一種超重力法處理含焦油塵煤鎖氣的裝置的制造方法
專利名稱:一種超重力法處理含焦油塵煤鎖氣的裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型屬處理含焦油塵煤鎖氣的技術(shù)領(lǐng)域，為解決目前傳統(tǒng)塔極易堵塞填料，除塵阻力高，對細小顆粒物無法實現(xiàn)除塵等問題，提供了一種超重力法處理含焦油塵煤鎖氣的裝置。超重力旋轉(zhuǎn)填料床的氣體進口連接煤鎖氣氣源，氣體出口連接除霧器和氣液分離器，進液口連接吸收液源，出液口通過U型液封裝置連接水處理裝置；氣體進出口處設(shè)采樣分析系統(tǒng)。突破了填料易堵塞、去除率低的劣勢，實現(xiàn)了高效快速與液體混合，提供了一個快速反應(yīng)的環(huán)境。使操作氣液比降低，反應(yīng)設(shè)備減小，減小工藝水的通入量，填料實現(xiàn)自清洗，反應(yīng)時間和設(shè)備體積大大減小，處理效果提高、運行成本降低，使之能在小型設(shè)備中進行反應(yīng)。節(jié)省能源，使資源二次利用，具有環(huán)保意義。
【專利說明】
一種超重力法處理含焦油塵煤鎖氣的裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型屬于處理含焦油塵煤鎖氣的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及到一種超重力法處理含焦油塵煤鎖氣的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]煤鎖氣是在工業(yè)生產(chǎn)加煤過程中，當煤鎖處于減壓狀態(tài)時，所釋放的一種氣體。由于其中的焦油塵含量可達100-1000mg/m3，造成對后續(xù)工藝段的堵塞和無法運行。煤鎖氣在產(chǎn)生過程中，壓力較高，導(dǎo)致在排放口中氣流不穩(wěn)定。常規(guī)方法是通過對煤鎖氣點天燈處理，直接排放。這樣會造成對環(huán)境的污染，粉塵含量也得不到進一步處理，在環(huán)保要求日益嚴格的今天，其傳統(tǒng)方法已經(jīng)不能有效的處理煤鎖氣的含焦油塵問題。
[0003]目前常見凈化煤鎖氣的方法有水膜處理法和布袋除塵法。水膜處理法是一種靠強大離心力作用把含焦油塵的氣體甩向水膜壁，被側(cè)壁向下流的水沖走，進而除去焦油塵。當對于粉塵微小的顆粒，其慣性小，不能進行有效去除。其主要是針對粒徑大于ΙΟμπι的顆粒進行凈化，不適用于細微顆粒的除塵。布袋除塵是利用纖維編制的袋式過濾元件捕集含塵氣體中的固體顆粒物。布袋除塵結(jié)構(gòu)比較簡單，運行也比較穩(wěn)定，但對高溫?zé)煔鈺r，其承受溫度能力有限制，所以要對煙氣進行降溫處理，另外，布袋除塵阻力較大，一般壓力損失可達1000-1500Pa。其主要處理對象是粒徑為5-10μπι的顆粒物。傳統(tǒng)凈化方法只針對粒徑大、濃度高的焦油塵進行處理，對于微米級的焦油塵無法實現(xiàn)超低脫除。此外，煤鎖氣中焦油塵的濃度、粒徑大小涵蓋比較廣，有懸浮的亞微米及顆粒，也有可沉降的毫米級粉塵，所以需要尋求一種適合范圍廣，處理效果好的除塵方法迫在眉睫。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本實用新型為了目前傳統(tǒng)塔極易堵塞填料，除塵阻力高，對細小顆粒物無法實現(xiàn)除塵等問題，提供了一種超重力法處理含焦油塵煤鎖氣的裝置。
[0005]本實用新型采用如下技術(shù)方案實現(xiàn)的:一種超重力法處理含焦油塵煤鎖氣裝置，包括設(shè)有氣體進出口和液體進出口的超重力旋轉(zhuǎn)填料床，超重力旋轉(zhuǎn)填料床的氣體進口連接煤鎖氣氣源，超重力旋轉(zhuǎn)填料床的氣體出口連接除霧器和氣液分離器，超重力旋轉(zhuǎn)填料床的進液口通過液栗連接吸收液源，超重力旋轉(zhuǎn)填料床的出液口通過U型液封裝置連接水處理裝置;超重力旋轉(zhuǎn)填料床的氣體進口和氣體出口處還設(shè)有采樣分析系統(tǒng)。
[0006]所述超重力旋轉(zhuǎn)填料床內(nèi)部設(shè)有填料層，氣體進口向內(nèi)安設(shè)導(dǎo)流板，超重力旋轉(zhuǎn)填料床出液口的旁側(cè)殼體上設(shè)有引流管，超重力旋轉(zhuǎn)填料床底部中心處設(shè)有軸封裝置，軸封裝置底部安設(shè)電機，電機周圍設(shè)有冷卻水裝置。所述導(dǎo)流板長度為填料直徑的三分之一，寬度為氣體進口直徑的三分之一，采用304不銹鋼或耐腐蝕PVC塑料制成。所述超重力旋轉(zhuǎn)填料床為錯流超重力旋轉(zhuǎn)填料床或逆流超重力旋轉(zhuǎn)填料床。所述超重力旋轉(zhuǎn)填料床內(nèi)部的填料為金屬絲網(wǎng)填料或鮑爾環(huán)填料。
[0007]利用一種超重力法處理含焦油塵煤鎖氣裝置處理含焦油塵煤鎖氣的工藝，煤鎖氣和吸收液在超重力旋轉(zhuǎn)填料床中進行接觸反應(yīng)，焦油塵吸附在吸收液中排出，具體包括如下步驟:將煤鎖氣與吸收液通入超重力旋轉(zhuǎn)填料床中，煤鎖氣和吸收液穿過高速旋轉(zhuǎn)的填料層，氣液兩相在填料層接觸反應(yīng)，完成除塵凈化作用，反應(yīng)后的氣體從氣體出口通過除霧器和氣液分離器排出；反應(yīng)后的液相從出液口排出，經(jīng)過U型液封裝置后進入到水處理裝置。
[0008]所述的煤鎖氣含焦油塵的濃度為100-1000mg/m3，氣體溫度為0-60°C;通入超重力旋轉(zhuǎn)填料床的氣體壓力為10-150kPa。所述超重力旋轉(zhuǎn)填料的轉(zhuǎn)速為700-1000r/min;超重力旋轉(zhuǎn)填料床中的氣液比為1000-5000。所述煤鎖氣的焦油含量多100g/m3時，超重力旋轉(zhuǎn)填料床內(nèi)部的填料為金屬絲網(wǎng)填料;所述煤鎖氣中焦油含量〈100 g/m3時，超重力旋轉(zhuǎn)填料床內(nèi)部的填料為鮑爾環(huán)填料。所述超重力旋轉(zhuǎn)填料床為錯流超重力旋轉(zhuǎn)填料床或逆流超重力旋轉(zhuǎn)填料床。所述吸收液為工業(yè)排放的工藝水，如造氣循環(huán)水、冷卻循環(huán)水和管道沖洗水等。
[0009]采樣分析系統(tǒng)采用環(huán)保局認可的自動煙塵氣測試儀進行采氣分析，實行等速、恒流采樣，可以自動跟蹤煙氣流速，其操作簡單、適應(yīng)性強、跟蹤精密度高。通過測定濾筒捕集的煙塵重量及抽取的氣體體積，計算除塵率。采集數(shù)據(jù)時，應(yīng)在設(shè)備運行穩(wěn)定一段時間后開始采樣，通過設(shè)定采樣流速和時間后，方可進行操作。
[0010]U型液封裝置是出于安全角度考慮的，防止液體倒吸，流回到反應(yīng)設(shè)備中，造成反應(yīng)設(shè)備的淹床，對氣體進口的裝置造成損害。此外，對于有毒氣源，通過U型液封裝置，起到水封作用。
[0011]本實用新型利用超重力裝置處理煤鎖氣的焦油塵，讓煤鎖氣與工藝水在超重力旋轉(zhuǎn)填料床中進行吸收反應(yīng)，煤鎖氣中的焦油塵與工藝水接觸后，在超重力的作用下，工藝水在填料的空隙中快速凝并和分散，為粉塵的浸潤造成了有利條件，從而實現(xiàn)對煤鎖氣中焦油塵的捕獲。
[0012]超重力旋轉(zhuǎn)填料床的氣體進口底部設(shè)導(dǎo)流板，緩沖氣體，減小氣體壓力，導(dǎo)流板下端壓力小，氣體進入旋轉(zhuǎn)填料床后，首先向下流動，減輕了氣體對填料的沖擊，延長了填料的使用壽命，同時也避免了填料堵塞。超重力旋轉(zhuǎn)填料床液體出口旁側(cè)設(shè)有引流管，避免了底部液量及時排不出去，造成對填料的淹沒，同時防止液體倒流;利用超重力旋轉(zhuǎn)填料床所處理完的粉塵顆粒濃度為10mg/m3以下，實現(xiàn)了超低排放。煤鎖氣中焦油塵含量濃度為100-1000mg/m3，粉塵顆粒粒徑不一，煤鎖氣的氣源一般為工業(yè)段的生產(chǎn)源。
[0013]本實用新型采用煤鎖氣與工藝水錯流或逆流接觸，在超重力旋轉(zhuǎn)填料床的穩(wěn)定、強大的超重力環(huán)境下，工藝水在高分散、高湍動、強混合及界面急速更新的情況下，與煤鎖氣錯流或逆流接觸，極大地增加了氣液兩相接觸面積，增強了傳質(zhì)過程，極大地提高了除焦油塵效果。實驗表明，當操作氣液比為1500-3000，轉(zhuǎn)速為700-1000r/min，煤鎖氣中的除焦油塵效可達到97%以上。
[0014]由于工業(yè)上所排放的工藝水，水源充足，凈化程度符合處理含焦油塵煤鎖氣的要求，也節(jié)省能源，使資源二次利用，具有環(huán)保意義。采用超重力進行除焦油塵，突破了填料易堵塞、去除率低的劣勢，實現(xiàn)了高效快速與液體混合，提供了一個快速反應(yīng)的環(huán)境。采用本實用新型所述方法，可以使操作氣液比降低，反應(yīng)設(shè)備減小，大大減小工藝水的通入量，填料實現(xiàn)自清洗，使反應(yīng)時間和設(shè)備體積大大減小，處理效果提高、運行成本降低，使之能在小型設(shè)備中進行反應(yīng)。
【附圖說明】
[0015]圖1是本實用新型所述一種超重力法處理含焦油塵煤鎖氣裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實用新型所使用的超重力旋轉(zhuǎn)填料床反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖中:1-超重力旋轉(zhuǎn)填料床;1.1-氣體進口 ； 1.2-氣體出口 ； 1.3-進液口 ； 1.4-出液口； 1.5-填料層；1.6-軸封裝置；1.7-電機;2-煤鎖氣氣源;3-除霧器;4-氣液分離器;5-液栗;6-吸收液源;7- U型液封裝置;8-水處理裝置;9-采樣分析系統(tǒng)；10-導(dǎo)流板;11-引流管；12-7令卻水裝置。
[0017]【具體實施方式】:
[0018]下面結(jié)合附圖詳細說明本實用新型。
[0019]如圖1、圖2所示，一種超重力法處理含焦油塵煤鎖氣裝置，包括設(shè)有氣體進出口和液體進出口的超重力旋轉(zhuǎn)填料床I，超重力旋轉(zhuǎn)填料床I的氣體進口 1.1連接煤鎖氣氣源2，超重力旋轉(zhuǎn)填料床的氣體出口 1.2連接除霧器3和氣液分離器4，超重力旋轉(zhuǎn)填料床的進液口 1.3通過液栗5連接吸收液源6，超重力旋轉(zhuǎn)填料床的出液口 1.4通過U型液封裝置7連接水處理裝置8;超重力旋轉(zhuǎn)填料床I的氣體進口和氣體出口處還設(shè)有采樣分析系統(tǒng)9。
[0020]所述超重力旋轉(zhuǎn)填料床I內(nèi)部設(shè)有填料層1.5，氣體進口1.1向內(nèi)安設(shè)導(dǎo)流板10，超重力旋轉(zhuǎn)填料床I出液口 1.4的旁側(cè)殼體上設(shè)有引流管11，超重力旋轉(zhuǎn)填料床I底部中心處設(shè)有軸封裝置1.6，軸封裝置1.6底部安設(shè)電機1.7，電機周圍設(shè)有冷卻水裝置12。所述導(dǎo)流板長度為填料直徑的三分之一，寬度為氣體進口直徑的三分之一，采用304不銹鋼或耐腐蝕PVC塑料制成。對于特定的吸收液(酸堿性溶液)，可采用耐腐蝕PVC塑料。所述超重力旋轉(zhuǎn)填料床為錯流超重力旋轉(zhuǎn)填料床或逆流超重力旋轉(zhuǎn)填料床。所述超重力旋轉(zhuǎn)填料床內(nèi)部的填料為金屬絲網(wǎng)填料或鮑爾環(huán)填料。
[0021]利用所述超重力法處理含焦油塵煤鎖氣的裝置處理含焦油塵煤鎖氣的工藝，煤鎖氣和吸收液在超重力旋轉(zhuǎn)填料床中進行接觸反應(yīng)，焦油塵吸附在吸收液中排出，具體包括如下步驟:將煤鎖氣與吸收液通入超重力旋轉(zhuǎn)填料床I中，煤鎖氣和吸收液穿過高速旋轉(zhuǎn)的填料層1.5，氣液兩相在填料層接觸反應(yīng)，完成除塵凈化作用，反應(yīng)后的氣體從氣體出口 1.2通過除霧器和氣液分離器排出；反應(yīng)后的液相從出液口 1.4排出，經(jīng)過U型液封裝置7后進入到水處理裝置8。
[0022]所述的煤鎖氣含焦油塵的濃度為100-1000mg/m3，氣體溫度為0-60°C;通入超重力旋轉(zhuǎn)填料床的氣體壓力為10-150kPa。所述超重力旋轉(zhuǎn)填料的轉(zhuǎn)速為700-1000r/min;超重力旋轉(zhuǎn)填料床中的氣液比為1000-5000。所述煤鎖氣的焦油含量多100g/m3時，超重力旋轉(zhuǎn)填料床內(nèi)部的填料為金屬絲網(wǎng)填料;所述煤鎖氣中焦油含量〈100 g/m3時，超重力旋轉(zhuǎn)填料床內(nèi)部的填料為鮑爾環(huán)填料。所述超重力旋轉(zhuǎn)填料床為錯流超重力旋轉(zhuǎn)填料床或逆流超重力旋轉(zhuǎn)填料床。所述吸收液為工業(yè)排放的工藝水。
[0023]采樣分析系統(tǒng)采用環(huán)保局認可的自動煙塵氣測試儀進行采氣分析，實行等速、恒流采樣，可以自動跟蹤煙氣流速，其操作簡單、適應(yīng)性強、跟蹤精密度高。通過測定濾筒捕集的煙塵重量及抽取的氣體體積，計算除塵率。采集數(shù)據(jù)時，應(yīng)在設(shè)備運行穩(wěn)定一段時間后開始采樣，通過設(shè)定采樣流速和時間后，方可進行操作。
[0024]U型液封裝置是出于安全角度考慮的，防止液體倒吸，流回到反應(yīng)設(shè)備中，造成反應(yīng)設(shè)備的淹床，對氣體進口的裝置造成損害。此外，對于有毒氣源，通過U型液封裝置，起到水封作用。
[0025]利用超重力裝置處理煤鎖氣的焦油塵，讓煤鎖氣與工藝水在超重力旋轉(zhuǎn)填料床中進行吸收反應(yīng)，煤鎖氣中的焦油塵與工藝水接觸后，在超重力的作用下，工藝水在填料的空隙中快速凝并和分散，為粉塵的浸潤造成了有利條件，從而實現(xiàn)對煤鎖氣中焦油塵的捕獲。
[0026]超重力旋轉(zhuǎn)填料床的氣體進口底部設(shè)導(dǎo)流板，緩沖氣體，減小氣體壓力，導(dǎo)流板下端壓力小，氣體進入旋轉(zhuǎn)填料床后，首先向下流動，減輕了氣體對填料的沖擊，延長了填料的使用壽命，同時也避免了填料堵塞。超重力旋轉(zhuǎn)填料床液體出口旁側(cè)設(shè)有引流管，避免了底部液量及時排不出去，造成對填料的淹沒，同時防止液體倒流。
[0027]采用煤鎖氣與工藝水錯流或逆流接觸，在超重力旋轉(zhuǎn)填料床的穩(wěn)定、強大的超重力環(huán)境下，工藝水在高分散、高湍動、強混合及界面急速更新的情況下，與煤鎖氣錯流或逆流接觸，極大地增加了氣液兩相接觸面積，增強了傳質(zhì)過程，極大地提高了除焦油塵效果。
[0028]實施例1:對新疆廣匯新能源有限公司合成氨煤鎖氣進行超重力法除塵處理。氣柜出來的煤鎖氣中焦油塵含量為1000mg/m3，氣量可達20700Nm3/h，氣體溫度彡40°C，氣體壓力為34kPa。
[0029]采用本實用新型所述超重力法處理含焦油塵煤鎖氣裝置對煤鎖氣進行除焦油塵實驗，實際運行工況中，采用造氣循環(huán)水為凈化介質(zhì)，液體用量僅為8m3/h，超重力旋轉(zhuǎn)填料床采用錯流超重力旋轉(zhuǎn)填料床，轉(zhuǎn)速為800r/min;氣液比為5000;填料為金屬絲網(wǎng)填料。結(jié)果顯示，焦油煤塵的去除率可達97%以上。除塵后的氣體沿切線進入氣液分離器，去除夾帶的少量液體后，進入壓縮機，避免了壓縮機的堵塞，使之能正常運行，實現(xiàn)了年回收煤氣2.3億m3，解決了煤鎖氣火炬燃燒排放造成的環(huán)境污染和資源浪費的行業(yè)難題。
[0030]實施例2:對貴州開磷息烽合成氨一期20萬噸/年合成氨壓縮機進口水煤氣進行了技術(shù)改造，該半水煤氣中含有少量粉塵、焦油及單質(zhì)硫等雜物。采用本實用新型所述超重力法處理含焦油塵煤鎖氣裝置對其進行凈化，其氣體處理量為20700m3/h，半水煤氣的溫度為15-45°C，含焦油塵的濃度小于100 mg/m3，其壓力為20-45kPa。實驗采用一臺直徑為1600的超重力旋轉(zhuǎn)填料床作為除塵設(shè)備。
[0031]在實驗操作過程中，采用冷卻循環(huán)水為凈化介質(zhì)，半水煤氣流量與冷卻循環(huán)水用量氣液比為2500-3000之間，超重力旋轉(zhuǎn)填料床為逆流超重力旋轉(zhuǎn)填料床，填料為鮑爾環(huán)填料，轉(zhuǎn)速為700-800r/min。實驗表明:除塵率可達到98%，實現(xiàn)了氣體的高凈化度，凈化后的氣體中焦油塵含量可達到10mg/m3以下。
[0032]實施例3:對天脊煤化工集團有限公司的富氨鈣粉塵尾氣進行凈化與回收產(chǎn)品。在生產(chǎn)過程中采用轉(zhuǎn)鼓流化床造粒工藝，排出尾氣中含有3000mg/m3的硝酸銨鈣產(chǎn)品，可視為粉塵顆粒，氣量可達43000Nm3/h，氣體壓力達150kPa，氣體溫度為O °C。采用本實用新型所述超重力法處理含焦油塵煤鎖氣裝置進行凈化尾氣及回收硝酸銨鈣產(chǎn)品，超重力裝置直徑1.6米，高3.5米，操作工況中，采用管道沖洗水為凈化介質(zhì)，管道沖洗水的水量僅為12t/h，超重力旋轉(zhuǎn)填料床為逆流超重力旋轉(zhuǎn)填料床，填料為金屬絲網(wǎng)填料，轉(zhuǎn)速為1000r/min，氣液比為1000。結(jié)果顯示，出口氣體中含塵量僅為5mg/m3，除塵效率可達到99%。吸塵后的液體可進入生產(chǎn)工序，回收了產(chǎn)品。
[0033]實施例4:河南心連心化肥有限公司三分廠回收的吹掃氣經(jīng)燃燒、換熱、水膜除塵后，其煙氣中含塵量為150mg/m3。采用本實用新型所述超重力法處理含焦油塵煤鎖氣裝置對其吹掃其進行除塵實驗，在處理氣量為270-320m3/h，氣體壓力為lOkPa，氣體溫度為600C ;液量為0.2-0.27m3/h，超重力旋轉(zhuǎn)填料床為錯流旋轉(zhuǎn)填料床，填料為金屬絲網(wǎng)填料，轉(zhuǎn)速為800r/min的工況下，實驗中采用55°C的造氣循環(huán)水作為凈化介質(zhì)。實驗表明，處理后的尾氣含塵量可達10mg/m3以下，除塵效率可達到98%，實現(xiàn)了超低排放。
【主權(quán)項】
1.一種超重力法處理含焦油塵煤鎖氣的裝置，包括設(shè)有氣體進出口和液體進出口的超重力旋轉(zhuǎn)填料床(I )，其特征在于:超重力旋轉(zhuǎn)填料床(I)的氣體進口( 1.1)連接煤鎖氣氣源(2)，超重力旋轉(zhuǎn)填料床的氣體出口(1.2)連接除霧器(3)和氣液分離器(4)，超重力旋轉(zhuǎn)填料床的進液口( 1.3)通過液栗(5)連接吸收液源(6)，超重力旋轉(zhuǎn)填料床的出液口( 1.4)通過U型液封裝置(7)連接水處理裝置(8);超重力旋轉(zhuǎn)填料床(I)的氣體進口和氣體出口處還設(shè)有采樣分析系統(tǒng)(9)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超重力法處理含焦油塵煤鎖氣的裝置，其特征在于:所述超重力旋轉(zhuǎn)填料床(I)內(nèi)部設(shè)有填料層(1.5)，氣體進口( 1.1)向內(nèi)安設(shè)導(dǎo)流板(10)，超重力旋轉(zhuǎn)填料床(I)出液口( 1.4)的旁側(cè)殼體上設(shè)有引流管(11)，超重力旋轉(zhuǎn)填料床(I)底部中心處設(shè)有軸封裝置(1.6)，軸封裝置(1.6)底部安設(shè)電機(1.7)，電機周圍設(shè)有冷卻水裝置(12)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種超重力法處理含焦油塵煤鎖氣的裝置，其特征在于:所述導(dǎo)流板長度為填料直徑的三分之一，寬度為氣體進口直徑的三分之一，采用304不銹鋼或耐腐蝕PVC塑料制成。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超重力法處理含焦油塵煤鎖氣的裝置，其特征在于:所述超重力旋轉(zhuǎn)填料床為錯流超重力旋轉(zhuǎn)填料床或逆流超重力旋轉(zhuǎn)填料床。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超重力法處理含焦油塵煤鎖氣的裝置，其特征在于:所述超重力旋轉(zhuǎn)填料床內(nèi)部的填料為金屬絲網(wǎng)填料或鮑爾環(huán)填料。
【文檔編號】B01D47/14GK205699934SQ201620163307
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年3月3日
【發(fā)明人】劉有智, 祁貴生, 焦緯洲, 羅瑩, 張巧玲, 袁志國, 栗秀萍, 申紅艷, 高璟, 郭強
【申請人】中北大學(xué)
【專利摘要】本實用新型屬處理含焦油塵煤鎖氣的技術(shù)領(lǐng)域，為解決目前傳統(tǒng)塔極易堵塞填料，除塵阻力高，對細小顆粒物無法實現(xiàn)除塵等問題，提供了一種超重力法處理含焦油塵煤鎖氣的裝置。超重力旋轉(zhuǎn)填料床的氣體進口連接煤鎖氣氣源，氣體出口連接除霧器和氣液分離器，進液口連接吸收液源，出液口通過U型液封裝置連接水處理裝置；氣體進出口處設(shè)采樣分析系統(tǒng)。突破了填料易堵塞、去除率低的劣勢，實現(xiàn)了高效快速與液體混合，提供了一個快速反應(yīng)的環(huán)境。使操作氣液比降低，反應(yīng)設(shè)備減小，減小工藝水的通入量，填料實現(xiàn)自清洗，反應(yīng)時間和設(shè)備體積大大減小，處理效果提高、運行成本降低，使之能在小型設(shè)備中進行反應(yīng)。節(jié)省能源，使資源二次利用，具有環(huán)保意義。
【專利說明】
一種超重力法處理含焦油塵煤鎖氣的裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型屬于處理含焦油塵煤鎖氣的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及到一種超重力法處理含焦油塵煤鎖氣的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]煤鎖氣是在工業(yè)生產(chǎn)加煤過程中，當煤鎖處于減壓狀態(tài)時，所釋放的一種氣體。由于其中的焦油塵含量可達100-1000mg/m3，造成對后續(xù)工藝段的堵塞和無法運行。煤鎖氣在產(chǎn)生過程中，壓力較高，導(dǎo)致在排放口中氣流不穩(wěn)定。常規(guī)方法是通過對煤鎖氣點天燈處理，直接排放。這樣會造成對環(huán)境的污染，粉塵含量也得不到進一步處理，在環(huán)保要求日益嚴格的今天，其傳統(tǒng)方法已經(jīng)不能有效的處理煤鎖氣的含焦油塵問題。
[0003]目前常見凈化煤鎖氣的方法有水膜處理法和布袋除塵法。水膜處理法是一種靠強大離心力作用把含焦油塵的氣體甩向水膜壁，被側(cè)壁向下流的水沖走，進而除去焦油塵。當對于粉塵微小的顆粒，其慣性小，不能進行有效去除。其主要是針對粒徑大于ΙΟμπι的顆粒進行凈化，不適用于細微顆粒的除塵。布袋除塵是利用纖維編制的袋式過濾元件捕集含塵氣體中的固體顆粒物。布袋除塵結(jié)構(gòu)比較簡單，運行也比較穩(wěn)定，但對高溫?zé)煔鈺r，其承受溫度能力有限制，所以要對煙氣進行降溫處理，另外，布袋除塵阻力較大，一般壓力損失可達1000-1500Pa。其主要處理對象是粒徑為5-10μπι的顆粒物。傳統(tǒng)凈化方法只針對粒徑大、濃度高的焦油塵進行處理，對于微米級的焦油塵無法實現(xiàn)超低脫除。此外，煤鎖氣中焦油塵的濃度、粒徑大小涵蓋比較廣，有懸浮的亞微米及顆粒，也有可沉降的毫米級粉塵，所以需要尋求一種適合范圍廣，處理效果好的除塵方法迫在眉睫。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本實用新型為了目前傳統(tǒng)塔極易堵塞填料，除塵阻力高，對細小顆粒物無法實現(xiàn)除塵等問題，提供了一種超重力法處理含焦油塵煤鎖氣的裝置。
[0005]本實用新型采用如下技術(shù)方案實現(xiàn)的:一種超重力法處理含焦油塵煤鎖氣裝置，包括設(shè)有氣體進出口和液體進出口的超重力旋轉(zhuǎn)填料床，超重力旋轉(zhuǎn)填料床的氣體進口連接煤鎖氣氣源，超重力旋轉(zhuǎn)填料床的氣體出口連接除霧器和氣液分離器，超重力旋轉(zhuǎn)填料床的進液口通過液栗連接吸收液源，超重力旋轉(zhuǎn)填料床的出液口通過U型液封裝置連接水處理裝置;超重力旋轉(zhuǎn)填料床的氣體進口和氣體出口處還設(shè)有采樣分析系統(tǒng)。
[0006]所述超重力旋轉(zhuǎn)填料床內(nèi)部設(shè)有填料層，氣體進口向內(nèi)安設(shè)導(dǎo)流板，超重力旋轉(zhuǎn)填料床出液口的旁側(cè)殼體上設(shè)有引流管，超重力旋轉(zhuǎn)填料床底部中心處設(shè)有軸封裝置，軸封裝置底部安設(shè)電機，電機周圍設(shè)有冷卻水裝置。所述導(dǎo)流板長度為填料直徑的三分之一，寬度為氣體進口直徑的三分之一，采用304不銹鋼或耐腐蝕PVC塑料制成。所述超重力旋轉(zhuǎn)填料床為錯流超重力旋轉(zhuǎn)填料床或逆流超重力旋轉(zhuǎn)填料床。所述超重力旋轉(zhuǎn)填料床內(nèi)部的填料為金屬絲網(wǎng)填料或鮑爾環(huán)填料。
[0007]利用一種超重力法處理含焦油塵煤鎖氣裝置處理含焦油塵煤鎖氣的工藝，煤鎖氣和吸收液在超重力旋轉(zhuǎn)填料床中進行接觸反應(yīng)，焦油塵吸附在吸收液中排出，具體包括如下步驟:將煤鎖氣與吸收液通入超重力旋轉(zhuǎn)填料床中，煤鎖氣和吸收液穿過高速旋轉(zhuǎn)的填料層，氣液兩相在填料層接觸反應(yīng)，完成除塵凈化作用，反應(yīng)后的氣體從氣體出口通過除霧器和氣液分離器排出；反應(yīng)后的液相從出液口排出，經(jīng)過U型液封裝置后進入到水處理裝置。
[0008]所述的煤鎖氣含焦油塵的濃度為100-1000mg/m3，氣體溫度為0-60°C;通入超重力旋轉(zhuǎn)填料床的氣體壓力為10-150kPa。所述超重力旋轉(zhuǎn)填料的轉(zhuǎn)速為700-1000r/min;超重力旋轉(zhuǎn)填料床中的氣液比為1000-5000。所述煤鎖氣的焦油含量多100g/m3時，超重力旋轉(zhuǎn)填料床內(nèi)部的填料為金屬絲網(wǎng)填料;所述煤鎖氣中焦油含量〈100 g/m3時，超重力旋轉(zhuǎn)填料床內(nèi)部的填料為鮑爾環(huán)填料。所述超重力旋轉(zhuǎn)填料床為錯流超重力旋轉(zhuǎn)填料床或逆流超重力旋轉(zhuǎn)填料床。所述吸收液為工業(yè)排放的工藝水，如造氣循環(huán)水、冷卻循環(huán)水和管道沖洗水等。
[0009]采樣分析系統(tǒng)采用環(huán)保局認可的自動煙塵氣測試儀進行采氣分析，實行等速、恒流采樣，可以自動跟蹤煙氣流速，其操作簡單、適應(yīng)性強、跟蹤精密度高。通過測定濾筒捕集的煙塵重量及抽取的氣體體積，計算除塵率。采集數(shù)據(jù)時，應(yīng)在設(shè)備運行穩(wěn)定一段時間后開始采樣，通過設(shè)定采樣流速和時間后，方可進行操作。
[0010]U型液封裝置是出于安全角度考慮的，防止液體倒吸，流回到反應(yīng)設(shè)備中，造成反應(yīng)設(shè)備的淹床，對氣體進口的裝置造成損害。此外，對于有毒氣源，通過U型液封裝置，起到水封作用。
[0011]本實用新型利用超重力裝置處理煤鎖氣的焦油塵，讓煤鎖氣與工藝水在超重力旋轉(zhuǎn)填料床中進行吸收反應(yīng)，煤鎖氣中的焦油塵與工藝水接觸后，在超重力的作用下，工藝水在填料的空隙中快速凝并和分散，為粉塵的浸潤造成了有利條件，從而實現(xiàn)對煤鎖氣中焦油塵的捕獲。
[0012]超重力旋轉(zhuǎn)填料床的氣體進口底部設(shè)導(dǎo)流板，緩沖氣體，減小氣體壓力，導(dǎo)流板下端壓力小，氣體進入旋轉(zhuǎn)填料床后，首先向下流動，減輕了氣體對填料的沖擊，延長了填料的使用壽命，同時也避免了填料堵塞。超重力旋轉(zhuǎn)填料床液體出口旁側(cè)設(shè)有引流管，避免了底部液量及時排不出去，造成對填料的淹沒，同時防止液體倒流;利用超重力旋轉(zhuǎn)填料床所處理完的粉塵顆粒濃度為10mg/m3以下，實現(xiàn)了超低排放。煤鎖氣中焦油塵含量濃度為100-1000mg/m3，粉塵顆粒粒徑不一，煤鎖氣的氣源一般為工業(yè)段的生產(chǎn)源。
[0013]本實用新型采用煤鎖氣與工藝水錯流或逆流接觸，在超重力旋轉(zhuǎn)填料床的穩(wěn)定、強大的超重力環(huán)境下，工藝水在高分散、高湍動、強混合及界面急速更新的情況下，與煤鎖氣錯流或逆流接觸，極大地增加了氣液兩相接觸面積，增強了傳質(zhì)過程，極大地提高了除焦油塵效果。實驗表明，當操作氣液比為1500-3000，轉(zhuǎn)速為700-1000r/min，煤鎖氣中的除焦油塵效可達到97%以上。
[0014]由于工業(yè)上所排放的工藝水，水源充足，凈化程度符合處理含焦油塵煤鎖氣的要求，也節(jié)省能源，使資源二次利用，具有環(huán)保意義。采用超重力進行除焦油塵，突破了填料易堵塞、去除率低的劣勢，實現(xiàn)了高效快速與液體混合，提供了一個快速反應(yīng)的環(huán)境。采用本實用新型所述方法，可以使操作氣液比降低，反應(yīng)設(shè)備減小，大大減小工藝水的通入量，填料實現(xiàn)自清洗，使反應(yīng)時間和設(shè)備體積大大減小，處理效果提高、運行成本降低，使之能在小型設(shè)備中進行反應(yīng)。
【附圖說明】
[0015]圖1是本實用新型所述一種超重力法處理含焦油塵煤鎖氣裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實用新型所使用的超重力旋轉(zhuǎn)填料床反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖中:1-超重力旋轉(zhuǎn)填料床;1.1-氣體進口 ； 1.2-氣體出口 ； 1.3-進液口 ； 1.4-出液口； 1.5-填料層；1.6-軸封裝置；1.7-電機;2-煤鎖氣氣源;3-除霧器;4-氣液分離器;5-液栗;6-吸收液源;7- U型液封裝置;8-水處理裝置;9-采樣分析系統(tǒng)；10-導(dǎo)流板;11-引流管；12-7令卻水裝置。
[0017]【具體實施方式】:
[0018]下面結(jié)合附圖詳細說明本實用新型。
[0019]如圖1、圖2所示，一種超重力法處理含焦油塵煤鎖氣裝置，包括設(shè)有氣體進出口和液體進出口的超重力旋轉(zhuǎn)填料床I，超重力旋轉(zhuǎn)填料床I的氣體進口 1.1連接煤鎖氣氣源2，超重力旋轉(zhuǎn)填料床的氣體出口 1.2連接除霧器3和氣液分離器4，超重力旋轉(zhuǎn)填料床的進液口 1.3通過液栗5連接吸收液源6，超重力旋轉(zhuǎn)填料床的出液口 1.4通過U型液封裝置7連接水處理裝置8;超重力旋轉(zhuǎn)填料床I的氣體進口和氣體出口處還設(shè)有采樣分析系統(tǒng)9。
[0020]所述超重力旋轉(zhuǎn)填料床I內(nèi)部設(shè)有填料層1.5，氣體進口1.1向內(nèi)安設(shè)導(dǎo)流板10，超重力旋轉(zhuǎn)填料床I出液口 1.4的旁側(cè)殼體上設(shè)有引流管11，超重力旋轉(zhuǎn)填料床I底部中心處設(shè)有軸封裝置1.6，軸封裝置1.6底部安設(shè)電機1.7，電機周圍設(shè)有冷卻水裝置12。所述導(dǎo)流板長度為填料直徑的三分之一，寬度為氣體進口直徑的三分之一，采用304不銹鋼或耐腐蝕PVC塑料制成。對于特定的吸收液(酸堿性溶液)，可采用耐腐蝕PVC塑料。所述超重力旋轉(zhuǎn)填料床為錯流超重力旋轉(zhuǎn)填料床或逆流超重力旋轉(zhuǎn)填料床。所述超重力旋轉(zhuǎn)填料床內(nèi)部的填料為金屬絲網(wǎng)填料或鮑爾環(huán)填料。
[0021]利用所述超重力法處理含焦油塵煤鎖氣的裝置處理含焦油塵煤鎖氣的工藝，煤鎖氣和吸收液在超重力旋轉(zhuǎn)填料床中進行接觸反應(yīng)，焦油塵吸附在吸收液中排出，具體包括如下步驟:將煤鎖氣與吸收液通入超重力旋轉(zhuǎn)填料床I中，煤鎖氣和吸收液穿過高速旋轉(zhuǎn)的填料層1.5，氣液兩相在填料層接觸反應(yīng)，完成除塵凈化作用，反應(yīng)后的氣體從氣體出口 1.2通過除霧器和氣液分離器排出；反應(yīng)后的液相從出液口 1.4排出，經(jīng)過U型液封裝置7后進入到水處理裝置8。
[0022]所述的煤鎖氣含焦油塵的濃度為100-1000mg/m3，氣體溫度為0-60°C;通入超重力旋轉(zhuǎn)填料床的氣體壓力為10-150kPa。所述超重力旋轉(zhuǎn)填料的轉(zhuǎn)速為700-1000r/min;超重力旋轉(zhuǎn)填料床中的氣液比為1000-5000。所述煤鎖氣的焦油含量多100g/m3時，超重力旋轉(zhuǎn)填料床內(nèi)部的填料為金屬絲網(wǎng)填料;所述煤鎖氣中焦油含量〈100 g/m3時，超重力旋轉(zhuǎn)填料床內(nèi)部的填料為鮑爾環(huán)填料。所述超重力旋轉(zhuǎn)填料床為錯流超重力旋轉(zhuǎn)填料床或逆流超重力旋轉(zhuǎn)填料床。所述吸收液為工業(yè)排放的工藝水。
[0023]采樣分析系統(tǒng)采用環(huán)保局認可的自動煙塵氣測試儀進行采氣分析，實行等速、恒流采樣，可以自動跟蹤煙氣流速，其操作簡單、適應(yīng)性強、跟蹤精密度高。通過測定濾筒捕集的煙塵重量及抽取的氣體體積，計算除塵率。采集數(shù)據(jù)時，應(yīng)在設(shè)備運行穩(wěn)定一段時間后開始采樣，通過設(shè)定采樣流速和時間后，方可進行操作。
[0024]U型液封裝置是出于安全角度考慮的，防止液體倒吸，流回到反應(yīng)設(shè)備中，造成反應(yīng)設(shè)備的淹床，對氣體進口的裝置造成損害。此外，對于有毒氣源，通過U型液封裝置，起到水封作用。
[0025]利用超重力裝置處理煤鎖氣的焦油塵，讓煤鎖氣與工藝水在超重力旋轉(zhuǎn)填料床中進行吸收反應(yīng)，煤鎖氣中的焦油塵與工藝水接觸后，在超重力的作用下，工藝水在填料的空隙中快速凝并和分散，為粉塵的浸潤造成了有利條件，從而實現(xiàn)對煤鎖氣中焦油塵的捕獲。
[0026]超重力旋轉(zhuǎn)填料床的氣體進口底部設(shè)導(dǎo)流板，緩沖氣體，減小氣體壓力，導(dǎo)流板下端壓力小，氣體進入旋轉(zhuǎn)填料床后，首先向下流動，減輕了氣體對填料的沖擊，延長了填料的使用壽命，同時也避免了填料堵塞。超重力旋轉(zhuǎn)填料床液體出口旁側(cè)設(shè)有引流管，避免了底部液量及時排不出去，造成對填料的淹沒，同時防止液體倒流。
[0027]采用煤鎖氣與工藝水錯流或逆流接觸，在超重力旋轉(zhuǎn)填料床的穩(wěn)定、強大的超重力環(huán)境下，工藝水在高分散、高湍動、強混合及界面急速更新的情況下，與煤鎖氣錯流或逆流接觸，極大地增加了氣液兩相接觸面積，增強了傳質(zhì)過程，極大地提高了除焦油塵效果。
[0028]實施例1:對新疆廣匯新能源有限公司合成氨煤鎖氣進行超重力法除塵處理。氣柜出來的煤鎖氣中焦油塵含量為1000mg/m3，氣量可達20700Nm3/h，氣體溫度彡40°C，氣體壓力為34kPa。
[0029]采用本實用新型所述超重力法處理含焦油塵煤鎖氣裝置對煤鎖氣進行除焦油塵實驗，實際運行工況中，采用造氣循環(huán)水為凈化介質(zhì)，液體用量僅為8m3/h，超重力旋轉(zhuǎn)填料床采用錯流超重力旋轉(zhuǎn)填料床，轉(zhuǎn)速為800r/min;氣液比為5000;填料為金屬絲網(wǎng)填料。結(jié)果顯示，焦油煤塵的去除率可達97%以上。除塵后的氣體沿切線進入氣液分離器，去除夾帶的少量液體后，進入壓縮機，避免了壓縮機的堵塞，使之能正常運行，實現(xiàn)了年回收煤氣2.3億m3，解決了煤鎖氣火炬燃燒排放造成的環(huán)境污染和資源浪費的行業(yè)難題。
[0030]實施例2:對貴州開磷息烽合成氨一期20萬噸/年合成氨壓縮機進口水煤氣進行了技術(shù)改造，該半水煤氣中含有少量粉塵、焦油及單質(zhì)硫等雜物。采用本實用新型所述超重力法處理含焦油塵煤鎖氣裝置對其進行凈化，其氣體處理量為20700m3/h，半水煤氣的溫度為15-45°C，含焦油塵的濃度小于100 mg/m3，其壓力為20-45kPa。實驗采用一臺直徑為1600的超重力旋轉(zhuǎn)填料床作為除塵設(shè)備。
[0031]在實驗操作過程中，采用冷卻循環(huán)水為凈化介質(zhì)，半水煤氣流量與冷卻循環(huán)水用量氣液比為2500-3000之間，超重力旋轉(zhuǎn)填料床為逆流超重力旋轉(zhuǎn)填料床，填料為鮑爾環(huán)填料，轉(zhuǎn)速為700-800r/min。實驗表明:除塵率可達到98%，實現(xiàn)了氣體的高凈化度，凈化后的氣體中焦油塵含量可達到10mg/m3以下。
[0032]實施例3:對天脊煤化工集團有限公司的富氨鈣粉塵尾氣進行凈化與回收產(chǎn)品。在生產(chǎn)過程中采用轉(zhuǎn)鼓流化床造粒工藝，排出尾氣中含有3000mg/m3的硝酸銨鈣產(chǎn)品，可視為粉塵顆粒，氣量可達43000Nm3/h，氣體壓力達150kPa，氣體溫度為O °C。采用本實用新型所述超重力法處理含焦油塵煤鎖氣裝置進行凈化尾氣及回收硝酸銨鈣產(chǎn)品，超重力裝置直徑1.6米，高3.5米，操作工況中，采用管道沖洗水為凈化介質(zhì)，管道沖洗水的水量僅為12t/h，超重力旋轉(zhuǎn)填料床為逆流超重力旋轉(zhuǎn)填料床，填料為金屬絲網(wǎng)填料，轉(zhuǎn)速為1000r/min，氣液比為1000。結(jié)果顯示，出口氣體中含塵量僅為5mg/m3，除塵效率可達到99%。吸塵后的液體可進入生產(chǎn)工序，回收了產(chǎn)品。
[0033]實施例4:河南心連心化肥有限公司三分廠回收的吹掃氣經(jīng)燃燒、換熱、水膜除塵后，其煙氣中含塵量為150mg/m3。采用本實用新型所述超重力法處理含焦油塵煤鎖氣裝置對其吹掃其進行除塵實驗，在處理氣量為270-320m3/h，氣體壓力為lOkPa，氣體溫度為600C ;液量為0.2-0.27m3/h，超重力旋轉(zhuǎn)填料床為錯流旋轉(zhuǎn)填料床，填料為金屬絲網(wǎng)填料，轉(zhuǎn)速為800r/min的工況下，實驗中采用55°C的造氣循環(huán)水作為凈化介質(zhì)。實驗表明，處理后的尾氣含塵量可達10mg/m3以下，除塵效率可達到98%，實現(xiàn)了超低排放。
【主權(quán)項】
1.一種超重力法處理含焦油塵煤鎖氣的裝置，包括設(shè)有氣體進出口和液體進出口的超重力旋轉(zhuǎn)填料床(I )，其特征在于:超重力旋轉(zhuǎn)填料床(I)的氣體進口( 1.1)連接煤鎖氣氣源(2)，超重力旋轉(zhuǎn)填料床的氣體出口(1.2)連接除霧器(3)和氣液分離器(4)，超重力旋轉(zhuǎn)填料床的進液口( 1.3)通過液栗(5)連接吸收液源(6)，超重力旋轉(zhuǎn)填料床的出液口( 1.4)通過U型液封裝置(7)連接水處理裝置(8);超重力旋轉(zhuǎn)填料床(I)的氣體進口和氣體出口處還設(shè)有采樣分析系統(tǒng)(9)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超重力法處理含焦油塵煤鎖氣的裝置，其特征在于:所述超重力旋轉(zhuǎn)填料床(I)內(nèi)部設(shè)有填料層(1.5)，氣體進口( 1.1)向內(nèi)安設(shè)導(dǎo)流板(10)，超重力旋轉(zhuǎn)填料床(I)出液口( 1.4)的旁側(cè)殼體上設(shè)有引流管(11)，超重力旋轉(zhuǎn)填料床(I)底部中心處設(shè)有軸封裝置(1.6)，軸封裝置(1.6)底部安設(shè)電機(1.7)，電機周圍設(shè)有冷卻水裝置(12)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種超重力法處理含焦油塵煤鎖氣的裝置，其特征在于:所述導(dǎo)流板長度為填料直徑的三分之一，寬度為氣體進口直徑的三分之一，采用304不銹鋼或耐腐蝕PVC塑料制成。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超重力法處理含焦油塵煤鎖氣的裝置，其特征在于:所述超重力旋轉(zhuǎn)填料床為錯流超重力旋轉(zhuǎn)填料床或逆流超重力旋轉(zhuǎn)填料床。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超重力法處理含焦油塵煤鎖氣的裝置，其特征在于:所述超重力旋轉(zhuǎn)填料床內(nèi)部的填料為金屬絲網(wǎng)填料或鮑爾環(huán)填料。
【文檔編號】B01D47/14GK205699934SQ201620163307
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年3月3日
【發(fā)明人】劉有智, 祁貴生, 焦緯洲, 羅瑩, 張巧玲, 袁志國, 栗秀萍, 申紅艷, 高璟, 郭強
【申請人】中北大學(xué)
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