一种浸没除尘系统的制作方法

本实用新型涉及煤气化技术领域，具体而言，涉及一种浸没除尘系统。

背景技术：

近些年，随着煤气化技术的推广及应用，煤气化后系统的局限性越发明显。煤气化的过程是将煤通过高温转化为可燃气体、焦油等高附加值产品的过程。目前的煤气化技术，无论是块煤还是粉煤气化技术，煤颗粒在气化过程中在热破碎和物料磨损的作用下，会产生很多小颗粒飞灰，小颗粒飞灰由于质量小极易被上升的粗煤气带出气化炉，夹带着小颗粒飞灰和焦油的粗煤气（含有未分解的水、可燃气体）一同进入后系统，在后系统降温的过程中，粗煤气中的水蒸气和焦油分子液滴会随温度降低而冷凝下来，造成后系统油、水、尘三相难于分离，给工艺设计及设备运行造成极大的负担。

目前，粗煤气冷却系统通常采用浸没除尘器作为主要冷却设备。浸没除尘器主要采用水冷却，即：向粗煤气中喷入一定量的液态水进行直接降温。喷入的水一方面用于降低粗煤气的温度，另一方面用于对粗煤气中的小颗粒飞灰进行清洗，以将飞灰洗入浸没除尘器的底部。由于粗煤气温度的降低，造成煤气中的焦油液滴部分在浸没除尘器中析出，特别是焦油中的重质焦油部分，由于其露点温度低，在液态水的作用下重质焦油由气态转变为液态，吸附至小颗粒飞灰表面而进入浸没除尘器底部，由于重质焦油具有粘度高的特性，导致吸附重质焦油的小颗粒飞灰相互粘粘，进而堵塞浸没除尘器底部，造成设备底部排污口无法正常排液操作，进而引发浸没除尘器无法正常工作，导致系统停车。

针对该问题，现有技术中一般采用在浸没除尘器上段增设油激冷环并在浸没除尘器下部建立油层液位的方案，通过油激冷环中喷出的油及油层中的油将粗煤气中的重质焦油洗出，飞灰颗粒随冷却水沉入设备底部。但是该方案在放大过程中，由于气化炉产生的粗煤气具有不稳定的特点，而且其在浸没除尘器底部液相内（油相和水相）气泡的大小不易控制，使得物质交换不均匀，易导致在油层和水层中出现接触不均的问题。一旦发生气液接触不均，就会导致粗煤气中具有粘结性的焦油清洗不彻底或粗煤气中的粉尘清洗不彻底的情况发生，最终导致气化炉后系统粉尘量急增同时粘结性焦油随处冷凝导致结块堵塞。

技术实现要素：

鉴于此，本实用新型提出了一种浸没除尘系统，旨在解决现有气化炉中粗煤气与浸没除尘器中的油层和水层接触不均而导致的焦油和飞灰的去除率较低的问题。

一个方面，本实用新型提出了一种浸没除尘系统，包括：外壳及设置有内侧水激冷环和内侧油激冷环的下降管；其中，所述下降管套接于所述外壳内部，用于为粗煤气提供进入通道；所述外壳与所述下降管之间围设成用以对粗煤气进行二次洗涤的上升通道，所述上升通道中设置有外侧水激冷环；所述外壳和所述下降管的底部均填充有用以除油的油层和用以除尘的水层；所述下降管位于第一油层和第一水层的内壁上设置有第一导流机构，所述第一导流机构用以增加所述粗煤气在第一油层和第一水层的停留时间。

进一步地，上述浸没除尘系统中，所述外壳位于第二油层和第二水层的内壁以及所述下降管位于第二油层和第二水层的外壁分别设置有第二导流机构。

进一步地，上述浸没除尘系统中，所述第一导流机构为多个，各所述第一导流机构错位分布于所述下降管的内壁；和/或所述第二导流机构为多个，各所述第二导流机构错位分布于所述外壳的内壁与所述下降管的外壁。

进一步地，上述浸没除尘系统中，所述第一导流机构和所述第二导流机构均为折流挡板。

进一步地，上述浸没除尘系统中，位于油相中的各所述折流挡板之间设置有用以增大粗煤气气泡表面积的栅板结构。

进一步地，上述浸没除尘系统中，所述栅板结构的顶端与位于上一层的所述折流挡板的自由端相连接，底端与位于下一层的所述折流挡板相连接。

进一步地，上述浸没除尘系统中，所述栅板结构下部分的开孔面积小于其上部分的开孔面积。

进一步地，上述浸没除尘系统中，位于水相中的所述折流挡板上设置有用以增加粗煤气中气泡湍动程度的翅片结构。

进一步地，上述浸没除尘系统中，所述翅片结构呈三角形、锥形或扇形。

进一步地，上述浸没除尘系统中，各所述第一导流机构之间沿竖直方向的间距相等；和/或各所述第二导流机构之间沿竖直方向的间距相等。

进一步地，上述浸没除尘系统中，各所述第一导流机构沿竖直方向的间距为（0.1-0.5）m，各所述第二导流机构沿竖直方向的间距为（0.2-0.5）m。

进一步地，上述浸没除尘系统中，各所述第一导流机构的长度为所述下降管直径的（0.6-0.75）倍，各所述第二导流机构的长度为所述外壳与所述下降管半径之差的（0.5-0.6）倍。

本实用新型提供的浸没除尘系统，通过在下降管位于第一油层和第一水层的内壁上设置第一导流机构，增加了粗煤气在第一油层和第一水层中的停留时间，同时也增加了粗煤气中的气泡在液面下的破裂及聚并的概率，从而提高了粗煤气气泡内油相的溶解率及水相飞灰的去除率，即提高了浸没除尘系统中焦油和飞灰的去除率，使得浸没除尘系统出口粗煤气的洁净程度大大提高；此外，大大缓解了由于粘结性焦油或粉尘去除不彻底而导致的气化炉后系统堵塞的现象，进而降低了后续系统事故发生的概率，提高了系统运行的稳定性。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本实用新型实施例提供的浸没除尘系统的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的浸没除尘系统的又一结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的折流挡板的结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

参阅图1，本实用新型实施例的浸没除尘系统包括：外壳6及设置有内侧水激冷环3和内侧油激冷环4的下降管2；其中，所述下降管2套接于所述外壳6内部，用于为粗煤气提供进入通道；所述外壳6与所述下降管2之间围设成用以对粗煤气进行二次洗涤的上升通道1，所述上升通道1中设置有外侧水激冷环5；外壳6和下降管2的底部均填充有用以除油的油层和用以除尘的水层；下降管2位于第一油层O2和第一水层W2的内壁上设置有第一导流机构21，所述第一导流机构21用以增加粗煤气在第一油层O2和第一水层W2的停留时间。

具体而言，为了将气化炉排出的粗煤气中的重质焦油洗出，在外壳6和下降管2的底部均设置油层。为了将粗煤气中的飞灰颗粒除去，在外壳6和下降管2的底部均设置水层，使得飞灰颗粒随着冷却水沉入水层中经清洗后排出。外壳6的第二油层O1和下降管2的第一油层O2的液面保持一致，外壳6的第二水层W1与下降管2的第一水层W2的液面相齐平。外壳6的内壁与下降管2外壁之间围设成一环形的上升通道1，也就是说，上升通道1底部填充有第二油层O1和第二水层W1，以使得粗煤气经过油层和水层的洗涤后，再依次经过该上升通道1中的第二水层W1、第二油层O1及外侧水激冷环5冷却洗涤后排出外壳6。

外壳6为两端开口的管体，其顶端开口直径与下降管2外径相当，以将下降管2套接在其内，底端开口为排污口b，即：可以将粗煤气经过除油后剩余的飞灰及粗煤气中冷凝的水蒸气等通过排污口排出。外壳6位于第二水层W1的壁面上设置有补水口e，外壳6位于第二油层O1的壁面上设置有油层进口c和油层出口d，外壳6的侧壁上部开设有净化气体出口f。

套接在外壳6内部的下降管2也为两端开口的管体，其顶端开口为粗煤气进口a，其底端插入外壳6的第二水层W1中，形成了第一水层W2和第一油层O2。内侧水激冷环3嵌设且连接在下降管2靠近粗煤气进口a处的内壁上，内侧油激冷环4嵌设且连接在下降管2靠近第一油层O2的内壁上。外侧水激冷环5可以套设且连接在外壳6的内壁上部，也可以套设且连接在下降管2的外壁上部，相对于在下降管2的管壁，外侧水激冷环5可以位于内侧水激冷环3和内侧油激冷环4之间。

第一导流机构21可以为板状、柱状等结构，能增加粗煤气在第一油层O2和第一水层W2中的停留时间即可。第一导流机构21可以沿下降管2处于液相的内壁上的任意位置进行布置，其中，位于第一油层O2的内壁的第一导流机构21数量和位于第一水层W2的内壁设置的第一导流机构21数量可以根据实际情况进行确定，第一油层O2中第一导流机构21的数量可以略多于第一水层W2中第一导流机构21的数量。例如，在第一油层O2中设置3-6个第一导流机构21，在第一水层W2中设置3-5个第一导流机构21。本实施例中的液相是油层和水层的统称。

本实施例中浸没除尘系统的工作过程为：粗煤气经进口a沿下降管2向下运动，下降管2内壁的内侧水激冷环3向高温粗煤气喷射激冷水，对其进行降温处理，而后内侧油激冷环4喷出油滴颗粒将粗煤气中的重质焦油进行吸附溶解；经过内侧水激冷和油激冷的粗煤气继续沿下降管2向下进入下部的第一油层O2中，在第一导流板21的作用下，粗煤气中的所有油品与油相充分接触，经油相萃取洗出后经油层出口d排出；而后粗煤气依次沿第一导流机构21进入第一油层O2下部的第一水层W1和第二水层W2中，经充分水洗，实现了进一步降温的同时将粗煤气中的飞灰颗粒洗入水中经由排污口b排出；粗煤气继续经过外侧上升通道1的第二油层O1的二次洗涤后溢出，继续沿上升通道1向上运动，经由外侧水激冷环5再次冷却降温后由净化气体出口f排出。

上述显然可以得出，本实施例中提供的浸没除尘系统，通过在下降管位于第一油层和第一水层的内壁上设置第一导流机构，增加了粗煤气在第一油层和第一水层中的停留时间，同时也增加了粗煤气中的气泡在液面下的破裂及聚并的概率，从而提高了粗煤气气泡内油相的溶解率及水相飞灰的去除率，即提高了浸没除尘系统中焦油和飞灰的去除率，使得浸没除尘系统出口粗煤气的洁净程度大大提高；此外，大大缓解了由于粘结性焦油或粉尘去除不彻底而导致的气化炉后系统堵塞的现象，进而降低了后续系统事故发生的概率，提高了系统运行的稳定性。

参见图2，上述本实施例中，所述外壳6位于第二油层O1和第二水层W1的内壁以及所述下降管2位于第二油层O1和第二水层W1的外壁分别设置有第二导流机构22。

具体而言，下降管2位于第一油层O2和第一水层W2中的内壁设置有第一导流机构21、下降管2位于第二油层O1和第二水层W1中的外壁以及外壳6位于第二油层O1和第二水层W1中的内壁均设置有第二导流机构22。

可以看出，这样的设置，使得沿下降管2下降和沿上升通道1上升的粗煤气均能在液相中充分的停留，使得焦油和粉尘的去除更加彻底。

实际设计时，第一导流机构21可以为一个或多个，优选的，所述第一导流机构21可以为多个，各所述第一导流机构21可以沿下降管2内壁的周向并排设置，也可以沿壁面的不同方向错位设置，优选的，各所述第一导流机构21错位分布于所述下降管2的内壁。更优选的，第一导流机构21可以沿周向错位分布在下降管2内壁上的相应区域。同样的，第二导流机构22可以为一个或多个，优选的，所述第二导流机构22可以为多个，各所述第二导流机构22可以分别沿下降管2外壁和外壳6内壁的周向并排设置，也可以沿外壳6和下降管2壁面的不同方向错位设置，优选的，各所述第二导流机构22错位分布于外壳6的内壁与所述下降管2的外壁。更优选的，第二导流机构22可以沿周向错位分布在外壳6的内壁与下降管2的外壁的相应区域。

可以看出，错位分布的第一导流机构21和第二导流机构22，有利于增加粗煤气在液相的停留时间，有利于延长粗煤气与液相物质交换的时间，同时，也增加了粗煤气在多个第一导流机构21和多个第二导流机构22间转向时的湍动程度，进一步增加了粗煤气中气泡在液面下的破裂及聚并概率，进一步增加了粗煤气气泡内油相的溶解率及水相飞灰的除去率。

具体实施时，为了加工方便，各所述第一导流机构21沿竖直方向的间距相等；和/或各所述第二导流机构22沿竖直方向的间距相等。

为了增加粗煤气在液相中的停留时间，优选的，各所述第一导流机构21沿竖直方向的间距为（0.1-0.5）m，各所述第二导流机构22沿竖直方向的间距为（0.2-0.5）m；

为了防止气流波动引起的油层、水层界面浑浊及由于气速过快，导致的油滴和水滴被夹带至浸没除尘系统外的问题，优选的，所述第一导流机构21的长度为所述下降管直径的（0.6-0.75）倍，所述第二导流机构22的长度为所述外壳6与所述下降管半径之差的（0.5-0.6）倍。

参见图3，上述各实施例中，第一导流机构21和第二导流机构22均为折流挡板。折流挡板可以为矩形板、菱形板、圆形板、椭圆形板或三角形板等，可以为实心板、中空板或镂空板等，本实施例对其不做任何限定。

上述各实施例中，位于油相中的各所述折流挡板之间设置有用以增大粗煤气气泡表面积的栅板结构212。即：位于第一油层和第二油层的第一导流机构21和第二导流机构22上可以设置栅板结构212。实际设计时，可以仅在第一水层和第一油层中的各折流挡板上设置栅板结构212。栅板结构212可以为井字形栅板或布置有其他形状孔道的板结构等，能满足对粗煤气进行布气处理即可。其中，栅板结构212可以沿整个浸没除尘系统的轴向连接在任意相邻的两个折流挡板之间，即位于相邻两个折流挡板之间的气流通道处。优选的，所述栅板结构212的顶端与位于上一层的所述折流挡板的自由端相连接，底端与位于下一层的所述折流挡板相连接。这样的连接方式，可以确保流经折流挡板的所有的粗煤气都经过栅板进行重新布气处理。

可以看出，栅板结构212能使粗煤气大气泡进一步破碎成小气泡，使得气泡的表面积增大，从而加大气泡内部与油层的物质交换，进而加速了焦油的溶解。

本实施例中，栅板结构212上的孔形状可以为圆形或方形等，其上的开孔面积可以根据实际情况确定，例如开孔面积可以为10-70cm²，优选的，栅板结构212下部分的开孔面积小于其上部分的开孔面积。例如栅板结构212下部分的开孔面积为10-20 cm²，上部分的开孔面积为50-70 cm²。下部开孔面积小，分散的气泡则小，形成的湍动扰动面积大，进而有利于降低整个浸没除尘系统底部煤粉沉积的概率。

上述各实施例中，位于水相中的所述折流挡板上设置有用以增加粗煤气中气泡湍动程度的翅片结构211。即：位于第一水层和第二水层的第一导流机构21和第二导流机构22上可以设置翅片结构211。实际设计时，可以仅在第一水层和第一油层中的各折流挡板上设置翅片结构211。优选的，所述翅片结构211呈三角形、锥形或扇形。翅片结构211的尺寸和排布方式可以根据实际情况确定，优选的，翅片结构211的高度在2-5cm内。翅片结构211增加了气泡在导流板上运动的湍动程度，加速了粗煤气与水相的物质交换，从而增加了飞灰的去除率。

综上，本实施例中提供的浸没除尘系统，通过在下降管位于第一油层和第一水层的内壁上设置第一导流机构，增加了粗煤气在油层和水层中的停留时间，同时也增加了粗煤气中的气泡在液面下的破裂及聚并的概率，从而提高了粗煤气气泡内油相的溶解率及水相飞灰的去除率，使得浸没除尘系统出口粗煤气的洁净程度大大提高，从而提高了浸没除尘系统的分离效率，进而降低了后续系统事故发生的概率，提高了系统运行的稳定性；进一步的，通过在外壳位于第二油层和第二水层的内壁以及下降管位于第二油层和第二水层的的外壁设置第二导流机构，进一步增加了粗煤气在油层和水层中的停留时间，延长了粗煤气在二次洗涤过程中，在上升通道的液相中的停留时间，使得焦油和粉尘的去除更加彻底，进一步提高了浸没除尘系统中焦油和飞灰的去除率。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。