器的热解气出口的前端的所述除尘段包括集料器、进气端、出气端、下部颗粒出料口。该系统利用可循环再生的颗粒作为过滤料，并结合其他除尘设备，能够低成本、高效率的解决粉煤热解气的除尘难题，降低热解气含尘量，使热解气含尘低于50mg/Nm3，从而实现焦油中的含尘低，达到焦油后续处理要求。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于煤炭分质梯级利用领域，具体涉及粉煤热解过程中的除尘系统，尤其是一种内置旋风除尘器和颗粒可分选式颗粒床的粉煤热解除尘系统。
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。同时，粉煤热解过程中含尘热解气高温气固在线分离对除尘设备的要求较苛刻，主要应满足以下条件：（1）耐高温（500～600℃）；（2）具有良好的保温效果和抗腐蚀性。如果保温效果不好或者温度发生变化，热解气中可冷凝气体会生成带粉尘的焦油，黏附在除尘设备上，在高温条件下加速设备老化甚至使其失去作用；（3）在除尘器中的停留时间要短，在最短的时间内除去热解气中夹带的粉尘，避免热解气在除尘设备中发生二次裂解等副反应，影响焦油品质；（4）高温条件下，滤材或设备寿命要长，易再生，过滤效率高。因此，粉煤热解过程中含尘热解气的除尘方法及关键设备的研发，已经成为煤炭中低温热解领域亟需解决的问题。
技术实现思路
本技术针对现有技术的不足，设计并开发出一种内置旋风除尘器和循环式颗粒床的粉煤热解除尘系统，该系统结合反应器本身的特点，利用可循环再生的颗粒作为过滤料，并结合其他除尘设备，能够低成本、高效率的解决粉煤热解气的除尘难题，降低热解气含尘量，使热解气含尘低于50mg/Nm3，从而实现焦油中的含尘低，达到焦油后续处理要求。为解决上述技术问题，本技术采用的技术方案为：本技术提供了一种粉煤热解除尘系统。根据本技术的实施例，该系统包括：热解反应器、旋风除尘器和循环式颗粒床，其特征在于：所述旋风除尘器和循环式颗粒床内置于所述热解反应器中，所述循环式颗粒床的加热段和除尘段位于所述热解反应器的一侧，与所述热解反应器的侧壁固定连接，并沿所述热解反应器的高度方向贯穿于所述热解反应器内部，其中：所述循环式颗粒床包括位于上部的加热段和位于下部的除尘段、提料装置、进料系统和再生器；其中，所述加热段内设有沿所述热解反应器的高度方向多层布置的多个蓄热式辐射管，用于加热颗粒床料；设置在所述热解反应器的热解气出口的前端的所述除尘段包括集料器、进气端、出气端、下部颗粒出料口；其中，所述集料器倾斜设置在所述热解反应器内，所述集料器的上端与所述加热段的侧壁连接，所述集料器的下端与出气栅板连接，用于将经所述加热段加热的颗粒床料汇集流入循环式颗粒床的所述除尘段中；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；所述旋风除尘器包括进气端、出气口和出料管，所述进气端用于通入所述热解反应器内产生的携带半焦颗粒的热解气，所述旋风除尘器的出气口通过连接通道与所述循环式颗粒床的所述进气端连接，用于将经过所述旋风除尘器的热解气二次除尘，其中，所述连接通道内设有进气分布板。专利技术人发现，根据本技术实施例的粉煤热解除尘系统，除尘工艺简单，保温效果好，耗能低。采取可循环再生的颗粒作为颗粒床的过滤料进行除尘，粒径均匀，与半焦分离容易，所以过滤效果好；并设计了栅板结构的进气端和出气端，控制进气、出气速度，除尘压降小，除尘效果好；而且，结合其他除尘设备，进行二次除尘，能够低成本、高效率的解决粉煤热解气的除尘难题，降低热解气含尘量，使热解气含尘低于50mg/Nm3，从而实现焦油中的含尘低，达到焦油后续处理要求。根据本技术的实施例，所述提料装置与所述下部颗粒出料口连接；所述再生器与所述提料装置连接，用于去除颗粒床中的半焦及粘附在颗粒料上的结焦物；所述进料系统分别与所述再生器和所述循环式颗粒床上部的颗粒进料口连接，用于将经再生器再生的颗粒床料加入到所述循环式颗粒床中。根据本技术的实施例，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。根据本技术的实施例，所述循环式颗粒床的除尘段为平板式结构，所述集料器为集料板；所述进气分布板采用折板式分布结构，使热解气均匀的进入循环式颗粒床。根据本技术的实施例，所述旋风除尘器的出料管插入到所述热解气反应器的出料系统的出料半焦中。根据本技术的实施例，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。根据本技术的实施例，所述颗粒床料为颗粒均匀的陶瓷球或石英砂。根据本技术的实施例，所述颗粒床料通过所述进料系统进入颗粒床，利用移动床的方式，所述颗粒床料经加热、除尘、再生，实现循环。根据本技术的实施例，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。在本技术的另一个方面，本技术进一步提供了一种利用粉煤热解除尘系统进行粉煤热解除尘的方法，其特征在于，包括以下步骤：a.将粉煤通过热解反应器的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．循环式颗粒床的加热段内布置的多个蓄热式辐射管加热颗粒床料，并经所述循环式颗粒床的除尘段的集料器把经所述加热段加热的颗粒床料汇集流入循环式颗粒床的所述除尘段中；c．热解产生的热解气从进气端进入旋风除尘器中，对所述热解气进行初步除尘；d.经初步除尘的热解气从进气端进入所述颗粒床的除尘段，对所述热解气进行进一步除尘；e.经进一步除尘的热解气经所述热解反应器的热解气出口排出。本技术的有益效果在于：1）采取内置循环式颗粒床除尘，保温效果好，除尘工艺简单、耗能低。2）利用陶瓷球或石英砂作为过滤床料，粒径均匀，与半焦分离容易，所以过滤效果好。3）栅板结构的进气端和出气端，控制进气、出气速度，除尘压降小，除尘效果好。4）结合内置式旋风除尘器，进行二次除尘，能够低成本、高效率的解决粉煤热解气的除尘难题，降低热解气含尘量，使热解气含尘低于50mg/Nm3，从而实现焦油中的含尘低，达到焦油后续处理要求。5）颗粒床料通过进料系统进入颗粒床，利用移动床的方式，颗粒料经加热、除尘、再生，实现循环。附图说明图1为本技术粉煤热解除本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种粉煤热解除尘系统，包括热解反应器、旋风除尘器和循环式颗粒床，其特征在于：所述旋风除尘器和循环式颗粒床内置于所述热解反应器中，所述循环式颗粒床的加热段和除尘段位于所述热解反应器的一侧，与所述热解反应器的侧壁固定连接，并沿所述热解反应器的高度方向贯穿于所述热解反应器内部，其中：所述循环式颗粒床包括位于上部的加热段和位于下部的除尘段、提料装置、进料系统和再生器，所述再生器与所述提料装置连接，用于去除颗粒床中的半焦及粘附在颗粒料上的结焦物；所述进料系统分别与所述再生器和所述循环式颗粒床上部的颗粒进料口连接，用于将经再生器再生的颗粒床料加入到所述循环式颗粒床中；其中，所述加热段内设有沿所述热解反应器的高度方向多层布置的多个蓄热式辐射管，用于加热颗粒床料；设置在所述热解反应器的热解气出口的前端的所述除尘段包括集料器、进气端、出气端、下部颗粒出料口；所述提料装置与所述下部颗粒出料口连接；其中，所述集料器倾斜设置在所述热解反应器内，所述集料器的上端与所述加热段的侧壁连接，所述集料器的下端与出气栅板连接，用于将经所述加热段加热的颗粒床料汇集流入循环式颗粒床的所述除尘段中；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；所述旋风除尘器包括进气端、出气口和出料管，所述进气端用于通入所述热解反应器内产生的携带半焦颗粒的热解气，所述旋风除尘器的出气口通过连接通道与所述循环式颗粒床的所述进气端连接，用于将经过所述旋风除尘器的热解气二次除尘，其中，所述连接通道内设有进气分布板。...

【技术特征摘要】
1.一种粉煤热解除尘系统，包括热解反应器、旋风除尘器和循环式颗粒床，其特征在于：所述旋风除尘器和循环式颗粒床内置于所述热解反应器中，所述循环式颗粒床的加热段和除尘段位于所述热解反应器的一侧，与所述热解反应器的侧壁固定连接，并沿所述热解反应器的高度方向贯穿于所述热解反应器内部，其中：所述循环式颗粒床包括位于上部的加热段和位于下部的除尘段、提料装置、进料系统和再生器，所述再生器与所述提料装置连接，用于去除颗粒床中的半焦及粘附在颗粒料上的结焦物；所述进料系统分别与所述再生器和所述循环式颗粒床上部的颗粒进料口连接，用于将经再生器再生的颗粒床料加入到所述循环式颗粒床中；其中，所述加热段内设有沿所述热解反应器的高度方向多层布置的多个蓄热式辐射管，用于加热颗粒床料；设置在所述热解反应器的热解气出口的前端的所述除尘段包括集料器、进气端、出气端、下部颗粒出料口；所述提料装置与所述下部颗粒出料口连接；其中，所述集料器倾斜设置在所述热解反应器内，所述集料器的上端与所述加热段的侧壁连接，所述集料器的下端与出气栅板连接，用于将经所述加热段加热的颗粒床料汇集流入循环式颗粒床的所述除尘段中；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...

【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：新型
国别省市：北京;11