一種洗滌塔結構的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種洗滌塔結構。
【背景技術】
[0002]洗滌塔的作用是將粗煤氣中夾帶的細灰以增濕的方式除去，并將氣體中的水滴分離出來，將潔凈的合成氣送到變換系統。
[0003]目前，煤氣化工藝中最常見的洗滌塔是塔盤結構，其工作原理是:洗滌塔由下段的氣液接觸區、中段的洗滌區和上段的氣固、氣液分離區等組成。來自文丘里洗滌器洗滌后的粗煤氣從洗滌塔中部進入洗滌塔，通過洗滌塔下段的中心下降管和中心升氣管，形成下段的氣液接觸區間，煤氣從環隙上升，與洗滌塔下部的氣化灰水接觸與混合，在此段氣體中的濕灰粒沉降到下部的灰水中，煤氣繼續上升，進入洗滌塔中部的篩板塔塔板，用來自變換工藝熱冷凝液將煤氣再次進行洗滌，粗合成氣中夾帶的細灰將溶入水中，氣體進一步得到凈化。經過塔板洗滌后的煤氣上升至洗滌塔上段的旋流板和斜板除沫器，用來分離氣體中的灰分和液態水，洗滌后的氣體基本上成為干凈的合成氣，送到后續的變換工段，從而完成洗滌和凈化作用。
[0004]CN203530262公開了一種凈化氣化爐粗合成氣的洗滌分離器，利用旋流板的導向作用使粗合成氣旋轉上升，氣體上升過程中產生的離心力強化氣液間的接觸，液滴、細小灰渣被甩到筒體內壁上，后沿內壁流下，液體在與氣體充分接觸后又能有效地利用離心力進行氣液分離，避免了霧沫夾帶現象。
[0005]CN204417443公開了一種適合高灰分煤氣化的高效復合碳黑洗滌塔，改變了洗滌塔的內部結構，增加了合成氣上下分配器和上升導管等構件，使得碳黑洗滌塔能夠滿足氣化裝置在使用高灰分煤過程中的安全連續運行的要求。
[0006]目前，煤氣化工藝中使用的碳黑洗滌塔都采用的是簡單的塔盤進行洗滌，在使用高灰分的煤時會出現洗滌效果變差，影響系統的長周期運行，出氣化爐的粗合成氣除灰效果不佳，正常運行時洗滌塔的效率很難達到設計值出口氣體灰含量Img/Nm3。為了防止大量灰塵進入后續變換工藝系統在變換界區加前置廢鍋或者加過濾器，所需設備多，水耗大，因此有必要開發一種新型洗滌塔結構，提高洗滌塔洗滌效率。
【發明內容】
[0007]本發明的目的在于克服已有技術的缺點，提供一種新型洗滌塔結構，洗滌效率更高能夠更加穩定長期運行洗滌裝置。
[0008]本發明的技術方案是:改變了合成氣與部分冷凝液洗滌水的進口方式與順序，在合成氣入口處增加冷凝液噴淋減少合成氣出口帶水；合成氣從頂端進入洗滌塔后受到冷凝液洗滌水的噴淋，合成氣中的細灰得到充分的潤濕有利于提高洗滌效率；對洗滌塔進行了結構優化，延長了氣液接觸時間，因此可適當減少洗滌塔高度，減少設備投資。
[0009]一種洗滌塔結構:包括上部設有合成氣入口、洗滌水入口和底部設有渣池的筒體，所述筒體內設有下降管、塔盤和絲網除沫器，以及布置在筒體上部的合成氣出口，下降管上部與洗滌塔筒體為縮口結構連接，夾角α的范圍為60° ( α <120° ;合成氣出口設置在縮口結構下方。
[0010]優選地，所述筒體上布置有灰水進口(8)和灰水出口(9)，合成氣入口(2)設置在筒體頂部；
優選地，所述洗滌水入口設置在洗滌塔筒體上部，呈均勻分布，數量多2個；從洗滌水入口進入洗滌塔的水量為總洗滌水量的15%-40% ;冷凝液管從洗滌水入口進入洗滌塔，與洗滌塔筒體豎直側面角度為β，夾角β的范圍為30° < β <90°，冷凝液管末端呈盤管狀排列；冷凝液盤管上設置有圓形噴水孔，噴水孔個數多4個，孔徑范圍Imm-1OOmm ;
優選地，所述下降管直管段的截面積與洗滌塔截面積之比< 1/3，下降管下端浸沒在渣池(10 )水中，灰水出口( 9 )也浸沒在渣池水中。
[0011]優選地，所述下降管外側與洗滌塔筒體環隙間設置有絲網除沫器和塔盤，絲網除沫器設置在更靠近合成氣出口的位置。
[0012]本發明的設計思路:合成氣來自出氣化爐的粗煤氣，部分洗滌水是來自后續工藝的冷凝液。冷凝液從盤管噴水孔噴出，合成氣從頂端進入洗滌塔受到冷凝液洗滌水的噴淋，合成氣中的細灰被洗滌水充分潤濕后發生團聚，在合成氣流與自身重力作用下，沿下降管落入渣池中。下降管與洗滌塔筒體上部為縮口連接，合成氣向下經過下降管時，由于氣體通道截面積的減少氣體流速會突然增加，高速的氣流更有利用于夾帶氣水混合物落入渣池，減少細微顆粒在洗滌塔內的漂浮，同時設置下降管結構是為了延長合成氣在洗滌塔內的氣液接觸時間，使得洗滌更加充分。氣水混合物經過渣池中水的洗滌后，沿下降管外側與洗滌塔筒體環隙上升，氣體通道截面積的增加使得氣體流速變緩。此時細灰受到氣體向上的作用力變小并且與細灰重力方向相反，從渣池水中出來的氣流不利于夾帶細灰，最終經過塔盤與絲網除沫器后，潔凈的合成氣從合成氣出口進入下一工序。渣池中的黑水從黑水出口和灰水出口排出后進入黑水處理工藝，同時灰水進口補充渣池中的液位，維持渣池中的液位平衡。
[0013]本發明還具有如下有益效果:
1.改變了部分冷凝液洗滌水的進口方式與順序，相對于現有的洗滌塔在接近合成氣出口處添加冷凝液洗滌的方式，改進后的洗滌塔是在合成氣入口處噴淋冷凝液，出口合成氣不容易帶水。
[0014]2.與現有技術相比，改變了洗滌塔的結構，洗滌水從盤管噴水孔噴出，合成氣從頂端進入洗滌塔后受到洗滌水的噴淋，合成氣中的細灰被洗滌水充分潤濕，同時延長了氣液接觸時間，因此可適當減少洗滌塔高度，減少設備投資。
[0015]3.設置了縮口下降管結構，合成氣在洗滌塔內經歷多次變速，氣流中的細灰受到作用力的不斷變化易發生脫落分離，進一步提高了洗滌塔除塵效率。
[0016]4.新型洗滌塔結構，提高了洗滌效率同時能節約洗滌冷凝液水用量，可為后續灰水處理工藝減負。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發明提供的一種洗滌塔結構圖； 圖2為本發明提供的一種洗滌塔冷凝液盤管結構示意圖。
[0018]附圖標記說明:
1、洗滌塔筒體；2、合成氣入口 ；3、洗滌水入口 ； 4、合成氣出口 ；5、下降管；6、絲網除沫器；7、塔盤；8、灰水入口 ；9、灰水出口 ；10、渣池；11、黑水出口 ；12、冷凝液管；13、噴水孔。
【具體實施方式】
[0019]為使本發明更明顯易懂，茲以優選實施例，并配合附圖作詳細說明如下。
[0020]實施例
如圖1所示，為本發明提供的一種新型洗滌塔結構示意圖，包括上部設有合成氣進口2、洗滌水入口 3、器底部設有渣池10的筒體1，所述筒體內設有下降管5、塔盤7和絲網除沫器6，以及布置在筒體上的合成氣出口 4與灰水進口 8和灰水出口 9。所述洗滌水入口 3設置在洗滌塔筒體上部，呈均勻分布，洗滌水從冷凝液盤管末端圓形噴水孔噴出。所述下降管4連接洗滌塔筒體上部和渣池，并且下降管下端浸沒在渣池中。所述絲網除沫器6和塔盤7設置在下降管與洗滌塔筒體環隙間。
[0021]合成氣來自出氣化爐的粗煤氣，洗滌水是來自后續工藝的冷凝液，洗滌水從盤管12經噴水孔13噴出，合成氣從頂端合成氣入口 2進入洗滌塔受到洗滌水的噴淋，合成氣中的細灰被洗滌水充分潤濕后發生團聚下降。合成氣在由洗滌塔上部空間經過下降管5內通道時，縮口段截面積的變化使得氣體流速突然增加，合成氣中的細灰與冷凝液霧在氣流向下夾帶作用力與自身重力的影響沿著下降管5落入渣池10中。氣水混合物經過渣池中水的洗滌后，沿下降管外側與外殼環隙上升，并經過塔盤7與絲網除沫器6后到達合成氣出口4后進入下一工藝過程。渣池中的黑水從黑水出口 11和灰水出口 9排出后進入黑水處理工藝，同時灰水進口 8補充渣池10中的液位，維持渣池10中的液位平衡。
[0022]實例I
以煤為原料的日處理量為1000噸的水煤漿氣化裝置為例，氣化壓力為4.0MPa,氣化溫度為1350°C，干煤氣產率量為54000m3/h。從洗滌水入口進入洗滌塔的冷凝液量為15000kg/h，約為洗滌塔進水量的20%，進洗滌塔的灰水量為60000kg/h。合成氣從頂端合成氣入口 2進入洗滌塔受到洗滌水的噴淋，合成氣中的細灰被洗滌水充分潤濕后發生團聚下降。下降管5通道面積為洗滌塔截面積的1/5，合成氣在由洗滌塔上部空間經過下降管內通道時，縮口段截面積的變化使得氣體流速突然增加5倍，合成氣中的細灰與冷凝液霧在氣流向下夾帶作用力與自身重力的影響沿著下降管5落入渣池10中。在渣池10中經歷再次洗滌后，合成氣離開渣池水面，經過塔板7氣孔和絲網除沫器6，潔凈后的合成氣含塵量
<0.5mg/Nm3，從合成氣出口 4進入下一工藝過程。渣池中的黑水從黑水出口 11和灰水出口 9排出后進入黑水處理工藝，同時灰水進口 8補充渣池10中的液位，維持渣池10中的液位平衡。
[0023]由此可見，本發明由于改變了合成氣與部分洗滌水的進料方式，可以節約冷凝水15%-30%給后續黑水處理工藝減負；改變了洗滌塔的結構，更有效的提高了洗滌效率，能長期穩定運行，具有明顯的技術創新優勢。
【主權項】
1.一種洗滌塔結構，其特征在于:上部設有合成氣入口(2)、洗滌水入口(3)，底部設有渣池(10)的筒體(1)，所述筒體內設有下降管(5)、塔盤(7)和絲網除沫器(6)，以及布置在筒體上部的合成氣出口(4)，下降管(5)上部與洗滌塔筒體為縮口結構連接，夾角α的范圍為60° ( α <120° ;合成氣出口(4)設置在縮口結構下方。2.如權利要求1所述的一種洗滌塔結構，其特征在于在筒體上布置有灰水進口(8)和灰水出口(9)，合成氣入口(2)設置在筒體頂部。3.如權利要求2所述的一種洗滌塔結構，其特征在于:洗滌水入口(3)設置在洗滌塔筒體上部，呈均勻分布，數量多2個；從洗滌水入口(3)進入洗滌塔的水量為總洗滌水量的15%-40%ο4.如權利要求3所述的一種洗滌塔結構，其特征在于冷凝液管(12)從洗滌水入口(3)進入洗滌塔，與洗滌塔筒體豎直側面角度為β，夾角β的范圍為30° < β <90°，冷凝液管末端呈盤管狀排列；冷凝液盤管上設置有圓形噴水孔，噴水孔個數多4個，孔徑范圍Imm-1OOmm05.如權利要求4所述的一種洗滌塔結構，其特征在于:下降管直管段的截面積與洗滌塔截面積之比< 1/3，下降管下端浸沒在渣池(10)水中，灰水出口(9)也浸沒在渣池水中。6.如權利要求5所述的一種洗滌塔結構，其特征在于下降管(5)外側與洗滌塔筒體(I)環隙間設置有絲網除沫器(6)和塔盤(7)，絲網除沫器設置在更靠近合成氣出口(4)的位置。
【專利摘要】本發明公開了一種洗滌塔結構，上部設有合成氣入口（2）、洗滌水入口（3），底部設有渣池（10）的筒體（1），所述筒體內設有下降管（5）、塔盤（7）和絲網除沫器（6），以及布置在筒體上部的合成氣出口（4），下降管（5）上部與洗滌塔筒體為縮口結構連接，夾角α的范圍為60°≤α≤120°；合成氣出口（4）設置在縮口結構下方。改進后的洗滌塔是在合成氣入口處噴淋冷凝液，出口合成氣不容易帶水。
【IPC分類】C10K1/02, C10K1/10
【公開號】CN105176600
【申請號】
【發明人】李平, 倪建軍, 程相宣, 熊杰
【申請人】上海鍋爐廠有限公司
【公開日】2015年12月23日
【申請日】2015年10月15日