CN113908679A - 一种合成气净化方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于废物处理与资源化再利用技术领域，涉及一种合成气净化方法，通过合成气净化***进行，包括如下步骤：合成气经由等离子体气化炉的排出后进入余热锅炉余热回收，并将温度降为100＜T≤160℃，然后有布袋除尘，再进入洗涤塔并与碱吸收液逆流接触，去除氯化氢气体和氨，并进一步去除飞尘，同时合成气温度降低至≤100℃，随后合成气在间接冷却器内与水间接接触，将合成气温度降低到50℃以下，最后再由捕滴器进一步除去所携带水分，得到适用于燃气锅炉或内燃机使用的燃料。本发明方法更环保、节能，同时能够有效利用垃圾处理中的能量。

Description

一种合成气净化方法
技术领域
本发明属于废物处理与资源化再利用技术领域，尤其涉及一种合成气净化方法。
背景技术
热等离子体放电产生的电弧具有极高的温度，其产生辐射热、对流传热以及电子引起的传热等。能够熔融危险废物形成无害化产物。主要形成物为简单的气体分子(主要为CO、H2)，玻璃体以及熔融的金属单质。在等离子气化炉反应腔中，处于上部的是气体，中部的是熔融玻璃体，下部是金属单质。形成气体分子是等离子体气化的过程，形成玻璃体的过程是等离子体玻璃化的过程。废物经过等离子体化学反应完成转化的时间在0.01—0.5s之间。几乎所有有机物和许多无机物在热等离子体的高温环境下都会发生氧化或者还原反应分解为原子和最简单的分子。这些原子和分子在温度较低的部位又会重新合成形成热力学稳定的2个到3个原子的化合物(氧化物，氢化物，卤族化合物等)。这些化合物的形成依赖于所处理的废物的成分以及形成等离子体的气体,另外，这些有机物形成的气体可以转化成一种混合气作为燃料。燃料气体中含有HCl气体时，需在燃料气体进入燃气锅炉或内燃机前进行净化处理，否则会重新复合形成二噁英有害气体。
发明内容
为了有效避免复合形成二噁英，同时使垃圾处理更加环保、节能，同时有效利用垃圾处理中的能量，本发明提供一种合成气净化方法。
为了实现本发明目的，所采用的技术方案为：一种合成气净化方法，本方法通过合成气净化***进行实施，合成气净化***包括等离子体气化炉、余热锅炉、布袋除尘器、合成气排风机、洗涤塔、间冷器及捕滴器；所述净化方法包括如下步骤：
1)合成气经由等离子体气化炉的顶部烟道排出，然后进入余热锅炉经余热回收后温度为100＜T≤160℃；
2)步骤1)降温后的合成气进入布袋除尘器除尘，使得合成气中剩余飞尘≤10mg/Nm3；
3)步骤2)除尘后的合成气通过合成气排风机从洗涤塔的下部送入，并在洗涤塔内与碱吸收液逆流接触，去除氯化氢气体和氨，并进一步去除飞尘，同时合成气温度降低至≤100℃；
4)随后合成气从洗涤塔的顶部排除，并从间接冷却器的下部进入间接冷却器，在间接冷却器内合成气与水间接接触，将合成气温度降低到50℃以下，随着气体温度的降低，合成气中的携带的水分冷凝下来，最后合成气再由捕滴器进一步除去所携带水分，得到适用于燃气锅炉或内燃机使用的燃料。
由于余热锅炉中通过的气体成分为可燃气体且为负压运行，为尽量减少漏风率，降低爆燃危险，作为优选，所述余热锅炉为膜式壁式余热锅炉。
进一步的，还包括冷却塔和循环池，由洗涤塔底部流出的溶液通过管道到冷却塔内降温，降温后的溶液直接进入循环池内分级过滤和沉淀，分出上清液，上清液经补充NaOH溶液后再用洗涤塔循环泵泵入洗涤塔内部循环使用。洗涤塔底部流出的溶液，随着浓度的越来越大，会有结晶的盐类和灰尘沉淀在循环池内部，形成底部的高含固浓相液定期排出至双塔双介质湿法脱硫塔中或直接去水处理工艺，绝大部分澄清液可循环使用，由于气体温度比较高，会有夹带一部分水分到间冷器内，所以循环池需要定时定期的补充新水。
进一步的，所述碱吸收液是由设置在洗涤塔上部的螺旋喷嘴喷出并雾化。
为了加大内部接触面积，达到更好的冷却效果，有效除去合成气中的水分，以增加合成气热值，进一步的，间接冷却器设有管程和壳程，管程采用翅片管结构，且通入循环冷却水，合成气通入壳程。
为了更好满足内燃机或燃气锅炉对合成气的要求，以及灰的再回收利用，作为优选，所述布袋除尘器由6个独立的圆筒状的脉冲布袋除尘器并联组成。具体的，在余热锅炉后设置了一台布袋除尘器，该布袋除尘器由6个独立的圆筒状除尘器组成，由合成气主管来的合成气经支管进入各圆筒状袋式除尘器的下部，经过导流装置进行均风和机械分离之后，合成气向上经布袋过滤，微细粉尘附着在滤袋外表面，净合成气通过滤袋汇集到净气箱，通过净合成气支管汇集到主管。当进行到一定时间后，随着滤袋表面粉尘的增加，除尘器阻力逐渐上升。当阻力上升到一定数值时，主机PLC控制***发出清灰信号，氮气经喷吹管从袋口喷入，经文氏管引流后喷入滤袋内，滤袋外表面的粉尘在脉冲气流的冲击振动下被抖落下来，落入下部锥形灰斗，6个独立的圆筒状除尘器可以通过阀门切除，便于检修维护。
与现有技术相比，本发明取得的有益效果有：可顺利脱除合成气中氯化氢、氨气和飞尘，且洗涤后合成气中的氨气含量≤10mg/m3,氯化氢气体含量≤20mg/m3具有环保高效的特点，能够更好的实现资源化再利。
附图说明
图1为本发明实施例中的合成气净化***结构示意图(主视方向)。
图2为本发明实施例中的合成气净化***结构示意图(俯视方向)。
图中：1.等离子气化炉，2.等离子体气化炉的顶部烟道，3.余热锅炉，4.布袋除尘器，5.合成气排风机，6.洗涤塔，7.间冷器，8.捕滴器。
具体实施方式
本发明不局限于下列具体实施方式，本领域一般技术人员根据本发明公开的内容，可以采用其他多种具体实施方式实施本发明的，或者凡是采用本发明的设计结构和思路，做简单变化或更改的，都落入本发明的保护范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
本发明下面结合实施例作进一步详述：
本实施例的合成气净化方法，通过如图1和图2所示的合成气净化***进行实施，合成气净化***包括等离子体气化炉、余热锅炉3、布袋除尘器4、合成气排风机5、洗涤塔6、间冷器7及捕滴器8；所述净化方法包括如下步骤：
1)合成气经由等离子体气化炉的顶部烟道2排出，然后进入余热锅炉3经余热回收后温度为100＜T≤160℃(本实施例为160℃左右)；
2)步骤1)降温后的合成气进入布袋除尘器4除尘，使得合成气中剩余飞尘≤10mg/Nm3；
3)步骤2)除尘后的合成气通过合成气排风机5从洗涤塔6的下部送入洗涤塔6，并在洗涤塔6内与碱吸收液逆流接触，去除氯化氢气体和氨，并进一步去除飞尘，同时合成气温度降低至≤100℃；
4)随后合成气从洗涤塔6的顶部排除，并从间接冷却器的下部进入间接冷却器，在间接冷却器内合成气与水间接接触，将合成气温度降低到50℃以下，随着气体温度的降低，合成气中的携带的水分冷凝下来，最后合成气再由捕滴器8进一步除去所携带水分，得到适用于燃气锅炉或内燃机使用的燃料。
由于余热锅炉3中通过的气体成分为可燃气体且为负压运行，为尽量减少漏风率，降低爆燃危险，余热锅炉3为膜式壁式余热锅炉3，设置入炉合成气流量为70358Nm3/h，入炉合成气温度为850℃。
为了更好满足内燃机或燃气锅炉对合成气的要求，以及灰的再回收利用，本实施例中布袋除尘器4由6个独立的圆筒状的脉冲布袋除尘器4并联组成。具体的，在余热锅炉3后设置了一台布袋除尘器4，该布袋除尘器4由6个独立的圆筒状除尘器组成，由合成气主管来的合成气经支管进入各圆筒状袋式除尘器的下部，经过导流装置进行均风和机械分离之后，合成气向上经布袋过滤，微细粉尘附着在滤袋外表面，净合成气通过滤袋汇集到净气箱，通过净合成气支管汇集到主管。当进行到一定时间后，随着滤袋表面粉尘的增加，除尘器阻力逐渐上升。当阻力上升到一定数值时，主机PLC控制***发出清灰信号，氮气经喷吹管从袋口喷入，经文氏管引流后喷入滤袋内，滤袋外表面的粉尘在脉冲气流的冲击振动下被抖落下来，落入下部锥形灰斗，6个独立的圆筒状除尘器可以通过阀门切除，便于检修维护。
本实施例的合成气净化***还包括冷却塔和循环池，由洗涤塔6底部流出的溶液通过管道到冷却塔内降温，降温后的溶液直接进入循环池内分级过滤和沉淀，分出上清液，上清液经补充NaOH溶液后再用洗涤塔6循环泵泵入洗涤塔6内部循环使用。洗涤塔6底部流出的溶液，随着浓度的越来越大，会有结晶的盐类和灰尘沉淀在循环池内部，形成底部的高含固浓相液定期排出至双塔双介质湿法脱硫塔中或直接去水处理工艺，绝大部分澄清液可循环使用，由于气体温度比较高，会有夹带一部分水分到间冷器7内，所以循环池需要定时定期的补充新水。
本实施例的碱吸收液是由设置在洗涤塔6上部的螺旋喷嘴喷出并雾化。具体的，温度160℃左右的合成气经过除尘后，首先是进入洗涤塔6，由下部进入洗涤塔6，在该塔内合成气与水液逆流接触，利用合成气里氯化氢与水滴(溶液)的接触碰撞而相互反应，合成气中的飞尘和溶液也相互碰撞，使其重量大大增加，靠重力作用而沉降下来，气体温度降至100℃左右，并除去气体中所含氯化氢和少量氨，然后进入间接冷却器降温，由下部进入间接冷却器，在间接冷却器内合成气与水间接接触，将合成气温度降低到50℃以下，随着气体温度的降低，合成气中的携带的水分冷凝下来。
为了加大内部接触面积，达到更好的冷却效果，有效除去合成气中的水分，以增加合成气热值，间接冷却器设有管程和壳程，管程采用翅片管结构，且通入循环冷却水，合成气通入壳程。
本实施例的合成气净化方法可顺利脱除合成气中氯化氢、氨气和飞尘，且洗涤后合成气中的氨气含量≤10mg/m3,氯化氢气体含量≤20mg/m3具有环保高效的特点，能够更好的实现资源化再利。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种合成气净化方法，其特征在于：所述方法通过合成气净化***进行实施，合成气净化***包括等离子体气化炉、余热锅炉、布袋除尘器、合成气排风机、洗涤塔、间冷器及捕滴器；所述净化方法包括如下步骤：
1)合成气经由等离子体气化炉的顶部烟道排出，然后进入余热锅炉经余热回收后温度为100＜T≤160℃；
2)步骤1)降温后的合成气进入布袋除尘器除尘，使得合成气中剩余飞尘≤10mg/Nm3；
3)步骤2)除尘后的合成气通过合成气排风机从洗涤塔的下部送入，并在洗涤塔内与碱吸收液逆流接触，去除氯化氢气体和氨，并进一步去除飞尘，同时合成气温度降低至≤100℃；
4)随后合成气从洗涤塔的顶部排除，并从间接冷却器的下部进入间接冷却器，在间接冷却器内合成气与水间接接触，将合成气温度降低到50℃以下，随着气体温度的降低，合成气中的携带的水分冷凝下来，最后合成气再由捕滴器进一步除去所携带水分，得到适用于燃气锅炉或内燃机使用的燃料。
2.根据权利要求1所述的合成气净化方法，其特征在于：所述余热锅炉为膜式壁式余热锅炉。
3.根据权利要求1所述的合成气净化方法，其特征在于：，还包括冷却塔和循环池，由洗涤塔底部流出的溶液通过管道到冷却塔内降温，降温后的溶液直接进入循环池内分级过滤和沉淀，分出上清液，上清液经补充NaOH溶液后再用洗涤塔循环泵泵入洗涤塔内部循环使用。
4.根据权利要求3所述的合成气净化方法，其特征在于：所述洗涤塔底部流出的溶液，随着浓度的越来越大，会有结晶的盐类和灰尘沉淀在循环池内部，形成底部的高含固浓相液定期排出至双塔双介质湿法脱硫塔中或直接去水处理工艺，同时根据需要向循环池内补充水分。
5.根据权利要求1所述的合成气净化方法，其特征在于：所述碱吸收液是由设置在洗涤塔上部的螺旋喷嘴喷出并雾化。
6.根据权利要求1所述的合成气净化方法，其特征在于：间接冷却器设有管程和壳程，管程采用翅片管结构，且通入循环冷却水，合成气通入壳程。
7.根据权利要求1所述的合成气净化方法，其特征在于：所述布袋除尘器由6个独立的圆筒状的脉冲布袋除尘器并联组成。
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