[发明专利]湿法多管旋风分离器

说明书

本发明提供一种湿法多管旋风分离器，包括多个旋风子，旋风子位于分离器筒体内的上下隔板之间，旋风子的排气部件插设在上隔板中，旋风子的排污部件插设在下隔板中，旋风子的进气部件位于上下隔板之间，前置文丘里雾化器，文丘里雾化器连接安设在上下隔板之间的分离器筒体的外侧壁上并与分离器筒体的内部气路连通的气体进口并与气体进口气路连通，文丘里雾化器的喉管位置设置有加液口。本发明创新地引入旋风内壁“液膜吸收”对细微颗粒的捕集机理，在离心场及液体吸收的共同作用下，大幅提高了分离器的分离效率。适用于高温带压的操作条件，对于浓度高、粉尘粒径小(小于5～10μm)且易磨损易粘附易堵塞等工况条件，其分离效率高达99.99％以上。

技术领域

本发明涉及化学工程非均相分离领域，特别涉及除尘技术领域，具体是指一种湿法多管旋风分离器和包括上述湿法多管旋风分离器的净化工艺流程，尤其适用于高温带压、易燃易爆或有毒有害的气体(如气化炉出口粗煤气、有机硅含尘合成气及多晶硅含尘合成气等)除尘，对于高浓度、小粒径(小于5～10μm)的粉尘，其分离效率高达99.99％以上。

背景技术

气化炉(如航天炉、多喷嘴对置式液煤浆气化炉及SHELL炉等)合成的高温带压粗煤气含有较高浓度的粉尘；普通固定床气化炉出口粗煤气还含有焦油及酚等杂质。在进入变换系统前需要对粗煤气进行净化，目前多采用洗涤塔对粗煤气进行净化，洗涤塔种类有填料塔、喷淋塔、板式塔等，但无论是哪种形式的洗涤塔，对粗煤气的净化效率都不太理想。这是因为：首先，由于洗涤塔的内件都相对复杂，粉尘及焦油等杂质很容易造成洗涤塔堵塞，同时为确保捕集效率，洗涤塔通常采用大量的液体(主要采用水)去洗涤，在国内日益严格的环保法压力下，大量含杂质的水需耗费大额资金进行处理，同时由于高温下富含钙、镁离子的循环水(即水硬度较高)极易结垢，经常造成因塔内件堵塞而停产；其次，大量细微粉尘及焦油逃离洗涤塔后沉积在变换系统中，造成后续换热器堵塞，导致换热器的阻力持续增大，同时变换催化剂因吸附粉尘及焦油等杂质后活性下降，大大缩短了催化剂的使用寿命，变换炉CO的含量指标降不下来，严重影响了变换能力。因此，粗煤气净化装置在整个气化工艺流程中占有举足轻重的地位，净化装置运行的优劣将直接影响到产品的质量、产量和成本。

为了解决上述问题，需要在变换系统前投入可靠的分离装置对粗煤气进行净化，使粗煤气的含尘及其他杂质的浓度达到要求指标。通过对湿法除尘器(如洗涤塔)、电除尘器、过滤式除尘器(如袋式除尘器)及离心式除尘器(如旋风分离器)等综合对比分析，对于高温带压、易燃易爆、杂质浓度高、粉尘粒径小(小于5～10μm)且易磨损易粘附易堵塞等工况条件，单一除尘机理的设备均无法满足气体高效净化的要求，结合湿法除尘及离心除尘两者机理，湿法多管旋风除尘器成为最为合理的选择。

旋风分离器是利用气态非均一系，在作高速旋转时所产生的离心力，将粉尘从气流中分离出来的一种气固(液)分离设备。由于颗粒所受的离心力远远大于重力和惯性力，所以旋风分离器能经济地分离的最小粒径可达到5～10μm。此外，旋风分离器结构比较简单，操作、维护方便，性能稳定，又不受含尘气体的浓度、温度及物性等限制，且造价较低，所以已广泛地应用于石油、化工、煤炭、电力、环保及冶金等工业生产中。