[实用新型]气体冷却洗涤装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种气体冷却洗涤装置，特别适用于洗涤粗合成煤气。

背景技术

气化炉多用于加工生产粗合成煤气，所述粗合成煤气由煤、天然气、页岩气、石油焦、生物质、污泥等碳氢化合物制取，以H₂、CO、CO₂为主体组分，其气化操作的一般压力为0.2MPa～12MPa，温度为1000℃～1800℃。气流床气化技术是煤基洁净、高效利用、大型化的龙头技术和核心技术。

气化炉生产的煤气中含有灰渣，其干气成分CO和H₂为75%～94%，CO₂为2%～23%，N₂、Ar、H₂S、COS、NH₃、HCl、CH₄、HCN、HCOOH等为3%～5%。为了将合成煤气用于生产合成氨、甲醇、油品、烯烃等化学工业、联合循环发电（IGCC）、冶金工业（直接还原炼铁）等工业领域，须先对其冷却和洗涤，去除其中夹带的灰渣和飞灰。

根据合成气冷却方式不同，气化技术可分为激冷流程和废锅流程，其中采用激冷流程的气流床煤气化技术由于其技术成熟性已在工业上得到广泛应用。激冷流程的气流床气化炉中气化室下部连接冷却洗涤室（也称激冷室），在冷却洗涤室内通过向冷却洗涤管中通入一定流量的激冷水（系统循环黑水），完成出气化室高温粗合成气的洗涤、降温、增湿和熔融态灰渣的淬冷、相变固化、沉降分离等过程。

中国专利ZL01112880.1公开了一种高温煤气冷却洗涤设备，该设备采用一级喷淋床与鼓泡床相结合的复合床型，利用流体的喷淋流动与鼓泡运动达到气液固三相热质同时传递过程，来实现冷却洗涤高温煤气的目的。该专利技术克服了引进的煤气化技术所采用的激冷室在运行过程中常出现的，离开气化炉粗合成煤气液体夹带、床层液位不稳定、固相灰渣洗涤效果差等问题。

具体来讲，如图1所示，现有的一种气体冷却洗涤装置，包括壳体1、环形加水器2、静态破渣器3、均布器4、导气管5、气泡分割器6、喷水环7、和除沫器10。喷水环7为一下侧具有环形槽缝的环形圆管，所述环形圆管与设置在壳体1上部的一洗涤水进口8相连通，上部设有气体入口9，用于进行一级冷却洗涤，形成进行热质传递的喷淋撞击床。均布器4连接在导气管5下端，是漏斗形的，用于均布气体。气泡分割器6设置在壳体1与导气管5之间的环隙空间里，用于形成进行热质传递的鼓泡床。静态破渣器3固定在导气管5的下方，用于破碎大体积的灰渣。环形加水器2设于壳体1的下端，用于防止灰渣在壳体1的排渣口处架桥，为静态破渣创造条件。除沫器10固定设置在壳体1内的上部的气体出口11处，用于除去出口气体中的泡沫。

然而，随着气化用煤有朝使用高灰分、高灰熔点、熔渣粘温特性较差的煤的趋势，该类经过一级冷却和洗涤的煤在高温下的流动性较差、熔渣淬冷固化后形成的细灰较多，因此经过上述一级冷却和洗涤后，粗合成气中含细灰量较大，大大增加后续气体分级净化处理的负担，可能造成气体洗涤设备的积灰甚至堵渣，从而影响气化系统的长周期。因此，这种气体冷却洗涤装置适合于去除煤气中的大颗粒固态渣，但对于夹带在气相中的飞灰几乎无能为力。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有技术的经气体冷却洗涤装置一级冷却过滤后的煤气细灰量大的缺陷，提供一种煤气冷却洗涤装置及其工业应用。解决了因原料煤灰分高及高温下煤灰渣粘度大等所造成冷却洗涤室或后续气体洗涤系统的堵渣、积灰问题，减轻后续洗涤设备的处理负荷。

本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种气体冷却洗涤装置，包括一壳体、一导气管和一设于所述壳体下部的鼓泡液池，所述壳体的上部设有一气体入口和一气体出口，所述导气管与所述气体入口连通并延伸至所述鼓泡液池内，所述导气管的上端设有一个一级冷却洗涤部件，其特点在于，所述气体冷却洗涤装置还包括一用于冷却洗涤气体中夹带的细灰的二级冷却洗涤部件，所述二级冷却洗涤部件设于所述壳体与所述导气管之间的环隙空间内，且位于所述鼓泡液池的液面以上、所述气体出口以下。

较佳地，所述二级冷却洗涤部件包括至少一设于所述壳体侧壁上的二级洗涤水入口、一布置在所述壳体与所述导气管之间的环隙空间内的二级喷淋部件，所述二级洗涤水入口与所述二级喷淋部件连通，用于第二遍冷却洗涤所述壳体内的气体。

较佳地，所述二级喷淋部件包括至少一层与所述二级洗涤水入口连通的环形水管，所述环形水管上沿径向均布有若干喷淋头，所述喷淋头朝向所述鼓泡液池，用于形成向下喷淋的水雾。