一种用于油泥热解处理的水浴式冷凝除尘器的制作方法

本实用新型属于油泥热解处理技术领域，涉及一种油泥热解处理冷凝除尘设备，特别是指一种用于油泥热解处理的水浴式冷凝除尘器。

背景技术：

在油田生产、炼化集输处理过程产生的罐底泥、浮渣、废白土和落地原油等含油污泥的石油类物质含量高(原油含量一般在10％以上，多数可达20％～30％)，因此具有非常重要的油气回收再生资源化利用价值。而热解技术越来越受到人们重视，含油污泥资源化利用是今后处置的根本方式。热解技术是基于含油污泥中有机物的热不稳定性，在负压隔氧条件下，利用热能将原油中的重组分通过热分解作用转化为轻组分，再以气态形式从含油污泥中蒸发出来，从而实现原油与泥砂的分离。这一过程产生的热解气体经冷却后形成三种相态物质：气相以甲烷和二氧化碳为主；液相以常温燃油和水为主；固相为无机矿物与残炭。热解气产生的甲烷为不凝烃类气体，甲烷净化后回注燃气系统经二次燃烧，能量再利用，常温燃油脱水后可以作为燃料油或商品油，无机矿物与残炭经过热解残渣含炭量高，经干燥有较好灼烧脱碳回收能源利用价值。

处置油泥热解工艺产生的热解气有“三高”特点：一是温度高，在450℃左右；二是烃组分含量高，烃类组分高达90％，甲烷含量为30％～50％；三是集尘浓度高，因含油污泥成分不同，一般在15 000～100 000mg/m³。

处置油泥热解工艺产生的热解气通常采用旋风除尘器除尘，实际应用中除尘效率为40％～60％，剩余的细微颗粒，随热解气进入到冷凝器，造成冷凝常常堵塞。改用采用布袋除尘器，布袋的材质最高只能耐280℃～320℃的温度，也容易堵塞，而且极不安全。目前，在工矿企业温度高、湿度大的作业环境中除尘，普遍采用冲激式除尘器，该方法净化效果较好，但仍存在如下问题：由于含尘气团内部压力的作用，使得部分含尘气团内部的粉尘在未与水接触的情况下就直接逃逸，还有由于水封液体粉尘浓度高形成高密度泥浆，堵塞污水排出口，造成设备真空度下降而停工停产，在当今环保指标要求越来越高的情况下，常规的除尘器的净化指标已达不到净化热解气的要求，必需改进。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了提供一种自动化程度高、净化效果好，具有冷凝作用的水浴式冷凝除尘器系统和方法，从根本上解决除尘器对细微颗粒粉尘除尘效果差以及解除粉尘堵塞，保证在负压、高温、隔氧条件下热解处理含油污泥生产安全。

本实用新型的技术方案是：

一种用于油泥热解处理的水浴式冷凝除尘器，由四个单元组成，包括冲激式除尘单元、喷淋除尘除雾单元、解堵机构单元和PLC控制系统单元，所述冲激式除尘单元是水浴式冷凝除尘器的主体，冲激式除尘单元包括除尘器壳体、进气管、上盖壳体、净化气出口、外管、下盖壳体，所述除尘器壳体上部与上盖壳体法兰连接，上盖壳体的上部与净化气出口法兰连接，所述除尘器壳体下部与下盖壳体法兰连接，在除尘器壳体中下部进气管由外向内水平伸入其内部，进气管设有沿着除尘器壳体轴向，口朝下的喇叭口，喇叭口出口伸进冲激式除尘单元设有的水封液面下20mm～30mm，喷淋除尘除雾单元位于水浴式冷凝除尘器的主体内腔进气管上部，解堵机构单元位于水浴式冷凝除尘器的主体内腔进气管下部，PLC控制系统来控制解堵机构单元。

喷淋除尘除雾单元包括除尘过滤盘、花洒冷凝器总成，除尘过滤盘位于水浴式冷凝除尘器的主体内腔进气管上部，除尘过滤盘上呈筛孔结构，设有若干孔眼，花洒冷凝器总成位于除尘过滤网上部300～400mm，花洒冷凝器总成与除尘器壳体插入式法兰连接，可以定期抽出检修。

花洒冷凝器总成包括除雾通气管、花洒壳体、花洒法兰、进水管、花洒内腔、花洒喷水嘴。

PLC控制系统单元包括浮球液位计、在线负压计、在线密度温度计、PLC控制器，浮球液位计位于除尘器壳体内下部水封之上的指定高度，在线负压计设在除尘器壳体外部进气管上，在线密度温度计位于上盖壳体内部。

解堵机构单元包括外管、冲洗气动开关、冲洗喷头、水封溢流管、气动行程机构、手动控制机构、排浆管，解堵机构单元与冲激式除尘单元下部法兰连接，解堵机构单元外管上部呈圆锥型封闭，下部设有通孔，水封溢流管上部开通，下部设有二组活塞，位于外管内腔且同轴，排浆管水平设置垂直于外管，水封溢流管的二组活塞位于排浆管进口上下，在水封溢流管下端设有气动行程机构和手动控制机构，冲洗气动开关、冲洗喷头分别设置在进水管和下盖壳体内侧，冲洗喷头朝向外管下通孔方向。

一种油泥热解处理的水浴式冷凝除尘方法，负压热解气经净化气出口处真空泵抽吸，形成进气管进气，途经冲激式除尘单元从净化气出口排出，形成热解气气道；水浴式冷凝除尘器通过冷凝水进入经过对热解气的除尘净化、吸热冷凝使冷凝水变成污水的水道；并通过双重安全监测警戒信号控制气动行程机构起到解堵作用，保证水封溢流始终畅通和全系统内的真空度。

浮球液位计和在线负压计发出双重安全监测警戒信号，一旦超过安全警戒参数，立即联动气动行程机构水封溢流管下行，实现泄压、冲洗、解除堵塞。

本实用新型的有益效果是：

1、经过三道除尘形式，除尘率更高；第一道含尘气体经过喇叭口与外管顶部圆锥体形成微缩通道时经历了第一道冲激式水浴净化；第二道再经过由于花洒喷淋下来的水、落在除尘过滤盘上，而在此过程中又溅起大量的水花和泡沫与含尘气体相接触；第三道再经过由于花洒喷淋下来的水，如同下雨一样与上升的气体再一次碰撞、吸收微弱颗粒的粉尘，从而实现三次吸收99.99％粉尘的目的；

2、花洒冷凝器起到了喷淋、除雾、脱水、冷凝作用；喷淋除尘除雾单元所用喷淋用水是经过冷凝处理后的，而且花洒冷凝器总成是一个小型的冷凝器当热解气通过花洒冷凝器总成时经过热交换，由于温度的降低，其中的水蒸汽、形成水滴，冷却水随喷淋下落，也起到降低热解气温度，双重作用实现了冷凝净化热解气的作用；

3、排浆管道自动解堵，大大提高上游热解机运行的安全性；本实用新型是含油污泥热解处理工艺的配套装置，是利用污泥中有机物的热不稳定性，在负压、隔氧、高温条件下，有机物根据其碳氢比例被裂解，形成固相(固体残渣)和利用价值较高的气相(热解气)，气相中含有甲烷易燃易爆成分，一旦热解气体来气的喇叭口因沉降的粉尘使水封含泥量浓度增加或有含尘气团内部的粉尘堆积出口处，促使热解机内真空的降低，有形成正压趋势，存在严重的生产安全隐患。本实用新型设计在除尘器壳体内浮球液位计和设置在除尘器壳体外部进气管上在线负压计设置双重安全监测警戒信号，一旦越界，立即启动气动行程机构，水封溢流管下行堵塞物直接排空，冲洗喷头启动射流冲洗，直至恢复安全状态。

4、利用冷凝除尘一体化形式，结构简单，占用空间小，检修方便，实现操作自动控制，解决了传统除尘器除尘效果差的问题，工作可靠稳定效率高。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是花洒冷凝器总成的结构示意图。

图3是解堵机构单元的结构示意图。

1除尘过滤盘、2除尘器壳体、3上盖壳体、4在线密度温度计、5净化气出口、6花洒冷凝器总成、7冲洗气动开关、8外管、9冲洗喷头、10水封溢流管、11排浆管、12气动行程机构、13手动控制机构、14PLC控制器、15下盖壳体、16浮球液位计、17在线负压计、18进气管、A热解气、B净化气、C冷凝水、D污水，601除雾通气管、602花洒壳体、603花洒法兰、604进水管、605花洒内腔、606花洒喷水嘴。

具体实施方式

一种水浴式冷凝除尘器，所属水浴式冷凝除尘器由四个单元组成，包括冲激式除尘单元、喷淋除尘除雾单元、解堵机构单元和PLC控制系统单元组成。

冲激式除尘单元包括除尘器壳体2、进气管18、上盖壳体3、净化气出口5、外管8、下盖壳体15等，所述除尘器壳体2上部与上盖壳体3法兰连接，上盖壳体3的上部与净化气出口5法兰连接，所述除尘器壳体2下部与下盖壳体15法兰连接，所述进气管18设有沿着除尘器壳体2轴向，口朝下的喇叭口，喇叭口出口伸进冲激式除尘单元设有的水封液面下20mm～30mm。

喷淋除尘除雾单元包括除尘过滤盘1、花洒冷凝器总成6等，除尘过滤盘1位于水浴式冷凝除尘器的主体内腔进气管上部，花洒冷凝器总成6位于除尘过滤盘1上部300～400mm，花洒冷凝器总成6与除尘器壳体2插入式法兰连接；

花洒冷凝器总成6包括除雾通气管601、花洒壳体602、花洒法兰603、进水管604、花洒内腔605、花洒喷水嘴606。

PLC控制系统单元包括浮球液位计16、在线负压计17、在线密度温度计4、PLC控制器14等，浮球液位计16位于除尘器壳体2内下部水封之上的指定高度，在线负压计17设在除尘器壳体2外部18进气管上，在线密度温度计4位于上盖壳体3内部。

解堵机构单元包括外管8、冲洗气动开关7、冲洗喷头9、水封溢流管10、气动行程机构12、手动控制机构13、排浆管11等，解堵机构单元与冲激式除尘单元下部法兰连接，解堵机构单元外管上部呈圆锥型封闭，下部设有通孔，水封溢流管10上部开通，下部设有二组活塞，排浆管11水平设置垂直于外管8，水封溢流管10的二组活塞位于排浆管11进口上下，在水封溢流管10下端设有气动行程机构12和手动控制机构13，冲洗气动开关7、冲洗喷头9分别设置在进水管604和下盖壳体15内侧，冲洗喷头9朝向外管下通孔方向。

所述气道为：热解气从进气管进入经喇叭口与外管顶部圆锥体环形空间直冲水封液面内，形成对热解气冲激式水浴除尘净化，热解气向上进入除尘过滤盘，与又溅起大量的水花和泡沫相接触，进行二次除尘净化；热解气再经过由于花洒喷淋下来的水，再一次碰撞接触、吸收微弱颗粒的粉尘，从而三次除尘净化，净化后的热解气成为净化气排出净化气出口。

所述水道为：冷凝水通过花洒冷凝器总成的进水管，进入花洒内腔，再经花洒喷水嘴流出、流出下落的过程与热解气的粉尘接触，起到除尘作用，再经除尘过滤盘除尘净化，落入下盖壳体内，形成水封，由于水封液体增加并与净化的粉尘形成泥浆，经外管底孔通道，向上经水封溢流管上口进入水封溢流管内，形成污水经排浆管排出。

上面所述的解堵功能是：在除尘器壳体内浮球液位计和设置在除尘器壳体外部进气管上在线负压计设置双重安全监测警戒信号，一旦超过安全警戒参数，立即联动气动行程机构水封溢流管下行，实现泄压、冲洗、解除堵塞。

上述的水浴式冷凝除尘器，所述进气管喇叭口与外管顶部圆锥体相对应形成环形通道缩小过流截面积，以增加热解气体的冲击力。

上述的水浴式冷凝除尘器，所述外管内水封溢流管呈直筒状，可通过手动控制机构微调封溢流管高度即水封的适用水面高度。

上述的水浴式冷凝除尘器，所述密度表用于监测冷凝除尘效果；

上述的水浴式冷凝除尘器，所述热解气是由热解主机处理油泥产生的；

上述的水浴式冷凝除尘器，所述花洒冷凝器总成所用冷凝水是由冷凝制冷设备提供的。

上述的水浴式冷凝除尘器，为了更好的净化热解气中的硫化物，可以在冷凝水中添加相应的药剂，起到中和反应。