一种高温气体热量回收、洗涤除尘设备及方法技术

本发明专利技术提供了一种高温气体热量回收、洗涤除尘设备及方法，包括依次通过导气管法兰连接的气体发生器、一级混合器、气液分离器、二级混合器和两段洗气塔，所述气体发生器包括废锅段和激冷段，废锅段对高温气体初步降温，副产饱和水蒸汽；所述激冷段用以对废锅段降温后的含尘气体进行洗涤除尘和二次降温。本发明专利技术利用辐射废锅利用水冷壁辐射换热方式回收高温反应气的部分显热，副产饱和水蒸汽，以提高能源利用效率；通过一级混合器、气液分离器、二级混合器和两段洗气塔对高温气体进行逐级降温除尘处理，最终排放出固体颗粒含量不高于5mg/Nm

A Heat Recovery, Washing and Dust Removal Equipment and Method for High Temperature Gas

The invention provides a high-temperature gas heat recovery, washing and dust removal equipment and method, including a gas generator, a first-stage mixer, a gas-liquid separator, a second-stage mixer and a two-stage gas scrubber connected by a flange of a gas guide pipe in turn. The gas generator comprises a waste boiler section and a chilling section, the waste boiler section preliminarily lowers the temperature of high-temperature gas, and the by-product saturated water vapor is used for the chilling section. The dusty gas in the waste pot section after cooling is washed and dedusted and cooled twice. The invention uses radiation waste pan to recover partial sensible heat of high temperature reaction gas by using water wall radiation heat transfer mode, and by-product saturated water vapor to improve energy utilization efficiency; through one-stage mixer, gas-liquid separator, two-stage mixer and two-stage scrubbing tower, the high temperature gas is gradually cooled and dedusted, and finally the solid particle content is not higher than 5 mg/Nm.

【技术实现步骤摘要】
一种高温气体热量回收、洗涤除尘设备及方法
本专利技术涉及化工设备
，具体地说是一种高温气体热量回收、洗涤除尘设备及方法。
技术介绍
在化工生产中，高温含尘气体在进入下一工序前需进行降温、除尘，回收热量的同时脱除大部分固体颗粒，如果热量没有有效的回收利用途径，会增加系统能耗；而含尘气体中微米和亚微米级固体，不能采取有效的方法实现气固分离，达到排放或使用标准，大部分超细灰将被气体带入后工序，造成触媒、塔盘、填料堵塞等，影响长周期稳定运行，或者造成环境污染。现有的流程或方法，单纯采用干法或湿法除灰或组合式，虽然大部分细灰脱除了，但是热量却不能很好的回收利用，而现有废锅流程结构复杂，运行稳定性差。
技术实现思路
本专利技术的目的是解决上述现有技术的不足，提供一种高温气体热量回收、洗涤除尘设备及方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高温气体热量回收、洗涤除尘设备，包括气体发生器、一级混合器、气液分离器、二级混合器和两段洗气塔，所述气体发生器、一级混合器、气液分离器、二级混合器和两段洗气塔之间依次通过导气管法兰连接，其特征在于：所述气体发生器包括反应段、废锅段和激冷段，所述废锅段通过去废锅管线和出废锅管线与汽包连接，锅炉水通过去废锅管线进入废锅段，废锅段副产水蒸汽通过出废锅管线进入汽包；所述激冷段用以对废锅段一次降温后的高温气体进行洗涤除尘和二次降温，所述激冷段上部与一级混合器通过导气管连接，所述激冷段和一级混合器连接的导气管上设有气体发生器压力调节阀；所述一级混合器和二级混合器，用以对高温气体进行再降温，增湿、增重、凝聚高温气体中的固体颗粒；所述气液分离器，用以将高温气体中所含液滴及增湿、增重、凝聚后的固体颗粒分离；所述两段洗气塔，用以洗涤高温气体，对高温气体做最后除尘处理。优选的，所述废锅段包括壳体和辐射废锅，所述辐射废锅位于壳体内，且与壳体之间设有夹层；所述辐射废锅包括水冷壁，所述水冷壁从上而下依次连通的上部锥段水冷壁、中部直筒段水冷壁和下部锥段水冷壁，所述上部锥段水冷壁的上端和下部锥段水冷壁的下端分别设有上部入口段和下部出口段，所述上部入口段和下部出口段外侧分别设有上盘管和下盘管；所述中部直筒段水冷壁内壁设有辐射屏；所述去废锅管线包括去水冷壁管线、去辐射屏管线、去上盘管管线和去下盘管管线，所述出废锅管线包括出水冷壁管线、出辐射屏管线、出上盘管管线和出下盘管管线，所述水冷壁和辐射屏的入口端分别与第一下部给水集水箱和第二下部给水集水箱连接，所述第一下部给水集水箱和第二下部给水集水箱分别通过去水冷壁管线和去辐射屏管线与汽包连接；所述上盘管和下盘管的入口端分别与来自锅炉水管网的去上盘管管线和去下盘管管线连接，所述水冷壁和辐射屏的出口端分别与第一上部回水集水箱和第二上部回水集水箱连接，所述第一上部回水集水箱和第二上部回水集水箱分别通过出水冷壁管线和出辐射屏管线与汽包连接，所述上盘管和下盘管的出口端分别通过出上盘管管线和出下盘管管线与汽包连接；所述第一上部回水集水箱和第二上部回水集水箱位于所述中部直筒段水冷壁的上端，所述第一下部给水集水箱和第二下部给水集水箱位于所述中部直筒段水冷壁的下端。优选的，所述汽包与来自锅炉水管网的去汽包管线连接，所述去汽包管线上设有汽包液位调节阀和锅炉给水流量计，所述汽包设有至少3个汽包液位计；所述汽包通过连接管线与连通的汽包排放管线和蒸汽管线连接，所述汽包排放管线上设有汽包排放管线压力调节阀，所述蒸汽管线上设有蒸汽管线压力调节阀和蒸汽流量计，所述汽包液位计、蒸汽流量计、锅炉给水流量计分别与汽包液位调节阀电性连接，并形成控制回路，进行三冲量调节，控制汽包液位和蒸汽产量。进一步的，所述连接管线上设有压力表，所述压力表分别与汽包排放管线压力调节阀和蒸汽管线压力调节阀电性连接。优选的，所述气液分离器的气体进口位于中上部，所述气体进口为切向进入，所述气液分离器内部设有上升管，所述上升管与位于气液分离器顶端中间的气体出口连通，所述上升管长度为气液分离器高度的2/3-1/2；所述气液分离器底端设有液体排放口，所述液体排放口连接含固水处理管线。优选的，所述两段洗气塔分为上下两段，中间由隔板分开，下段为储水槽，所述储水槽设有分泡器，以防止液位波动，所述储水槽上部设有升气管，储水槽底端设有含固水出口，所述含固水出口连接含固水处理管线；上段为塔盘段，设有4-8层塔盘，每层塔盘上分别设有2或3路喷淋结构，所述塔盘段的顶端连接气体排出管线。进一步的，所述一级混合器和二级混合器分别连接第一工艺水管线和第二工艺水管线，所述第一工艺水管线和第二工艺水管线上分别设有流量调节阀；所述塔盘的上部连接第三工艺水管线，所述塔盘的下部连接第四工艺水管线，所述塔盘段下部通过回用水管线与激冷段连接，所述回用水管线上设有泵送机构；所述储水槽连接第五工艺水管线。一种高温气体热量回收方法，包括以下流程：a、将来自锅炉水管网的低于120℃锅炉水通过去汽包管线进入汽包，锅炉水从汽包流出并分别经过去水冷壁管线和去辐射屏管线进入第一下部给水集水箱和第二下部给水集水箱，然后进入水冷壁和辐射屏，待水冷壁和辐射屏内锅炉水充满后，保持汽包内锅炉水为30-60％的液位；b、将来自锅炉水管网的低于120℃锅炉水通过去上盘管管线和去下盘管管线分别进入上盘管和下盘管；c、去水冷壁管线和去辐射屏管线内通入中压蒸汽，加热给水回路，水冷壁和辐射屏内的锅炉水升温后分别进入第一上部回水集水箱和第二上部回水集水箱，再经过出水冷壁管线和出辐射屏管线进入汽包内，汽包和水冷壁、辐射屏之间形成锅炉水循环回路，利用汽包排放管线压力调节阀控制汽包压力在0.3MPa以下；d、待汽包内锅炉水温度升至125-135℃时，气体发生器反应段开始预热，待反应段温度升至与锅炉水温度一致后，停止输入中压蒸汽，利用反应段预热热量给锅炉水继续升温；升温过程可以将汽包压力缓慢提升，当压力升至0.5MPa时，缓慢打开汽包去低压蒸汽管网阀门；e、水冷壁与壳体的夹层输入高压的氮气、CO2或反应气体作为保护气；气体发生器反应段投料，反应段生成的高温气体经过辐射废锅进入激冷段，在辐射废锅通过水冷壁和辐射屏换热，高温气体温度降低，辐射废锅内锅炉水吸收高温气体热量后被加热，温度不断升高，锅炉水被加热后形成的汽水混合物通过出水冷壁管线、出辐射屏管线、出上盘管管线和出下盘管管线进入汽包；f、通过气体发生器压力调节阀将气体发生器内压力调节至工作压力1.5-9.0MPa，同时通过汽包排放管线压力调节阀调节汽包压力，汽包产生的蒸汽经蒸汽管线压力调节阀送至不同等级蒸汽管网。一种高温气体洗涤除尘方法，包括以下流程：a、高温气体通过废锅段后进入激冷段，在激冷段通过喷淋洗涤水和水浴的双重作用，对高温气体进行洗涤除尘和二次降温，洗涤除尘和二次降温后的高温气体通过导气管上的气体发生器压力调节阀送入一级混合器；b、与高温气体温差小于100℃的低温工艺水经泵加压通过流量调节阀进入内嵌于一级混合器内的布水器，与气体流向呈30-60°夹角，布水器喷出水雾与高温气体相遇，对高温气体进行降温，高温气体中所含固体颗粒被增湿增重，含液滴及固体颗粒的高温气体经导气管进入气液分离器上部的气体进口；c、含湿润增重固体颗粒及液滴的高温气体在气液分离器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高温气体热量回收、洗涤除尘设备，包括气体发生器、一级混合器(23)、气液分离器(24)、二级混合器(26)和两段洗气塔，所述气体发生器、一级混合器(23)、气液分离器(24)、二级混合器(26)和两段洗气塔之间依次通过导气管法兰连接，其特征在于：所述气体发生器包括反应段(1)、废锅段(2)和激冷段(3)，所述废锅段(2)通过去废锅管线和出废锅管线与汽包(13)连接，锅炉水通过去废锅管线进入废锅段(2)，废锅段(2)副产水蒸汽通过出废锅管线进入汽包(13)；所述激冷段(3)用以对废锅段(2)一次降温后的高温气体进行洗涤除尘和二次降温，所述激冷段(3)上部与一级混合器(23)通过导气管连接，所述激冷段(3)和一级混合器(23)连接的导气管上设有气体发生器压力调节阀(12)；所述一级混合器(23)和二级混合器(26)，用以对高温气体进行再降温，增湿、增重、凝聚高温气体中的固体颗粒；所述气液分离器(24)，用以将高温气体中所含液滴及增湿、增重、凝聚后的固体颗粒分离；所述两段洗气塔，用以洗涤高温气体，对高温气体做最后除尘处理。

【技术特征摘要】
1.一种高温气体热量回收、洗涤除尘设备，包括气体发生器、一级混合器(23)、气液分离器(24)、二级混合器(26)和两段洗气塔，所述气体发生器、一级混合器(23)、气液分离器(24)、二级混合器(26)和两段洗气塔之间依次通过导气管法兰连接，其特征在于：所述气体发生器包括反应段(1)、废锅段(2)和激冷段(3)，所述废锅段(2)通过去废锅管线和出废锅管线与汽包(13)连接，锅炉水通过去废锅管线进入废锅段(2)，废锅段(2)副产水蒸汽通过出废锅管线进入汽包(13)；所述激冷段(3)用以对废锅段(2)一次降温后的高温气体进行洗涤除尘和二次降温，所述激冷段(3)上部与一级混合器(23)通过导气管连接，所述激冷段(3)和一级混合器(23)连接的导气管上设有气体发生器压力调节阀(12)；所述一级混合器(23)和二级混合器(26)，用以对高温气体进行再降温，增湿、增重、凝聚高温气体中的固体颗粒；所述气液分离器(24)，用以将高温气体中所含液滴及增湿、增重、凝聚后的固体颗粒分离；所述两段洗气塔，用以洗涤高温气体，对高温气体做最后除尘处理。2.根据权利要求1所述的一种高温气体热量回收、洗涤除尘设备，其特征在于：所述废锅段(2)包括壳体和辐射废锅，所述辐射废锅位于壳体内，且与壳体之间设有夹层；所述辐射废锅包括水冷壁，所述水冷壁从上而下依次连通的上部锥段水冷壁(201)、中部直筒段水冷壁(202)和下部锥段水冷壁(203)，所述上部锥段水冷壁(201)的上端和下部锥段水冷壁(203)的下端分别设有上部入口段(205)和下部出口段(206)，所述上部入口段(205)和下部出口段(206)外侧分别设有上盘管(207)和下盘管(208)；所述中部直筒段水冷壁(202)内壁设有辐射屏(204)；所述去废锅管线包括去水冷壁管线(4)、去辐射屏管线(5)、去上盘管管线(6)和去下盘管管线(7)，所述出废锅管线包括出水冷壁管线(8)、出辐射屏管线(9)、出上盘管管线(10)和出下盘管管线(11)，所述水冷壁和辐射屏(204)的入口端分别与第一下部给水集水箱(209)和第二下部给水集水箱(210)连接，所述第一下部给水集水箱(209)和第二下部给水集水箱(210)分别通过去水冷壁管线(4)和去辐射屏管线(5)与汽包(13)连接；所述上盘管(207)和下盘管(208)的入口端分别与来自锅炉水管网的去上盘管管线(6)和去下盘管管线(7)连接，所述水冷壁和辐射屏(204)的出口端分别与第一上部回水集水箱(211)和第二上部回水集水箱(212)连接，所述第一上部回水集水箱(211)和第二上部回水集水箱(212)分别通过出水冷壁管线(8)和出辐射屏管线(9)与汽包连接，所述上盘管(207)和下盘管(208)的出口端分别通过出上盘管管线(10)和出下盘管管线(11)与汽包(13)连接；所述第一上部回水集水箱(211)和第二上部回水集水箱(212)位于所述中部直筒段水冷壁(202)的上端，所述第一下部给水集水箱(209)和第二下部给水集水箱(210)位于所述中部直筒段水冷壁(202)的下端。3.根据权利要求1所述的一种高温气体热量回收、洗涤除尘设备，其特征在于：所述汽包(13)与来自锅炉水管网的去汽包管线(14)连接，所述去汽包管线(14)上设有汽包液位调节阀(16)和锅炉给水流量计(15)，所述汽包(13)设有至少3个汽包液位计(21)；所述汽包(13)通过连接管线与连通的汽包排放管线(17)和蒸汽管线(19)连接，所述汽包排放管线(17)上设有汽包排放管线压力调节阀(18)，所述蒸汽管线(19)上设有蒸汽管线压力调节阀(20)和蒸汽流量计(22)，所述汽包液位计(21)、蒸汽流量计(22)、锅炉给水流量计(15)分别与汽包液位调节阀(16)电性连接，并形成控制回路，进行三冲量调节，控制汽包(13)液位和蒸汽产量。4.根据权利要求3所述的一种高温气体热量回收、洗涤除尘设备，其特征在于：所述连接管线上设有压力表，所述压力表分别与汽包排放管线压力调节阀(18)和蒸汽管线压力调节阀(20)电性连接。5.根据权利要求1所述的一种高温气体热量回收、洗涤除尘设备，其特征在于：所述气液分离器(24)的气体进口位于中上部，所述气体进口为切向进入，所述气液分离器(24)内部设有上升管(25)，所述上升管(25)与位于气液分离器(24)顶端中间的气体出口连通，所述上升管(25)长度为气液分离器(24)高度的2/3-1/2；所述气液分离器(24)底端设有液体排放口，所述液体排放口连接含固水处理管线(33)。6.根据权利要求1所述的一种高温气体热量回收、洗涤除尘设备，其特征在于：所述两段洗气塔分为上下两段，中间由隔板分开，下段为储水槽(27)，所述储水槽(27)设有分泡器，以防止液位波动，所述储水槽(27)上部设有升气管(28)，储水槽(27)底端设有含固水出口，所述含固水出口连接含固水处...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲍卫娜，许广宇，潘荣，李耀，宋成凯，赵矿生，唐广军，李琳，张俊先，赵岐，李波，祝贺，季思伟，郭宝贵，张涛，刘进波，戴武军，
申请(专利权)人：山东兖矿国拓科技工程股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37