專利名稱：一種節能型煤氣冷凝除濕裝置及其工藝的制作方法
技術領域：
本發明屬于能源技術領域，涉及一種節能型煤氣冷凝除濕裝置，還涉及一種節能型煤氣冷凝除濕工藝。
背景技術：
煤氣中含有水分,在煤氣的燃燒和使用過程中，水分隨煤氣的燃燒而氣化,氣化后繼續吸熱，升溫至煤氣的燃燒溫度。所以煤氣中含有水分會消耗大量的能量，降低煤氣含水量，能夠有效提高煤氣熱值和煤氣質量。另外，煤氣中大量的水分，煤氣在管道輸送過程中，隨著溫度的不斷降低，其中飽和水蒸汽析出，煤氣中的水霧及其他雜質凝結下來，不僅降低熱值，還由于在輸送過程中的降溫，會在管壁形成松的多孔積液層而堆積，這樣會造成管壁粗糙，壓力降低，甚至堵塞，以及煤氣壓力波動。同時，煤氣中可溶于水的硫化氫等氣體溶于水產生酸性物質或者酸性溶液，對管道有腐蝕作用。脫除煤氣中的水分方法很多，包括吸附法、機械法和冷凝法。吸附法是指利用固體或液體吸附劑吸收煤氣中的水分，如采用三甘醇或者無機鹽作脫水劑，除水性能可靠，但其缺點是消耗熱量大、運行成本高、還要涉及吸附劑的回收與再生。機械法是利用水滴的物理碰撞、離心或慣性力的作用實現除水，主要裝置有絲網脫水、旋流板脫水和折疊板脫水， 其優點是設備運行成本低，缺點是只能脫除煤氣中部分機械水，除濕效率低，設備腐蝕嚴重。冷凝法是以氨或鹽水為冷凍劑，通過壓縮冷凍循環進行直接或者間接換熱，使煤氣的溫度降低至露點，再經過氣液分離器分離掉煤氣中的水分，脫濕煤氣通過熱交換器升溫后送出，但是設備投資大，耗電量大等。中國專利申請00211173. X號公開了一種新型高效高爐煤氣脫水裝置，其采用的是填料除水和絲網除水相結合的方式，但還是不能脫除煤氣中飽和水；中國專利申請 200820031733. I號公開了節能型除濕裝置，只是應用冷凝除濕原理的簡單除濕裝置，并未進行分步除水，其缺點是減少煤氣中的雜質，除水效率不夠高，節能效率不高。現有的煤氣除水裝置中機械法除水裝置不能除去飽和水，除水不夠徹底；溶液除濕裝置需要的除濕溶液量大還需要對溶液進行再生；現有的冷凝法是機械水和飽和水同時脫除，耗電量大，不節能環保。
發明內容
本發明的技術解決問題是針對現有的吸附法需要吸附劑再生，機械法無法除去飽和水的問題，結合已有的冷凝法原理，發明一種節能型煤氣冷凝除濕裝置，還提供一種節能型煤氣冷凝除濕工藝。該裝置既能除去機械水和部分飽和水，又相對于單獨的冷凝除濕裝置減少了能耗和設備的腐蝕。本發明的技術解決方案是本發明提供的一種節能型煤氣冷凝除濕裝置，包括通過管道依次連接的煤氣降溫
3噴淋系統、絲網脫水設備、冷凝除水機組和換熱設備，所述煤氣降溫噴淋系統包括構成循環系統的冷卻塔、泵、水處理設備和噴淋塔；絲網脫水設備包括絲網脫水器和排水閥門；冷凝除水機組包括至少一個構成循環系統的冷卻塔、泵、溴機和表冷器。在煤氣降溫噴淋系統中，噴淋塔里的噴淋水由冷卻塔冷卻而來，對煤氣噴淋后的水從噴淋塔排出，經過水處理設備處理后再次進入冷卻塔冷卻，依次循環。所述冷凝除水機組中需要1-10個由冷卻塔、泵、溴機和表冷器構成的循環系統。 所述溴機的總數量為1-30臺。本發明提供的一種節能型煤氣冷凝除濕工藝，包括以下步驟A、對煤氣進行降溫噴淋煤氣通過煤氣管道送入煤氣降溫噴淋系統，在煤氣降溫噴淋系統中，煤氣經過噴淋塔噴淋降溫，部分氣態水凝結成液態水，然后進入絲網脫水設備；B、對煤氣進行絲網脫水絲網脫水設備進一步脫除煤氣里的部分機械水，同時對煤氣進行精除塵，然后煤氣進入冷凝除水機組；C、對煤氣進行冷凝除水煤氣再經過冷凝除水機組中的表冷器冷凝降溫，除去剩余的機械水和部分飽和水，最后進入換熱設備；D、進行換熱處理在換熱設備里，通過熱交換使低溫的煤氣升溫達到煤氣除水前的溫度或者所需要的溫度。噴淋塔里的噴淋水是由冷卻塔冷卻而來的，噴淋后的水從噴淋塔排出，經過水處理設備處理后再次進入冷卻塔冷卻，依次循環。換熱設備里的蒸汽與煤氣流動方向相反，以使煤氣達到升溫目的。本發明與現有技術相比具有如下優點相對于傳統的機械除水法、冷凝法，本發明是噴淋降溫、絲網脫水和冷凝脫水方法相結合。噴淋降溫不僅是降低煤氣的溫度，為冷凝除水預降溫，還在降溫過程中除去煤氣中原有的機械水,還去除煤氣中含有的部分飽和水和去除部分煤氣中含有的酸性等腐蝕性成分；絲網脫水降低煤氣中機械水的同時還對煤氣進行除塵，有效的降低煤氣在冷凝除水時的能耗和灰塵對煤氣的堵塞和腐蝕；經過前面的兩階段的除水除塵，冷凝脫水在相對于直接冷凝除水在較低的能耗的條件下，達到更好的除水效果。本發明可以有效地降低煤氣中的含水量，除去煤氣的雜質和灰塵，能夠有效地提高煤氣的熱值，減少對設備和用氣管道的腐蝕，具有高的工業價值和節能環保意義。
圖I是根據本發明的煤氣冷凝除濕裝置示意圖。圖中，I-煤氣降溫噴淋系統，2-絲網脫水器，3-冷凝除水機組，4-換熱設備，5-冷卻塔，6-泵，7-水處理設備，8-噴淋塔，9-排水閥門，10-溴機，11-表冷器，12-煤氣管道， 13-噴淋水管道，14-冷凝水管道，15-冷卻水管道，16-冷凍水管道，17-蒸汽管道。
具體實施例方式以下將結合附圖對本發明的具體實施方式
進行說明。如圖I所示，本實施例中，節能型煤氣冷凝除濕裝置包括通過管道依次連接的煤氣降溫噴淋系統I、絲網脫水設備、冷凝除水機組3和換熱設備4，所述煤氣降溫噴淋系統I 包括構成循環系統的冷卻塔5、泵6、水處理設備7和噴淋塔8 ;絲網脫水設備包括絲網脫水器2和排水閥門9 ;冷凝除水機組3包括至少一個構成循環系統的冷卻塔5、泵6、溴機10和表冷器11。該裝置中管道包括煤氣管道12、噴淋水管道13、冷凝水管道14、冷卻水管道15、冷凍水管道16和蒸汽管道17。煤氣管道與煤氣降溫噴淋系統連接，煤氣降溫噴淋系統與絲網脫水設備連接，絲網脫水設備與冷凝除水機組連接，冷凝除水機組與換熱設備連接，換熱設備與煤氣管道連接。在煤氣降溫噴淋系統中，噴淋塔8里的噴淋水由冷卻塔5冷卻而來，對煤氣噴淋后的水從噴淋塔8排出，經過水處理設備7處理后再次進入冷卻塔5冷卻，依次循環。絲網脫水設備不僅可以進一步脫除部分機械水，還可以對煤氣進行除塵，減少對后續冷凝設備的堵塞。所述冷凝除水機組3中需要1-10個由冷卻塔5、泵6、溴機10和表冷器11構成的循環系統。所述溴機的總數量為1-30臺，一個循環系統可以有一臺溴機，也可以是兩臺或三臺溴機并聯在一起。冷凝除水機組是除水的核心部分，通過冷凝降溫，同時除去剩余的機械水和部分飽和水。根據該裝置的煤氣冷凝除濕工藝，包括以下步驟A、對煤氣進行降溫噴淋煤氣通過煤氣管道12送入煤氣降溫噴淋系統,在煤氣降溫噴淋系統中，煤氣經過噴淋塔8噴淋降溫，部分氣態水凝結成液態水，然后進入絲網脫水設備；噴淋塔8里的噴淋水是由冷卻塔5冷卻而來的，進入噴淋塔8對煤氣噴淋降溫，同時除去煤氣中含有的部分水，噴淋后的水從噴淋塔8排出，經過水處理設備7處理后再次進入冷卻塔5冷卻，依次循環。煤氣經過冷卻水對煤氣進行降溫，降溫過程中有飽和水析出， 同時噴淋過程中可以除去煤氣中的雜質。冷卻塔冷卻的水溫度為0-40° ;經過噴淋塔噴淋，煤氣溫度下降10-35° ;除水量為 0-40g/Nm3。B、對煤氣進行絲網脫水絲網脫水設備進一步脫除煤氣里的部分機械水，同時對煤氣進行精除塵，然后煤氣進入冷凝除水機組；絲網脫水器脫水10_50g/Nm3，使煤氣的機械水含水量低于10g/Nm3。C、對煤氣進行冷凝除水煤氣再經過冷凝除水機組中的表冷器11冷凝降溫，除去剩余的機械水和部分飽和水，最后進入換熱設備；經過冷凝除水機組，使煤氣的總的含水量低于預定值，例如10g/Nm3或20g/Nm3。D、進行換熱處理
換熱設備里的蒸汽與煤氣流動方向相反，以使煤氣達到升溫目的。在換熱設備4 里，通過熱交換使冷凝的煤氣升溫達到煤氣除水前的溫度或者所需要的溫度。換熱設備經預熱升溫，使煤氣的溫度升高10-60°，使煤氣的溫度高于30°。煤氣經過降溫噴淋、絲網脫水、冷凝除水和換熱，使煤氣保持原有的溫度的基礎上，實現了煤氣除水，提高了煤氣的熱值和減少了對設備的腐蝕，具有高的工業價值和節能環保意義。本發明不局限于權利要求和上述實施例所述及的內容，只要是根據本發明的構思所創作出來的任何發明，都應歸屬于本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種節能型煤氣冷凝除濕裝置，其特征在于包括通過管道依次連接的煤氣降溫噴淋系統(I)、絲網脫水設備、冷凝除水機組(3)和換熱設備(4)，所述煤氣降溫噴淋系統(I) 包括構成循環系統的冷卻塔(5)、泵￠)、水處理設備(7)和噴淋塔(8);所述絲網脫水設備包括絲網脫水器(2)和排水閥門(9);所述冷凝除水機組(3)包括至少一個構成循環系統的冷卻塔(5)、泵(6)、溴機(10)和表冷器(11)。
2.根據權利要求I所述的一種節能型煤氣冷凝除濕裝置，其特征在于，在煤氣降溫噴淋系統⑴中，噴淋塔⑶里的噴淋水由冷卻塔(5)冷卻而來，對煤氣噴淋后的水從噴淋塔(8)排出，經過水處理設備(7)處理后再次進入冷卻塔(5)冷卻，依次循環。
3.根據權利要求2所述的一種節能型煤氣冷凝除濕裝置，其特征在于，所述冷凝除水機組(3)中需要1-10個由冷卻塔(5)、泵(6)、溴機(10)和表冷器(11)構成的循環系統。
4.根據權利要求3所述的一種節能型煤氣冷凝除濕裝置，其特征在于，所述溴機的總數量為1-30臺。
5.一種節能型煤氣冷凝除濕工藝，其特征在于，包括以下步驟A、對煤氣進行降溫噴淋煤氣通過煤氣管道送入煤氣降溫噴淋系統，在煤氣降溫噴淋系統中，煤氣經過噴淋塔噴淋降溫，部分氣態水凝結成液態水，然后進入絲網脫水設備；B、對煤氣進行絲網脫水絲網脫水設備進一步脫除煤氣里的部分機械水，同時對煤氣進行精除塵，然后煤氣進入冷凝除水機組；C、對煤氣進行冷凝除水煤氣再經過冷凝除水機組中的表冷器冷凝降溫，除去剩余的機械水和部分飽和水，最后進入換熱設備；D、進行換熱處理在換熱設備里，通過熱交換使降溫的煤氣升溫達到煤氣除水前的溫度或者所需要的溫度。
6.根據權利要求5所述的一種節能型煤氣冷凝除濕工藝，其特征在于，噴淋塔里的噴淋水是由冷卻塔冷卻而來的，噴淋后的水從噴淋塔排出，經過水處理設備處理后再次進入冷卻塔冷卻，依次循環。
7.根據權利要求5所述的一種節能型煤氣冷凝除濕工藝，其特征在于，換熱設備里的蒸汽與煤氣流動方向相反，以使煤氣達到升溫目的。
8.根據權利要求5所述的一種節能型煤氣冷凝除濕工藝，其特征在于，所述冷凝除水機組中需要1-10個由冷卻塔、泵、溴機和表冷器構成的循環系統。
9.根據權利要求8所述的一種節能型煤氣冷凝除濕工藝，其特征在于，所述溴機的總數量為1-30臺。
全文摘要
本發明屬于能源技術領域，涉及一種節能型煤氣冷凝除濕裝置，還涉及一種節能型煤氣冷凝除濕工藝。該裝置包括通過管道依次連接的煤氣降溫噴淋系統(1)、絲網脫水設備、冷凝除水機組(3)和換熱設備(4)，所述煤氣降溫噴淋系統(1)包括構成循環系統的冷卻塔(5)、泵(6)、水處理設備(7)和噴淋塔(8)；所述絲網脫水設備包括絲網脫水器(2)和排水閥門(9)；所述冷凝除水機組(3)包括至少一個構成循環系統的冷卻塔(5)、泵(6)、溴機(10)和表冷器(11)。該裝置既能除去機械水和部分飽和水，又相對于單獨的冷凝除濕裝置減少了能耗和設備的腐蝕。
文檔編號C10K1/06GK102585920SQ20121001490
公開日2012年7月18日 申請日期2012年1月17日 優先權日2012年1月17日
發明者況國華, 宋立麗, 李震 申請人:北京碩人海泰能源科技有限公司