一种合成气洗涤除尘脱水系统的制作方法

本发明属于煤化工领域，涉及一种合成气洗涤除尘脱水系统。

背景技术：

在煤化工领域，从气化炉出来的粗合成气中含有大量的细灰，在用于后续单元时需要对合成气进行洗涤，去除合成气中的细灰和水，如果粗煤气净化不彻底，其中含有的细灰容易导致下游设备结垢阻力过大或催化剂中毒，影响生产。因此粗合成气除尘脱水工艺对生产的平稳运行至关重要，目前行业要求粗合成气的洗涤后的目标为含尘量小于1mg/Nm³。

目前，煤气化领域，粗合成气的典型除尘方法是湿法除灰，为了达到合成气含尘量小于1mg/Nm³，典型的粗合成气除尘工艺存在的缺点：对于微米级的灰尘去除效果不良，特别是用于加压粉煤气化工艺；所需设备多，投资大；压降大，耗水量多，出洗涤塔的合成气含水量大，后续单元需要增加分离设备等。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

本发明所要解决的技术问题在于如何解决现有洗涤系统对微米级灰尘去除效果不良，所需设备多，气体压降大，耗水量多和/或出洗涤塔的合成气含水量大等问题。

(二)技术方案

为了实现上述目的，本发明提供了一种合成气洗涤除尘脱水系统，包括依次连接的水冷却室，文丘里混合器，洗涤塔，管束离心分离器。

优选地，所述水冷却室包括下降管以及设置在所述下降管外围的上升管，所述下降管与所述上升管之间留有间隙。

优选地，所述下降管下端浸没在所述水冷却室中液体的液面下；所述上升管的一部分浸没在所述水冷却室中液体的液面下。

优选地，所述下降管下部具有锯齿状边缘，锯齿的高度为30-60mm。

优选地，所述下降管与所述上升管之间的间隙是所述下降管横截面积的1.5-2倍，优选1.8倍。

优选地，所述洗涤塔包括气体洗涤器、一个或多个塔盘、除沫器；所述洗涤塔顶部具有连通口与所述管束离心分离器连通；所述除沫器位于所述洗涤塔上部，所述气体洗涤器位于所述洗涤塔下部；和/或所述塔盘位于所述气体洗涤器和所述除沫器之间。

优选地，所述气体洗涤器包括洗涤器下降管和设置在所述洗涤器下降管底部外围的洗涤器上升管，所述洗涤器上升管与所述洗涤器下降管之间留有间隙；所述洗涤器下降管底部以及所述洗涤器上升管浸没在所述洗涤塔中液体的液面下，同时所述气体洗涤器通过连通口与所述文丘里混合器的出口连通。

优选地，所述文丘里混合器与高压水系统连接。

优选地，还包括高压泵，所述高压泵能将所述洗涤塔下部的液体引入到所述水冷却室中。

优选地，所述管束离心分离器顶部具有合成器出口；所述管束离心分离器底部与所述洗涤塔连通，所述管束离心分离器中液体能引入到所述洗涤塔内。

(二)有益效果

本发明相比有显著的优点和有益效果：

1.通过采用采用水冷却室，文丘里混合器，洗涤塔，管束离心分离器组合式的分级洗涤除尘脱水设计，可去除微米级灰尘，合成气含尘量可控制在1mg/m³以内，同时洗涤后的合成气含液体量低，从而可避免后续单元压力降增加，以及因化学品中毒而影响整个系统长周期运行等问题，减少运行成本，同时，负荷调节范围大，节能环保。

2.采用单级文丘里混合器，气体压降小，耗水量低。

3.该系统所需设备少，投资底，运行维护简单，设备运行周期长。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种合成气洗涤除尘脱水系统的流程图。

图中：

1、水冷却室，2、文丘里混合器，3、洗涤塔，4、管束离心分离器，5、高压泵，6、管道，7、管道，8、管道，9、管道，10、灰水管道，11、高压水管道，12、灰水管道，13、管道，14、管道，15、塔盘洗涤水。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例以及附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明提供的一种合成气洗涤除尘脱水系统，包括依次连接的水冷却室1，文丘里混合器2，洗涤塔3，管束离心分离器4以及高压泵5。合成气依次通过水冷却室1，文丘里混合器2，洗涤塔3以及管束离心分离器4，进行除尘脱水。

具体地，水冷却室1包括下降管以及设置在所述下降管外围的上升管，下降管与上升管之间留有间隙；下降管下端浸没在水冷却室1中液体的液面下；上升管的一部分浸没在水冷却室1中液体的液面下。气化炉反应室产生的高温合成气沿下降管进入气化炉下部的水冷却室1中的液体液面下与液体进行冷却洗涤。合成气中的溶渣冷却固化后在重力作用下与合成气分离沉降在冷却室1底部，在下降管外面设有上升管，粗合成气沿下降管和上升管之间的间隙上升再次洗涤，之后从冷却室1上部合成气出口出去沿管道6进入文丘里混合器2。

其中，下降管下部具有锯齿状边缘，锯齿的高度为30-60mm；下降管与上升管之间的间隙是下降管横截面积的1.5-2倍。下降管边缘具有锯齿能有效的刺破合成气洗涤过程中形成的泡沫。下降管与上升管之间设置间隙是为控制下降管与上升管之间洗涤水的位置，使合成气在下降管与上升管间隙的水中停留的时间更长，洗涤效果更好。优选地，下降管与上升管之间的间隙是下降管横截面积的1.8倍，这时洗涤效果特别好。

具体地，高压泵能将洗涤塔3下部的液体引入到水冷却室1中，对液体再利用；文丘里混合器2与高压水系统通过高压水管道11连接；高压水进入文丘里混合器2的喷嘴，液体在文丘里混合器2的喉管中与合成气剧烈混合，以润湿合成气中的灰尘，形成直径较大的含灰液滴，经润湿后的合成气通过管道进入洗涤塔3的中部，进一步进行洗涤除灰。

具体地，洗涤塔3包括气体洗涤器、多个塔盘、除沫器；洗涤塔3顶部具有连通口与管束离心分离器4连通；除沫器位于洗涤塔3上部，气体洗涤器位于洗涤塔3下部；塔盘位于气体洗涤器和除沫器之间，塔盘为抗堵塔盘，塔盘洗涤水15从洗涤塔3中上部、塔盘上方液体入口进入洗涤塔3，经过塔盘洗涤的合成气经洗涤塔上部的除沫器去除雾沫，合成气出洗涤塔3通过管道8进入管束离心分离器4。

其中，气体洗涤器包括洗涤器下降管和设置在洗涤器下降管底部外围的洗涤器上升管，洗涤器上升管与洗涤器下降管之间留有间隙；洗涤器下降管底部以及洗涤器上升管浸没在洗涤塔3中液体的液面下，同时气体洗涤器通过连通口与文丘里混合器2的出口连通。来自文丘里混合器2的合成气通过洗涤器下降管进入到洗涤塔3中的液体的液面下，与液体接触洗涤，在洗涤器下降管外面设有洗涤器上升管，合成气沿洗涤器下降管和洗涤器上升管之间的间隙上升再次洗涤，之后进入塔盘洗涤。洗涤塔3中的液体分两路排出，液体上部较干净的灰水沿灰水管道12进入高压泵5再经过灰水管道10后进入冷却室1，或者文丘里混合器2，液体下部的黑水沿管道14进入渣水系统。

具体地，管束离心分离器4顶部具有合成器出口；管束离心分离器4底部与洗涤塔3通过管道8连通，管束离心分离器4中液体能通过管道13引入到洗涤塔3内。

其中，由洗涤塔3顶部的管路进入管束离心分离器4的合成气沿安装在管束离心分离器4中的离心子的切线入口进入离心子再次分离，在离心力的作用下，气体中所夹带的固体颗粒和液滴被甩向离心子的内壁，经过分离净化的合成气从离心子顶部流入管束离心分离器4的上部气体汇集腔，然后由管道9送入下游系统，被分离的固体颗粒和液滴沿着离心子的内壁进行沉降，进入管束离心分离器4的底部进行收集，然后由管道13进入洗涤塔3。

下面结合本发明实施例中的合成气洗涤除尘脱水系统，详细说明该系统的除尘脱水过程。

气化炉反应室产生的高温合成气沿下降管进入气化炉下部的水冷却室1液位以下，合成气在水冷却室1水浴进行充分冷却洗涤，合成气中的溶渣冷却固化后在重力作用下与合成气分离沉降在水冷却室1底部，在冷却室下降管外面设有上升管，粗合成气在水冷却室1进行冷却洗涤后沿下降管和上升管的间隙往上走，增加合成气在冷却室的停留时间，合成气经降温洗涤后从冷却室上部合成气出口沿管道6进入文丘里混合器2，来自高压水系统的高压水也进入文丘里混合器2，在文丘里混合器2中，高压水经过设在在文丘里混合器2中的喷嘴在混合管中与合成气剧烈混合，润湿合成气中的灰尘，形成直径较大的含灰液滴，经润湿后的合成气经管道7进入洗涤塔3，沿洗涤塔3的中心连接管进入气体洗涤器，从洗涤器下降管喷出，之后通过洗涤器下降管和洗涤器上升管的间隙往上走，合成气在洗涤塔3中液体洗涤后往上通过塔盘再次进行洗涤。洗涤塔3塔盘为高效防堵塔盘，塔盘上方液体入口进入的液体作为塔盘的洗涤水。经过塔盘的合成气通过设在洗涤塔3上部的除沫器去除合成气中的大部分雾沫，由洗涤塔3顶部的管道8进入管束离心分离器4，合成气沿安装在管束离心分离器4中的离心子的切线入口进入离心子再次分离，在离心力的作用下，气体中所夹带的固体颗粒和液滴被甩向离心子的内壁，经过分离净化的合成气从离心子顶部流入管束离心分离器4的上部气体汇集腔，然后由管道9送入下游系统，被分离的固体颗粒和液滴沿着离心子的内壁进行沉降，进入管束离心分离器4的底部进行收集，然后由管道13进入洗涤塔3。洗涤塔3中的液体分两路排出，液体上部较干净的灰水沿管道12进入高压泵后进入冷却室1，或者文丘里混合器2，液体下部的黑水沿管道14进入渣水系统。

本发明中合成气洗涤除尘脱水系统适用的气化炉广泛，可以是西门子粉煤气化，航天炉粉煤气化、德士古水煤浆气化、科林粉煤气化、两段炉粉煤气化、东方炉粉煤气化、清华炉水煤浆气化、晋煤炉、开阳炉、鲁西炉、恩德炉等气化炉产生的粗合成气。

以上所述，仅为本发明的一些具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。