煤炭转化炉炉气净化系统的制作方法_3

文档序号:9114346阅读:来源:国知局
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不降低的炉气加热保 温流路。
[0058] 同理,第五种煤炭转化炉炉气净化系统中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。另外,所述煤炭转化炉具体是指煤炭气化 炉或煤炭干馏炉,更具体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。
[0059] 本实用新型提供的第六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,在煤炭转化炉与高温气体过 滤装置之间的炉气输送通道上连接有用于向该炉气输送通道中注入对炉气中的自由基进 行稀释的稀释气供气装置。煤在煤炭转化炉中高温反应时生成大量自由基,这些自由基随 炉气排出煤炭转化炉后逐渐发生聚合,也是导致过滤元件出现表面糊膜而失效的重要原 因。上述煤炭转化炉炉气净化系统可通过在过滤前向炉气中注入对炉气中的自由基进行稀 释的稀释气,从而降低自由基浓度,可有效延缓自由基聚合,有助于避免过滤元件快速被糊 膜污染。上述稀释气与待稀释炉气的体积比一般控制在10%以上,优选为10~30%;稀释 气与炉气混合后混合气的温度一般不低于380°C(理想是不低于400~500°C或更高)。
[0060] 所述稀释气优选为高温过热蒸汽、高温二氧化碳、高温一氧化碳中的一种或几种, 这几种稀释气不仅能够起到稀释作用,另外还能防止炉气析C,一举两得,更好的防止过滤 元件堵塞。所述稀释气也可以是通过煤炭转化炉炉气净化系统的净化后的气体,例如:高温 气体过滤装置为一个可将炉气中的粉尘含量控制在10至20mg/Nm3以下的气体过滤装置, 高温气体过滤装置的已过滤气体出口与炉气冷却收油系统的入口连接,所述炉气冷却收油 系统包括至少两级炉气喷油冷却收油单元,各级炉气喷油冷却收油单元使用炉气冷却产生 的油液为冷却介质对后续炉气进行喷淋冷却并对冷却得到的油液进行回收,所述各级炉气 喷油冷却收油单元包括洗油塔、储油罐、输油栗和冷油器,所述洗油塔的进气端和排气端串 联于整个煤制油系统的炉气运行流路上,所述储油罐的进油端与对应洗油塔底部的排油端 连接,所述输油栗和冷油器与对应洗油塔连接形成该炉气喷油冷却收油单元的喷淋用油液 循环供给回路,所述稀释气为最后一级炉气喷油冷却收油单元排气端排出的气体;为保证 稀释气的温度,最后一级炉气喷油冷却收油单元排气端排出的气体可通过加热后再作为稀 释气进入煤炭转化炉与高温气体过滤装置之间的炉气输送通道上。
[0061] 作为对上述第六种煤炭转化炉炉气净化系统的进一步改进,在煤炭转化炉与高温 气体过滤装置之间的炉气输送通道上还连接有用于向该炉气输送通道中注入抑制炉气中 自由基聚合的阻聚剂和/或缓聚剂的助剂供给装置。通过在过滤前向炉气中注入阻止自由 基聚合的阻聚剂和/或延缓聚合时间的缓聚剂,从而降低自由基聚合对高温过滤的影响, 进一步有助于避免过滤元件快速被糊膜污染。现有技术中有多种阻聚剂、缓聚剂可供选择 和使用,本实用新型中助剂供给装置具体可以为一种用于向炉气输送通道中注入有效成分 为硝基苯、间硝基苯、间硝基氯苯、三硝基苯、对苯二酚、间苯二酚、2, 2-二苯基-1-三硝基 苯肼、对苯醌、四甲基苯醌、2-甲基-2-亚硝基甲烷、苯基-N-叔丁基硝酮中的任意一种或几 种的助剂供给装置。上述阻聚剂和/或缓聚剂加入量一般为待过滤炉气总摩尔量的〇. 1~ 5%〇
[0062] 第六种煤炭转化炉炉气净化系统中,所述煤炭转化炉与高温气体过滤装置之间还 可设置预除尘装置,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;所述助剂供给装置的 助剂输出端连接在预除尘装置与高温气体过滤装置之间的炉气输送通道上。所述的预除尘 装置具体可采用机械除尘器。通过预除尘装置降低炉气的含尘量后,再向炉气中注入阻聚 剂和/或缓聚剂时阻聚剂和/或缓聚剂与炉气中的自由基接触更为充分,故使用效果更好。
[0063] 第六种煤炭转化炉炉气净化系统更具体的结构是,所述助剂供给装置包括助剂溶 液罐,所述溶液罐的出口通过管道连接注射栗的入口,注射栗的出口通过管道连接炉气输 送通道。上述这种述助剂供给装置能够较好的保证阻聚剂和/或缓聚剂与炉气中的自由基 接触均匀性。
[0064]同理,第六种煤炭转化炉炉气净化系统中,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也可构成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的范围内的炉气加热保温流路。进一步的,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不降低的炉气加热保 温流路。
[0065]同理,第六种煤炭转化炉炉气净化系统中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。另外,所述煤炭转化炉具体是指煤炭气化 炉或煤炭干馏炉,更具体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。
[0066] 下面结合附图和【具体实施方式】做进一步说明。本实用新型附加的方面和优点将在 下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本实用新型的实践了解 到。
【附图说明】
[0067]图1为本实用新型煤炭转化炉炉气净化系统的一种【具体实施方式】的结构示意图。
[0068]图2为本实用新型煤炭转化炉炉气净化系统另一种【具体实施方式】的结构示意图。
[0069]图3为本实用新型煤炭转化炉炉气净化系统另一种【具体实施方式】的结构示意图。
[0070]图4为本实用新型煤炭转化炉炉气净化系统另一种【具体实施方式】的结构示意图。
[0071]图5为本实用新型煤炭转化炉炉气净化系统另一种【具体实施方式】的结构示意图。
[0072]图6为本实用新型煤炭转化炉炉气净化系统另一种【具体实施方式】的结构示意图。
[0073] 图7为本实用新型部分实施例的炉气温度变化曲线对比图。
[0074]图8本实用新型煤炭转化炉炉气净化系统另一种【具体实施方式】的结构示意图。
[0075]图9本实用新型煤炭转化炉炉气净化系统另一种【具体实施方式】的结构示意图。
[0076]图10本实用新型煤炭转化炉炉气净化系统另一种【具体实施方式】的结构示意图。
【具体实施方式】
[0077] 本【具体实施方式】部分统一将以煤炭干馏炉炉气的净化为例对本实用新型的煤炭 转化炉炉气净化方法和系统进行具体说明。目前的煤炭干馏工艺一般分为煤炭低温干馏工 艺、煤炭中温干馏工艺和煤炭高温干馏工艺,本实用新型的净化技术对上述三种煤炭干馏 工艺均适用,但在本【具体实施方式】中将以煤炭低温干馏工艺的炉气净化为例进行说明。
[0078] 某煤炭低温干馏炉炉气出口输出约480~550°C的高温炉气(干馏产物),该高温 炉气中含有气体、液体和固体物质,其中气体物质主要为煤气,液体物质主要为煤焦油,固 体物质主要为A1203粉、SiO 2粉、C粉等粉尘。上述高温炉气有着很强的物理不稳定性和化 学不稳定性,主要体现在炉气中的物质既发生热解又同时发生热聚。研究发现,当炉气温度 逐渐降低时,热聚将逐渐显著,炉气中析C、结焦、粉尘粘度变大等现象越趋明显。
[0079] 有鉴于此,如图1~2、4~6所示,本实用新型采取了以下方法对上述炉气进行高 温净化。该方法包括将煤炭转化炉100 (具体指煤炭干馏炉)生成的炉气传送至高温气体过 滤装置300进行过滤净化的环节,所述高温气体过滤装置300位于煤炭转化炉100外部或 整合在煤炭转化炉100中;当所述高温气体过滤装置300位于煤炭转化炉100外部时,将高 温气体过滤装置300待过滤气体进口相比煤炭转化炉100炉气出口的炉气温度的向下变动 幅度保持在〇~50°C的范围内,并且将炉气已通过高温气体过滤装置300的过滤元件310 时相比煤炭转化炉100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300整合在煤炭转化炉100中时,使从煤炭转化炉100生成炉气开 始直至炉气已通过高温气体过滤装置300的过滤元件310的过程发生于煤炭转化炉100内 部。
[0080] 上述方法中,当高温气体过滤装置300位于煤炭转化炉100外部时,高温气体过 滤装置300待过滤气体进口相比煤炭转化炉100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〇~30°C的范围内,且炉气已通过高温气体过滤装置300的过滤元 件310时相比煤炭转化炉100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 0~50°C的范围内。在此基础上,所述高温气体过滤装置300待过滤气体进口相比炉气已通 过高温气体过滤装置300的过滤元件310时的炉气温度的变化量可进一步限定为-KKTC~ +20°C,更进一步的限定为_50°C~+10°C。进一步的,从煤炭转化炉100出口输出炉气开始 直至炉气已通过高温气体过滤装置300的过滤元件310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,更好是保持在不超过50°C、30°C或20°C的范围内。 [0081 ] 上述方法中,当所述高温气体过滤装置300位于煤炭转化炉100外部时,从煤炭转 化炉100出口输出炉气开始直至炉气已通过高温气体过滤装置300的过滤元件310后的过 程一般还包括将煤炭转化炉100出口输出的炉气先传送至预除尘装置200进行初步固气分 离后再进入高温气体过滤装置300行过滤净化的环节。预除尘装置200 -般采用机械除尘 器,例如旋风除尘器或重力除尘器或旋风除尘器与重力除尘器的组合。
[0082] 高温气体过滤装置300待过滤气体进口的炉气温度可以通过在高温气体过滤装 置300待过滤气体进口内安装温度传感器来进行检测。炉气已通过高温气体过滤装置300 的过滤元件310时的炉气温度是指已过滤的炉气穿过过滤元件310后进入高温气体过滤装 置300净气侧的温度,一般可以通过在高温气体过滤装置300已过滤气体出口内安装温度 传感器进行检测。同样的,预除尘装置200待除尘气体进口的温度可通过在该进口内安装 温度传感器来进行检测,预除尘装置200已除尘气体出口的温度可通过在该出口内安装温 度传感器来进行检测;煤炭转化炉100炉气出口的炉气温度可通过在该出口内安装温度传 感器来进行检测。
[0083] 实施例1
[0084] 如图1所示,煤炭转化炉炉气净化系统包括煤炭转化炉100和用于对煤炭转化炉 100出口输出的炉气进行过滤净化的高温气体过滤装置300,该系统中从所述煤炭转化炉 100的炉气出口直至高温气体过滤装置300的这一部分整体上构成一个可使炉气在从煤炭 转化炉100出口输出开始直至已通过高温气体过滤装置300的过滤元件310的过程中其炉 气温度的向下变动幅度保持在不超过80°C的范围内的炉气加热保温流路。具体而言,所述 煤炭转化炉100与高温气体过滤装置300之间设有预除尘装置200,煤炭转化炉100的炉气 出口与预除尘装置200的待除尘气体进口连通,预除尘装置200的已除尘气体出口与高温 气体过滤装置300的待过滤气体进口连通,所述煤炭转化炉100、预除尘装置
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