本实用新型专利技术涉及一种荒煤气除尘及焦油轻质化装置，包括旋风分离器、湍流团聚室及颗粒床过滤除尘器，旋风分离器与煤热解炉连接，上端设有热解油气排出口，下端设有粉尘排出口；湍流团聚室前端与旋风分离器连接，在湍流团聚室内设置n个扰流柱，并在每个扰流柱后方沿径向设置至少1组八字形的涡片；颗粒床过滤除尘器连接湍流团聚室，其中装填半焦过滤床料，颗粒床过滤除尘器底端设有提质后的洁净油气排出口。本实用新型专利技术装置将荒煤气先经旋风分离器预除尘，再经湍流团聚室进行细微颗粒团聚，最后经过颗粒床同时进行精密除尘及焦油的轻质化处理。化处理。化处理。
【技术实现步骤摘要】
一种荒煤气除尘及焦油轻质化装置
[0001]本技术属于荒煤气处理
，涉及荒煤气的除尘净化及焦油提质，特别是涉及一种促进荒煤气中细粉尘团聚及除尘净化、焦油提质的装置。
技术介绍
[0002]经过多年的研究和发展，粉煤热解工艺日臻成熟，其中的一些技术已经完成了中试或工业化放大。然而，目前尚未从真正意义上实现粉煤热解工艺的工业化运行，主要是其中的关键技术还未取得实质性的突破。
[0003]究其原因，粉煤中低温热解过程中产生的荒煤气具有成分复杂、重质焦油组分多(＞50%)、粉尘含量大、粉尘形状不规则、气体温度高等特点，造成荒煤气中夹带的粉尘与热解油气的高温在线分离效果不理想，最终导致热解系统运行不稳定，煤焦油中粉尘含量偏高、油品质量差，无法满足煤焦油进一步深加工的质量指标。进而，夹带粉尘严重时，还可能会导致管路堵塞。
[0004]因此，粉煤热解荒煤气的除尘技术及关键设备的开发研究，已经成为低阶粉煤热解领域亟待解决的关键问题之一。
[0005]旋风除尘器对于≥5μm的微粒具有很好的分离效果，但对于5μm以下尘粒的捕集效率较低。
[0006]神木富油能源科技公司建立了2
×
60万t/a的固体热载体煤热解装置，采用两级环流式高温旋风除尘器，预期煤焦油中含尘量在0.1%以下。但是由于粉尘含量高、粒度小，最终在调试中除尘效果未能达到设计要求。
[0007]中科院工程热物理研究所建设了10t/h固体热载体粉煤快速热解装置，该工艺采用两级旋风分离器串联，可实现3天的连续运行，但热解煤气中分离出的粉尘的冷却和排放仍是制约该工艺长时间连续稳定运行的因素。
[0008]由于旋风除尘器对微小粉尘的除尘效率较低，导致被热解煤气带出的粉尘颗粒堵塞冷凝系统管路，因此一般只能作为预除尘设备，将荒煤气含尘浓度降低至0.5%以下，再进行精密除尘。
[0009]目前粉煤热解工艺普遍采用两级除尘设备串联方式，一级除尘设备为旋风分离器，分离粒径在5
µ
m以上；二级除尘设备包括金属膜除尘、静电除尘、颗粒床除尘等，主要去除5
µ
m以下的尘粒。
[0010]颗粒床过滤除尘器通过直接拦截、惯性碰撞、扩散沉积、重力沉积、静电吸引等过滤原理实现对含尘气体的过滤，具有耐高温、耐腐蚀、结构简单等优点。但其对细微颗粒的捕集效率不高，且得到的焦油重质组分较多，无法满足深加工要求。
[0011]神华集团在固体热载体热解工艺中，将筛分后的热态半焦用作移动颗粒床除尘器的过滤介质，中试运行效果不佳，容易发生堵塞。
[0012]因此，采用旋风分离器与颗粒床除尘器结合的方式对高温含尘热解油气进行除尘，仍然无法满足工业连续生产的要求，而且得到的焦油重质组分较多，无法满足焦油深加
工的要求。
技术实现思路
[0013]本技术的目的是提供一种荒煤气除尘及焦油轻质化装置，以在能够更有效除尘的基础上，对焦油进行催化提质。
[0014]为实现上述目的，本技术提供了一种荒煤气除尘及焦油轻质化装置，利用该装置对荒煤气先经过旋风分离器进行预除尘，再经湍流团聚室进行细微颗粒团聚，最后经过颗粒床同时进行精密除尘及焦油的轻质化处理。
[0015]具体地，本技术所述的荒煤气除尘及焦油轻质化装置包括：
[0016]一个旋风分离器，所述旋风分离器通过其上设置的荒煤气进口与煤热解炉连接，并在所述旋风分离器的上端设有热解油气排出口，下端设有粉尘排出口；
[0017]一个两端均呈锥形收缩状的湍流团聚室，在所述湍流团聚室前端的锥顶端设有热解油气进气口与旋风分离器的热解油气排出口连接，后端的锥顶端设有团聚后油气排出口，在所述湍流团聚室内设置有n个扰流柱，并在每个扰流柱后方沿径向设置至少1组呈八字形的涡片；
[0018]一个颗粒床过滤除尘器，通过上端的团聚后油气进气口与湍流团聚室的团聚后油气排出口连接，在所述颗粒床过滤除尘器中装填有半焦过滤床料，并在半焦过滤床料上设置有布风板，颗粒床过滤除尘器的底端设有提质后的洁净油气排出口。
[0019]进一步地，所述湍流团聚室两端的锥形角度优选为20～60
°
。
[0020]进一步地，所述的湍流团聚室优选为正六棱柱形状，其两端相应地分别为正六棱台结构。
[0021]进一步地，所述湍流团聚室内设置的n个扰流柱位于湍流团聚室的同一纵向截面上。
[0022]更进一步地，所述扰流柱为三棱椎形状，三棱锥的顶端朝向湍流团聚室的前端。
[0023]更进一步地，所述扰流柱的数量n为4～6个。
[0024]进一步地，所述设置在扰流柱后方的呈八字形的涡片的张开角度为20～60
°
。
[0025]更进一步地，优选在每个扰流柱的后方设置有3组涡片。
[0026]进一步地，所述旋风分离器的荒煤气进口管路向下倾斜5～10
°
，旋风分离器下方锥体的椎角优选为20
°
。
[0027]在本专利技术所述颗粒床过滤除尘器中装填的半焦过滤床料为煤热解得到的半焦颗粒，将煤颗粒热解得到的半焦颗粒经筛分后置于颗粒床过滤除尘器中作为过滤介质。
[0028]进一步地，在本专利技术所述的荒煤气除尘及焦油轻质化装置中还包括有常规的用于监控装置正常运转的压差表，以用于检测装置中物料的实时压降。
[0029]从煤热解炉中逸出的荒煤气夹带着大量粉尘，以较高的气速进入旋风分离器中，沿着器壁进行旋转，利用气体与粉尘颗粒离心力的不同，将粒径较大的粉尘排入粉尘排出口下方的灰斗中。旋风分离器对细微颗粒的除尘效果不好，这些细微颗粒跟随着热解油气通过内旋气流排出旋风分离器，进入到湍流团聚室中。
[0030]湍流团聚室成放射状的进气口端会加剧细微粉尘间的混合与碰撞，再经过三棱锥状的扰流柱后，气体会发生分流、扰流和混合，引起细微颗粒之间的速度出现差异，粉尘颗
粒间形成漩涡，颗粒混合碰撞加速形成较大的粉尘颗粒；之后气流分别流向两侧的涡片，同样进行了分流与扰动，细微颗粒间形成小漩涡，由于速度差异，粉尘颗粒继续混合在一起相互之间发生碰撞，形成更大的粉尘颗粒。经过涡片后的粉尘和油气来到湍流团聚室的出口，出口又呈收缩状，造成了气流的流速进一步加快，粉尘也继续混合碰撞，粒径继续变大，形成了粒径较大的粉尘，与热解油气一起从湍流团聚室出来继续进入到颗粒床过滤除尘器中。
[0031]粒径较大的粉尘与热解油气一起进入颗粒床过滤除尘器后，其中的粉尘被半焦过滤层阻挡下来；由于半焦较大的比表面积、丰富的表面官能团及其灰分中所含矿物质组分对气相焦油具有一定的催化提质作用，使得通过半焦过滤层的热解油气中的焦油品质得到改善；因此，粉尘得到脱除、焦油得到提质，达到了预期的目标。
[0032]与现有技术相比，本技术荒煤气除尘及焦油轻质化装置的有益效果具体体现在以下几个方面。
[0033]1、旋风分离器进口管路下斜5～10
°<本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种荒煤气除尘及焦油轻质化装置，其特征是包括：一个旋风分离器，所述旋风分离器通过其上设置的荒煤气进口与煤热解炉连接，并在所述旋风分离器的上端设有热解油气排出口，下端设有粉尘排出口；一个两端均呈锥形收缩状的湍流团聚室，在所述湍流团聚室前端的锥顶端设有热解油气进气口与旋风分离器的热解油气排出口连接，后端的锥顶端设有团聚后油气排出口，在所述湍流团聚室内设置有n个扰流柱，并在每个扰流柱后方沿径向设置至少1组呈八字形的涡片；一个颗粒床过滤除尘器，通过上端的团聚后油气进气口与湍流团聚室的团聚后油气排出口连接，在所述颗粒床过滤除尘器中装填有半焦过滤床料，并在半焦过滤床料上设置有布风板，颗粒床过滤除尘器的底端设有提质后的洁净油气排出口。2.根据权利要求1所述的荒煤气除尘及焦油轻质化装置，其特征是所述湍流团聚室两端的锥形角度为20～60
°
。3.根据权利要求1或2所述的荒煤气除尘及焦油轻质化装置，其特征是所述的湍流团聚室为正六棱柱形状，其两端相应地分别为正六棱台结构。4.根...
【专利技术属性】
技术研发人员：叶泽甫，张帅，徐旭东，朱竹军，杜天宙，王倩，申岩峰，王美君，鲍卫仁，
申请(专利权)人：山西格盟中美清洁能源研发中心有限公司，
类型：新型
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。