用于煤气净化的一级旋风分离器和煤气净化系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种用于煤气净化的一级旋风分离器和煤气净化系统。该一级旋风分离器(7)包括：一级旋风粗煤气入口(702)，设置在一级旋风分离器(7)上部侧壁上；一级旋风雾化灰水入口(710)，设置在一级旋风分离器(7)上部侧壁上，并位于第一粗煤气入口(702)的上方；一级旋风洗涤水入口(708)，设置在一级旋风分离器(7)上部侧壁上，并与一级旋风雾化灰水入口(710)设置在同一水平位置的圆平面对称位置上；一级旋风煤气出口(704)，设置在一级旋风分离器(7)的顶部壁上；以及一级旋风黑水出口(706)，设置在一级旋风分离器(7)的底部壁上。该一级旋风分离器及煤气净化系统节约用水、设备造价低、脱尘效率高。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术总体涉及属于煤气化
，具体涉及ー种用于煤气高效洗涤净化エ艺的一级旋风分离器和包括其的煤气净化系统，尤其是以煤、石油焦、生物质、可燃エ业废弃物为原料的加压气化生产的煤气的净化系统。
技术介绍
以煤、石油焦、生物质、可燃エ业废弃物为原料的加压气化煤气中，除了含有CO和H2 等有效成分外，还含有 C02、H2O, H2S, COS、CH4, N2, Ar、NH3> HCN、HCl, HCOOH 以及灰渣等组分，前期净化的目的是脱除其中的NH3、HCN、HC1、HCOOH以及灰渣等，以供民用和进ー步变换、脱除C02、H2O, H2S, COS、CH4以及深度加工。尤其对于煤炭较为丰富、石油相对短缺的地区和国家，为提供氢源和煤气、推进煤直接液化与间接液化产业、发展整体煤气化联合循环(IGCC)发电，煤气的前期净化脱除其中的NH3、HCN、HCl、HCOOH以及灰渣将显得更为重要。 中国专利申请第94117093. 4号中提出了ー种由德士古发展公司专利技术的“锐孔或文丘里洗涤器，后面跟ー种气液洗涤柱”的煤气净化系统。实践表明，锐孔或文丘里洗涤器容易发生堵塞或结垢；即使没有发生堵塞，煤气经过锐孔或文丘里洗涤器也会产生O. 3MPa左右的压カ降，造成了能量损失，増加了操作费用；该专利申请中的气液洗涤柱常常发生带水现象，影响下游エ序如变换的正常运作。中国专利申请第01112700. 7号中提出，煤气先在稀释器中和水混合，接着进入旋风分离器中将大部分含灰渣水分离，然后进入洗涤塔(为常规分离塔，包括填料塔或板式塔，板式塔中优选泡罩塔)洗涤。在该エ艺中，旋风分离器只是将煤气中的大部分大颗粒的灰渣分离，因此依然有一部分大颗粒灰渣和大量的细颗粒的煤灰尘粒被高速煤气吹入到洗涤塔中。如果是填料塔或泡罩塔，其紧密的堆垛结构或泡罩上的隙缝会造成大量煤灰尘粒在填料或泡罩上黏附沉积最后导致堵塞，煤气在填料或泡罩中的气流分布将不再均匀，影响了洗涤效果，反过来又加重了堵塞，不利于长期稳定生产运行；如果是普通的板式塔，则对于细微的尘粒无法达到良好的洗涤除尘效果。中国专利申请第200810018399. O号提出如下的洗涤エ艺洗涤塔循环泵将来自洗涤塔黑水储槽的一部分黑水打入文丘里洗涤器内与来自界外的粗煤气进行混合，然后进入分离器；在分离器内粗煤气经由分离器煤气入口进入下降管，粗煤气中的大部分灰渣等进入液相向下流动，粗煤气向上流动，再经过旋流板进行进一歩除水除尘；之后从分离器煤气出口出去的经ー级洗涤后的煤气，通过洗涤塔的洗涤塔煤气入口进入洗涤塔下部的水浴而向上流动，在洗涤塔上部设置若干级塔盘中与从洗涤塔黑水内循环入口送入的来自洗涤水循环泵的一部分黑水和通过补充水入口加入的エ艺补水，逆流接触进行洗涤，然后向上通过洗涤塔上部的折流板除沫器除去煤气中的雾沫，经过洗涤塔ニ级洗涤浄化后的煤气通过洗涤塔的洗涤塔煤气出ロ送入后续变换エ序，洗涤塔产生的黑水通过洗涤塔黑水出ロ排入黑水处理系统。在该エ艺中，文丘里洗涤器在生产运行的初期能够有良好的洗涤效果，但经过一段时间以后，文丘里洗涤器往往发生堵塞或结构，其喷头也逐渐磨损严重，从而大大地影响其雾化效果和洗涤效果以及后面洗涤塔的洗涤效果，而且文丘里洗涤器往往造成压降大能耗高；另外，在洗涤塔上部设置若干级塔盘，一级洗涤净化煤气与洗涤塔塔底黑水(通过洗涤水循环泵传输)逆流接触进行洗涤，因为洗涤塔底部黑水比较脏，这种洗涤方式往往会使高速煤气夹带含有杂质的黑水雾沫通过除沫器，这样，一级洗涤净化煤气不但没有得到进一步洗涤，长时间往往还导致除沫器积灰堵塞；最后，单纯的塔盘洗涤对于煤气中的较细颗粒的除尘效果有限。所以此工艺随着生产运行时间的增加，无法达到需要的洗涤除尘效果。本技术摒弃了造成易堵塞、易磨损、易结垢和压降大的文丘里洗涤器，设计了一种包括雾化装置、旋风分离器、气体分布器和喷雾螺旋式塔盘等新设备的新工艺，目的在于提供一种设备造价低、脱除NH3、HCN、HCl、HCOOH和灰渣粉尘效率高，克服现有技术所存在的压降大、能耗高、易堵塞、细微尘粒脱除率低和工作周期短等问题的煤气净化系统。
技术实现思路
为了解决现有技术存在的问题，本技术的目的是提供一种用于煤气净化的一级旋风分离器、用于煤气净化的系统，以克服目前技术所采用的文丘里洗涤器所存在的易堵塞、易磨损、易结垢和压降大的问题，从而实现设备造价低、脱除NH3、HCN、HCl、HCOOH和灰渣粉尘效率高，克服现有技术所存在的压降大、能耗高、易堵塞、细微尘粒脱除率低和工作周期短等缺陷。因此，在一个方面，本技术提供了一种用于煤气净化的一级旋风分离器，包括一级旋风粗煤气入口，设置在一级旋风分离器上部侧壁上；一级旋风雾化灰水入口，设置在一级旋风分离器上部侧壁上，并位于第一粗煤气入口的上方；一级旋风洗涤水入口，设置在一级旋风分离器上部侧壁上，并与一级旋风雾化灰水入口设置在同一水平位置的圆平面对称位置上；一级旋风煤气出口，设置在一级旋风分离器的顶部壁上；以及一级旋风黑水出口，设置在一级旋风分离器的底部壁上。优选地，进一步包括设置在一级旋风分离器接近中部的内部侧壁上设置有缩颈的倒锥形的间隔壁，间隔壁的底部设置为落灰口。优选地，其中一级旋风粗煤气入口切向设置在一级旋风分离器上部侧壁上，且一级旋风洗涤水入口和一级旋风雾化灰水入口切向设置在一级旋风分离器上部侧壁上同一水平位置的圆平面对称位置上。优选地，其中一级旋风雾化灰水入口通过管道与第一混合雾化器连接。优选地，其中第一混合雾化器进一步包括管道区段和气液预混区段，其中，管道区段和气液预混区段共用水平或垂直设置的第一圆柱状壳体，延伸进入第一圆柱状壳体内部同心设置的第二圆柱状壳体，且在与管道区段远离的气液预混区段的第一端部具有封闭第一圆柱状壳体的第一端壁，在第一端壁的中心处具有一出口，管道区段由第二圆柱状壳体限定，预混室由第一圆柱状壳体、第一圆柱状壳体与第二圆柱状壳体之间设置的类似于锥台的侧面限定，其中锥台的侧面在第一圆柱状壳体和第二圆柱状壳体之间断开形成环形开ロ，第二圆柱状壳体为液相通道，第一圆柱状壳体与同心设置并延伸进入的第二圆柱状壳体以及断开形成环形开ロ的类似于锥台的侧面一起限定为气相通道，在气相通道上设置有气相入口。优选地，其中第一混合雾化器在位于预混区段外部的第一圆柱状壳体上对称设置有超声波发生器。优选地，其中第一混合雾化器在气相入ロ上设置有接ロ法兰，第二圆柱状壳体的入口处设置有接ロ法兰，第一圆柱状壳体的第一端壁中心处的出口设置有接ロ法兰，对称设置的超声波发生器为ニ个、三个、四个六个、或八个。优选地，其中在进入第一混合雾化器的气相通道的气相入ロ的上游设置有第一压力调节阀，在第一端壁的出口的下游设置有第一压カ变送器，在进入液相通道6的上游管线上设置有第一流量调节阀和第一流量变送器，在离开第一混合雾化器的出口的雾化灰水管线的下游设置有第二流量调节阀和第二流量变送器。优选地，其中在第一混合雾化器的液相通道入口与第一流量调节阀之间的液相通道的上游管线上还设置有第一阻垢剂管线，并在其上设置有调节阀。在另ー个方面，本技术提供了一种用于煤气净化的系统，其特征在于，包括I)以上所描述的本技术的ー级旋风分离器；以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：唐煜，武兴彬，闫国春，胡先君，姜兴剑，余建良，申屠春田，兰秀菊，周丛，冯长志，石文秀，刘泽，赵玉勇，孙高攀，李剑晖，郑全海，王鑫，张俊，王善章，
申请(专利权)人：神华集团有限责任公司，中国神华煤制油化工有限公司，中国神华煤制油化工有限公司包头煤化工分公司，
类型：实用新型
国别省市：