含灰气体的分级净化设备及含灰气体的分级净化方法_2

文档序号:8349918阅读:来源:国知局
行的过程。该冷凝洗涤的过程,配合本发明的整个设备,以及各个设备内限定的参数条件,将本发明的分级净化工艺设置成一个“粗分”和“精洗”相结合的逐级洗涤净化工艺,其中,粗分是指喷淋塔、文氏管洗涤器内的洗涤过程和分离器内的气液分离过程,精洗是指泡沫洗涤器的洗涤过程;该逐级洗涤净化工艺能够定向调控蒸汽相变冷凝除尘发生的位置和程度,实现小于I μ m超细灰颗粒的高效脱除,从而实现含超细灰比重大且细灰疏水性强的高含灰气体的深度净化。
[0025]以下针对本发明的各个设备或者工艺参数的进一步优选的范围,做如下说明:
[0026]本发明中,所述的待处理气体为含灰气体。所述的含灰气体为本领域常规的含灰气体,较佳地为以煤、石油焦、生物质和可燃固体废弃物中的一种或多种为原料,生产的合成气或燃气。
[0027]本发明中,所述的待处理气体包括水蒸气和不同粒径的颗粒;其中所述的颗粒的平均粒径为40 μ m,所述的颗粒的湿基含量较佳地为10?200g/m3气体,更佳地为40?150g/m3气体;且所述的颗粒中,粒径小于I μ m的颗粒的湿基含量为0.0l?60g/m3气体;所述的湿基含量是指:以水蒸气的待处理气体的体积;所述的水蒸气的含量为50%-70%,所述百分比为占待处理气体的体积百分比。
[0028]所述的待处理气体的温度较佳地为0°C?300°C,更佳地为200?250°C ;所述的待处理气体的压力较佳地为0.1?9.0MPa,更佳地为3.0?6.5Mpa,所述的压力为相对压力。本领域技术人员均理解:相对压力是一种以大气压力作为基准所表示的压力;相对压力=绝对压力-大气压力。
[0029]本发明中,所述的喷淋塔中的水与所述的待处理气体的温度差,决定了待处理气体在所述的喷淋塔中的冷凝的程度,该温度差影响洗涤除尘效果。所述的喷淋塔中的水的温度较佳地比所述的待处理气体的温度低50°C?90°C。
[0030]本发明中,所述的喷淋塔中的水的用量较佳地为:每立方米的待处理气体使用I?8L的水。
[0031 ] 本发明中,所述的文氏管洗涤器中的水的温度较佳地比所述的初处理气体的温度低 5(TC ?9(TC。
[0032]本发明中,所述的文氏管洗涤器中的水的用量为:每立方米的初处理气体使用I?8L的水。
[0033]所述的泡沫洗涤器中的水的温度较佳地比所述的再处理气体的温度低50°C?90。。。
[0034]本发明中,所述的泡沫洗涤器中的水的用量为:每立方米的再处理气体使用15-50L 的水。
[0035]本发明中,从所述的文氏管洗涤器中流出的气体在所述的分离器的第二气体进口的进口速度为本领域常规的速度,较佳地为15m/s?25m/s。
[0036]本发明中,所述的喷淋塔、所述的文氏管洗涤器和所述的泡沫洗涤器中的水可以为工艺净化水、工艺冷凝水和外供水中的一种或多种。
[0037]本发明中,所述的含灰气体的分级净化方法的工艺较佳地如下所述:
[0038]( I)待处理气体通入所述的喷淋塔,在所述的喷淋塔内的喷淋空间内,与水逆流接触,所述的待处理气体被降温、减湿和净化,其中的细灰颗粒,在特定的温度和用量的水的作用下,凝并增大,同时,水被升温;
[0039](2)洗涤后,在所述的喷淋塔的第一气体出口处得初处理气体,所述的初处理气体为含尘饱和气体;所述的初处理气体通过管线进入所述的文氏管洗涤器;在所述的文氏管洗涤器内,再次与水接触混合,在特定的温度和用量的水的作用下,所述的初处理气体进一步被降温,形成气液固混合物,其中的细灰颗粒进一步凝并且被水润湿、包容而增大;
[0040](3)所述的气液固混合物通过管线进入所述的分离器,在离心力的作用下,实现气体与液固体的分离,进一步净化,得再处理气体;所述的再处理气体为含尘饱和气体;
[0041](4)所述的再处理气体通过管线进入泡沫洗涤器,洗涤;所述的洗涤为:所述的再处理气体与洗涤水逆向流动,并在塔盘上通过鼓泡接触,即可。
[0042]在上述工艺中,较佳地,所述的喷淋塔的第一废水出口、所述的分离器的第二废水出口和所述的泡沫洗涤器的第三废水出口中排出含灰废水。所述的含灰废水管线汇入含灰水处理系统。在所述的含灰水处理系统中,降压闪蒸,含灰废水中的固体颗粒被进一步浓缩,含灰废水中的废水被不断澄清,同时热量被回收。澄清降温后,灰水可以返回到本发明的工艺中,作为工艺净化水使用。
[0043]在上述工艺中,较佳地,储液槽内的液体通过循环水泵被抽取,进入循环管道,之后进入到通过激冷环进入气化炉的激冷室。该循环水主要用于对出气化炉的高温气体进行激冷,同时也具有初步洗涤气体的作用。
[0044]在符合本领域常识的基础上,上述各优选条件,可任意组合,即得本发明各较佳实例。
[0045]本发明所用试剂和原料均市售可得。
[0046]本发明的积极进步效果在于:
[0047](I)本发明的含尘气体的分级净化方法结合了含灰气体中细灰的分布特点,采用“粗分”和“精洗”相结合的逐级洗涤净化方法,在降低设备洗涤净化负荷的同时有效提高了洗涤效率;
[0048](2)本发明的含尘气体的分级净化方法大大提高了含尘气体中小于I μ m超细颗粒的脱除效率,脱除效率达95%以上,处理得到的清洁合成气中的细灰的含量为lmg/Nm3以下,实现了含超细灰(〈I Pm)比重大且细灰疏水性强的高含灰气体的深度净化;
[0049](3)本发明的含尘气体的分级净化方法不会引起泡沫洗涤器的堵塞,工艺简单方便,能够满足不同工业生产的需要,更促进了工业装置的稳定、可靠和长周期运行。
【附图说明】
[0050]图1为实施例1-3的含灰气体的分级净化设备的结构图。
[0051]图2为图1中的文氏管洗涤器2的剖视图。
[0052]图3为图2所示的文氏管洗涤器2的A部的放大图。
【具体实施方式】
[0053]下面通过实施例的方式进一步说明本发明,但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法,按照常规方法和条件,或按照商品说明书选择。
[0054]实施例1
[0055]一种含灰气体的分级净化设备,如图1所示:该分级净化设备包括依次连接的一喷淋塔1、一文氏管洗漆器2、一分离器3、一泡沫洗漆器4和一循环水泵5 ;
[0056](I)喷淋塔:
[0057]该喷淋塔I可以为单独的喷淋塔,也还可以为和上游工序其他设备耦合的喷淋塔;
[0058]该喷淋塔I包括一喷淋塔塔体10、一喷淋层13、一第一液体进口 11、一第一气体进口 12、一第一气体出口 14和一第一废水出口 15 ;该喷淋层13位于该喷淋塔I的上部,且与该第一液体进口 11相连通;该第一气体进口 12和该第一液体进口 11均位于该喷淋塔塔体10的侧边,该第一气体进口 12位于该第一液体进口 11的下方;该第一气体出口 14位于该喷淋塔塔体10的顶部;该第一废水出口 15位于该喷淋塔塔体10的底部;
[0059](2)文氏管洗涤器(文丘里洗涤器):
[0060]该文氏管洗涤器2包括一洗涤部20、合成气管21、一个灰水管22和一出气管25 ;该合成气管21位于该洗涤部20的一侧边;该出气管25位于该洗涤部20的另一侧边;该灰水管22位于该洗涤部20的顶部;
[0061]该文氏管洗涤器2的剖视图如图2所示,图2中A部的放大图如图3所示,结合图2和图3:该灰水管22的喷水口和该合成气管21相互连通,该合成气管21内设置有一个套管24,该灰水管22的喷水口与该套管24的进气口相对,该灰水管22的近邻该喷水口处设置有一个旋流器23 ;该套管24沿着气流方向包括依次相连的一个渐缩部241、一个喉颈部242和一个渐扩部243,该渐缩部241的口径沿着气流方向逐渐减小,该喉颈部242为中空圆柱形,该渐扩部243的口径沿着气流方向逐渐增大;
[0062]该合成气管21的直径为D,且该合成气管21的直径D为300-800mm ;该灰水管22的喷水口距离该喉颈部242的长度Hl为0.15D ;该喉颈部242的长度H2为0.15D ;该旋流器23距离该灰水管22的喷水口的距离H3为0.15D ;该喉颈部242的直径Dl为0.3D ;该渐扩部243的长度H4为2.5D ;该渐缩部241的收缩角α为37°,该渐扩部243的扩展角β为 10° ;
[0063](3)旋风分离器:
[0064]该旋风分离器3包括一分离部30、一第二气体进口 31、一第二气体出口 32和一第二废水出口 33 ;该第二气体进口 31位于该分离部30的侧边;该第二气体出口 32位于该分离部30的顶部;该第二废水出口 33位于该分离部30的底部;
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