一種含塵煤化氣的凈化除塵系統及其工藝方法
【專利摘要】本發明涉及一種含塵煤化氣的凈化除塵系統及其工藝方法，包括煤氣化爐、熱交換器、布袋式除塵器、旋風除塵器和濾芯式過濾器，所述煤氣化爐設置兩路含塵氣體輸出端，其中一路通過熱交換器連接至所述布袋式除塵器，另一路經過所述旋風除塵器連接至濾芯式過濾器，所述布袋式除塵器和濾芯式過濾器的輸出端連接后續提取設備，述熱交換器的熱量輸出端連接加熱器，所述加熱器輸出端連接濾芯式過濾器。本發明創造性的結合了較低溫布袋式除塵方法和較高溫度的濾芯式過濾器進行除塵凈化，并且在濾芯式除塵器高溫高壓方面取得了重大突破，開創了煤高效技術應用的新途徑，提高了設備利用率和經濟效益，除塵效率穩定超過98%，成本降低15%以上。
【專利說明】一種含塵煤化氣的凈化除塵系統及其工藝方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于冶金生氣凈化除塵【技術領域】，特別涉及一種含塵煤化氣的凈化除塵系統及其工藝方法。
【背景技術】
[0002]我國石油、天然氣資源短缺，煤炭在未來相當長時期內仍將是我國最主要的一次能源。然而煤炭轉化利用過程中存在諸多問題與挑戰，如綜合利用效率低下、環境污染嚴重、水資源短缺及二氧化碳排放量大等。因此，發展煤炭高效清潔綜合利用技術實現節能減排是我國能源產業發展的必然選擇。而國家鼓勵發展的《潔凈煤技術科技發展“十二五”專項規劃》中就包含“煤提質及資源綜合利用”、“針對褐煤、低變質煙煤分級轉化、綜合利用”等產業政策。
[0003]而今高爐煤氣的干式除塵以其比濕式除塵更顯著的優點而成為當前高爐煤氣凈化除塵的發展方向。但是目前的干式除塵工藝中，以采用除塵布袋作為精除塵器最為常見。由于除塵布袋能承受的正常工作溫度通常較待除塵煤氣的溫度低很多，因此，普遍認識是將待除塵煤氣溫度控制至除塵布袋正常工作所能承受的范圍；另一種思路是換用能承受高溫氣體氣化狀態條件的設備，以進行有效的精細除塵和高附加產品的制備。因此采取的降溫方式和/或高溫設備的成型是能否真正意義上實現煤氣干式凈化除塵的關鍵所在。
[0004]在現有技術中，由高爐出來的煤氣降溫方法是:先在重力除塵器中向煤氣直接噴霧狀水降溫，然后再進入管式散熱器進一步降溫至適合布袋除塵器工作的溫度范圍，經布袋除塵器除塵后得到的精煤氣在仍需再次噴水降溫后才送入凈煤氣主干管網。但是這種工藝在實際運行中存在著一些問題:I)由于在煤氣的降溫采取向煤氣直接噴水降溫，這樣就導致得到的掙煤氣中始終含有一定程度的水份，使煤氣的熱效率和燃燒溫度大為降低，造成了實際上的能源損失；2)其次是起主要降溫作用的散熱器的散熱量是相對固定不變的，當高爐煤氣溫度劇烈變化超出正常波動范圍時就難以適應降溫調溫要求，極易造成除塵布袋超溫工作以至損壞。另外，在采取的適應于較高溫度的凈化除塵設備方面，由于技術限制設備難以突破含塵氣體高溫高的限制，設備改進困難，目前處理溫度一般小于280°C，壓力閾值也較小，顯然與煤化氣排出的含塵氣體溫度相差甚遠，必然的需要引入降溫設備，不少企業采取3項降溫及預防措施:1)設置自然風冷卻煙管冷卻器；2)混入低溫煙氣；3)裝設冷風閥等措施；但是因為煤化氣中同時含有煤焦油成分，溫度降低就會冷凝，特別是在過濾器中冷凝的焦油將會永久性的堵塞濾芯孔道甚至損壞設備。鑒于上述，極有必要設計一種新型的含塵煤化氣的凈化除塵系統及其工藝方法方法來解決上述困擾技術突破和進步的難題。申請號:200610151904.X的中國專利公開了一種高爐煤氣干法布袋除塵裝置與工藝，主要由除塵過濾、清灰、粉塵卸載及輸送、自動控制、氣體放散等裝置及大過濾風速、氮氣或凈煤氣脈沖 反吹清灰、氣動卸輸灰及氮氣與凈煤氣互為備用等工藝組成。通過濾袋過濾、凈化煤氣，利用氮氣或凈煤氣脈沖氣流反吹清灰，以此控制除塵器的阻力，使濾袋具有最理想的除塵效果，是一種除塵效率高、凈煤氣含塵量低、除塵系統能耗低、凈煤氣熱效率高、自動化程度高的干法除塵凈化系統，但是高爐煤氣干法布袋除塵裝置與工藝仍然無法解決上述技術難題。
【發明內容】
[0005]本發明目的在于解決上述技術問題，提供一種可以能量利用合理、提高煤化氣除塵效果的含塵煤化氣的凈化除塵系統及其工藝方法。
[0006]為實現上述目的，本發明采用的技術方案是:一種含塵煤化氣的凈化除塵系統，包括煤氣化爐、熱交換器、布袋式除塵器、旋風除塵器和濾芯式過濾器，所述煤氣化爐設置兩路含塵氣體輸出端，其中一路通過熱交換器連接至所述布袋式除塵器，另一路經過所述旋風除塵器連接至濾芯式過濾器，所述布袋式除塵器和濾芯式過濾器的輸出端連接后續提取設備。
[0007]所述熱交換器的熱量輸出端連接加熱器，所述加熱器輸出端連接濾芯式過濾器。
[0008]所述布袋式除塵器和/或濾芯式過濾器包括若干個除塵子單元，所述除塵子單元均設置開合切斷裝置。
[0009]一種含塵煤化氣的凈化除塵工藝方法，所述煤氣化爐生產的含塵高溫氣體分成兩路，其中一路送至熱交換器進行降溫，降溫后的含塵氣體送至所述布袋式除塵器進行凈化除塵，另一路送至所述旋風除塵器進行初步除塵，經過初步除塵的含塵氣體送至濾芯式過濾器進行凈化除塵，所述布袋式除塵器和濾芯式過濾器的輸出端連接后續提取設備進行后續處理環節，所述熱交換器的熱量輸出端送入加熱器，所述加熱器輸出端連接濾芯式過濾器，保證所述濾芯式過濾 器正常高效工作。
[0010]其中所述煤氣化爐生產的含塵高溫氣體出爐溫度控制在450~650°C，送至所述布袋式除塵器的氣體溫度控制在200~300°C，所述濾芯式過濾器正常工作溫度控制在300~950°C，內部壓力控制在0.3~3.5MPa。
[0011]進一步的，所述煤氣化爐生產的含塵高溫氣體出爐溫度控制在500~580°C，送至所述布袋式除塵器的氣體溫度控制在230~280°C，所述濾芯式過濾器正常工作溫度控制在360~750°C，內部壓力控制在0.5~3.0MPa0
[0012]進一步的，所述煤氣化爐生產的含塵高溫氣體出爐溫度控制在530~560°C，送至所述布袋式除塵器的氣體溫度控制在250~275°C，所述濾芯式過濾器正常工作溫度控制在450~600°C，內部壓力控制在1.0~2.5MPa。
[0013]所述煤氣化爐生產的含塵高溫氣體分成兩路的氣體量配比為:進入所述布袋式除塵器氣量:進入所述濾芯式過濾器氣量為1:1~6。
[0014]進一步的，所述煤氣化爐原料采用煤粉渣料。
[0015]本發明的有益效果:本發明中所述煤氣化爐生產的含塵高溫氣體分成兩路分別處理，其中一路送至熱交換器進行降溫，進入熱交換器的部分放出的熱量送入加熱器，不僅實現了布袋式除塵器凈化除塵需要的較低溫度條件，而且殘余熱量被充分利用，有效的利用了系統內部能量，避免無謂的耗散；另一路送至所述旋風除塵器進行初步除塵，然后送至濾芯式過濾器進行凈化除塵，所述布袋式除塵器和濾芯式過濾器要求溫度保持較高的狀態需要良好的保溫盒加熱輔助設備，所述加熱器把熱交換器的部分熱量利用起來，減少了外部供熱量，也降低了成本投入；同時保證所述濾芯式過濾器正常高效工作，便于后續對煤焦油和煤氣的分離提取。本發明中所述布袋式除塵器和/或濾芯式過濾器包括若干個除塵子單元，可以大幅度的提高除塵效率，所述除塵子單元均設置開合切斷裝置，相互獨立工作，特別是在某一設備進行維修更換時候不影響整個系統的正常運行，避免了停機降溫才能維修的繁瑣停機過程，提高了設備利用率和經濟效益，經過試制驗證除塵效率穩定超過98%，過程中經濟成分散失少，成本降低15%以上。本發明創造性的結合了較低溫布袋式除塵方法和較高溫度的濾芯式過濾器進行除塵凈化，并且在濾芯式除塵器高溫高壓方面取得了重大突破，開創了煤高效技術應用的新途徑，本發明的工藝方法不僅提高了煤粉效益，利于后續從中提取出煤焦油和煤氣等成分，而且充分綜合利用了廢渣料、系統余熱能量，對于打造資源節約型、環境友好型企業，建立新型綠色高效的能源利用途徑具有重要意義。本發明設計巧妙，綜合效益佳，具有很好的推廣和使用價值。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]下面結合附圖對本發明進行進一步的說明:
圖1是本發明的系統 示意圖；
圖2是本發明的系統示意圖。
【具體實施方式】
[0017]實施例一
如圖1所示，一種含塵煤化氣的凈化除塵系統，包括煤氣化爐、熱交換器、布袋式除塵器、旋風除塵器和濾芯式過濾器，所述煤氣化爐設置兩路含塵氣體輸出端，其中一路通過熱交換器連接至所述布袋式除塵器，另一路經過所述旋風除塵器連接至濾芯式過濾器，所述布袋式除塵器和濾芯式過濾器的輸出端連接后續提取設備，所述熱交換器的熱量輸出端連接加熱器，所述加熱器輸出端連接濾芯式過濾器。上述含塵煤化氣的凈化除塵系統的凈化除塵工藝方法，所述煤氣化爐生產的含塵高溫氣體分成兩路，其中一路送至熱交換器進行降溫，降溫后的含塵氣體送至所述布袋式除塵器進行凈化除塵，另一路送至所述旋風除塵器進行初步除塵，經過初步除塵的含塵氣體送至濾芯式過濾器進行凈化除塵，所述布袋式除塵器和濾芯式過濾器的輸出端連接后續提取設備進行后續處理環節，所述熱交換器的熱量輸出端送入加熱器，所述加熱器輸出端連接濾芯式過濾器，保證所述濾芯式過濾器正常高效工作。
[0018]其中所述煤氣化爐生產的含塵高溫氣體出爐溫度控制在450°C，送至所述布袋式除塵器的氣體溫度控制在200°C，所述濾芯式過濾器正常工作溫度控制在950°C，內部壓力控制在3.5MPa。
[0019]所述煤氣化爐生產的含塵高溫氣體分成兩路的氣體量配比為:進入所述布袋式除塵器氣量:進入所述濾芯式過濾器氣量為1:1。
[0020]所述煤氣化爐原料采用煤粉渣料。
[0021]實施例二
與實施例一的區別在于:進一步的，所述煤氣化爐生產的含塵高溫氣體出爐溫度控制在500°C，送至所述布袋式除塵器的氣體溫度控制在230°C，所述濾芯式過濾器正常工作溫度控制在750°C，內部壓力控制在3.0MPa0[0022]所述煤氣化爐生產的含塵高溫氣體分成兩路的氣體量配比為:進入所述布袋式除塵器氣量:進入所述濾芯式過濾器氣量為1:2。
[0023]實施例三
與實施例一的區別在于:所述煤氣化爐生產的含塵高溫氣體出爐溫度控制在530°C，送至所述布袋式除塵器的氣體溫度控制在250°C，所述濾芯式過濾器正常工作溫度控制在750°C，內部壓力控制在2.5MPa。
[0024]所述煤氣化爐生產的含塵高溫氣體分成兩路的氣體量配比為:進入所述布袋式除塵器氣量:進入所述濾芯式過濾器氣量為1:2。
[0025]實施例四
與實施例一的區別在于:與實施例一的區別在于:進一步的，所述煤氣化爐生產的含塵高溫氣體出爐溫度控制在560°C，送至所述布袋式除塵器的氣體溫度控制在275°C，所述濾芯式過濾器正常工作溫度控制在600°C，內部壓力控制在2.0MPa0
[0026]所述煤氣化爐生產的含塵高溫氣體分成兩路的氣體量配比為:進入所述布袋式除塵器氣量:進入所述濾芯式過濾器氣量為1:3。
[0027]實施例五
與實施例一的區別在于:與實施例一的區別在于:進一步的，所述煤氣化爐生產的含塵高溫氣體出爐溫度控制在650°C，送至所述布袋式除塵器的氣體溫度控制在280°C，所述濾芯式過濾器正常工作溫度控制在450°C，內部壓力控制在1.0MPa0
[0028]所述煤氣化爐生產的含塵高溫氣體分成兩路的氣體量配比為:進入所述布袋式除塵器氣量:進入所述濾芯式過濾器氣量為1:4。
[0029]實施例六
與以上各實施例的區別在于:與實施例一的區別在于:與實施例一的區別在于:進一步的，所述煤氣化爐生產的含塵高溫氣體出爐溫度控制在550°C，送至所述布袋式除塵器的氣體溫度控制在300°C，所述濾芯式過濾器正常工作溫度控制在360°C，內部壓力控制在
0.3MPa。
[0030]所述煤氣化爐生產的含塵高溫氣體分成兩路的氣體量配比為:進入所述布袋式除塵器氣量:進入所述濾芯式過濾器氣量為1:6。
[0031]實施例七
與以上各實施例的區別在于:與實施例一的區別在于:與實施例一的區別在于:進一步的，所述煤氣化爐生產的含塵高溫氣體出爐溫度控制在550°C，送至所述布袋式除塵器的氣體溫度控制在265°C，所述濾芯式過濾器正常工作溫度控制在550°C，內部壓力控制在
1.9MPa0
[0032]所述煤氣化爐生產的含塵高溫氣體分成兩路的氣體量配比為:進入所述布袋式除塵器氣量:進入所述濾芯式過濾器氣量為1:4。
[0033]實施例八
結合圖2所示，所述布袋式除塵器和/或濾芯式過濾器包括若干個除塵子單元，所述除塵子單元均設置開合切斷裝置。
[0034]本發明的有益效果:本發明中所述煤氣化爐生產的含塵高溫氣體分成兩路分別處理，其中一路送至熱交換器進行降溫，進入熱交換器的部分放出的熱量送入加熱器，不僅實現了布袋式除塵器凈化除塵需要的較低溫度條件，而且殘余熱量被充分利用，有效的利用了系統內部能量，避免無謂的耗散；另一路送至所述旋風除塵器進行初步除塵，然后送至濾芯式過濾器進行凈化除塵，所述布袋式除塵器和濾芯式過濾器要求溫度保持較高的狀態需要良好的保溫盒加熱輔助設備，所述加熱器把熱交換器的部分熱量利用起來，減少了外部供熱量，也降低了成本投入；同時保證所述濾芯式過濾器正常高效工作，便于后續對煤焦油和煤氣的分離提取。本發明中所述布袋式除塵器和/或濾芯式過濾器包括若干個除塵子單元，可以大幅度的提高除塵效率，所述除塵子單元均設置開合切斷裝置，相互獨立工作，特別是在某一設備進行維修更換時候不影響整個系統的正常運行，避免了停機降溫才能維修的繁瑣停機過程，提高了設備利用率和經濟效益，經過試制驗證除塵效率穩定超過98%，過程中經濟成分散失少，成本降低15%以上。本發明創造性的結合了較低溫布袋式除塵方法和較高溫度的濾芯式過濾器進行除塵凈化，開創了煤高效技術應用的新途徑，本發明的工藝方法不僅提高了煤粉效益，利于后續從中提取出煤焦油和煤氣等成分，而且充分綜合利用了廢渣料、系統余熱能量，對于打造資源節約型、環境友好型企業，建立新型綠色高效的能源利用途徑具有重要意 義。本發明設計巧妙，綜合效益佳，具有很好的推廣和使用價值。
【權利要求】
1.一種含塵煤化氣的凈化除塵系統，其特征在于:包括煤氣化爐、熱交換器、布袋式除塵器、旋風除塵器和濾芯式過濾器，所述煤氣化爐設置兩路含塵氣體輸出端，其中一路通過熱交換器連接至所述布袋式除塵器，另一路經過所述旋風除塵器連接至濾芯式過濾器，所述布袋式除塵器和濾芯式過濾器的輸出端連接后續提取設備。
2.如權利要求1所述含塵煤化氣的凈化除塵系統，其特征在于:所述熱交換器的熱量輸出端連接加熱器，所述加熱器輸出端連接濾芯式過濾器。
3.如權利要求1所述含塵煤化氣的凈化除塵系統，其特征在于:所述布袋式除塵器和/或濾芯式過濾器包括若干個除塵子單元，所述除塵子單元均設置開合切斷裝置。
4.一種含塵煤化氣的凈化除塵工藝方法，所述煤氣化爐生產的含塵高溫氣體分成兩路，其中一路送至熱交換器進行降溫，降溫后的含塵氣體送至所述布袋式除塵器進行凈化除塵，另一路送至所述旋風除塵器進行初步除塵，經過初步除塵的含塵氣體送至濾芯式過濾器進行凈化除塵，所述布袋式除塵器和濾芯式過濾器的輸出端連接后續提取設備進行后續處理環節，所述熱交換器的熱量輸出端送入加熱器，所述加熱器輸出端連接濾芯式過濾器，保證所述濾芯式過濾器正常高效工作。
5.如權利要求4所述含塵煤化氣的凈化除塵系統，其特征在于:其中所述煤氣化爐生產的含塵高溫氣體出爐溫度控制在450~650°C，送至所述布袋式除塵器的氣體溫度控制在200~300°C，所述濾芯式過濾器正常工作溫度控制在300~950°C，內部壓力控制在0.3 ~3.5MPa。
6.如權利要求4所述含塵煤化氣的凈化除塵系統，其特征在于:進一步的，所述煤氣化爐生產的含塵高溫氣體出爐溫度控制在500~580°C，送至所述布袋式除塵器的氣體溫度控制在230~280°C，所述濾芯式過濾器正常工作溫度控制在360~750°C，內部壓力控制在 0.5 ~3.0MPa0
7.如權利要求4所述含塵煤化氣的凈化除塵系統，其特征在于:所述煤氣化爐生產的含塵高溫氣體出爐溫度控制在530~560°C，送至所述布袋式除塵器的氣體溫度控制在250~275°C，所述濾芯式過濾器正常工作溫度控制在450~600°C，內部壓力控制在1.0~2.5MPa0
8.如權利要求4所述含塵煤化氣的凈化除塵系統，其特征在于:所述煤氣化爐生產的含塵高溫氣體分成兩路的氣體量配比為:進入所述布袋式除塵器氣量:進入所述濾芯式過濾器氣量為1:1~6。
9.如權利要求4所述含塵煤化氣的凈化除塵系統，其特征在于:所述煤氣化爐原料采用煤粉渣料。
【文檔編號】C10K1/02GK104004550SQ201410213120
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年5月21日 優先權日:2014年5月21日
【發明者】朱書成, 趙家亮, 李金峰, 龐志峰 申請人:河南龍成煤高效技術應用有限公司