用于煤炭转化炉炉气的净化系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及煤炭转化炉炉气净化技术，具体涉及煤炭转化炉炉气净化方法和 煤炭转化炉炉气净化系统。所说的"煤炭转化炉炉气"尤其包括煤炭气化炉炉气和煤炭干 馏炉炉气。
【背景技术】
[0002] 受煤炭转化炉炉气本身物理和化学性质的制约，在现有的技术条件下，为了达到 对煤炭转化生成的气体产物清洁、高效的利用，可行的办法是采取对煤炭转化炉炉气进行 高温净化的技术路线。而目前能够实现气体高温净化的手段有限，主要有机械除尘方式、电 除尘方式和气体高温过滤除尘方式。机械除尘方式（如重力除尘器、旋风除尘器）除尘效 率低；电除尘方式成本高、能耗大，且除尘效率也不太理想；气体高温过滤除尘方式除尘效 率很高，在技术上是比较理想的选择。气体高温过滤除尘方式的实现是利用高温气体过滤 装置，高温气体过滤装置中安装有可耐高温的高精度过滤元件，如烧结金属多孔材料过滤 元件或烧结陶瓷多孔材料过滤元件，这些过滤元件的过滤精度可根据煤炭转化炉炉气中待 过滤粉尘的大小通过调整多孔材料的孔径来保证。虽然高温气体过滤装置具有除尘效率高 的优点，但在过滤煤炭转化炉炉气时仍然面临一个关键问题，即如何确保过滤元件在较长 时间内有效工作。
[0003] 以往在过滤煤炭转化炉炉气时为提升过滤元件的有效工作时间，解决措施无外乎 两个方面。其中一方面的解决措施是开发出更为有效的过滤元件再生方式，例如向高温气 体过滤装置内注入一些物质使其在一定条件下与过滤元件中的堵塞物进行反应，达到对过 滤元件再生的目的。当然，对过滤元件的再生还可以多种方式并行，例如将传统的反吹再生 与上述反应再生向结合。另一方面的解决措施是在高温气体过滤装置的开机、关机过程中 向高温气体过滤装置内通入高温保护气体（如氮气）进行高温预热或置换，从而防止过滤 元件表面结露。公开号CN103961954A的中国实用新型专利申请文件中公开了一种滤芯（过 滤元件）再生方法，其采用了向高温气体过滤装置内通入贫氧气体来与滤芯上附着的可燃 尘进行燃烧从而实现滤芯再生的目的，但这种方式只涉及滤芯的再生，并没有考虑如何从 根本上降低滤芯堵塞的风险。 【实用新型内容】
[0004] 本实用新型所要解决的技术问题是提供新型的煤炭转化炉炉气净化方法和煤炭 转化炉炉气净化系统，以便于对煤炭转化炉炉气进行气固分离净化。
[0005] 本实用新型的煤炭转化炉炉气净化方法，包括将煤炭转化炉生成的炉气传送至高 温气体过滤装置进行过滤净化的环节，所述高温气体过滤装置位于煤炭转化炉外部或整合 在煤炭转化炉中；当高温气体过滤装置位于煤炭转化炉外部时，将高温气体过滤装置待过 滤气体进口相比煤炭转化炉炉气出口的炉气温度的向下变动幅度保持在0~50°c的范围 内，并且将炉气已通过高温气体过滤装置的过滤元件时相比煤炭转化炉炉气出口的炉气温 度的向下变动幅度保持在0~80°c的范围内；当所述高温气体过滤装置整合在煤炭转化炉 中时，使从煤炭转化炉生成炉气开始直至炉气已通过高温气体过滤装置的过滤元件的过程 发生于煤炭转化炉内部。
[0006] 上述方法中，当高温气体过滤装置位于煤炭转化炉外部时，高温气体过滤装置待 过滤气体进口相比煤炭转化炉炉气出口的炉气温度的向下变动幅度还可进一步限定为保 持在0~30°C的范围内，并且，炉气已通过高温气体过滤装置的过滤元件时相比煤炭转化 炉炉气出口的炉气温度的向下变动幅度可进一步限定为保持在〇~50°C的范围内。在此 基础上，所述高温气体过滤装置待过滤气体进口相比炉气已通过高温气体过滤装置的过滤 元件时的炉气温度的变化量可进一步限定为-100°C~+20°C，更进一步的限定为-50°C~ +l(TC〇
[0007] 需要指出，上述内容中高温气体过滤装置待过滤气体进口相比炉气已通过高温 气体过滤装置的过滤元件时的炉气温度的变化量为-100°C (或-50°C )，表示炉气已通 过高温气体过滤装置的过滤元件时的温度比炉气进入高温气体过滤装置时的温度提高了 100°C (或50°C);反之，高温气体过滤装置待过滤气体进口相比炉气已通过高温气体过 滤装置的过滤元件时的炉气温度的变化量为+20°C (或+10°C )，表示炉气已通过高温气 体过滤装置的过滤元件时的温度比炉气进入高温气体过滤装置时的温度降低了 20°C (或 10°C ) 〇
[0008] 上述方法中，当所述高温气体过滤装置位于煤炭转化炉外部时，从煤炭转化炉出 口输出炉气开始直至炉气已通过高温气体过滤装置的过滤元件后的过程还可以包括将煤 炭转化炉出口输出的炉气先传送至预除尘装置进行初步固气分离后再进入高温气体过滤 装置行过滤净化的环节。当然，上述方法也可以不含上面所述的通过预除尘装置进行初步 固气分离的环节，从而使煤炭转化炉出口输出的炉气直接进入高温气体过滤装置。
[0009] 无论上述方法中是否含有通过预除尘装置进行初步固气分离的环节，该方法都可 进一步改进为：从煤炭转化炉出口输出炉气开始直至炉气已通过高温气体过滤装置的过滤 元件的过程中，将所述炉气温度的向下变动幅度保持在不超过80°C的范围内。在此基础上， 该方法从煤炭转化炉出口输出炉气开始直至炉气已通过高温气体过滤装置的过滤元件的 过程中，所述炉气温度的向下变动幅度可进一步限定为保持在不超过50°C、30°C或20°C的 范围内。
[0010] 更进一步的，该方法从煤炭转化炉出口输出炉气开始直至炉气已通过高温气体过 滤装置的过滤元件后的过程中，使所述炉气温度不降低。再进一步的，从煤炭转化炉出口输 出炉气开始直至炉气已通过高温气体过滤装置的过滤元件后的过程中，使所述炉气温度变 动幅度为〇~l〇〇°C。又进一步的，从煤炭转化炉出口输出炉气开始直至炉气已通过高温气 体过滤装置的过滤元件后的过程中，使所述炉气温度逐渐升高。
[0011] 在本实用新型的上述各方法中，所述煤炭转化炉主要是指煤炭气化炉或煤炭干馏 炉。在此基础上，所述煤炭转化炉为实施煤炭低温干馏工艺或煤炭中温干馏工艺的煤炭干 馏炉。更进一步的，所述煤炭转化炉为实施煤炭低温干馏工艺的煤炭干馏炉，且所述高温气 体过滤装置待过滤气体进口的炉气温度为400~550°C。就目前的高温气体过滤装置而言， 过滤上述温度区间内的煤炭低温干馏炉炉气是比较适宜的。
[0012] 在本实用新型上述各方法中，除对主要对温度的相应控制外，还可进一步将从煤 炭转化炉生成炉气开始直至炉气已通过高温气体过滤装置的过滤元件的过程控制在15秒 以内。更进一步的还可将从煤炭转化炉生成炉气开始直至炉气已通过高温气体过滤装置的 过滤元件的过程控制在10秒以内。当然，将从煤炭转化炉生成炉气开始直至炉气已通过高 温气体过滤装置的过滤元件的过程控制在8秒、6秒或5秒以内则更好。
[0013] 煤炭转化炉炉气中通常含有多种物质，这些物质的物理形态（气态、液态、固态） 各异，化学成分也比较复杂，因此煤炭转化炉炉气存在很强的物理不稳定性和化学不稳定 性，尤其以煤炭干馏炉炉气最为典型。申请人通过对堵塞的过滤过滤进行分析等研究发现， 上述原因是导致炉气净化问题尤其是高温气体过滤装置过滤元件堵塞以及煤炭转化生成 的气体产物的利用率受限等问题的重要因素。通过本实用新型上述各种方法中对高温气体 过滤装置工作时的进出口温度、从煤炭转化炉出口输出炉气开始直至炉气被过滤的整个过 程中炉气温度变化或煤炭转化炉与高温气体过滤装置的位置关系的限定，或者上述这些因 素与炉气生成直至被过滤的时间的结合，能够较好的避免煤炭转化炉炉气的物理不稳定性 和化学不稳定性对炉气净化过程特别是高温过滤净化过程的不利影响，从根本上延长过滤 元件被堵塞前的使用时间。
[0014] 为了实施或更好的实施上述一些煤炭转化炉炉气净化方法，本实用新型还提供了 下述多种煤炭转化炉炉气净化系统。第一种煤炭转化炉炉气净化系统包括煤炭转化炉和 用于对煤炭转化炉出口输出的炉气进行过滤净化的高温气体过滤装置，该系统中从所述煤 炭转化炉的炉气出口直至高温气体过滤装置的这一部分整体上构成一个炉气加热保温流 路。其中，所述的炉气加热保温流路具体是一个可使炉气在从煤炭转化炉出口输出开始直 至已通过高温气体过滤装置的过滤元件的过程中其炉气温度的向下变动幅度保持在不超 过80°C (优选是不超过50°C、30或20°C )的范围内的炉气加热保温流路。
[0015] 第一种煤炭转化炉炉气净化系统的一种具体结构是，所述煤炭转化炉与高温气体 过滤装置之间还设有预除尘装置，煤炭转化炉的炉气出口与预除尘装置的待除尘气体进口 连通，预除尘装置的已除尘气体出口与高温气体过滤装置的待过滤气体进口连通，所述煤 炭转化炉、预除尘装置和高温气体过滤装置三者的外壳前后依次连接为一体，预除尘装置 的待除尘气体进口靠近煤炭转化炉的炉气出口，高温气体过滤装置的待过滤气体进口靠近 预除尘装置的已除尘气体出口；预除尘装置和高温气体过滤装置上均设有加热保温结构。
[0016] 第一种煤炭转化炉炉气净化系统更具体的结构是，所述预除尘装置的已除尘气体 出口位于该预除尘装置的顶部，高温气体过滤装置的待过滤气体进口高于预除尘装置的已 除尘气体出口并与预除尘装置的已除尘气体出口之间通过弯头连接；高温气体过滤装置中 过滤元件的安装高度高于高温气体过滤装置的待过滤气体进口。
[0017] 第一种煤炭转化炉炉气净化系统更具体的结构是，所述预除尘装置和高温气体过 滤装置的外壳上均安装有加热保温套壳，加热保温套壳与预除尘装置以及高温气体过滤装 置的外壳之间为加热介质输送通道，所述加热介质输送通道与加热介质源连接。
[0018] 第一种煤炭转化炉炉气净化系统更具体的结构是，所述的预除尘装置具体采用机 械除尘器。例如，所述的预除尘装置具体采用旋风除尘器、重力除尘器或是旋风除尘器与重 力除尘器的组合。
[0019] 第一种煤炭转化炉炉气净化系统更具体的结构是，所述高温气体过滤装置采用烧 结金属多孔材料过滤元件或烧结陶瓷多孔材料过滤元件。例如，所述高温气体过滤装置采 用高温使用性能优异的烧结铁铝金属间化合物多孔材料过滤元件。
[0020] 第一种煤炭转化炉炉气净化系统更具体的结构是，所述煤炭转化炉具体是指煤炭 气化炉或煤炭干馏炉。进一步的，所述煤炭转化