CN208472004U - 一种合成气的洗涤除尘装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于煤气化技术领域，具体提供一种合成气的洗涤除尘装置，装置包括：气化炉激冷室，用于对粗合成气进行洗涤和冷却，获得初步净化的合成气、熔渣和黑水；文丘里洗涤器，用于对初步净化的合成气进行润湿和灰尘捕捉，形成含尘液滴；分离洗涤塔，内腔分隔为上段内腔和下段内腔，下段内腔接收带含尘液滴的合成气并进行气液分离；上段内腔和下段内腔之间设有合成气导流结构；上段内腔用于洗涤进入其内的合成气以去除残留的微细颗粒，并获得净化的合成气、污水，激冷水泵用于将上层清液循环送至气化炉激冷室和文丘里洗涤器。本实用新型通过数量少、阻力损失小的设备就能得到除尘效果优异的合成气，同时可提高洗涤效率。

Description

一种合成气的洗涤除尘装置

技术领域

本实用新型属于煤气化技术领域，主要用于含尘粗合成气的洗涤除尘，具体涉及一种合成气的洗涤除尘装置。

背景技术

我国是一个富煤、贫油、少气的国家，利用原煤气化可以生成以一氧化碳和氢气为主的合成气，生产甲醇，也可以合成氨、乙二醇等化学品，是我国现阶段最为普遍、直接并将长期坚持的生产路线。经气化后生成的粗合成气往往含灰量比较大，如果得不到有效的分离会对下游工段造成不良影响。

在气化炉气化室内气化反应生成的高温合成气携带的熔融灰渣，经激冷水和水浴冷却将熔渣固化分离，但合成气中还带有一定的固体小颗粒，其主要成分为灰渣和残炭。对于使用灰分较高原煤的气流床气化尤其是干粉煤工艺，合成气中细灰含量高、粒度小，如果不能得到很好的分离，经合成气带到下游***后，易造成管道、床层的积灰、堵塞和催化剂中毒，最终影响装置的稳定运行。

现有的一部分除灰、除尘技术仅在气化炉外部展开，没有在激冷室内减少细灰携带，并且外部洗涤设备的使用，不仅流程长、设备数量多、不利于维护保养，整体洗除尘果差；而且阻力损失大，制约了气化装置的高效、稳定运行。例如，专利文件CN105062574A公开了一种高效的组合式含尘合成气洗涤除尘装置，虽然考虑在激冷室外部将部分颗粒通过旋风分离器分离出来，提高了洗涤塔底部用作激冷水的水质，但在激冷室内的初步洗涤效果差，涉及的设备多、流程长，设备间采用高温、高压气体管道进行连接，需要考虑管道应力，管道布置难度大、设备和管道投资高。

专利文件CN106398779A公开了一种合成气洗涤除尘脱水***，仅是在原有文丘里洗涤器上加洗涤塔流程，不能满足工艺要求、含尘量偏高、影响下游工段生产的情况，简单的增加后续处理设备、延长流程来脱除剩余的细灰。这种方法虽然也能够实现其目的，但并没有从原理上探求原流程方法除灰效果差的原因，文丘里洗涤器虽使用了水质更好、含固量更低的高温、高压灰水(低压灰水经加压、加热后泵送到文丘里洗涤器)，但激冷水仍采用洗涤塔底部含灰量高的灰水，影响了激冷室内的初步洗涤除灰，使合成气带灰严重，对洗涤塔和管束分离器的除灰效率要求更高；管束离心分离器的结构不利于清洗，容易结垢堵塞，***阻力降也会相应增加。同时，该工艺流程也存在类似的流程长、应力管道布置难度大、设备管道投资高的缺点。

专利文件CN107189824A公开了一种多元气化炉出口气体高效除灰装置及工艺，选择了洗涤***排出后经闪蒸的含固量较低的冷凝液经加压后作为洗涤水。这种方法虽在一定程度上提高了洗涤效率，但全部洗涤水尤其是用量较大激冷水均来自低压冷凝液经泵加压，使得***在运行时泵的耗能非常大；激冷室内虽使用了水质更好的冷凝液，但是激冷室内没有设置辅助的除尘、除沫设施，使得合成气带灰、带水严重，只能通过多级文丘里洗涤器相配合的形式将合成气中的大量细灰润湿增重以便于分离，这样也使得***的阻力将升高；对于合成气中最后一道的微量小颗粒细灰洗涤采用喷淋洗涤的方式是有悖于理论研究的，其洗涤分离效果差，设备需要非常庞大才能满足要求。该专利整体流程过长、设备多而且大、应力管道布置较复杂，设备和管道投资大；装置运行时耗能高、阻力大，综合运行效率低，属于“不计成本”式提高除尘效果。

专利文件CN107189824A公开的一种合成气洗涤处理工艺中，其洗涤流程没有发生明显变化，仍采用文丘里洗涤器加洗涤塔的流程，而通过精密过滤器过滤高温、高压黑水后直接回用做作为激冷水和洗涤水来提高除尘效果的方式；但是，黑水中的颗粒粒度小，精密过滤器容易堵塞，不方便清洗，目前还不能实现长周期、稳定的工业化生产运行。

发明内容

本实用新型的目的在于，针对现有技术存在的问题，提供一种合成气的洗涤除尘装置，通过数量少、阻力损失小的设备就能得到洗涤除尘效果优异的合成气，同时可提高合成气的洗涤效率。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种合成气的洗涤除尘装置，包括：

与气化炉气化室相连通的气化炉激冷室，用于对气化炉气化室生成的粗合成气进行洗涤和冷却以分离其中所含的熔渣、大颗粒细灰和夹带的液滴，获得初步净化的合成气、熔渣和黑水；

文丘里洗涤器，用于对经气化炉激冷室处理所得的合成气进行润湿形成带含尘液滴的合成气；

分离洗涤塔，所述分离洗涤塔的内腔分隔为上段内腔和下段内腔；所述下段内腔设有合成气进口，用于接收来自文丘里洗涤器所得带含尘液滴的合成气；所述上段内腔和下段内腔之间设有用于使下段内腔内带含尘液滴的合成气进入上段内腔的合成气导流结构；所述上段内腔用于洗涤进入上段内腔内的合成气以去除其中残留的微细颗粒，并获得净化的合成气、污水；所述上段内腔设有供所述净化的合成气输出的合成气出口；

激冷水泵，用于将分离洗涤塔上段内腔的污水上层至少部分的上层清液作为激冷水循环送至气化炉激冷室，以及用于将分离洗涤塔上段内腔的污水上层至少部分的上层清液作为洗涤水循环送至文丘里洗涤器。

根据本实用新型提供的洗涤除尘装置，优选地，所述洗涤除尘装置还包括：黑水处理***，用于对分离洗涤塔和气化炉激冷室排出的黑水进行沉淀和过滤，以获得灰水并回用作分离洗涤塔的洗涤水。

本实用新型中，在所述分离洗涤塔的上段内腔，分离和洗涤产生的污水沉降后可以分层，位于上层的为上层清液，位于底层的为含尘污水。

***排出的高压黑水通过黑水处理***，经降压到常压、降温、固液分离处理后得到可用的灰水，再经加热、加压(通常高于气化压力0.5MPaG)后返回***回用(称为高温、高压灰水)。在本实用新型的优选实施方式中，所述高温、高压灰水通过分离洗涤塔的洗涤水进口作为上段内腔的洗涤水。

本实用新型中，气化炉气化室生成的高温粗合成气依次通过气化炉激冷室、文丘里洗涤器和分离洗涤塔，分别完成待除尘的合成气中熔渣以及大颗粒细灰和液滴的洗涤分离、物料的润湿增重、润湿增重后物料中含尘液滴分离和小颗粒细灰洗涤分离。

根据本实用新型提供的洗涤除尘装置，优选地，所述气化炉激冷室的具体结构可采用专利文件DE 20 2016 006 668 U1的相应结构。

在所述气化炉激冷室中，激冷水的水质对激冷室内的洗涤效果影响非常大，其含灰含固量越低，对合成气的初步洗涤效果越好、分离效率越高。同时因激冷室内压力较高，考虑能源消耗，激冷室的激冷水直接采用由激冷水泵送来的压力较高、水质最好的分离洗涤塔上段内腔的上层清液，可以减少单独供应激冷水时需要加热、增压带来额外的能源耗费。

根据本实用新型提供的洗涤除尘装置，在一种示例中，所述文丘里洗涤器中，在其洗涤水出口端设有旋流片。本领域技术人员可以理解，可选自本领域常规的旋流片，属于文丘里类设备的通用设计，其目的是为了水与气能够达到更好的混合；作用是通过流道变化使液体以一定的切向速度的旋流方式喷出，与气体形成切割，强化混合。旋流片的设置可使洗涤水以一定角度与高速合成气相遇形成水雾，雾化后的液滴与合成气中夹带的细灰颗粒剧烈碰撞，使灰粒增湿；液滴与液滴之间碰撞的更新，可使含尘液滴得以凝聚长大，加大与气体的质量差。

文丘里洗涤器通过将进入文丘里洗涤器的洗涤水与通入的合成气进行高速撞击来使灰尘进入液相，并增大形成含尘液滴。文丘里洗涤器采用由激冷水泵送来的压力较高、水质最好的分离洗涤塔上段内腔的上层清液作为洗涤水，这样会减少高温、高压灰水的用量，节省能耗。高温、高压灰水也可作为其备用的洗涤水。

根据本实用新型提供的洗涤除尘装置，优选地，所述分离洗涤塔上段内腔设有激冷水出口，用于将所述上段内腔中的上层清液输出；

所述激冷水泵的入水口与所述分离洗涤塔的激冷水出口连通；所述激冷水泵的出水口与气化炉激冷室的激冷水入口连通；所述激冷水泵的出水口还与文丘里洗涤器的洗涤水入口相连通。

更优选地，所述分离洗涤塔的内腔中设有分段挡板，用于将所述内腔分隔为所述上段内腔和下段内腔；在优选实施方式中，所述分段挡板呈“倒漏斗”状，且在其漏斗咀部开设有接口；通过设置分段挡板还可以使下段内腔的合成气中携带的小液滴向上流动撞击到分段挡板后，沿着挡板聚集形成液膜并通过重力进入到下段内腔的黑水中；

所述合成气导流结构包括：联通管，所述联通管位于所述上段内腔内，且联通管的底部管口与所述分段挡板的接口相连接以使所述上段内腔和下段内腔贯通。

更优选的，所述合成气导流结构还包括防水导向板；所述防水导向板位于联通管顶端并遮挡联通管顶端的管口，且防水导向板与联通管顶端的管口之间留有间隙，以使由联通管的顶端管口流出的合成气均匀扩散并流入所述上段内腔中。

在本实用新型的优选实施方式中，所述防水导向板的外轮廓形状呈圆台形。所述防水导向板用于使气体均匀扩散并向上方的塔板流动；合成气携带的小液滴撞击防水导向板后延挡板聚集形成液膜并通过重力进入到上段内腔的底部水中；同时所述防水导向板还可以防止下落的洗涤水进入联通管中。将所述防水导向板的外轮廓形状设计为圆台形，可以防止下边气体(含液滴)和上边水形成的冲击对其造成损坏，延长设备运行寿命。

优选的，所述防水导向板的底部外径为所述联通管外径的1.5～2.5倍；

优选的，所述联通管与防水导向板底部所在的平面以及分段挡板底部所在的平面均相垂直。

根据本实用新型提供的洗涤除尘装置，优选地，所述分离洗涤塔还包括：气体分布器，用于将由合成气进口进入的所述带含尘液滴的合成气分布在下段内腔内；所述气体分布器位于所述下段内腔中且与所述合成气进口连通；

所述气体分布器为顺着合成气进口方向垂直塔体设置的直管，所述直管一端与合成气进口连接，另一端为盲端，且在直管的侧壁开有气体导流槽口，用于引导由合成气进口进入下段内腔的合成气相对所述直管倾斜向下流动。带有含尘液滴的合成气通过开槽直管段均匀分散在所述下段内腔并通过开槽角度向斜下方喷出，在进气挡板可避免冲刷壳体的提交下尽可能提高停留时间，使合成气和含尘液滴在下部内腔中通过质量差利用重力实现气液分离。

更优选地，所述气体导流槽口顺着所述直管的长度方向开设至直管的底部侧壁，且气体导流槽口的两条沿着直管的长度方向延伸的槽口边所在的平面与水平面的夹角为15-45°；

所述直管中，开槽面积占直管侧壁表面积的1/4～1/2。

根据本实用新型提供的洗涤除尘装置，优选地，分离洗涤塔上段内腔的下部侧壁开设有第一排污联通口，分离洗涤塔下段内腔的下部侧壁开设有第二排污联通口，第一及第二排污联通口通过管道相联通，通过小流量或间歇性排污，用于将上段内腔内的污水底层所沉积的含尘污水导流至下段内腔中，防止沉积堵塞；

在分离洗涤塔下段内腔且位于所述第二排污联通口下方的位置开设有黑水出口I，所述分离洗涤塔下段内腔的底部开设有黑水出口II，均用于排出分离洗涤塔下段内腔产生的黑水以及上段内腔产生的含尘污水。

更优选的，所述分离洗涤塔的上段内腔的上部侧壁开设有洗涤水进口；上段内腔中设置有除沫器和洗涤塔板，且所述除沫器位于洗涤塔板和洗涤水进口的上方；通过合成气与洗涤水在塔板上的逆流接触，冷凝和润湿脱除合成气中残留的微细颗粒；所述合成气出口开设于所述上段内腔的顶部。

合成气经文丘里洗涤器润湿捕捉灰尘、凝聚形成带含尘液滴的合成气后进入分离洗涤塔下段内腔。在本实用新型的一种优选实施方式中，所述文丘里洗涤器的合成气出口与所述分离洗涤塔的合成气进口直接通过法兰连接，可以减少文丘里后合成气的管道的积灰、堵塞。

本实用新型通过单台分离洗涤塔就可实现含尘液滴分离和微细颗粒洗涤，上段内腔底部的含尘灰水通过小流量排污的形式进入下段内腔，与下段内腔底部的高含固量黑水一并外排，上段内腔的上层清液通过激冷水泵送入激冷室作为激冷水使用，其含固量低、固体颗粒粒度更小、水质更好，既可减少激冷环内结垢和堵塞、又有利于含灰合成气的直接激冷和洗涤，提高激冷室的初步洗涤效率，使***内含灰黑水和洗涤水利用更加合理。

分离洗涤塔上段内腔底部的含尘污水以及下段内腔产生的黑水在塔外侧相联通，含尘污水和黑水仅由分离洗涤塔下段内腔排出，减少相关的黑水阀门和黑水管线的总长度，有利于运行维护和节省投资。

因合成气中绝大多数的尘和灰在激冷室和分离洗涤塔的下段内腔被分离出来，降低了对文丘里洗涤器和分离洗涤塔上段内腔中塔板的除尘要求，使文丘里洗涤水和塔板洗涤水的用水量有所降低，而这些水都是通过泵加压输送的，尤其是塔板所使用的高温、高压灰水(需要从常压加压到高压，耗能大)，其用量的减少可有效降低灰水加压、升温的耗能，节省了能源。

本实用新型技术方案带来的有益效果在于：

(1)气化炉激冷室和文丘里洗涤器采用水质好、含尘量低且固体颗粒粒度小的分离洗涤塔上层清液作为洗涤水，在满足洗涤除尘要求的前提下，优先使用洗涤除尘装置内的分离洗涤塔排出的高温、高压清液，减少了通过加热、加压后送入整个洗涤除尘装置的高温、高压灰水的用量，其用量的减少可有效降低灰水加压、升温的耗能，降低了黑水处理和灰水加压升温等耗能，节省了能源。

(2)本发明的洗涤除尘装置整体流程紧凑，在设备台数少、阀门控制少、占地和投资低、阻力损失小的同时，可实现合成气的洗涤要求，最终所得合成气含尘量低于1mg/Nm³。

附图说明

图1示出了本实用新型所述合成气的洗涤除尘装置的示意图。

图2为本实用新型所述洗涤除尘装置的一种示例中分离洗涤塔的结构示意图。

图3为图2所示分离洗涤塔中圆圈Z部分的结构放大示意图。

图4为图2所示分离洗涤塔中气体分布器沿C-C线的剖视示意图图。

图5为图2所示分离洗涤塔中气体分布器的正视示意图。

上述图中标号说明如下：

1-气化炉气化室，2-气化炉激冷室，3-文丘里洗涤器，4-分离洗涤塔，5-激冷水泵，6-粗渣去渣池，7-黑水处理***，8-高温、高压灰水，9-来自下游的冷凝液，10-送至下游的合成气；

4-1～合成气出口，4-2～除沫器，4-3～洗涤水进口，4-4～塔板，4-5～激冷水出口，4-6～联通管，4-7～第一排污联通口，4-7’～第二排污联通口，4-8～气体分布器，4-9～黑水出口I，4-10～黑水出口II，4-11～合成气进口，4-12～分段挡板，4-13～防水导向板，4-14～塔体。

具体实施方式

为了能够详细地理解本实用新型的技术特征和内容，下面将更详细地描述本实用新型的优选实施方式。虽然实施例中描述了本实用新型的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本实用新型而不应被这里阐述的实施方式所限制。

在本实用新型的一种示例中，合成气的洗涤除尘装置如图1所示，包括：

与气化炉气化室1相连通的气化炉激冷室2，用于对气化炉气化室1生成的粗合成气进行洗涤和冷却以分离其中所含的熔渣、大颗粒细灰和夹带的液滴，获得初步净化的合成气、熔渣和黑水；

文丘里洗涤器3，用于对经气化炉激冷室2处理所得的合成气进行润湿，使灰尘被雾化的洗涤水捕捉并凝聚，形成带含尘液滴的合成气；

分离洗涤塔4，所述分离洗涤塔4的内腔分隔为上段内腔和下段内腔；所述下段内腔设有合成气进口4-11，用于接收来自文丘里洗涤器3所得带含尘液滴的合成气；所述上段内腔和下段内腔之间设有用于使下段内腔内带含尘液滴的合成气进入上段内腔的合成气导流结构；所述上段内腔用于洗涤进入上段内腔内的合成气以去除其中残留的微细颗粒，并获得净化的合成气、污水；所述上段内腔设有供所述净化的合成气输出的合成气出口4-1；

激冷水泵5，用于将分离洗涤塔4上段内腔的污水上层至少部分的上层清液作为激冷水循环送至气化炉激冷室2，以及用于将分离洗涤塔4上段内腔的污水上层至少部分的上层清液作为洗涤水循环送至文丘里洗涤器3。

在一种优选实施方式中，所述洗涤除尘装置还包括：黑水处理***7，用于对分离洗涤塔4和气化炉激冷室2排出的黑水经降压到常压、降温、进行沉淀、过滤和固液分离，以获得灰水；再经加热、加压(通常压力为高于气化压力0.5MpaG，温度为150～160℃)后返回***回用作分离洗涤塔4的洗涤水。

本实用新型的气化炉激冷室可以采用本领域常用的气化炉激冷室，一种优选实施方式中，所述气化炉激冷室2的具体结构可采用专利文件DE 20 2016 006 668 U1中的气化炉激冷室。激冷室的激冷水直接采用由激冷水泵送来的压力较高、水质最好的分离洗涤塔上段内腔的上层清液，可以减少单独供应激冷水时需要加热、增压带来额外的能源耗费。

本实用新型的文丘里洗涤器可以采用本领域常用的文丘里洗涤器，一种优选实施方式中，在所述文丘里洗涤器的洗涤水出口端设有旋流片。采用由激冷水泵送来的压力较高、水质较好的分离洗涤塔上段内腔的上层清液作为洗涤水，会减少高温、高压灰水的用量，节省能耗。文丘里洗涤器通过将其洗涤水与从气化炉激冷室的合成气出口通入的合成气进行高速撞击来使灰尘进入液相，并增大形成含尘液滴。

在一种优选实施方式中，如图2所示，所述分离洗涤塔4上段内腔设有激冷水出口4-5，用于将所述上段内腔中的上层清液输出；

所述激冷水泵5的入水口与所述分离洗涤塔的激冷水出口4-5连通；所述激冷水泵5的出水口与气化炉激冷室2的激冷水入口连通；所述激冷水泵5的出水口还与文丘里洗涤器3的洗涤水入口相连通。

所述分离洗涤塔4的内腔中设有分段挡板4-12，用于将所述内腔分隔为所述上段内腔和下段内腔；分段挡板4-12呈“倒漏斗”状，且在其漏斗咀部开设有接口；

所述合成气导流结构包括：联通管4-6，所述联通管4-6位于所述上段内腔内，且联通管的底部管口与所述分段挡板4-12的接口相连接以使所述上段内腔和下段内腔贯通。分段挡板4-12能够承受上段内腔中物料形成的一定高度的液位。

所述合成气导流结构还包括防水导向板4-13；所述防水导向板4-13位于联通管4-6顶端并遮挡联通管顶端的管口，且防水导向板4-13与联通管4-6顶端的管口之间留有间隙，以使由联通管的顶端管口流出的合成气均匀扩散并流入所述上段内腔中。

在图2中，所示的箭头表示进入分离洗涤塔内的带含尘液滴的合成气流动方向。

在本实用新型的优选实施方式中，如图3所示，所述防水导向板4-13的外轮廓形状呈圆台形；且防水导向板4-13的底部外径b为所述联通管4-6外径a的1.5～2.5倍。优选的一种实施方式中，所述联通管4-6与防水导向板4-13底部所在的平面以及分段挡板4-12底部所在的平面均相垂直。所述防水导向板4-13一方面用于使气体均匀扩散并向上方的塔板4-4流动；合成气携带的小液滴撞击防水导向板后沿着挡板聚集形成液膜并通过重力进入到上段内腔的底部水中；另一方面还可以防止下落的洗涤水进入联通管4-6中。

所述分离洗涤塔4还包括：气体分布器4-8，用于将由合成气进口4-11进入的所述带含尘液滴的合成气分布在下段内腔内；所述气体分布器4-8位于所述下段内腔中且与所述合成气进口4-11连通；

如图5所示，所述气体分布器4-8为顺着合成气进口方向垂直塔体4-14设置的直管，所述直管一端与合成气进口4-11连接，另一端为盲端，且在直管的侧壁开有气体导流槽口，用于引导由合成气进口4-11进入下段内腔的合成气相对所述直管倾斜向下流动。带含尘液滴的合成气通过气体分布器4-8均匀分散在所述下段内腔并通过开槽角度向斜下方喷出，在避免冲刷壳体的提交下尽可能提高停留时间，使合成气和含尘液滴在下部内腔中通过质量差利用重力实现气液分离。

如图4所示，所述气体导流槽口顺着所述直管的长度方向开设至直管的底部侧壁，且气体导流槽口的两条沿着直管的长度方向延伸的槽口边所在的平面与水平面的夹角θ为15-45°；

所述直管中，开槽面积占直管侧壁表面积的1/4～1/2。

分离洗涤塔4上段内腔的下部侧壁开设有第一排污联通口4-7，分离洗涤塔下段内腔的下部侧壁开设有第二排污联通口4-7’，第一及第二排污联通口通过管道相联通，用于将上段内腔内的污水底层所沉积的含尘污水导流至下段内腔中；

在分离洗涤塔4下段内腔且位于所述第二排污联通口4-7’下方的位置开设有黑水出口I 4-9，所述分离洗涤塔4下段内腔的底部开设有黑水出口II 4-10，均用于排出分离洗涤塔下段内腔产生的黑水以及上段内腔产生的含尘污水；

分离洗涤塔4的上段内腔的上部侧壁开设有洗涤水进口4-3；上段内腔中设置有除沫器4-2和洗涤塔板4-4，且所述除沫器4-2位于洗涤塔板4-4和洗涤水进口4-3的上方；通过合成气与洗涤水在塔板上的逆流接触，冷凝和润湿脱除经合成气中残留的微细颗粒；所述合成气出口4-1开设于所述上段内腔的顶部。

在本实用新型的一种优选实施方式中，所述文丘里洗涤器3的合成气出口与所述合成气进口4-11通过法兰连接，可以减少文丘里后合成气的管道的积灰、堵塞。

下面对本实用新型一种实施方式中，利用如上图1所述的洗涤除尘装置对合成气进行洗涤除尘的工艺进行介绍，该工艺主要包括如下步骤：

(i)气化炉气化室1生成的粗合成气进入至气化炉激冷室2中，通过激冷水进行洗涤和冷却，分离出粗合成气中含有的熔渣、大颗粒细灰和夹带的液滴，得到初步净化的合成气、熔渣和黑水；

(ii)将所述初步净化的合成气送入至文丘里洗涤器3进行润湿，捕捉合成气中的灰尘并凝聚，形成带含尘液滴的合成气；

(iii)文丘里洗涤器3中携带含尘液滴的合成气经合成气进口4-11进入分离洗涤塔4，并由下段内腔流动至上段内腔，经沉降分离和洗涤，得到净化的合成气、污水以及黑水；

分离洗涤塔4上段内腔的中上层清液通过激冷水泵5泵入气化炉激冷室2和文丘里洗涤器3，分别作为所述气化炉激冷室2的激冷水和文丘里洗涤器3的洗涤水使用。

在优选实施方式中，(i)气化炉气化室1生成的粗合成气进入至气化炉激冷室2中，通过激冷水水膜冷却并进入水浴液面以下，在水浴中进行洗涤和冷却，分离出粗合成气中含有的熔渣、大颗粒细灰和夹带的液滴，得到初步净化的合成气、熔渣和黑水；熔渣和大颗粒细灰进入粗渣去渣池6进行处理，黑水进入黑水处理***7进行沉淀和过滤。

在优选实施方式中，(ii)将所述初步净化的合成气送入至文丘里洗涤器3，通过洗涤水润湿润湿捕捉灰尘，凝聚形成含尘液滴后通过合成气进口4-11进入分离洗涤塔4的下段内腔，文丘里洗涤器3的合成气出口与所述合成气进口4-11通过法兰连接；根据气体分布器4-8的流道，气体以斜向下进入下段内腔，向下流动，速度逐渐降低，液体因质量差通过重力作用被分离进入底部黑水中。

在优选实施方式中，(iii)进入分离洗涤塔4的带含尘液滴的合成气由经分段挡板4-12后，通过塔体4-14内的连通管4-6由下段内腔至上段内腔，在这一过程中，大部分液滴夹带细灰通过重力沉降或撞击分段挡板后凝聚形成液膜在洗涤塔下段内腔被沉降分离，进入下段内腔底部的黑水中；微量的含尘液滴和细微颗粒随着合成气通过联通管4-6向分离洗涤塔的上段内腔流动，在上升过程中，部分含尘液滴和细灰颗粒在联通管4-6内沉降下落或者向上撞击到联通管4-6顶端的防水导向板4-13后凝聚形成液膜并下落进入到上段内腔的水相中；

分离洗涤塔4上段内腔(洗涤段)用于洗涤分离合成气中残损的微量的微细颗粒，合成气通过塔盘上设有的塔板4-4，经洗涤水洗涤、冷凝、分离合成气中残存的微细细灰；洗涤采用的塔板4-4可选4～6块以及2～4个洗涤水进口4-3，上层洗涤的塔板4-4可采用泡罩式或浮阀式，洗涤水为通过冷凝液入口(图中未标出)进入的来自下游的冷凝液9；中下层洗涤的塔板4-4可采用固阀式或筛板式，洗涤水为黑水处理***7进行沉淀、过滤和分离处理后，经加热、加压后回用的高温、高压灰水8，通过洗涤水进口4-3进入塔内；通过顶部的除沫器4-2分离塔板洗涤过程中合成气中夹带的泡沫和液滴，除沫器的形式可为本领域常规的折流板式或旋流板式；最终，需要送至下游的合成气10经分离洗涤塔顶部的除沫器4-2分离夹带的雾沫后经合成气出口4-1排出、进入下游***。

分离洗涤塔4的上段内腔底部沉积的含尘污水，通过小流量连续或间歇排污的方式由第一排污联通口4-7排出，并经连通于第一排污联通口4-7和第二排污连通口4-7’的管道而进入分离洗涤塔4的下段内腔。从而，上段内腔的含尘污水和下段内腔产生的黑水一起通过黑水出口I 4-9和黑水出口II 4-10排出。

其中，分离洗涤塔4上段内腔的上层清液经激冷水出口4-5流出后通过激冷水泵5泵入气化炉激冷室2和文丘里洗涤器3，分别作为所述气化炉激冷室2的激冷水和文丘里洗涤器3的洗涤水。

分离洗涤塔4和气化炉激冷室2排出的黑水送入黑水处理***7进行沉淀、过滤和分离处理后，经加热、加压再返回***作为高温、高压灰水回用。

通过内腔分段的洗涤分离塔4，将合成气中的含尘量分离到下段黑水中并排出***，上段水质好的上层清液经激冷水出口4-5后通过激冷水泵5送到气化炉激冷室2作为激冷水和文丘里洗涤器3的洗涤水使用，确保激冷室和文丘里更好的洗涤效果。

气化炉激冷室2和分离洗涤塔4下段的含固黑水排放到黑水处理***7经沉淀、过滤、分离后，经加压、加热后作为高温、高压灰水返回***回用。分离洗涤塔4上段的洗涤水可为回用的高温、高压灰水和后***送来的冷凝液。

实施例1：

气流床水煤浆气化装置生成合成气，气化压力6.5MPaG，投煤量约2000t/d，气化用煤中灰分含量10％。采用上述图1所示的合成气的洗涤除尘装置进行合成气的洗涤除尘，激冷室内分离器采用旋流板形式；分离洗涤塔中防水导向板的底面半径为连通管外径的2倍；开槽直管段的开槽角度是20°，开槽面积占直管段表面积的40％；分离洗涤塔上段内腔设置5层型塔板，其中最上两层为浮阀式，其余三层为固阀式，洗涤水两路供水，一路是冷凝液从冷凝液进口(图中未画出)进入，且位于塔盘的首层塔板，一路是高温、高压灰水(压力为高于气化压力0.5MpaG，温度为150℃)，位于第三层塔板；分离洗涤塔的除沫器采用旋流板形式。经气化反应后灰分和少量未完全反应的碳经淬冷后以固态形式进入气化炉激冷室，其中50wt％左右(约4800kg/h)的粒度为3mm的固体颗粒裹挟小颗粒灰尘通过重力作用由渣池排出；剩余的粒度在0.1um～150um的小颗粒灰尘则分别通过气化炉激冷室、文丘里洗涤器以及分离洗涤塔下段内腔、分离洗涤塔上段内腔的塔板进行洗涤除尘。其中75％wt左右的小颗粒灰尘(约3500kg/h)由激冷水在气化炉激冷室洗涤分离下来并随黑水进入黑水处理***；20wt％左右小颗粒灰尘(约960kg/h)经文丘里洗涤器润湿后在分离洗涤塔下段内腔中被分离出来并随黑水排入黑水处理***；剩余的微细灰尘(约323kg/h，粒度0.1～5um)进入分离洗涤塔上段内腔，通过洗涤塔板和除沫器继续分离，最终送入下游***的合成气中含尘量低于1mg/Nm³，洗涤水中的灰尘除少量形成含尘污水通过第一、第二排污连通口之间的联通管道进入下段内腔并随黑水排入到黑水处理***外，其余悬浮在上层清液中(液体含固量低于0.1wt％，固体粒度0.1～5um)并从激冷水出口排出且被激冷水泵分别送入气化炉激冷室和文丘里洗涤器作为激冷水和洗涤水使用，总用水量约360t/h(其中文丘里洗涤水约90t/h，激冷水270t/h)。

另外，相比较于传统洗涤流程，本申请因激冷水水质的变化，在满足合成气和熔融灰渣冷却和除尘的条件下，激冷水用量减少10％左右；因分离洗涤塔上段内腔内合成气含尘量减低，洗涤水用量可降低5％左右。本套***每年可节约电耗30万kw*h。

实施例2：

气流床干粉煤气化装置生成合成气，气化压力4.0MPaG，投煤量约1500t/d，气化用煤中灰分含量25％左右。采用上述图1所示的合成气的洗涤除尘装置进行合成气的洗涤除尘，气化炉激冷室内的分离器采用旋流板形式；分离洗涤塔中防水导向板的底面半径为连通管外径的2.2倍；开槽直管段的开槽角度是30°，开槽面积站直管段表面积的30％；分离洗涤塔上段内腔设置5层型塔板，其中最上两层为泡罩式，其余三层为固阀式，洗涤水两路供水，一路冷凝液从冷凝液进口(图中未画出)进入且位于塔盘的首层塔板，一路高温、高压灰水(压力为高于气化压力0.5MpaG，温度为150℃)位于第三层塔板；分离洗涤塔中除沫器采用折流板形式。经气化反应后灰分和少量未完全反应的碳经淬冷后以固态形式进入气化炉激冷室，其中70wt％左右(约11600kg/h)的粒度为3mm的固体颗粒裹挟小颗粒灰尘通过重力作用由渣池排出；剩余的粒度在0.1um～100um的小颗粒灰尘则分别通过气化炉激冷室、文丘里洗涤器和分离洗涤塔下段内腔、分离洗涤塔上段内腔的塔板进行洗涤除尘。其中70％wt左右的小颗粒灰尘(约3500kg/h)由激冷水在气化炉激冷室被洗涤分离下来并随黑水进入黑水处理***；20wt％左右小颗粒灰尘(约1000kg/h)经文丘里洗涤器润湿后在分离洗涤塔下段内腔中被分离出来并随黑水排入黑水处理***；剩余的微细灰尘(约462kg/h，粒度0.1～2um)进入分离洗涤塔上段内腔，通过洗涤塔板和除沫器继续分离，最终送入下游***的合成气中含尘量低于1mg/Nm³，洗涤水中的灰尘除少量形成含尘污水通过第一、第二排污连通口之间的联通管道进入下段内腔并随黑水排入到黑水处理***外，其余悬浮在上层清液中(液体含固量低于0.2wt％，固体粒度0.1～2um)并从激冷水出口排出且被激冷水泵分别送入气化炉激冷室和文丘里洗涤器作为激冷水和洗涤水使用，总用水量约285t/h(其中文丘里洗涤水约65t/h，激冷水220t/h)。

相比较于传统洗涤流程，本申请因激冷水水质的变化，在满足合成气和熔融灰渣冷却和除尘的条件下，激冷水用量减少8％左右；因分离洗涤塔上段腔体内合成气含尘量减低，洗涤水用量可降低7％左右，本套***每年可节约电耗20万kw*h。

以上已经描述了本实用新型的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims (10)

1.一种合成气的洗涤除尘装置，其特征在于，包括：

与气化炉气化室(1)相连通的气化炉激冷室(2)，用于对气化炉气化室(1)生成的粗合成气进行洗涤和冷却以分离其中所含的熔渣、大颗粒细灰和夹带的液滴，获得初步净化的合成气、熔渣和黑水；

文丘里洗涤器(3)，用于对经气化炉激冷室(2)处理所得的合成气进行润湿，形成带含尘液滴的合成气；

分离洗涤塔(4)，所述分离洗涤塔(4)的内腔分隔为上段内腔和下段内腔；所述下段内腔设有合成气进口(4-11)，用于接收来自文丘里洗涤器(3)所得带含尘液滴的合成气；所述上段内腔和下段内腔之间设有用于使下段内腔内带含尘液滴的合成气进入上段内腔的合成气导流结构；所述上段内腔用于洗涤进入上段内腔内的合成气以去除其中残留的微细颗粒，并获得净化的合成气、污水；所述上段内腔设有供所述净化的合成气输出的合成气出口(4-1)；

激冷水泵(5)，用于将分离洗涤塔(4)上段内腔的污水上层至少部分的上层清液作为激冷水循环送至气化炉激冷室(2)，以及用于将分离洗涤塔(4)上段内腔的污水上层至少部分的上层清液作为洗涤水循环送至文丘里洗涤器(3)。

2.根据权利要求1所述的洗涤除尘装置，其特征在于，所述分离洗涤塔(4)上段内腔设有激冷水出口(4-5)，用于将所述上段内腔中的上层清液输出；

所述激冷水泵(5)的入水口与所述分离洗涤塔的激冷水出口(4-5)连通；所述激冷水泵(5)的出水口与气化炉激冷室(2)的激冷水入口连通；所述激冷水泵(5)的出水口还与文丘里洗涤器(3)的洗涤水入口相连通。

3.根据权利要求1所述的洗涤除尘装置，其特征在于，所述分离洗涤塔(4)的内腔中设有分段挡板(4-12)，用于将所述内腔分隔为所述上段内腔和下段内腔；分段挡板(4-12)呈“倒漏斗”状，且在其漏斗咀部开设有接口；

所述合成气导流结构包括：联通管(4-6)，所述联通管(4-6)位于所述上段内腔内，且联通管的底部管口与所述分段挡板(4-12)的接口相连接以使所述上段内腔和下段内腔贯通。

4.根据权利要求3所述的洗涤除尘装置，其特征在于，所述合成气导流结构还包括防水导向板(4-13)；所述防水导向板(4-13)位于联通管(4-6)顶端并遮挡联通管顶端的管口，且防水导向板(4-13)与联通管(4-6)顶端的管口之间留有间隙，以使由联通管的顶端管口流出的合成气扩散并流入所述上段内腔中。

5.根据权利要求4所述的洗涤除尘装置，其特征在于，所述防水导向板(4-13)的外轮廓形状呈圆台形；所述防水导向板(4-13)的底部外径为所述联通管(4-6)外径的1.5～2.5倍；

所述联通管(4-6)与防水导向板(4-13)底部所在的平面以及分段挡板(4-12)底部所在的平面均相垂直。

6.根据权利要求1所述的洗涤除尘装置，其特征在于，所述分离洗涤塔(4)还包括：气体分布器(4-8)，用于将由合成气进口(4-11)进入的所述带含尘液滴的合成气分布在下段内腔内；所述气体分布器(4-8)位于所述下段内腔中且与所述合成气进口(4-11)连通；

所述气体分布器(4-8)为顺着合成气进口方向垂直塔体(4-14)设置的直管，所述直管一端与合成气进口(4-11)连接，另一端为盲端，且在直管的侧壁开有气体导流槽口，用于引导由合成气进口(4-11)进入下段内腔的合成气相对所述直管倾斜向下流动。

7.根据权利要求6所述的洗涤除尘装置，其特征在于，所述气体导流槽口顺着所述直管的长度方向开设至直管的底部侧壁，且气体导流槽口的两条沿着直管的长度方向延伸的槽口边所在的平面与水平面的夹角为15-45°；

所述直管中，开槽面积占直管侧壁表面积的1/4～1/2。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的洗涤除尘装置，其特征在于，分离洗涤塔(4)上段内腔的下部侧壁开设有第一排污联通口(4-7)，分离洗涤塔下段内腔的下部侧壁开设有第二排污联通口(4-7’)，第一及第二排污联通口通过管道相联通，用于将上段内腔内的污水底层所沉积的含尘污水导流至下段内腔中；

在分离洗涤塔(4)下段内腔且位于所述第二排污联通口(4-7’)下方的位置开设有黑水出口I(4-9)，所述分离洗涤塔(4)下段内腔的底部开设有黑水出口II(4-10)，均用于排出分离洗涤塔下段内腔产生的黑水以及上段内腔产生的含尘污水；

所述分离洗涤塔(4)的上段内腔的上部侧壁开设有洗涤水进口(4-3)；上段内腔中设置有除沫器(4-2)和洗涤塔板(4-4)，且所述除沫器(4-2)位于洗涤塔板(4-4)和洗涤水进口(4-3)的上方；所述合成气出口(4-1)开设于所述上段内腔的顶部。

9.根据权利要求1-7任一项所述的洗涤除尘装置，其特征在于，所述文丘里洗涤器(3)的合成气出口与所述分离洗涤塔(4)的合成气进口(4-11)通过法兰连接。

10.根据权利要求1-7任一项所述的洗涤除尘装置，其特征在于，所述洗涤除尘装置还包括：黑水处理***(7)，用于对分离洗涤塔(4)和气化炉激冷室(2)排出的黑水进行沉淀和过滤，以获得灰水并回用作分离洗涤塔(4)的洗涤水。