[发明专利]一种合成气的洗涤除尘装置及其洗涤除尘工艺

说明书

本发明属于煤气化技术领域，具体提供一种合成气的洗涤除尘装置及其洗涤除尘工艺，该装置包括：气化炉激冷室，用于对粗合成气进行洗涤和冷却，获得初步净化的合成气、熔渣和黑水；文丘里洗涤器，用于对初步净化的合成气进行润湿和灰尘捕捉，形成含尘液滴；分离洗涤塔，内腔分隔为上段内腔和下段内腔，下段内腔接收带含尘液滴的合成气并进行气液分离；上段内腔和下段内腔之间设有合成气导流结构；上段内腔用于洗涤进入其内的合成气以去除残留的微细颗粒，并获得净化的合成气、污水，激冷水泵用于将上层清液循环送至气化炉激冷室和文丘里洗涤器。本发明通过数量少、阻力损失小的设备就能得到除尘效果优异的合成气，同时可提高洗涤效率。

技术领域

本发明属于煤气化技术领域，主要用于含尘粗合成气的洗涤除尘，具体涉及一种合成气的洗涤除尘装置及其洗涤除尘工艺。

背景技术

我国是一个富煤、贫油、少气的国家，利用原煤气化可以生成以一氧化碳和氢气为主的合成气，生产甲醇，也可以合成氨、乙二醇等化学品，是我国现阶段最为普遍、直接并将长期坚持的生产路线。经气化后生成的粗合成气往往含灰量比较大，如果得不到有效的分离会对下游工段造成不良影响。

在气化炉气化室内气化反应生成的高温合成气携带的熔融灰渣，经激冷水和水浴冷却将熔渣固化分离，但合成气中还带有一定的固体小颗粒，其主要成分为灰渣和残炭。对于使用灰分较高原煤的气流床气化尤其是干粉煤工艺，合成气中细灰含量高、粒度小，如果不能得到很好的分离，经合成气带到下游系统后，易造成管道、床层的积灰、堵塞和催化剂中毒，最终影响装置的稳定运行。

现有的一部分除灰、除尘技术仅在气化炉外部展开，没有在激冷室内减少细灰携带，并且外部洗涤设备的使用，不仅流程长、设备数量多、不利于维护保养，整体洗除尘果差；而且阻力损失大，制约了气化装置的高效、稳定运行。例如，专利文件CN105062574A公开了一种高效的组合式含尘合成气洗涤除尘装置，虽然考虑在激冷室外部将部分颗粒通过旋风分离器分离出来，提高了洗涤塔底部用作激冷水的水质，但在激冷室内的初步洗涤效果差，涉及的设备多、流程长，设备间采用高温、高压气体管道进行连接，需要考虑管道应力，管道布置难度大、设备和管道投资高。

专利文件CN106398779A公开了一种合成气洗涤除尘脱水系统，仅是在原有文丘里洗涤器上加洗涤塔流程，不能满足工艺要求、含尘量偏高、影响下游工段生产的情况，简单的增加后续处理设备、延长流程来脱除剩余的细灰。这种方法虽然也能够实现其目的，但并没有从原理上探求原流程方法除灰效果差的原因，文丘里洗涤器虽使用了水质更好、含固量更低的高温、高压灰水(低压灰水经加压、加热后泵送到文丘里洗涤器)，但激冷水仍采用洗涤塔底部含灰量高的灰水，影响了激冷室内的初步洗涤除灰，使合成气带灰严重，对洗涤塔和管束分离器的除灰效率要求更高；管束离心分离器的结构不利于清洗，容易结垢堵塞，系统阻力降也会相应增加。同时，该工艺流程也存在类似的流程长、应力管道布置难度大、设备管道投资高的缺点。

专利文件CN107189824A公开了一种多元气化炉出口气体高效除灰装置及工艺，选择了洗涤系统排出后经闪蒸的含固量较低的冷凝液经加压后作为洗涤水。这种方法虽在一定程度上提高了洗涤效率，但全部洗涤水尤其是用量较大激冷水均来自低压冷凝液经泵加压，使得系统在运行时泵的耗能非常大；激冷室内虽使用了水质更好的冷凝液，但是激冷室内没有设置辅助的除尘、除沫设施，使得合成气带灰、带水严重，只能通过多级文丘里洗涤器相配合的形式将合成气中的大量细灰润湿增重以便于分离，这样也使得系统的阻力将升高；对于合成气中最后一道的微量小颗粒细灰洗涤采用喷淋洗涤的方式是有悖于理论研究的，其洗涤分离效果差，设备需要非常庞大才能满足要求。该专利整体流程过长、设备多而且大、应力管道布置较复杂，设备和管道投资大；装置运行时耗能高、阻力大，综合运行效率低，属于“不计成本”式提高除尘效果。