[实用新型]一种粉煤热解的微涡流聚结除灰器

说明书

技术领域

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

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。

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：(1)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℃，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。

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>10μm的固体粒子去除效果较好，但对于< 10μm的固体颗粒，该方法的脱除率通常<30％。

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1～5mm，流动速度为20～150cm/t。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<10μm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。

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<10μm 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

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。

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0.1～10mm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℃以上。

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℃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。

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。