一种粉煤热解的微涡流聚结除灰器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及煤干馏技术领域，特别是涉及一种粉煤热解的微涡流聚结除灰器。
【背景技术】
[0002]煤炭热解，又称煤炭干馏，是指煤在隔绝空气的条件下加热至高温，得到焦油、煤气、半焦的过程。煤炭热解是提高煤炭资源利用效率、增加煤炭产品附加值，缓解我国石油、天然气资源紧张的有效途径。传统的煤炭热解以块煤为主。随着近年来机械化采煤程度的提高，粉煤的产量也随之增加，粉煤热解工艺技术逐渐引起人们的关注，成为国内外竞相开发的重点。
[0003]目前，国内外开发的粉煤热解工艺，包括Garrett工艺、L-R工艺和DG新法干馏工艺，都面临着所产焦油含尘量过大的难题。热解煤气在高温下脱灰是解决这一问题的有效途径，但现有技术迄今没有实现大规模工业化应用，其主要原因有两方面:(I)热解粗煤气中夹带的粉尘颗粒主要是煤焦粉，其颗粒小、密度与热解油气接近，且容易漂浮，运动轨迹不确定，导致旋风分离器分离效果不佳；(2)干馏煤气中含有大量的重质焦油，其对温度非常敏感，温度一旦<500°C，就开始析出并沉积在过滤介质及出灰口位置，导致脱灰系统失效。
[0004]为解决上述问题，中国专利CN103468323A提出了一种利用固定床过滤与流化床反吹耦合的颗粒层过滤器，其过滤床层由过滤层和设置在过滤层底部的稳流层组成。过滤层是由层间粒径上大下小、堆密度上小下大的膨化珍珠岩或松脂岩、空心玻化微珠、空心氧化铝球、超轻质陶粒、浮石、漂珠、黑曜岩、闭孔泡沫金属中的任意一种或两种组成，粒径分布范围为1.5-6mm，过滤层厚度为200-400mm。稳流层由层间粒径上大下小、堆密度上小下大的惰性瓷球或石英砂、橄榄石、黄沙、鹅卵石、金属球中的一种或两种组成，粒径分布范围为
0.5-9mm，稳流层厚度为300-600mm。该方法利用颗粒间的间隙及粉尘粒子与过滤介质之间的碰撞选择性的截留颗粒较大的粉尘粒子，对于>10μπι的固体粒子去除效果较好，但对于〈ΙΟμ??的固体颗粒，该方法的脱除率通常〈30%。
[0005]中国专利CN103205286A提出了一种旋流子组旋风除尘与颗粒移动床过滤结合，并进一步利用提升管的热烟气对颗粒移动床滤料循环利用的粉煤热解高温脱灰方法。颗粒移动床滤料的粒径为I?5mm，流动速度为20?150cm/1。该方法同样利用颗粒间的间隙及粉尘粒子与过滤介质之间的碰撞选择性的截留颗粒较大的粉尘粒子，对于〈ΙΟμπι的固体颗粒脱除效果同样不佳;而且，颗粒移动床的操作较为复杂，滤料温度不均匀，易导致焦油析出、粘附在滤料及移动床上。
[0006]因此，如何设计一种粉煤热解的微涡流聚结除灰器，以解决粉煤热解煤气中〈ΙΟμπι的固体颗粒含量较高且无法有效低成本脱除的问题，成为本领域技术人员目前亟需解决的技术问题。【实用新型内容】
[0007]本实用新型的目的是提供一种粉煤热解的微涡流聚结除灰器，利用微涡流聚结原理将小颗粒粉尘进一步长大后脱除，可使煤气中灰含量最大程度的降低。
[0008]为解决上述技术问题，本实用新型提供一种粉煤热解的微涡流聚结除灰器，包括中空的壳体，所述壳体设有热解煤气的入口和出口，所述壳体内具有由上至下贯穿所述壳体的填料层，所述填料层由孔径处于0.1?1mm之间的聚结填料填充而成;所述出口和所述入口分别处于所述填料层的上下两端，所述壳体内的温度保持在500°C以上。
[0009]本实用新型的微涡流聚结除灰器，将热解煤气引入壳体内，然后将壳体内的温度控制在500°C以上，以抑制热解煤气中的重质焦油以及沥青质的凝结，使得高温烟气通过孔径处于一定范围的聚结填料;聚结填料具有各向同性的不同大小的孔，粉煤热解出的热解煤气在通过所述聚结填料时，其流速和流向会发生变化，加之内外表面会产生一定的摩擦阻力，使气体产生微涡旋流动;这种微涡旋流动能有效的促进气体中固体颗粒的扩散与碰撞，在聚结填料的孔道内聚结长大，形成容易被去除的大颗粒，大部分被后续的热解煤气吹出并在后续的脱灰步骤中去除;而且，热解煤气中的气体分子通过孔道时受到的阻力较小，容易穿过孔道而从处于填料层上端的出口排出，至此，完成了煤气与灰尘的实质分离，尤其可以实现小颗粒的去除，提高了煤气的洁净度。
[0010]可选地，所述填料层包括至少两层由上至下层叠设置的分层，且由上至下的各所述分层的聚结填料的孔径渐缩。
[0011]可选地，所述填料层包括两个所述分层，且处于上方的所述分层的高度大于处于下方的所述分层的高度。
[0012]可选地，所述填料层由一种聚结填料填充而成，或者由孔径大致相等的两种以上的聚结填料填充而成。
[0013]可选地，还包括铺设在所述填料层下部的过滤层，用于过滤热解煤气中的部分大颗粒，以避免大颗粒堵塞聚结填料。
[0014]可选地，还包括设置在所述壳体底部的灰斗，所述灰斗与所述壳体的内腔连通。
[0015]可选地，所述灰斗与所述壳体可拆卸连接。
[0016]可选地，还包括设置在所述灰斗与所述壳体的连通管路上的锁风卸灰阀。
[0017]可选地，所述壳体的上端还设有用于引入大于500°C的过热蒸气的反吹口，以便将沉积在所述聚结填料中的灰尘反吹至所述灰斗中。
[0018]可选地，还包括用于检测所述入口和所述出口处的压力的压力检测件，所述压力检测件与所述锁风卸灰阀以及所述反吹口信号连接。
【附图说明】
[0019]图1为本实用新型所提供微涡流聚结除灰器在一种【具体实施方式】中的结构示意图。
[0020]图1中:
[0021 ]壳体1、入口 11、出口 12、填料层2、第一填料层21、第二填料层22、灰斗3、锁风卸灰阀4、反吹口 5、压力检测件6。
【具体实施方式】
[0022]本实用新型的核心是提供一种粉煤热解的微涡流聚结除灰器，利用微涡流聚结原理将小颗粒粉尘进一步长大后脱除，可使煤气中灰含量最大程度的降低。
[0023]以下结合附图，对本实用新型的粉煤热解的微涡流聚结除灰器进行具体介绍，以便本领域技术人员准确理解本实用新型的技术方案。
[0024]本文所述的内外和上下等方位均以粉煤热解的微涡流聚结除灰器为参照，对于微涡流聚结除灰器而言，其壳体I的延伸方向为上下方向，其中，靠近地面的方向为下，远离地面的方向为上；以壳体I的中心为参照，靠近中心的方向为内，远离中心的方向为外。
[0025]本文所述的第一、第二等词，仅为了区分结构相同或类似的不同部件或者不同结构，不表示对顺序的某种特殊限定。
[0026]如图1所示，本实用新型提供了一种粉煤热解的微涡流聚结除灰器，包括中空的壳体I，壳体I设有供热解煤气进入的入口 11和将热解煤气引出的出口 12，壳体I内填充有聚结填料，聚结填料堆叠形成由上至下贯穿壳体I的填料层2，入口 11和出口 12分别处于填料层2的两端，具体可以将入口 11设置在壳体I下端的侧壁上，将出口 12设置在壳体I上端的顶壁上;热解煤气进入壳体I后，可以流入填料层2，热解煤气中所含的小颗粒粉尘在聚结填料的作用下，聚结长大形成大颗粒灰尘，在后续热解煤气的作用下被吹出。
[0027]具体而言，聚结填料的孔径处于0.1?1mm之间，以便有效地对小颗粒进行聚结。同时，诚如【背景技术】所述，为抑制煤气中的重质焦油及沥青质的凝结，本实用新型所述微涡流聚结除灰器的操作温度要保持在500°C以上，具体将壳体I内的温度保持在500°C以上。本领域技术人员应该可以理解，对壳体I内的温度进行控制的方式多样，例如，可以设置在壳体I外设置保温外壳，以使得壳体I内的温度保持恒定;还可以设置加热元件，以便在壳体I温度下降时进行加热;也可以设置温度检测件，对壳体I内的温度进行实时检测，并在壳体I的温度降低时采取相应的加热措施，因此，本文仅对壳体I的温度提出了上述要求，具体采用何种设备实现上述温度，此处不做具体限定。
[0028]详细地，聚结填料具体为涡流聚结填料，具有各向同性的不同大小的孔道，粉煤热解出的热解煤气在通过所述聚结填料时，其流速和流向会发生变化，加之内外表面会产生一定的摩擦阻力，使气体产生微涡旋流动;这种微涡旋流动能有效的促进气体中固体颗粒的扩散与碰撞，在聚结填料的孔道内聚结长大，大部分被后续的热解煤气吹出，以便在后续脱灰步骤中进一步脱除，小部分沉积在聚结填料的孔道中；而热解煤气中的气体分子通过孔道时受到的阻力较小，容易穿过孔道而从处于填料层2上端的出口 12排出。可见，本实用新型中，填料层2内的聚结填料可以使得小颗粒粉尘聚结长大形成容易被去除的大颗粒，以便提高热解煤气的洁净度，改善脱灰效果。
[0029]本文所述的小颗粒通常是指热解煤气中〈ΙΟμπι的固体颗粒。为实现小颗粒灰尘的去除，可以将聚结填料的孔径设置在上述范围内，一方面可以有效作用于小颗粒，使得小颗粒聚结;另一方面，不会影响热解煤气的通过，还可以使得聚结长大后的大颗粒被后续的热解煤气吹出，以便进入后续的脱灰步骤进行进一步脱除。
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