[实用新型]用于煤气高效洗涤净化工艺的气体分布器、次级煤气洗涤塔及煤气净化装置

说明书

技术领域

本实用新型总体涉及属于煤气化技术领域，具体涉及一种用于煤气高效洗涤净化工艺的气体分布器、包括其的煤气净化装置及其应用，尤其以煤、石油焦、生物质、可燃工业废弃物为原料的加压气化生产的煤气的净化工艺及装置及其应用。

背景技术

以煤、石油焦、生物质、可燃工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CO₂、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、HCl、HCOOH以及灰渣等，以供民用和进一步变换、脱除CO₂、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号中提出了一种由德士古发展公司发明的“锐孔或文丘里洗涤器，后面跟一种气液洗涤柱”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0.3MPa左右的压力降，造成了能量损失，增加了操作费用；该专利申请中的气液洗涤柱常常发生带水现象，影响下游工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。在该工艺中，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200810018399.0号提出如下的洗涤工艺：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进口进入下降管，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步除水除尘；之后从分离器煤气出口出去的经一级洗涤后的煤气，通过洗涤塔的洗涤塔煤气进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进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工艺补水，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，经过洗涤塔二级洗涤净化后的煤气通过洗涤塔的洗涤塔煤气出口送入后续变换工序，洗涤塔产生的黑水通过洗涤塔黑水出口排入黑水处理系统。在该工艺中，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。

本实用新型摒弃了造成易堵塞、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设备。

实用新型内容