[发明专利]煤气降温除尘工艺及系统

说明书

技术领域

本发明涉及煤化工领域，具体涉及煤气降温除尘工艺及系统。

背景技术

目前我国粉煤常压气化制煤气，是在常压粉煤气化炉内将原料煤与气化剂(空气或氧气+水蒸气)，在950～1050℃的高温下经过一系列复杂的氧化还原反应，生产出富含CO、H2、CH4等的粗煤气，粗煤气中含有大量的粉煤灰，其体积浓度约为1000g/m³(标况)左右，粗煤气经气化炉出口高温旋风除尘器进行一次除尘，经过分离下来的粉尘，会返回气化炉经过二次燃烧气化；而经分离后的含尘量约200g/m³(标况)的粗煤气会进入余热锅炉，从而回收粗煤气中的湿热，使粗煤气温度由950～1050℃降到150～200℃，然后再进入除尘降温系统。

现有的煤气除尘降温系统如图1所示，压力为8～9KPa、温度150～200℃、含尘量200g/m³左右、水汽含量0.3m³/m³的煤气先经过一级、二级旋风除尘器，依次分离煤气中的一部分干粉煤灰，分离出的干粉煤灰由旋风除尘器下部排出，然后进行煤灰处理工序；二级旋风除尘器出口出来的压力为6～7KPa、温度145～190℃、含尘量50～60g/m³煤气，通过一级水洗塔下部进入塔内，与塔上部进入的冷却循环水逆流接触，从而实现一级除尘降温；从一级水洗塔顶部出来的煤气压力为5.5～6.5KPa、温度为70～80℃、含尘量为1～2g/m³，通过二级水洗塔下部进入塔内，同样的与塔上部进入的冷却循环水逆流接触，从而实现二级除尘降温，得到温度降到常温、压力为5～6KPa、微量含尘(约100mg/m³)的净煤气，然后去往下一生产工序。

在上述过程中含尘煤气中的水蒸气和粉煤灰随冷却循环水，进入循环水系统。即含尘且温度为40～45℃的循环热水，由一、二级水洗塔底部排出后进入澄清池，粉煤灰在水中经一定时间的自然沉降(也可以加入絮凝剂，提高沉降速度)，就会落入池底，然后通过泥浆泵打入过滤机，过滤出来的粉尘滤饼，去往煤灰处理工序，从过滤机排出的清水，会返回澄清池进行二次利用；澄清池上部的清水，经过加压水泵A抽送到循环水冷却塔上部，进入冷却塔与冷空气逆流接触进行蒸发冷却，冷却后的温度为25～30℃凉循环水由加压泵B抽送到一、二级水洗塔上部，进入塔内，实现煤气循环冷却。

由此可知，现有的粉煤常压气化的除尘降温过程中存在诸多不足：

1、必须建设庞大的澄清池来保证循环水有足够的停留时间，完成沉降、澄清，还必须建设压滤机装置或者捞灰设备，进行粉煤灰的过滤，因此，一次性投资比较大；

2、由于必须要设置澄清池和过滤机装置，不能够实现冷却水的闭路循环，这样就必须增设二个加压泵，加大了生产运行动力消耗和成本；

3、传统旋风除尘器的进、出口压差大，能量消耗高，分离效率低；

4、为保证冷却循环水的清洁度以及提高粉煤灰在水中的沉降速度，一般都会在澄清池中添加一定的絮凝剂，增加了生产成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是解决生产设备和工艺复杂，且能源消耗高，工作效率低，使用成本高的问题。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是提供一种煤气降温除尘系统，包括通过管道依次连接的环流旋风分离器、布袋除尘器和列管换热器，其中，

环流旋风分离器，包括设置在其腔体内的分离器内筒，所述分离器内筒的侧壁上靠下设有用于煤气进入的第一进气管，所述分离器内筒内还设有用于煤气分离的离心风机；所述分离器内筒的下端设有用于存放分离出的煤粉灰尘的第一灰仓，所述环流旋风分离器腔体的上端设有用于分离出的第一级煤气输出的第一出气口；

布袋除尘器，包括设置在其腔体内的若干个布袋和在其腔体上靠下设置的用于所述第一级煤气进入的第二进气管，每个所述布袋上均布设有多个用于过滤第一级煤气的细小微孔，所述布袋的下端设有用于存放被所述布袋过滤掉的煤粉灰尘的第二灰仓，所述布袋除尘器腔体的上端设有用于经除尘后的第二级煤气输出的第二出气口；

列管换热器，包括通过管道与所述第二出气口连通的多根列管，所述列管换热器的腔体内充满用于所述第二级煤气降温的冷却循环水，所述列管换热器的下端分别设有用于输出降温后的净煤气和冷凝水汽的第三出气口和第一出水管。