[發明專利]用于煤氣高效洗滌凈化工藝的氣體分布器、次級煤氣洗滌塔、煤氣凈化裝置及其應用

有效

• 申請號: 201110324714.4
• 申請日: 2011-10-21
• 公開（公告）號: CN103060018A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: 唐煜;武興彬;閆國春;胡先君;姜興劍;余建良;申屠春田;蘭秀菊;周叢;馮長志;石文秀;劉澤;趙玉勇;孫高攀;李劍暉;鄭全海;王鑫;張俊;王善章
• 申請（專利權）人: 神華集團有限責任公司;中國神華煤制油化工有限公司;中國神華煤制油化工有限公司包頭煤化工分公司
• 主分類號: C10K1/10
• 分類號: C10K1/10;C10K1/00;C10K1/02
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 李丙林;張英

技術領域

本發明總體涉及屬于煤氣化技術領域，具體涉及一種用于煤氣高效洗滌凈化工藝的氣體分布器、包括其的煤氣凈化裝置及其應用，尤其以煤、石油焦、生物質、可燃工業廢棄物為原料的加壓氣化生產的煤氣的凈化工藝及裝置及其應用。

背景技術

以煤、石油焦、生物質、可燃工業廢棄物為原料的加壓氣化煤氣中，除了含有CO和H₂等有效成分外，還含有CO₂、H₂O、H₂S、COS、CH₄、N₂、Ar、NH₃、HCN、HCl、HCOOH以及灰渣等組分，前期凈化的目的是脫除其中的NH₃、HCN、HCl、HCOOH以及灰渣等，以供民用和進一步變換、脫除CO₂、H₂O、H₂S、COS、CH₄以及深度加工。尤其對于煤炭較為豐富、石油相對短缺的地區和國家，為提供氫源和煤氣、推進煤直接液化與間接液化產業、發展整體煤氣化聯合循環(IGCC)發電，煤氣的前期凈化脫除其中的NH₃、HCN、HCl、HCOOH以及灰渣將顯得更為重要。

中國專利申請第94117093.4號中提出了一種由德士古發展公司發明的“銳孔或文丘里洗滌器，后面跟一種氣液洗滌柱”的煤氣凈化系統。實踐表明，銳孔或文丘里洗滌器容易發生堵塞或結垢；即使沒有發生堵塞，煤氣經過銳孔或文丘里洗滌器也會產生0.3MPa左右的壓力降，造成了能量損失，增加了操作費用；該專利申請中的氣液洗滌柱常常發生帶水現象，影響下游工序如變換的正常運作。

中國專利申請第01112700.7號中提出，煤氣先在稀釋器中和水混合，接著進入旋風分離器中將大部分含灰渣水分離，然后進入洗滌塔(為常規分離塔，包括填料塔或板式塔，板式塔中優選泡罩塔)洗滌。在該工藝中，旋風分離器只是將煤氣中的大部分大顆粒的灰渣分離，因此依然有一部分大顆粒灰渣和大量的細顆粒的煤灰塵粒被高速煤氣吹入到洗滌塔中。如果是填料塔或泡罩塔，其緊密的堆垛結構或泡罩上的隙縫會造成大量煤灰塵粒在填料或泡罩上黏附沉積最后導致堵塞，煤氣在填料或泡罩中的氣流分布將不再均勻，影響了洗滌效果，反過來又加重了堵塞，不利于長期穩定生產運行；如果是普通的板式塔，則對于細微的塵粒無法達到良好的洗滌除塵效果。

中國專利申請第200810018399.0號提出如下的洗滌工藝：洗滌塔循環泵將來自洗滌塔黑水儲槽的一部分黑水打入文丘里洗滌器內與來自界外的粗煤氣進行混合，然后進入分離器；在分離器內粗煤氣經由分離器煤氣進口進入下降管，粗煤氣中的大部分灰渣等進入液相向下流動，粗煤氣向上流動，再經過旋流板進行進一步除水除塵；之后從分離器煤氣出口出去的經一級洗滌后的煤氣，通過洗滌塔的洗滌塔煤氣進口進入洗滌塔下部的水浴而向上流動，在洗滌塔上部設置若干級塔盤中與從洗滌塔黑水內循環進口送入的來自洗滌水循環泵的一部分黑水和通過補充水入口加入的工藝補水，逆流接觸進行洗滌，然后向上通過洗滌塔上部的折流板除沫器除去煤氣中的霧沫，經過洗滌塔二級洗滌凈化后的煤氣通過洗滌塔的洗滌塔煤氣出口送入后續變換工序，洗滌塔產生的黑水通過洗滌塔黑水出口排入黑水處理系統。在該工藝中，文丘里洗滌器在生產運行的初期能夠有良好的洗滌效果，但經過一段時間以后，文丘里洗滌器往往發生堵塞或結構，其噴頭也逐漸磨損嚴重，從而大大地影響其霧化效果和洗滌效果以及后面洗滌塔的洗滌效果，而且文丘里洗滌器往往造成壓降大能耗高；另外，在洗滌塔上部設置若干級塔盤，一級洗滌凈化煤氣與洗滌塔塔底黑水(通過洗滌水循環泵傳輸)逆流接觸進行洗滌，因為洗滌塔底部黑水比較臟，這種洗滌方式往往會使高速煤氣夾帶含有雜質的黑水霧沫通過除沫器，這樣，一級洗滌凈化煤氣不但沒有得到進一步洗滌，長時間往往還導致除沫器積灰堵塞；最后，單純的塔盤洗滌對于煤氣中的較細顆粒的除塵效果有限。所以此工藝隨著生產運行時間的增加，無法達到需要的洗滌除塵效果。

本發明摒棄了造成易堵塞、易磨損、易結垢和壓降大的文丘里洗滌器，設計了一種包括霧化裝置、旋風分離器、氣體分布器和噴霧螺旋式塔盤等新設備的新工藝，目的在于提供一種設備造價低、脫除NH₃、HCN、HCl、HCOOH和灰渣粉塵效率高，克服現有技術所存在的壓降大、能耗高、易堵塞、細微塵粒脫除率低和工作周期短等問題的煤氣凈化設備。

發明內容