一种气体净化装置的制作方法

1.本实用新型属于煤化工设备技术领域，特别涉及一种气体净化装置。


背景技术：

2.煤气化是煤清洁高效利用的重要途径，煤或煤焦和气化剂(空气、氧气、水蒸汽等)在高温下发生化学反应，生成以一氧化碳和氢气为主要成分的粗合成气，经过冷却净化除尘后用于化工合成或生产能源。进行煤炭气化的设备叫气化炉。
3.随着气化技术的发展，粗合成气洗涤流程也层出不穷，现有煤气化工业装置普遍采用“文丘里洗涤器+洗涤塔”及其拓展的流程形式。例如，采用“文丘里+分离洗涤塔”的形式；采用“文丘里+填料洗涤塔”的形式；还有采用“激冷室+文丘里洗涤器洗涤+旋风分离罐分离+碳洗塔”的流程形式。
4.文丘里洗涤器通过在喉管段进行高速的合成气与雾化洗涤水逆向混合，对粗合成气进行洗涤，使微小尘粒被液滴捕捉，凝聚；旋风分离罐是利用离心及重力作用除去气体中夹带的高含固的黑水及固体颗粒；各种类型的洗涤塔均是通过塔釜和塔盘对合成气中的干灰进行充分润湿达到除尘的目的。
5.然而，现有技术对固液含量高的合成气分离效果并不理想。如在粉煤气化半废锅流程中，黑水、飞灰与合成气同时排出，气中干灰未经润湿极易在合成气管道内结垢积灰，堵塞合成气管道。尤其是，传统洗涤方案无法解决合成气从气化炉到洗涤设备之间的管道堵塞，影响整个气化运行的顺畅实施。


技术实现要素：

6.鉴于现有技术中存在的上述问题，本实用新型提供一种安全可靠、结构简单及便于安装的气体净化装置。
7.为实现上述目的，本实用新型实施例采用的技术方案是：
8.本公开提供一种气体净化装置，包括位于净化路上顺序连通的：水洗罐、二级文丘里洗涤器和洗涤塔；所述水洗罐包括：壳体；设于所述壳体内的下降管、上升管、遮挡帽和除沫器；所述壳体的上部设有气体出口，所述壳体的侧部设有粗合成气入口；所述水洗罐通过所述气体出口与所述二级文丘里洗涤器连通；所述下降管位于所述壳体的下段；所述下降管的上端与所述粗合成气入口连通；所述下降管的下端朝向所述壳体的底部，并伸入所述上升管，以在所述下降管与所述上升管之间形成套接；所述遮挡帽在所述上升管上方套设于所述下降管；所述除沫器在靠近所述壳体的上段与所述壳体的内壁形成固定连接。
9.在本公开的一些实施例中，所述下降管包括相互连通的水平段和竖直段；所述水平段和所述竖直段构造为倒置的构造为“l”型结构；其中，所述水平段与所述粗合成气入口连通；所述竖直段靠近所述壳体的底部，其下端的端部位于液面下方。
10.在本公开的一些实施例中，所述竖直段下端的端部设置为锯齿结构。
11.在本公开的一些实施例中，所述竖直段伸入所述上升管；所述上升管朝向所述壳
体底部的下端在所述壳体的轴向方向低于所述下降管的下端。
12.在本公开的一些实施例中，所述遮挡帽套设于所述下降管的竖直段。
13.在本公开的一些实施例中，所述遮挡帽构造为圆拱形或圆锥形；所述遮挡帽外沿的直径大于等于所述上升管的外周直径。
14.在本公开的一些实施例中，所述除沫器构造为旋流板除沫器、折流板除沫器；所述除沫器位于所述下降管上方，并靠近所述水洗罐的上封头。
15.在本公开的一些实施例中，所述气体净化装置还包括黑水冷却净化装置；所述壳体的底部设有污水出口，所述水洗罐通过所述污水出口与所述黑水冷却净化装置连通；所述洗涤塔的底部设有排污出口，所述洗涤塔通过所述排污出口与所述黑水冷却净化装置连通。
16.在本公开的一些实施例中，所述气体净化装置还包括喷淋器和循环泵；所述喷淋器设于净化路，其两端分别与所述水洗罐和所述文丘里洗涤器连通；所述黑水冷却净化装置通过所述循环泵分别与所述喷淋器、所述二级文丘里洗涤器和所述洗涤塔连通。
17.在本公开的一些实施例中，所述气体净化装置还包括一级文丘里洗涤器；所述一级文丘里洗涤器位于净化路，其通过所述水洗罐的粗合成气入口与所述下降管连通。
18.与现有技术相比较，本实用新型的有益效果在于：
19.本实用新型实施例的气体净化装置，通过顺序连通的水洗罐、二级文丘里洗涤器和洗涤塔，将来自装置外部的带有大量黑水和灰尘的粗合成气经过设有水洗罐内的下降管和上升管进行气液强化混合洗涤，使得灰尘充分润湿，随后，利用水洗罐内的遮挡帽强化气体向上的流速，并沿径向均匀布置，再利用重力分离进行初步除水，最终含少量灰尘和水的气体经过旋流，甩出的黑水与筒壁撞击初步分离含固黑水；粗合成气进入二级文丘里洗涤器，再进入洗涤塔进行精细洗涤，洁净的合成气从洗涤塔流出，进入下游单元，最终达到安全、稳定、高效地净化气体的效果。
附图说明
20.在不一定按比例绘制的附图中，相同的附图标记可以在不同的视图中描述相似的部件。具有字母后缀或不同字母后缀的相同附图标记可以表示相似部件的不同实例。附图大体上通过举例而不是限制的方式示出各种实施例，并且与说明书以及权利要求书一起用于对所公开的实施例进行说明。在适当的时候，在所有附图中使用相同的附图标记指代同一或相似的部分。这样的实施例是例证性的，而并非旨在作为本装置或方法的穷尽或排他实施例。
21.图1为本实用新型实施例的气体净化装置的结构示意图。
22.附图标记说明
23.1-一级文丘里洗涤器；
24.2-水洗罐；
25.200-壳体；201-下降管；202-上升管；203-遮挡帽；204-除沫器；
26.205-气体出口；206-污水出口；207-粗合成气入口；
27.3-喷淋器；
28.4-二级文丘里洗涤器；
29.5-洗涤塔；501-排污出口；
30.9-循环泵
具体实施方式
31.下面，结合附图对本实用新型的具体实施例进行详细的描述，但不作为本实用新型的限定。下面结合附图和具体实施例对本公开的实施例作进一步详细描述，但不作为对本公开的限定。
32.本公开使用的所有术语(包括技术术语或者科学术语)与本公开所属领域的普通技术人员理解的含义相同，除非另外特别定义。还应当理解，在诸如通用字典中定义的术语应当被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义相一致的含义，而不应用理想化或极度形式化的意义来解释，除非这里明确地这样定义。
33.对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
34.煤气化是煤清洁高效利用的重要途径，然而，现有技术对固液含量高的合成气分离效果并不理想，时常会出现管道堵塞的情况发生，影响整个气化运行的顺畅实施，为此，本实用新型提供如下解决方案。
35.本公开实施例提供一种气体净化装置，参见图1，包括位于净化路上顺序连通的：水洗罐2、二级文丘里洗涤器4和洗涤塔5；水洗罐2包括：壳体200；设于壳体200内的下降管201、上升管202、遮挡帽203和除沫器204；壳体200的上部设有气体出口205，壳体200的侧部设有粗合成气入口207；水洗罐2通过气体出口205与二级文丘里洗涤器4连通；下降管201位于壳体200的下段；下降管201的上端与粗合成气入口207连通；下降管201的下端朝向壳体200的底部，并伸入上升管202，以在下降管201与上升管202之间形成套接；遮挡帽203在上升管202上方套设于下降管201；除沫器204在靠近壳体200的上段与壳体200的内壁形成固定连接。在本实施例中，粗合成气与大量黑水和飞灰从气化炉排出，并通过粗合成气入口207进入水洗罐2，并在水洗罐2内充分润湿，由此，避免在合成气管道内结垢积灰，造成堵塞；最终实现稳定、高效地完成合成气洗涤除灰的目的，使得气化过程能够顺畅进行。
36.进一步地，参见图1，下降管201包括相互连通的水平段和竖直段；水平段和竖直段构造为倒置的构造为“l”型结构；其中，所述水平段与粗合成气入口207连通；所述竖直段靠近壳体200的底部，其下端的端部位于液面下方。进一步地，所述竖直段下端的端部设置为锯齿结构。通过上述设计方案，能够将从下降管201流出的粗合成气直接与液体充分混合，并通过锯齿结构将产生的大汽包破碎成小气泡，达到混合最大化效果。
37.进一步地，参见图1，所述竖直段伸入上升管202；上升管202朝向壳体200底部的下端在壳体200的轴向方向低于下降管201的下端。通过该设置方式，以防止由于粗合成气外溢到上升管202的外面而不能很好地润湿，能够有效提高粗合成气与液体充分混合的效率。另外，在本实施例中，上升管202的外壁可以构造为不同形状，例如，波浪形或螺纹型，以强化气液混合，有关具体形状的选择，在此不做进一步限定。
38.进一步地，参见图1，遮挡帽203套设于下降管201的竖直段。遮挡帽203构造为圆拱形或圆锥形；遮挡帽203外沿的直径大于等于上升管202的外周直径。通过遮挡帽203能够强化从上升管202出来的高速气体快速发散，并沿径向具有均匀的流速，由此，使得水洗罐2中
段重力分离效果更理想。
39.进一步地，参见图1，除沫器204构造为旋流板除沫器、折流板除沫器；除沫器204位于下降管201上方，并靠近水洗罐2的上封头。除沫器204设有间隙，能够使经过一段重力分离后仍夹杂着黑水的气体经过所述间隙改变流动方向，或产生离心力或与除沫器204表面进行碰撞，使得液滴被捕捉分离下来，由此，黑水能够顺畅流到达水洗罐2的下部。
40.进一步地，参见图1，所述气体净化装置还包括黑水冷却净化装置；壳体200的底部设有污水出口206，水洗罐2通过污水出口206与所述黑水冷却净化装置连通；洗涤塔5的底部设有排污出口501，洗涤塔5通过排污出口501与所述黑水冷却净化装置连通。进一步地，所述气体净化装置还包括喷淋器3和循环泵9；喷淋器3设于净化路，其两端分别与水洗罐2和二级文丘里洗涤器4连通；所述黑水冷却净化装置通过循环泵9分别与喷淋器3、二级文丘里洗涤器4和洗涤塔5连通。在本实施例中，通过循环泵9将所述黑水冷却净化装置中的灰水循环泵入所述气体净化装置，例如，一路泵入喷淋器3，用于对粗合成气喷淋润湿，一路泵入二级文丘里洗涤器4，用于供给洗涤水，第三路泵入洗涤塔5，用于供给洗涤水。
41.在上述设置方式中，在水洗罐2中经初步净化后的粗合成气进入管道，通过位于水洗罐2上部气体出口205的喷淋器3实施喷淋润湿，再次润湿后的粗合成气进入二级文丘里洗涤器4，并与来自所述黑水冷却净化系统通过循环泵9泵入的灰水进行逆向撞击洗涤，之后从二级文丘里洗涤器4进入洗涤塔5进行精细洗涤并除水。相应地，从水洗罐2与洗涤塔5底部排出的污水分别通过管道进入所述黑水冷却净化装置，并在所述黑水冷却净化装置中进行净化，净化后的灰水被循环泵9分别泵入喷淋器3、二级文丘里洗涤器4和洗涤塔5中参与润湿或洗涤，即实现污水净化重复利用。另外，在本实施例中，洗涤塔5中的洗涤介质除来自所述黑水冷却净化装置的灰水之外，还可以通过洗涤塔5的塔盘(图中未示出)补充洗涤水；优选地，可以从外部补充洁净水，以便进行深度洗涤。通过上述结构及对应的洗涤过程，能够提高洗涤效果，避免管路堵塞。
42.进一步地，参见图1，所述气体净化装置还包括一级文丘里洗涤器1；一级文丘里洗涤器1位于净化路，其通过水洗罐2的粗合成气入口207与下降管201连通。通过该设置方式，实现初步洗涤，以提高粗合成气的洗涤效果。
43.此外，尽管在此描述了说明性的实施例，但是范围包括具有基于本公开的等效要素、修改、省略、组合(例如，跨各种实施例的方案的组合)、调整或变更的任何和所有实施例。权利要求中的要素将基于权利要求中使用的语言进行宽泛地解释，而不限于本说明书中或在本技术的存续期间描述的示例。此外，所公开的方法的步骤可以以任何方式进行修改，包括通过重新排序步骤或插入或删除步骤。因此，意图仅仅将描述视为例子，真正的范围由以下权利要求及其全部等同范围表示。
44.以上描述旨在是说明性的而非限制性的。例如，上述示例(或其一个或多个方面)可以彼此组合使用。在阅读以上描述之后，例如本领域普通技术人员可以使用其他实施例。而且，在以上详细描述中，可以将各种特征组合在一起以简化本公开。这不应被解释为意图未请求保护的公开特征对于任何权利要求是必不可少的。因此，以下权利要求作为示例或实施例结合到具体实施方式中，其中每个权利要求自身作为单独的实施例，并且可以预期这些实施例可以以各种组合或置换彼此组合。应参考所附权利要求以及这些权利要求所赋予的等同物的全部范围来确定本实用新型的范围。