煤炭轉(zhuǎn)化爐爐氣凈化系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及煤炭轉(zhuǎn)化爐爐氣凈化技術(shù)，具體涉及煤炭轉(zhuǎn)化爐爐氣凈化方法和 煤炭轉(zhuǎn)化爐爐氣凈化系統(tǒng)。所說的"煤炭轉(zhuǎn)化爐爐氣"尤其包括煤炭氣化爐爐氣和煤炭干 餾爐爐氣。
【背景技術(shù)】
[0002] 受煤炭轉(zhuǎn)化爐爐氣本身物理和化學(xué)性質(zhì)的制約，在現(xiàn)有的技術(shù)條件下，為了達(dá)到 對(duì)煤炭轉(zhuǎn)化生成的氣體產(chǎn)物清潔、高效的利用，可行的辦法是采取對(duì)煤炭轉(zhuǎn)化爐爐氣進(jìn)行 高溫凈化的技術(shù)路線。而目前能夠?qū)崿F(xiàn)氣體高溫凈化的手段有限，主要有機(jī)械除塵方式、電 除塵方式和氣體高溫過濾除塵方式。機(jī)械除塵方式（如重力除塵器、旋風(fēng)除塵器）除塵效 率低；電除塵方式成本高、能耗大，且除塵效率也不太理想；氣體高溫過濾除塵方式除塵效 率很高，在技術(shù)上是比較理想的選擇。氣體高溫過濾除塵方式的實(shí)現(xiàn)是利用高溫氣體過濾 裝置，高溫氣體過濾裝置中安裝有可耐高溫的高精度過濾元件，如燒結(jié)金屬多孔材料過濾 元件或燒結(jié)陶瓷多孔材料過濾元件，這些過濾元件的過濾精度可根據(jù)煤炭轉(zhuǎn)化爐爐氣中待 過濾粉塵的大小通過調(diào)整多孔材料的孔徑來(lái)保證。雖然高溫氣體過濾裝置具有除塵效率高 的優(yōu)點(diǎn)，但在過濾煤炭轉(zhuǎn)化爐爐氣時(shí)仍然面臨一個(gè)關(guān)鍵問題，即如何確保過濾元件在較長(zhǎng) 時(shí)間內(nèi)有效工作。
[0003] 以往在過濾煤炭轉(zhuǎn)化爐爐氣時(shí)為提升過濾元件的有效工作時(shí)間，解決措施無(wú)外乎 兩個(gè)方面。其中一方面的解決措施是開發(fā)出更為有效的過濾元件再生方式，例如向高溫氣 體過濾裝置內(nèi)注入一些物質(zhì)使其在一定條件下與過濾元件中的堵塞物進(jìn)行反應(yīng)，達(dá)到對(duì)過 濾元件再生的目的。當(dāng)然，對(duì)過濾元件的再生還可以多種方式并行，例如將傳統(tǒng)的反吹再生 與上述反應(yīng)再生向結(jié)合。另一方面的解決措施是在高溫氣體過濾裝置的開機(jī)、關(guān)機(jī)過程中 向高溫氣體過濾裝置內(nèi)通入高溫保護(hù)氣體（如氮?dú)猓┻M(jìn)行高溫預(yù)熱或置換，從而防止過濾 元件表面結(jié)露。公開號(hào)CN103961954A的中國(guó)實(shí)用新型專利申請(qǐng)文件中公開了一種濾芯（過 濾元件）再生方法，其采用了向高溫氣體過濾裝置內(nèi)通入貧氧氣體來(lái)與濾芯上附著的可燃 塵進(jìn)行燃燒從而實(shí)現(xiàn)濾芯再生的目的，但這種方式只涉及濾芯的再生，并沒有考慮如何從 根本上降低濾芯堵塞的風(fēng)險(xiǎn)。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004] 本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供新型的煤炭轉(zhuǎn)化爐爐氣凈化方法和煤炭 轉(zhuǎn)化爐爐氣凈化系統(tǒng)，以便于對(duì)煤炭轉(zhuǎn)化爐爐氣進(jìn)行氣固分離凈化。
[0005] 本實(shí)用新型的煤炭轉(zhuǎn)化爐爐氣凈化方法，包括將煤炭轉(zhuǎn)化爐生成的爐氣傳送至高 溫氣體過濾裝置進(jìn)行過濾凈化的環(huán)節(jié)，所述高溫氣體過濾裝置位于煤炭轉(zhuǎn)化爐外部或整合 在煤炭轉(zhuǎn)化爐中；當(dāng)高溫氣體過濾裝置位于煤炭轉(zhuǎn)化爐外部時(shí)，將高溫氣體過濾裝置待過 濾氣體進(jìn)口相比煤炭轉(zhuǎn)化爐爐氣出口的爐氣溫度的向下變動(dòng)幅度保持在0~50°C的范圍 內(nèi)，并且將爐氣已通過高溫氣體過濾裝置的過濾元件時(shí)相比煤炭轉(zhuǎn)化爐爐氣出口的爐氣溫 度的向下變動(dòng)幅度保持在0~80°c的范圍內(nèi)；當(dāng)所述高溫氣體過濾裝置整合在煤炭轉(zhuǎn)化爐 中時(shí)，使從煤炭轉(zhuǎn)化爐生成爐氣開始直至爐氣已通過高溫氣體過濾裝置的過濾元件的過程 發(fā)生于煤炭轉(zhuǎn)化爐內(nèi)部。
[0006] 上述方法中，當(dāng)高溫氣體過濾裝置位于煤炭轉(zhuǎn)化爐外部時(shí)，高溫氣體過濾裝置待 過濾氣體進(jìn)口相比煤炭轉(zhuǎn)化爐爐氣出口的爐氣溫度的向下變動(dòng)幅度還可進(jìn)一步限定為保 持在0~30°C的范圍內(nèi)，并且，爐氣已通過高溫氣體過濾裝置的過濾元件時(shí)相比煤炭轉(zhuǎn)化 爐爐氣出口的爐氣溫度的向下變動(dòng)幅度可進(jìn)一步限定為保持在〇~50°C的范圍內(nèi)。在此 基礎(chǔ)上，所述高溫氣體過濾裝置待過濾氣體進(jìn)口相比爐氣已通過高溫氣體過濾裝置的過濾 元件時(shí)的爐氣溫度的變化量可進(jìn)一步限定為-100°C~+20°C，更進(jìn)一步的限定為-50°C~ +l(TC〇
[0007] 需要指出，上述內(nèi)容中高溫氣體過濾裝置待過濾氣體進(jìn)口相比爐氣已通過高溫 氣體過濾裝置的過濾元件時(shí)的爐氣溫度的變化量為-100°c(或-50°c)，表示爐氣已通 過高溫氣體過濾裝置的過濾元件時(shí)的溫度比爐氣進(jìn)入高溫氣體過濾裝置時(shí)的溫度提高了 100°C(或50°C);反之，高溫氣體過濾裝置待過濾氣體進(jìn)口相比爐氣已通過高溫氣體過 濾裝置的過濾元件時(shí)的爐氣溫度的變化量為+20°C(或+10°C)，表示爐氣已通過高溫氣 體過濾裝置的過濾元件時(shí)的溫度比爐氣進(jìn)入高溫氣體過濾裝置時(shí)的溫度降低了 20°C(或 10°C) 〇
[0008] 上述方法中，當(dāng)所述高溫氣體過濾裝置位于煤炭轉(zhuǎn)化爐外部時(shí)，從煤炭轉(zhuǎn)化爐出 口輸出爐氣開始直至爐氣已通過高溫氣體過濾裝置的過濾元件后的過程還可以包括將煤 炭轉(zhuǎn)化爐出口輸出的爐氣先傳送至預(yù)除塵裝置進(jìn)行初步固氣分離后再進(jìn)入高溫氣體過濾 裝置行過濾凈化的環(huán)節(jié)。當(dāng)然，上述方法也可以不含上面所述的通過預(yù)除塵裝置進(jìn)行初步 固氣分離的環(huán)節(jié)，從而使煤炭轉(zhuǎn)化爐出口輸出的爐氣直接進(jìn)入高溫氣體過濾裝置。
[0009] 無(wú)論上述方法中是否含有通過預(yù)除塵裝置進(jìn)行初步固氣分離的環(huán)節(jié)，該方法都可 進(jìn)一步改進(jìn)為：從煤炭轉(zhuǎn)化爐出口輸出爐氣開始直至爐氣已通過高溫氣體過濾裝置的過濾 元件的過程中，將所述爐氣溫度的向下變動(dòng)幅度保持在不超過80°C的范圍內(nèi)。在此基礎(chǔ)上， 該方法從煤炭轉(zhuǎn)化爐出口輸出爐氣開始直至爐氣已通過高溫氣體過濾裝置的過濾元件的 過程中，所述爐氣溫度的向下變動(dòng)幅度可進(jìn)一步限定為保持在不超過50°C、30°C或20°C的 范圍內(nèi)。
[0010] 更進(jìn)一步的，該方法從煤炭轉(zhuǎn)化爐出口輸出爐氣開始直至爐氣已通過高溫氣體過 濾裝置的過濾元件后的過程中，使所述爐氣溫度不降低。再進(jìn)一步的，從煤炭轉(zhuǎn)化爐出口輸 出爐氣開始直至爐氣已通過高溫氣體過濾裝置的過濾元件后的過程中，使所述爐氣溫度變 動(dòng)幅度為〇~l〇〇°C。又進(jìn)一步的，從煤炭轉(zhuǎn)化爐出口輸出爐氣開始直至爐氣已通過高溫氣 體過濾裝置的過濾元件后的過程中，使所述爐氣溫度逐漸升高。
[0011] 在本實(shí)用新型的上述各方法中，所述煤炭轉(zhuǎn)化爐主要是指煤炭氣化爐或煤炭干餾 爐。在此基礎(chǔ)上，所述煤炭轉(zhuǎn)化爐為實(shí)施煤炭低溫干餾工藝或煤炭中溫干餾工藝的煤炭干 餾爐。更進(jìn)一步的，所述煤炭轉(zhuǎn)化爐為實(shí)施煤炭低溫干餾工藝的煤炭干餾爐，且所述高溫氣 體過濾裝置待過濾氣體進(jìn)口的爐氣溫度為400~550°C。就目前的高溫氣體過濾裝置而言， 過濾上述溫度區(qū)間內(nèi)的煤炭低溫干餾爐爐氣是比較適宜的。
[0012] 在本實(shí)用新型上述各方法中，除對(duì)主要對(duì)溫度的相應(yīng)控制外，還可進(jìn)一步將從煤 炭轉(zhuǎn)化爐生成爐氣開始直至爐氣已通過高溫氣體過濾裝置的過濾元件的過程控制在15秒 以內(nèi)。更進(jìn)一步的還可將從煤炭轉(zhuǎn)化爐生成爐氣開始直至爐氣已通過高溫氣體過濾裝置的 過濾元件的過程控制在10秒以內(nèi)。當(dāng)然，將從煤炭轉(zhuǎn)化爐生成爐氣開始直至爐氣已通過高 溫氣體過濾裝置的過濾元件的過程控制在8秒、6秒或5秒以內(nèi)則更好。
[0013] 煤炭轉(zhuǎn)化爐爐氣中通常含有多種物質(zhì)，這些物質(zhì)的物理形態(tài)（氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)） 各異，化學(xué)成分也比較復(fù)雜，因此煤炭轉(zhuǎn)化爐爐氣存在很強(qiáng)的物理不穩(wěn)定性和化學(xué)不穩(wěn)定 性，尤其以煤炭干餾爐爐氣最為典型。申請(qǐng)人通過對(duì)堵塞的過濾過濾進(jìn)行分析等研宄發(fā)現(xiàn)， 上述原因是導(dǎo)致爐氣凈化問題尤其是高溫氣體過濾裝置過濾元件堵塞以及煤炭轉(zhuǎn)化生成 的氣體產(chǎn)物的利用率受限等問題的重要因素。通過本實(shí)用新型上述各種方法中對(duì)高溫氣體 過濾裝置工作時(shí)的進(jìn)出口溫度、從煤炭轉(zhuǎn)化爐出口輸出爐氣開始直至爐氣被過濾的整個(gè)過 程中爐氣溫度變化或煤炭轉(zhuǎn)化爐與高溫氣體過濾裝置的位置關(guān)系的限定，或者上述這些因 素與爐氣生成直至被過濾的時(shí)間的結(jié)合，能夠較好的避免煤炭轉(zhuǎn)化爐爐氣的物理不穩(wěn)定性 和化學(xué)不穩(wěn)定性對(duì)爐氣凈化過程特別是高溫過濾凈化過程的不利影響，從根本上延長(zhǎng)過濾 元件被堵塞前的使用時(shí)間。
[0014] 為了實(shí)施或更好的實(shí)施上述一些煤炭轉(zhuǎn)化爐爐氣凈化方法，本實(shí)用新型還提供了 下述多種煤炭轉(zhuǎn)化爐爐氣凈化系統(tǒng)。第一種煤炭轉(zhuǎn)化爐爐氣凈化系統(tǒng)包括煤炭轉(zhuǎn)化爐和 用于對(duì)煤炭轉(zhuǎn)化爐出口輸出的爐氣進(jìn)行過濾凈化的高溫氣體過濾裝置，該系統(tǒng)中從所述煤 炭轉(zhuǎn)化爐的爐氣出口直至高溫氣體過濾裝置的這一部分整體上構(gòu)成一個(gè)爐氣加熱保溫流 路。其中，所述的爐氣加熱保溫流路具體是一個(gè)可使?fàn)t氣在從煤炭轉(zhuǎn)化爐出口輸出開始直 至已通過高溫氣體過濾裝置的過濾元件的過程中其爐氣溫度的向下變動(dòng)幅度保持在不超 過80°C(優(yōu)選是不超過50°C、30或20°C)的范圍內(nèi)的爐氣加熱保溫流路。
[0015] 第一種煤炭轉(zhuǎn)化爐爐氣凈化系統(tǒng)的一種具體結(jié)構(gòu)是，所述煤炭轉(zhuǎn)化爐與高溫氣體 過濾裝置之間還設(shè)有預(yù)除塵裝置，煤炭轉(zhuǎn)化爐的爐氣出口與預(yù)除塵裝置的待除塵氣體進(jìn)口 連通，預(yù)除塵裝置的已除塵氣體出口與高溫氣體過濾裝置的待過濾氣體進(jìn)口連通，所述煤 炭轉(zhuǎn)化爐、預(yù)除塵裝置和高溫氣體過濾裝置三者的外殼前后依次連接為一體，預(yù)除塵裝置 的待除塵氣體進(jìn)口靠近煤炭轉(zhuǎn)化爐的爐氣出口，高溫氣體過濾裝置的待過濾氣體進(jìn)口靠近 預(yù)除塵裝置的已除塵氣體出口；預(yù)除塵裝置和高溫氣體過濾裝置上均設(shè)有加熱保溫結(jié)構(gòu)。
[0016] 第一種煤炭轉(zhuǎn)化爐爐氣凈化系統(tǒng)更具體的結(jié)構(gòu)是，所述預(yù)除塵裝置的已除塵氣體 出口位于該預(yù)除塵裝置的頂部，高溫氣體過濾裝置的待過濾氣體進(jìn)口高于預(yù)除塵裝置的已 除塵氣體出口并與預(yù)除塵裝置的已除塵氣體出口之間通過彎頭連接；高溫氣體過濾裝置中 過濾元件的安裝高度高于高溫氣體過濾裝置的待過濾氣體進(jìn)口。
[0017] 第一種煤炭轉(zhuǎn)化爐爐氣凈化系統(tǒng)更具體的結(jié)構(gòu)是，所述預(yù)除塵裝置和高溫氣體過 濾裝置的外殼上均安裝有加熱保溫套殼，加熱保溫套殼與預(yù)除塵裝置以及高溫氣體過濾裝 置的外殼之間為加熱介質(zhì)輸送通道，所述加熱介質(zhì)輸送通道與加熱介質(zhì)源連接。
[0018] 第一種煤炭轉(zhuǎn)化爐爐氣凈化系統(tǒng)更具體的結(jié)構(gòu)是，所述的預(yù)除塵裝置具體采用機(jī) 械除塵器。例如，所述的預(yù)除塵裝置具體采用旋風(fēng)除塵器、重力除塵器或是旋風(fēng)除塵器與重 力除塵器的組合。
[0019] 第一種煤炭轉(zhuǎn)化爐爐氣凈化系統(tǒng)更具體的結(jié)構(gòu)是，所述高溫氣體過濾裝置采用燒 結(jié)金屬多孔材料過濾元件或燒結(jié)陶瓷多孔材料過濾元件。例如，所述高溫氣體過濾裝置采 用高溫使用性能優(yōu)異的燒結(jié)鐵鋁金屬間化合物多孔材料過濾元件。
[0020] 第一種煤炭轉(zhuǎn)化爐爐氣凈化系統(tǒng)更具體的結(jié)構(gòu)是，所述煤炭轉(zhuǎn)化爐具體是指煤炭 氣化爐或煤炭干餾爐。進(jìn)一步的，所述煤炭轉(zhuǎn)化爐具體為實(shí)