热解气除尘装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种热解气除尘装置，该装置包括旋风分离器(1)和滤料颗粒床(2)，该滤料颗粒床包括内腔室(C)和围绕该内腔室设置的过滤层(22)，旋风分离器(1)设置在内腔室中，含尘热解气通过管路连通至旋风分离器的进气口，经旋风分离处理后由旋风分离器的出气口排出至内腔室，进而经由过滤层过滤后向外排出。在此热解气除尘装置中，将旋风分离器与滤料颗粒床进行了一体化集成设计，滤料颗粒床采用中心径向流型式，可将旋风分离器置身于颗粒床的内腔室中，依靠滤料颗粒床给旋风分离器提供高温环境，避免焦油析出造成堵塞等，一体化设计还节省了旋风分离器等的占地面积，使得整体结构更为紧凑合理，可在工业化生产中大量推广应用。
【专利说明】热解气除尘装置
【技术领域】
[0001]本发明属于热解工艺和设备领域，特别地，涉及一种热解气体后处理装置。
【背景技术】
[0002]对于我国丰富、廉价的低阶碎煤资源而言，如何通过热解方式实现清洁、高效转化，是一项非常重要的课题，尽管国内外已经就此开展了多年的相关研宄工作，但是至今尚没有一种成熟技术可供利用。其中，由于碎煤在热解装置中热解后产生的热解气通常包含焦油和各类粒径的粉尘颗粒，在后续的热解气除尘过程中通常需要使用不同设备进行逐级除尘，多种设备的占地面积广；而且在除尘过程中热解气容易遇冷冷凝，导致焦油析出，使得设备堵塞。因此，需要对各个除尘装置进行保温处理，使得除尘系统的结构和组成复杂、耗能大，因而热解气高温除尘也成为了制约碎煤热解技术工业化应用的主要瓶颈之一。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种热解气除尘装置，该装置的结构紧凑、占地面积小，可避免焦油析出，易于工业化应用。
[0004]为实现上述目的，本发明提供了一种热解气除尘装置，该装置包括旋风分离器和滤料颗粒床，该滤料颗粒床包括内腔室和围绕该内腔室设置的过滤层，所述旋风分离器设置在所述内腔室中，含尘热解气通过管路连通至所述旋风分离器的进气口，经旋风分离处理后由所述旋风分离器的出气口排出至所述内腔室，进而经由所述过滤层过滤后向外排出。
[0005]优选地，所述滤料颗粒床包括中心轴线沿竖直方向布置的内筒段和外筒段，所述过滤层环绕设置在所述内筒段与外筒段之间，所述内腔室形成在所述内筒段内，所述内筒段的筒壁设有贯通气孔，所述外筒段与所述过滤层之间形成环形空间，所述外筒段上设有热解气出口；
[0006]其中，所述滤料颗粒床还包括分别封盖于所述内筒段和外筒段的顶部和底部的顶盖部和底盖部，所述顶盖部设有过滤介质入口，所述底盖部设有过滤介质出口，从所述过滤介质入口进入的过滤介质沿竖向依次通过所述顶盖部、过滤层和底盖部后从所述过滤介质出口排出；
[0007]由所述旋风分离器的所述出气口排出的气体沿径向依次穿过所述内筒段、过滤层和环形空间后从所述热解气出口排出。
[0008]优选地，所述旋风分离器的所述出气口在所述内腔室中沿竖直方向布置。
[0009]优选地，所述旋风分离器的所述进气口连接有含尘热解气管道，该含尘热解气管道沿径向穿过所述外筒段和过滤层进入所述内腔室。
[0010]优选地，所述旋风分离器还包括底部粉尘出口，所述底盖部还设有相应的粉尘排出口。
[0011]优选地，所述过滤层的内周面和/或外周面设有支撑网。
[0012]优选地，所述内筒段为格栅状筒体。
[0013]优选地，所述过滤层的厚度为100?600mm。
[0014]优选地，所述过滤层的过滤介质为惰性固体介质，优选为石英砂或瓷球。
[0015]优选地，所述过滤介质的粒度为1?5mm，温度为500?700°C。
[0016]根据上述技术方案，在本发明的热解气除尘装置中，创造性地将旋风分离器与滤料颗粒床进行集成设计，滤料颗粒床采用中心径向流型式，其中形成有内腔室，从而可将旋风分离器置于其中，这样依靠滤料颗粒床给旋风分离器提供高温工作环境，避免焦油析出造成堵塞等。在集成式一体化设计后，节省了旋风分离器及其保温装置等的安装，节省了占地面积，集成装置的整体结构更为紧凑合理，可在工业化生产中大量推广应用。
[0017]本发明的其他特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1为根据本发明的优选实施方式的热解气除尘装置的结构原理图。
[0019]附图标记说曰月
[0020]1 旋风分离器2滤料颗粒床
[0021]3 顶盖部4底盖部
[0022]5 含尘热解气管道6支撑网
[0023]21 内筒段22过滤层
[0024]23 外筒段A过滤介质入口
[0025]B 过滤介质出口C内腔室
[0026]D 环形空间E热解气出口
[0027]F粉尘排出口
【具体实施方式】
[0028]以下结合附图对本发明的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的【具体实施方式】仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
[0029]在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的，或者是针对竖直、垂直或重力方向上而言的，或者是相关结构设备在正常使用状态下的各部件相互位置关系描述用词；同样地，为便于理解和描述，“左、右”通常是针对附图所示的左、右；“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外，但上述方位词并不用于限制本发明。
[0030]本发明提供了一种新型的热解气除尘装置，如图1所示，该除尘装置包括旋风分离器1和滤料颗粒床2，该滤料颗粒床2包括内腔室C和围绕该内腔室C设置的过滤层22，旋风分离器1设置在内腔室C中，含尘热解气通过管路连通至旋风分离器1的进气口，经旋风分离处理后由旋风分离器1的出气口排出至内腔室C，进而经由过滤层22过滤后向外排出。其中，为避免旋风分离器1的堵塞并节约能耗，将旋风分离器1集成设置在滤料颗粒床2内，以在热态下除尘，从而可避免焦油析出，并且也节省了旋风分离器1独立安装时的占地面积，使得除尘装置的整体结构更为紧凑，可进行一体化除尘作业，除尘效率更高，便于工业化应用和推广。
[0031]为此目的，对滤料颗粒床2进行了针对性的优化设计，例如滤料颗粒床2的结构形式和热解气在滤料颗粒床2中的流动路径。一般地，热解气从滤料颗粒床2的一侧流入，过滤后从另一侧流出，滤料颗粒床2内并不存在无过滤颗粒存在的独立腔室。本发明对此进行了改进，如图1所示，其中的滤料颗粒床2采用了径向中心流型式的颗粒床，其中包括了中心轴线沿竖直方向布置的内筒段21和外筒段23，过滤层22环绕设置在内筒段21与外筒段23之间，内腔室C形成在内筒段21内，内筒段21的筒壁设有贯通气孔，外筒段23与过滤层22之间形成环形空间D，外筒段23上设有热解气出口 E ;其中，滤料颗粒床2还包括分别封盖于内筒段21和外筒段23的顶部和底部的顶盖部3和底盖部4，顶盖部3设有过滤介质入口 A，底盖部4设有过滤介质出口 B。这样，在上述结构的基础上，从过滤介质入口A进入的过滤介质沿竖向依次通过顶盖部3、过滤层22和底盖部4后从过滤介质出口 B排出；而由旋风分离器1的出气口排出的气体可沿径向依次穿过内筒段21的贯通气孔、过滤层22和径向环形空间D后从热解气出口 E向外排出。
[0032]其中，通过设计内外筒结构，能够构造出内腔室C以容纳旋风分离器1，旋风分离器1可放置其中或安装于内筒段21的内壁上，还可将过滤层22和过滤介质限定在内外筒之间并环绕内腔室C，结合顶盖部3和底盖部4的封盖，使得旋风分离器1处理后的热解气必须经由过滤层22过滤后才能进入外筒段23与过滤层22之间的环形空间D，进而通过该径向环形空间D从热解气出口 E向外排出，以待后续工艺处理。顶盖部3和底盖部4不仅起到密闭封盖作用，更是过滤介质的出入口和流动通道，顶盖部3与外筒段23内的过滤层22对接，使得过滤介质从上至下连续流动。顶盖部3和底盖部4有内外壳以形成过滤介质的流动通道，其内外壳也可与内筒段21、外筒段23 —体成型。
[0033]为支撑过滤介质并限定过滤介质不从侧向流出，过滤层22的内周面和/或外周面可设有支撑网6。其中，内层的支撑网6在强度足够的情况下，也可作为内筒段21使用，或者换言之，内筒段21也可用作过滤层22的内层支撑网6。内筒段21优选为格栅状筒体或布满小孔的筒体，以使得筒壁上形成有多个所述贯通气孔，从而便于旋风分离器1处理后的热解气能顺利穿过内筒段21。
[0034]过滤层22的厚度可根据所需处理的热解气的流量和过滤介质的特性等参数进行具体确定。例如，在本实施方式中，过滤层22的厚度优选为100?600_，即可使得旋风分离器1处理后的热解气中的微小粉尘颗粒得到充分过滤。为实现充分可靠的过滤，并根据热解气中的粉尘特性，本实施方式中的过滤层22的过滤介质优选惰性固体介质，例如石英砂或瓷球等。过滤介质的粒度优选为1?5_，而温度优选为500?700°C。这样在正常工作状态下，旋风分离器1能够始终置身于500?700°C的周遭温度环境中，使得流经其中的热解气中焦油不易遇冷析出，可留待后续工艺的冷凝分离装置中进行析出处理。
[0035]置身于内腔室C中的旋风分离器1的出气口优选为沿竖直方向布置，例如图1所示地竖直向上，从而避免朝向内筒段21和过滤层22的特定区域吹出，可使得旋风分离器1的出气口流出的热解气扩散至充满内腔室C，而后均匀地从周围的过滤层22中流出以充分过滤。相应地，如图1所示，旋风分离器1还包括底部粉尘出口，底盖部4还设有相应的粉尘排出口 F。旋风分离器1分离出热解气中的大颗粒粉尘，以降低滤料颗粒床2的过滤除尘负荷，分离出的大颗粒粉尘从粉尘出口向下流出，堆积在底盖部4，在堆积到设定高度时，可控制粉尘排出口 F打开，以排出大颗粒粉尘，便于回收利用或无害化处理。
[0036]此外，旋风分离器1的进气口还连接有含尘热解气管道5，该含尘热解气管道5与热解装置的排气口相连以承接热解后产生的热解气，含尘热解气管道5沿径向穿过外筒段23和过滤层22后进入内腔室C，连通至旋风分离器1的进气口。含尘热解气管道5还可起到对旋风分离器1的支撑安装作用。当然，可选择地，旋风分离器1的进气管道也可以是其它路径，例如经由顶盖部3或底盖部4后与旋风分离器1的进气口相连，但图1所示的管道路径更短更易于实现。
[0037]可见，上述集成式热解气高温除尘装置的结构简单紧凑，使得热解气在除尘处理时能够始终处于高温环境中，无需担心热解气中的焦油析出，避免设备堵塞等诸多问题，至少免除了旋风分离器的保温设施，也减少了旋风分离器的独立安装空间。这样一体化的除尘处理，集约性强且除尘效率高，能耗小，环保性好。在具有广阔开发前景的低阶碎煤清洁化利用领域中，本发明的热解气高温除尘装置有很好的推广利用价值和空间。
[0038]以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型和改进，例如根据过滤的热解气的特性，在内外筒之间设置的过滤层可以是不止一层，而是径向间隔布置的多层，以实现对特定热解气的分层次过滤，但是这些简单变型和改进均属于本发明的保护范围。
[0039]另外需要说明的是，在上述【具体实施方式】中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
[0040]此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
【权利要求】
1.一种热解气除尘装置，其中，该装置包括旋风分离器(I)和滤料颗粒床(2)，该滤料颗粒床⑵包括内腔室(C)和围绕该内腔室(C)设置的过滤层(22)，所述旋风分离器(I)设置在所述内腔室(C)中，含尘热解气通过管路连通至所述旋风分离器(I)的进气口，经旋风分离处理后由所述旋风分离器(I)的出气口排出至所述内腔室(C)，进而经由所述过滤层(22)过滤后向外排出。
2.根据权利要求1所述的热解气除尘装置，其中，所述滤料颗粒床(2)包括中心轴线沿竖直方向布置的内筒段(21)和外筒段(23)，所述过滤层(22)环绕设置在所述内筒段(21)与外筒段(23)之间，所述内腔室(C)形成在所述内筒段(21)内，所述内筒段(21)的筒壁设有贯通气孔，所述外筒段(23)与所述过滤层(22)之间形成环形空间(D)，所述外筒段(23)上设有热解气出口(E)； 其中，所述滤料颗粒床(2)还包括分别封盖于所述内筒段(21)和外筒段(23)的顶部和底部的顶盖部(3)和底盖部(4)，所述顶盖部(3)设有过滤介质入口(A)，所述底盖部(4)设有过滤介质出口(B)，从所述过滤介质入口(A)进入的过滤介质沿竖向依次通过所述顶盖部(3)、过滤层(22)和底盖部(4)后从所述过滤介质出口(B)排出； 由所述旋风分离器(I)的所述出气口排出的气体沿径向依次穿过所述内筒段(21)、过滤层(22)和径向环形空间(D)后从所述热解气出口(E)排出。
3.根据权利要求2所述的热解气除尘装置，其中，所述旋风分离器(I)的所述出气口在所述内腔室(C)中沿竖直方向布置。
4.根据权利要求2所述的热解气除尘装置，其中，所述旋风分离器(I)的所述进气口连接有含尘热解气管道(5)，该含尘热解气管道(5)沿径向穿过所述外筒段(23)和过滤层(22)进入所述内腔室(C)。
5.根据权利要求2所述的热解气除尘装置，其中，所述旋风分离器(I)还包括底部粉尘出口，所述底盖部(4)还设有相应的粉尘排出口(F)。
6.根据权利要求2所述的热解气除尘装置，其中，所述过滤层(22)的内周面和/或外周面设有支撑网(6)。
7.根据权利要求2所述的热解气除尘装置，其中，所述内筒段(21)为格栅状筒体。
8.根据权利要求1所述的热解气除尘装置，其中，所述过滤层(22)的厚度为100?600mmo
9.根据权利要求1所述的热解气除尘装置，其中，所述过滤层(22)的过滤介质为惰性固体介质，优选为石英砂或瓷球。
10.根据权利要求1所述的热解气除尘装置，其中，所述过滤介质的粒度为I?5_，温度为500?700 0C ο
【文档编号】C10K1/02GK104479760SQ201410677630
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年11月21日 优先权日:2014年11月21日
【发明者】李初福, 门卓武, 刘书贤, 翁力 申请人:神华集团有限责任公司, 北京低碳清洁能源研究所