专利名称：一种粉煤加压气化系统中的粗煤气洗涤装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种粉煤加压气化系统中的粗煤气洗涤装置。
背景技术：
粉煤加压气化系统产生的粗煤气所含细灰容易造成管道和相关装置的磨损和堵塞。粉煤加压气化系统产生的合成气用于生产化学品时，如果粗煤气净化不彻底，其中含有的细灰、水雾极易堵塞变换床层或被吸附在催化剂表面，使催化剂活性下 降以致严重影响生产，从而造成重大的经济损失。所以粗煤气洗涤装置对生产的稳定运行至关重要，其要达到的目标为煤气中含尘量小于lmg/m3。干粉煤加压气流床气化技术所采用的粗煤气洗涤装置，是将粗煤气经过两级文丘里洗涤、分离后，再经过部分冷凝器对粗煤气进行冷凝，然后进入原料气分离罐对原料气进行最终的洗涤净化。由于干煤粉气化产生的细微颗粒特别多，该洗涤装置无法将粗煤气洗涤达到后续设备运行的洁净度，生产运行中经常出现以下问题1、原料气分离罐里的洗涤水为浊度较高的含有絮凝胶状灰尘的水，其中的灰尘静置5、6天后仍然没有沉淀析出。2、粗煤气洗涤装置经常出现管道、阀门被磨穿或磨损现象。3、后续的变换原料预热器经常因为原料气中灰分含量高而堵塞，导致变换设备的保护床压差高，引起停车。
实用新型内容针对现有技术的不足，本实用新型提供一种粉煤加压气化系统中的粗煤气洗涤装置。本实用新型提供的粉煤加压气化系统中的粗煤气洗涤装置，其包括通过管道相连的以下设备一级文丘里洗涤器、与所述一级文丘里洗涤器的出口相连的进行气液分离的一级文丘里分离器、与所述一级文丘里分离器的出气口相连的二级文丘里洗涤器、与所述二级文丘里洗涤器的出口相连的进行气液分离的二级文丘里分离器、与所述二级文丘里分离器的出气口相连的部分冷凝器，以及与所述部分冷凝器的出气口相连的原料气分离罐；其中，在所述部分冷凝器与所述原料气分离罐之间设有高压喷射清洗器和/或在所述原料气分离罐的出气口连接有多因子旋风分离器。优选地，所述粗煤气洗涤装置同时包括所述高压喷射清洗器和所述多因子旋风分离器。所述高压喷射清洗器的液体喷射方向与来自所述部分冷凝器出气口的粗煤气气流方向之间的夹角为0° 180°。优选地，所述高压喷射清洗器的液体喷射方向与来自所述部分冷凝器出气口的粗煤气气流方向之间的夹角为0°飞0°。所述高压喷射洗器的压力比与所述部分冷凝器出气口相连的管道内的压力高4 8MPa。所述高压喷射清洗器为高压雾化喷头；所述高压喷射清洗器所用的雾化水为高压锅炉给水。所述多因子旋风分离器包括至少两个小旋风分离器。所述原料气分离罐为泡罩塔，所述泡罩塔的塔盘数为至少一个，优选为3飞个；且该泡罩塔的顶部安装有旋流板。所述部分冷凝器的液体出口、所述原料气分离罐的液体出口与所述多因子旋风分离器的液体出口通过管道与所述一级文丘里洗涤器、所述二级文丘里洗涤器的洗涤水入口相连。来自变换冷凝液通过管道与所述原料气分离罐的洗涤水入口相连；所述一级文丘里分离器和所述二级文丘里分离器的液体出口通过管道与黑水闪蒸系统相连。本实用新型提供的粉煤加压气化系统中的粗煤气洗涤装置，设计紧凑、操作弹性大、除尘效率高、可使洗涤后粗煤气中含灰量<lmg/m3，实现了粗煤气的深度净化，有利于粉煤加压气化系统长周期稳定运行。
图I为本实用新型的一种粉煤加压气化系统中的粗煤气洗涤装置的示意图。附图标记I、一级文丘里洗涤器2、一级文丘里分离器3、二级文丘里洗涤器4、二级文丘里分离器5、部分冷凝器6、高压喷射清洗器7、原料气分离罐8、多因子旋风分离器
具体实施方式
下面参照附图对本实用新型进行更加详细的描述。由图I可以看出，本实用新型的粉煤加压气化系统中的粗煤气洗涤装置包括通过管道相连的以下设备一级文丘里洗涤器I、与所述一级文丘里洗涤器I的出口相连的进行气液分离的一级文丘里分离器2、与所述一级文丘里分离器2的出气口相连的二级文丘里洗涤器3、与所述二级文丘里洗涤器3的出口相连的进行气液分离的二级文丘里分离器4、与所述二级文丘里分离器4的出气口相连的部分冷凝器5，以及与所述部分冷凝器5的出气口相连的原料气分离罐7 ;其中，在所述部分冷凝器5与所述原料气分离罐7之间设有高压喷射清洗器6和/或在所述原料气分离罐7的出气口连接有多因子旋风分离器8。来自气化炉粗煤气进入一级文丘里洗涤器I进行洗涤，洗涤后进入一级文丘里分离器2进行气液分离，从一级文丘里分离器2的出气口出来的粗煤气进入二级文丘里洗涤器3进行洗涤，洗涤后进入二级文丘里分离器4进行气液分离，从二级文丘里分离器4的出气口出来的粗煤气其中的灰尘被充分润湿，大颗粒被洗涤分离除去；然后进入部分冷凝器5进行冷凝，该粗煤气温度降低，从而进一步将粗煤气中的灰尘润湿、团聚并沉降分离出来；从所述部分冷凝器5的出气口出来的粗煤气用高压喷射清洗器6进行清洗，所述高压喷射清洗器6产生细小的液滴能够将更加细小的灰尘吸附润湿并且团聚起来；清洗后的粗煤气进入原料气分离罐7中进行分离，将粗煤气中的灰尘和液滴洗涤分离除去，从而产生合格的合成气。或者，来自气化炉粗煤气进入一级文丘里洗涤器I进行洗涤，洗涤后进入一级文丘里分离器2进行气液分离，从一级文丘里分离器2的出气口出来的粗煤气进入二级文丘里洗涤器3进行洗涤，洗涤后进入二级文丘里分离器4进行气液分离，从二级文丘里分离器4的出气口出来的粗煤气其中的灰尘被充分润湿，大颗粒被洗涤分离除去；然后进入部分冷凝器5进行冷凝，该粗煤气温度降低，从而进一步将粗煤气中的灰尘润湿、团聚并沉降分离出来；从所述部分冷凝器5的出气口出来的粗煤气进入所述原料气分离罐7中进行分离，将粗煤气中的灰尘和液滴洗涤分离除去，然后进入所述多因子旋风分离器8，所述多因子旋风分离器8可以进一步除去来自所述原料气分离罐7的粗煤气中的灰尘和液滴，从而产生含灰量更少的粗煤气。然后该粗煤气进入后续的变换系统。或者，来自气化炉粗煤气进入一级文丘里洗涤器I进行洗涤，洗涤后进入一级文丘里分离器2进行气液分离，从一级文丘里分离器2的出气口出来的粗煤气进入二级文丘 里洗涤器3进行洗涤，洗涤后进入二级文丘里分离器4进行气液分离，从二级文丘里分离器4的出气口出来的粗煤气其中的灰尘被充分润湿，大颗粒被洗涤分离除去；然后进入部分冷凝器5进行冷凝，该粗煤气温度降低，从而进一步将粗煤气中的灰尘润湿、团聚并沉降分离出来；从所述部分冷凝器5的出气口出来的粗煤气用高压喷射清洗器6进行清洗，所述高压喷射清洗器6产生细小的液滴能够将更加细小的灰尘吸附润湿并且团聚起来；清洗后的粗煤气进入原料气分离罐7中进行分离，将粗煤气中的灰尘和液滴洗涤分离除去，然后进入所述多因子旋风分离器8，所述多因子旋风分离器8可以进一步除去来自所述原料气分离罐7的粗煤气中的灰尘和液滴，从而产生含灰量更少的粗煤气。然后该粗煤气进入后续的变换系统。所述一级文丘里洗涤器I、所述一级文丘里分离器2、所述二级文丘里洗涤器3与所述二级文丘里洗涤分离器4串联而成，旨在润湿粗煤气，并且将其中的液滴和灰尘分离去除。优选地，所述粗煤气洗涤装置同时包括所述高压喷射清洗器6和所述多因子旋风分离器8。此时，可以达到最好的除尘效果。所述高压喷射清洗器6的液体喷射方向与来自所述部分冷凝器5出气口的粗煤气气流方向之间的夹角为0° 180°。此时，所述高压喷射清洗器6吸附、润湿、团聚细小的灰尘的效果较好。0°指的是两者的方向一致；180°指的是两者的方向相反。优选地，所述高压喷射清洗器6的液体喷射方向与来自所述部分冷凝器5出气口的粗煤气气流方向之间的夹角为0°飞0°。此时，所述高压喷射清洗器6吸附、润湿、团聚细小的灰尘的效果更好。更优选地，所述高压喷射清洗器6的液体喷射方向与来自所述部分冷凝器5出气口的粗煤气气流方向之间的夹角为0°。此时，所述高压喷射清洗器6吸附、润湿、团聚细小的灰尘的效果最好。所述高压喷射清洗器6的压力比与所述部分冷凝器5出气口相连的管道内的压力高4 8MPa。此时，所述高压喷射清洗器6吸附、润湿、团聚细小的灰尘的效果较好。本领域技术人员可以理解，为了方便，在实际中，所述高压喷射清洗器6可以内置在与所述部分冷凝器5出气口相连的管道内。所述高压喷射清洗器6为高压雾化喷头；所述高压喷射清洗器6所用的雾化水为高压锅炉给水。所述高压雾化喷头可以形成非常细小的液滴，吸附最细小的细灰从而使颗粒团聚起来，易于分离洗涤。所述多因子旋风分离器8包括至少两个小旋风分离器。由此增强分离效果，可以将细小的粉尘液滴从粗煤气中分离出来。所述原料气分离罐7为泡罩塔，所述泡罩塔的塔盘数为至少一个，优选为3飞个； 且该泡罩塔的顶部安装有旋流板。粗煤气经过至少一个泡罩塔板的洗涤，使粗煤气中的细灰更好的被润湿和凝聚，然后经过安装在顶部的旋流板的旋流，使液滴和雾沫从原料气中分离出来，大大提高了原料气的洗涤效果。所述原料气分离罐7使用来自变换冷凝液。所述部分冷凝器5的液体出口、所述原料气分离罐7的液体出口与所述多因子旋风分离器8的液体出口通过管道与所述一级文丘里洗涤器I、所述二级文丘里洗涤器3的洗涤水入口相连。来自变换冷凝液通过管道与所述原料气分离罐7的洗涤水入口相连；所述一级文丘里分离器2和所述二级文丘里分离器4的液体出口通过管道与黑水闪蒸系统相连。所述粗煤气洗涤装置可以提高粗煤气洗涤工艺中的洗涤效果，由此可以生产出洁净度合格的合成气。在本申请中，“粗煤气”、“原料气”和“合成气”在某些情况下可以互换使用。与现有技术相比，本实用新型的粗煤气洗涤装置加设了高压喷射清洗器6，其可以产生非常细小的液滴，吸附最细小的细灰，进而使颗粒团聚起来，易于分离洗涤。或者，本实用新型的粗煤气洗涤装置加设了多因子旋风分离器8，该多因子旋风分离器8包括至少两个小旋风分离器，由此增强分离效果，可以将细小的粉尘液滴从粗煤气中分离出来。优选地，与现有技术相比，本实用新型的粗煤气洗涤装置同时加设了高压喷射清洗器6和多因子旋风分离器8，由此可以达到最好的除尘效果。本实用新型的粗煤气洗涤装置提高了粗煤气的洗涤效果，经过该洗涤装置的净化后，粗煤气完全达到后续装置对合成气洁净度的要求。本实用新型的粗煤气洗涤装置降低了现有技术中粗煤气洗涤装置因为含尘量高造成的管道和装置损坏，防止了变换系统因为灰分堵塞保护床引起的非计划停车，保障了整个系统的长周期稳定运行。下面的实施例仅用于解释说明本实用新型，而非限制本实用新型。多因子旋风分离器购自苏尔寿。实施例I所述粗煤气洗涤装置包括通过管道相连的以下设备一级文丘里洗涤器I、一级文丘里分离器2、二级文丘里洗涤器3、二级文丘里分离器4、部分冷凝器5、高压喷射清洗器(高压雾化喷头)6和原料气分离罐7 (其中泡罩塔的塔盘数为3个；且该泡罩塔的顶部安装有旋流板)。所述部分冷凝器5的液体出口和所述原料气分离罐7的液体出口通过管道与所述一级文丘里洗涤器I和所述二级文丘里洗涤器3的洗涤水入口相连。来自变换冷凝液通过管道与所述原料气分离罐7的洗涤水入口相连；所述一级文丘里分离器2和所述二级文丘里分离器4的液体出口通过管道与黑水闪蒸系统相连。所述高压喷射清洗器(高压雾化喷头)6由高压锅炉给水。所述原料气分离罐7使用来自变换冷凝液。2000吨/天干煤粉加压气化装置，气化压力为4. OMPa，气化温度为140(Tl600°C，粗煤气干基流量为73000Nm3/h，湿基流量为187500Nm3/h，粗煤气出气化炉温度为221°C。来自气化炉的粗煤气进入一级文丘里洗涤器I进行洗涤，洗涤后进入一级文丘里分离器2进行气液分离， 从一级文丘里分离器2的出气口出来的粗煤气进入二级文丘里洗涤器3进行洗涤，洗涤后进入二级文丘里分离器4进行气液分离，从二级文丘里分离器4的出气口出来的粗煤气其中的灰尘被充分润湿，大颗粒被洗涤分离除去；然后进入部分冷凝器5进行冷凝，该粗煤气温度降低，从而进一步将粗煤气中的灰尘润湿、团聚并沉降分离出来；从所述部分冷凝器5的出气口出来的粗煤气用内置在管道中的高压雾化喷头6进行清洗。所述高压雾化喷头6的液体喷射方向与来自所述部分冷凝器5出气口的粗煤气气流方向之间的夹角为0°。所述高压雾化喷头6的压力比与所述部分冷凝器5出气口相连的管道内的压力高8MPa。所述高压雾化喷头6产生细小的液滴能够将更加细小的灰尘吸附润湿并且团聚起来；清洗后的粗煤气进入原料气分离罐7中进行分离，将粗煤气中的灰尘和液滴洗涤分离除去。经过上述的粗煤气洗涤装置，得到的粗煤气中的含尘量约为lmg/m3，基本符合后续工艺(变换系统)的要求。实施例2所述粗煤气洗涤装置包括通过管道相连的以下设备一级文丘里洗涤器I、一级文丘里分离器2、二级文丘里洗涤器3、二级文丘里分离器4、部分冷凝器5、原料气分离罐7(其中泡罩塔的塔盘数为6个；且该泡罩塔的顶部安装有旋流板)和多因子旋风分离器8 (包括多个小旋风分离器)。所述部分冷凝器5的液体出口、所述原料气分离罐7的液体出口和所述多因子旋风分离器8的液体出口通过管道与所述一级文丘里洗涤器I和所述二级文丘里洗涤器3的洗涤水入口相连。来自变换冷凝液通过管道与所述原料气分离罐7的洗涤水入口相连；所述一级文丘里分离器2和所述二级文丘里分离器4的液体出口通过管道与黑水闪蒸系统相连。所述原料气分离罐7使用来自变换冷凝液。2000吨/天干煤粉加压气化装置，气化压力为4. OMPa，气化温度为140(Tl600°C，粗煤气干基流量为73000Nm3/h，湿基流量为187500Nm3/h，粗煤气出气化炉温度为221°C。来自气化炉的粗煤气进入一级文丘里洗涤器I进行洗涤，洗涤后进入一级文丘里分离器2进行气液分离，从一级文丘里分离器2的出气口出来的粗煤气进入二级文丘里洗涤器3进行洗涤，洗涤后进入二级文丘里分离器4进行气液分离，从二级文丘里分离器4的出气口出来的粗煤气其中的灰尘被充分润湿，大颗粒被洗涤分离除去；然后进入部分冷凝器5进行冷凝，该粗煤气温度降低，从而进一步将粗煤气中的灰尘润湿、团聚并沉降分离出来；从所述部分冷凝器5的出气口出来的粗煤气进入所述原料气分离罐7中进行分离，将粗煤气中的灰尘和液滴洗涤分离除去；然后进入多因子旋风分离器8，进一步除去粗煤气中的灰尘和液滴。经过上述的粗煤气洗涤装置，得到的粗煤气中的含尘量约lmg/m3，完全符合后续工艺(变换系统)的要求。实施例3[0058]所述粗煤气洗涤装置包括通过管道相连的以下设备一级文丘里洗涤器I、一级文丘里分离器2、二级文丘里洗涤器3、二级文丘里分离器4、部分冷凝器5、高压喷射清洗器(高压雾化喷头)6、原料气分离罐7 (其中泡罩塔的塔盘数为6个；且该泡罩塔的顶部安装有旋流板)和多因子旋风分离器8 (包括多个小旋风分离器)。所述部分冷凝器5的液体出口、所述原料气分离罐7的液体出口和所述多因子旋风分离器8的液体出口通过管道与所述一级文丘里洗涤器I和所述二级文丘里洗涤器3的洗涤水入口相连。来自变换冷凝液通过管道与所述原料气分离罐7的洗涤水入口相连；所述一级文丘里分离器2和所述二级文丘里分离器4的液体出口通过管道与黑水闪蒸系统相连。所述高压喷射清洗器(高压雾化喷头)6由高压锅炉给水。所述原料气分离罐7使用来自变换冷凝液。2000吨/天干煤粉加压气化装置，气化压力为4. OMPa，气化温度为140(Tl600°C，粗煤气干基流量为73000Nm3/h，湿基流量为187500Nm3/h，粗煤气出气化炉温度为221°C。来自气化炉的粗煤气进入一级文丘里洗涤器I进行洗涤，洗涤后进入一级文丘里分离器2进行气液分离，从一级文丘里分离器2的出气口出来的粗煤气进入二级文丘里洗涤器3进行洗涤，洗涤后进入二级文丘里分离器4进行气液分离，从二级文丘里分离器4的出气口出来·的粗煤气其中的灰尘被充分润湿，大颗粒被洗涤分离除去；然后进入部分冷凝器5进行冷凝，该粗煤气温度降低，从而进一步将粗煤气中的灰尘润湿、团聚并沉降分离出来；从所述部分冷凝器5的出气口出来的粗煤气用内置在管道中的高压雾化喷头6进行清洗。所述高压雾化喷头6的液体喷射方向与来自所述部分冷凝器5出气口的粗煤气气流方向之间的夹角为0°。所述高压雾化喷头6的压力比与所述部分冷凝器5出气口相连的管道内的压力高8MPa。所述高压雾化喷头6产生细小的液滴能够将更加细小的灰尘吸附润湿并且团聚起来；清洗后的粗煤气进入所述原料气分离罐7中进行分离，将粗煤气中的灰尘和液滴洗涤分离除去；然后进入多因子旋风分离器8，进一步除去粗煤气中的灰尘和液滴。经过上述的粗煤气洗涤装置，得到的粗煤气中的含尘量小于lmg/m3，完全符合后续工艺(变换系统)的要求。实施例4所述粗煤气洗涤装置与实施例3基本相同，除了所述高压雾化喷头6的液体喷射方向与来自所述部分冷凝器5出气口的粗煤气气流方向之间的夹角为180°。经过上述的粗煤气洗涤装置，得到的粗煤气中的含尘量小于lmg/m3，完全符合后续工艺(变换系统)的要求。实施例5所述粗煤气洗涤装置与实施例3基本相同，除了所述高压雾化喷头6的液体喷射方向与来自所述部分冷凝器5出气口的粗煤气气流方向之间的夹角为60°。经过上述的粗煤气洗涤装置，得到的粗煤气中的含尘量小于lmg/m3，完全符合后续工艺(变换系统)的要求。本领域技术人员可以理解，在本说明书的教导之下，可以对本实用新型做出一些修改或变化。这些修改和变化也应当在本实用新型权利要求所限定的范围之内。
权利要求1.一种粉煤加压气化系统中的粗煤气洗涤装置，所述洗涤装置包括通过管道相连的以下设备一级文丘里洗涤器、与所述一级文丘里洗涤器的出口相连的进行气液分离的一级文丘里分离器、与所述一级文丘里分离器的出气口相连的二级文丘里洗涤器、与所述二级文丘里洗涤器的出口相连的进行气液分离的二级文丘里分离器、与所述二级文丘里分离器的出气口相连的部分冷凝器，以及与所述部分冷凝器的出气口相连的原料气分离罐；其特征在于，在所述部分冷凝器与所述原料气分离罐之间设有高压喷射清洗器和/或在所述原料气分离罐的出气口连接有多因子旋风分离器。
2.根据权利要求I所述的粗煤气洗涤装置，其特征在于，所述粗煤气洗涤装置同时包括所述高压喷射清洗器和所述多因子旋风分离器。
3.根据权利要求I或2所述的粗煤气洗涤装置，其特征在于，所述高压喷射清洗器的液体喷射方向与来自所述部分冷凝器出气口的粗煤气气流方向之间的夹角为0° 180°。
4.根据权利要求3所述的粗煤气洗涤装置，其特征在于，所述高压喷射清洗器的液体喷射方向与来自所述部分冷凝器出气口的粗煤气气流方向之间的夹角为0°飞0°。
5.根据权利要求4所述的粗煤气洗涤装置，其特征在于，所述高压喷射清洗器的压力比与所述部分冷凝器出气口相连的管道内的压力高4 8MPa。
6.根据权利要求5所述的粗煤气洗涤装置，其特征在于，所述高压喷射清洗器为高压雾化喷头；所述高压喷射清洗器所用的雾化水为高压锅炉给水。
7.根据权利要求I或2所述的粗煤气洗涤装置，其特征在于，所述多因子旋风分离器包括至少两个小旋风分离器。
8.根据权利要求I或2所述的粗煤气洗涤装置，其特征在于，所述原料气分离罐为泡罩塔，所述泡罩塔的塔盘数为至少一个；且该泡罩塔的顶部安装有旋流板。
9.根据权利要求8所述的粗煤气洗涤装置，其特征在于，所述泡罩塔的塔盘数为3飞个。
10.根据权利要求I或2所述的粗煤气洗涤装置，其特征在于，所述部分冷凝器的液体出口、所述原料气分离罐的液体出口和所述多因子旋风分离器的液体出口通过管道与所述一级文丘里洗涤器、所述二级文丘里洗涤器的洗涤水入口相连；来自变换冷凝液通过管道与所述原料气分离罐的洗涤水入口相连；所述一级文丘里分离器和所述二级文丘里分离器的液体出口通过管道与黑水闪蒸系统相连。
专利摘要本实用新型涉及一种粉煤加压气化系统中的粗煤气洗涤装置。所述洗涤装置包括通过管道相连的以下设备一级文丘里洗涤器、一级文丘里分离器、二级文丘里洗涤器、二级文丘里分离器、部分冷凝器以及原料气分离罐，还包括高压喷射清洗器和/或多因子旋风分离器。本实用新型提供的粉煤加压气化系统中的粗煤气洗涤装置，设计紧凑、操作弹性大、除尘效率高、可使洗涤后粗煤气中含灰量<1mg/m3，实现了粗煤气的深度净化，有利于粉煤加压气化系统长周期稳定运行。
文档编号C10J3/48GK202786143SQ20122044510
公开日2013年3月13日 申请日期2012年9月3日 优先权日2012年9月3日
发明者王俭, 黄斌, 杨红波, 刘万洲, 马文瑞, 罗春桃, 井云环, 吴跃, 潘强, 王昊 申请人:神华集团有限责任公司, 神华宁夏煤业集团有限责任公司