[发明专利]一种降低褐煤气化合成气中灰分含量的装置与方法

说明书

技术领域

本发明涉及煤化工技术领域，尤其是涉及一种降低褐煤气化合成气中灰分含量的装置与方法

背景技术

目前，世界上许多国家都在研究洁净煤燃烧技术中的高温除尘技术，其中高温合成气除尘是煤发电和煤化工行业中的重要工序。合成气的净化程度不但关系到燃气轮机的安全运行，而且也是满足日益严格的环保法律法规的要求。

目前，国际上普遍认为：能兼顾效率和连续运行性能的除尘工艺是最有希望和发展前途的技术。现在主要的高温除尘技术主要包括：旋风除尘技术、高温静电捕集除尘技术、陶瓷过滤除尘技术、金属毡过滤除尘技术、移动颗粒层过滤除尘技术等等。这些技术都处于研究和发展阶段，除尘机理和除尘效率各有特点。例如：旋风除尘技术是利用离心力作用将粉尘从气流中分离捕集，但除尘效率仅为85％左右，只能分离粒径较大的粉尘；高温静电除尘是利用高压电源和一对电极产生不均匀的电场以分离捕集气流中的粉尘，电除尘的效率达95％，但是一次性投资和运行费用很高，还存在粉尘的比电阻和气体成分等性质的敏感性及电极腐蚀等问题；陶瓷过滤除尘效率高，达99％以上，能去除5μm以上的尘粒，可耐高温，但存在密封问题、过滤膜孔隙永久堵塞和压降持续增大问题等，影响可靠性和耐久性；金属毡过滤可对5μm以下的尘粒进行精细除尘，常温下长期工作较好但存在不耐高温不耐腐蚀的问题。

随着高温高压下除尘技术的发展，对除尘设备的简单化、高温化、高效化要求日趋强烈。移动颗粒层过滤除尘在国际上普遍认为基本能实现兼顾效率和连续运行性能的最有前途的技术之一。

发明内容

本发明创造要解决的问题是提供一种降低褐煤气化合成气灰分含量的的装置和方法。本装置具有以下特征：结构简单、操作方便、持续性好、除尘效率高、成本低、使用时间长、耐高温、气体压力和流量容易控制且不需机械转动、能够在高温下操作、可靠便捷。

为解决上述技术问题，本发明创造采用的技术方案是：一种降低褐煤气化合成气中灰分含量的装置，包括除尘塔、除灰系统和除灰气体气源，所述除尘塔内设有若干个倾斜的间歇移动床层，间歇移动床层内填充有可移动的颗粒；所述除灰气体气源与除灰系统通过提升管连接，所述间歇移动床层与提升管，除灰系统与间歇移动床层之间均通过管道连接，相连管道均设有球阀，优选的，球阀为V型球阀。由于V型球阀在调节的时候不会破坏床层中的耐磨介质颗粒，大部分的粉尘被间歇移动床层上的颗粒拦截，起到净化合成气的作用。

进一步，所述间歇移动床层的数量为两个或两个以上，这样可以更为彻底地除去粉尘，而且间歇移动床层为斜式的，为了后面除去颗粒吸附的灰分步骤中，间歇移动床层里的颗粒流动便利。

进一步，所述除灰系统包括颗粒缓冲罐、扩大沉降罐、旋风分离器、细粉布袋收集器，颗粒缓冲罐与扩大沉降罐连通，旋风分离器位于扩大沉降罐内部，细粉布袋收集器位于扩大沉降罐的外部，且与旋风分离器连通，细粉布袋收集器上设有清灰尾气排放管。

进一步，所述颗粒缓冲罐的侧壁上设有补料罐。

进一步，所述颗粒为珍珠岩，砂石，陶瓷，氧化硅中的一种，且颗粒为球型，直径为0.5～1.0mm。理论上颗粒越小过滤效率越好，但是粒径小于0.5mm后，就会导致床层间的压降过大，而大于1.0mm后滤饼层难以形成，对粉尘颗粒的过滤效率就会降低很多。

进一步，所述间歇移动床层中床层高度为20～500mm，为了提高除尘效率和维持可以接受的床层压降。

本发明还公开了一种使用如上所述的降低褐煤气化合成气中灰分含量的装置的方法，包括如下步骤：

1)、将褐煤气化后的合成气从除尘塔的顶端通入塔内，合成气依次通过若干个间歇移动床层，在间歇移动床层内颗粒的作用下，大部分灰分被拦截；

2)、当间歇移动床层使用15天～90天后，间歇移动床层上会积累大量的灰分，此时，需要对间歇移动床层进行除灰处理：在除灰系统运行过程中，打开某一间歇移动床层的两端球阀，颗粒和吸附的灰分因重力下滑至提升管中，然后通过气体输送进入扩大沉降罐内，颗粒因重力作用与灰分分离下落到颗粒缓冲罐，然后下滑至间歇移动床层进行循环利用。

3)、将步骤2)中打开的间歇移动床层的两端球阀关闭，再打开其余某段间歇移动床层两端球阀，重复上述步骤进行清灰。

优选的，步骤2)中，当除灰系统运行时，经旋风分离器分离后的细粉在清灰气体携带下经旋风分离器分离进入细粉布袋收集器中进行收集，洁净的除灰气体经除灰尾气排放管排空或者收集再利用；经旋风分离器分离的粗粉经旋风分离器的料腿部位排出收集至粗粉布袋收集器，洁净的除灰气体排空或收集再利用。