本发明涉及荒煤气除尘技术领域，具体而言，涉及一种荒煤气除尘装置。
背景技术：
沫煤热解产物主要包括焦油、煤气和半焦，而沫煤在热解炉内直接产生的两种产物是半焦和粗荒煤气(450～550℃)。其中粗荒煤气由焦油蒸汽、煤气、水蒸气和半焦粉尘组成。为得到低灰高品质焦油，现在行业内通常采用高温除尘器处理荒煤气，以将其中的焦油灰除下来(≤50mg/Nm3)，焦油冷凝收集后其灰分元低于国家标准值。
发明专利201410202671公开了一种高焦油高粉尘的高温气体的除尘工艺，讲述与荒煤气相似气体的除尘工艺。主要是采用膜式过滤器进行分离固体粉尘。发明专利201410213120公开了一种含尘煤化气的净化除尘系统及其工艺方法，其采用过滤器，除尘效率稳定超过98％，成本降低15％。发明专利201410728674.3公开了一种膜除尘器及利用该膜除尘装置的煤热解工艺，专利膜除尘装置，可过滤含尘煤气中绝大部分半焦粉尘(≥0.1um)，除尘效率高达99.9％以上。以上专利中均采用的是高温除尘器除尘工艺。
然而，尽管高温除尘器的除尘效果非常不错，除尘效率一般都稳定在98％以上，后续收集的焦油品质也较高，但采用该工艺还存在以下问题：(1)焦油处在高温状态的时间较长，容易产生二次裂解，从而会影响焦油的品质；(2)高温除尘器对温度的要求比较严格，一旦温度出现波动或降低到370℃以下，除尘器内便会有焦油析出，易造成除尘器堵塞；(3)高温介质为荒煤气，对氧含量要求严格，对设备要求特别严格，有安全隐患。
基于上述原因，有必要提供一种适宜在常温下使用的荒煤气除尘装置。
技术实现要素：
本发明旨在提供一种荒煤气除尘装置，以解决现有技术中荒煤气高温除尘时存在的焦油易二次裂解、设备易堵塞且存在安全隐患的问题。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了荒煤气除尘装置，其包括：喷淋洗涤塔，喷淋洗涤塔上设置有荒煤气进口、第一气相出口和第一液相出口，喷淋洗涤塔的内部设置有喷雾器，喷雾器用以喷入氨水或焦油；气液分离装置，气液分离装置上设置有第一气相进口，第一气相进口与第一气相出口相连；以及固液分离装置，固液分离装置上设置有第一液相进口，第一液相进口与第一液相出口相连。
进一步地，喷淋洗涤塔为填料塔或泡沫塔。
进一步地，气液分离装置为离心式气液分离器、离心折流式气液分离器或过滤式气液分离器。
进一步地，固液分离装置为膜式过滤器，固液分离装置的内部平行设置有多根过滤管。
进一步地，过滤管的外层设置有保温层。
进一步地，气液分离装置上还设置有第二液相出口，第二液相出口与第一液相进口相连。
进一步地，固液分离装置上还设置有反冲洗液体进口，除尘装置还包括反冲洗液体供应装置，反冲洗液体供应装置与反冲洗液体进口相连。
进一步地，当喷雾器用以喷入氨水时，固液分离装置上还设置有第三液相出口，除尘装置还包括液液分离器，液液分离器上设置有第三液相进口，第三液相进口与第三液相出口相连。
进一步地，固液分离装置上还设置有固渣出口，除尘装置还包括固渣处理装置，固渣处理装置上设置有固渣进口，固渣进口与固渣出口相连，固渣处理装置用以回收固渣中的焦油。
进一步地，除尘装置还包括固渣输送机，固渣输送机设置在固渣进口与固渣出口之间。
进一步地，除尘装置还包括加压泵，加压泵设置在第一液相进口所在的管路上。
进一步地，除尘装置还包括反吹泵，反吹泵设置在反冲洗液体供应装置与反冲洗液体进口之间的管路上。
进一步地，除尘装置还包括粗除尘装置，粗除尘装置上设置有荒煤气出口，荒煤气出口与荒煤气进口相连。
进一步地，粗除尘装置为旋风除尘器或旋风组除尘器。
本发明提供了一种荒煤气除尘装置，该除尘装置用于荒煤气的除尘处理时除尘效果较高。同时，利用喷淋洗涤塔进行喷淋除尘，还具有降温的功能。这就使得整体的除尘工艺处于较低的温度状态，避免了焦油长期处于高温时的二次裂解，保证了焦油品质，且不存在焦油析出易堵塞设备的问题。另外，较低的温度也极大地提高的除尘的安全性。除了以上优势外，本发明中的除尘装置的运行成本也相对较低。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了根据本发明一种实施方式中的荒煤气除尘装置。
其中，附图标记如下：
10、喷淋洗涤塔；11、喷雾器；12、加压泵；20、气液分离装置；30、固液分离装置；31、反吹泵；40、固渣输送机。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
正如背景技术部分所介绍的，现有技术中荒煤气高温除尘时存在的焦油易二次裂解、设备易堵塞且存在安全隐患的问题。为了解决这一问题，本发明提供了一种荒煤气除尘装置，如图1所示，该除尘装置包括：喷淋洗涤塔10，气液分离装置20以及固液分离装置30；喷淋洗涤塔10上设置有荒煤气进口、第一气相出口和第一液相出口，喷淋洗涤塔10的内部设置有喷雾器11，喷雾器11用以喷入氨水或焦油；气液分离装置20上设置有第一气相进口，第一气相进口与第一气相出口相连；固液分离装置30上设置有第一液相进口，第一液相进口与第一液相出口相连。
本发明提供的上述荒煤气除尘装置，没有选用高温除尘器，而是以喷淋洗涤塔10作为除尘主体，辅以气液分离装置20和固液分离装置30进行荒煤气的除尘。在实际操作过程中，温度较高的荒煤气进入喷淋洗涤塔10中，与喷雾器11喷入的氨水或焦油相接触。氨水或焦油作为喷淋介质，能够高效捕捉荒煤气中的半焦粉尘和焦油，使得荒煤气中的半焦粉尘和焦油随喷淋介质从第一液相出口流出，而除尘后的荒煤气从第一气相出口排出。然后，携带有半焦粉尘和焦油的喷淋介质进入固液分离装置30后，焦油和喷淋介质一起与固态的半焦粉尘分离，实现焦油和半焦粉的分离。而除尘后的荒煤气则进一步进入气液分离装置20，使气体中携带的少量液滴分离，以进一步得到净化。
该除尘装置用于荒煤气的除尘处理时除尘效果较高。同时，利用喷淋洗涤塔10进行喷淋除尘，还具有降温的功能。这就使得整体的除尘工艺处于较低的温度状态，避免了焦油长期处于高温时的二次裂解，保证了焦油品质，且不存在焦油析出易堵塞设备的问题。另外，较低的温度也极大地提高的除尘的安全性。除了以上优势外，本发明中的除尘装置的运行成本也相对较低。
在一种优选的实施例中，喷淋洗涤塔10为填料塔或泡沫塔。采用填料塔或泡沫塔，提高气液两相的接触面积，有利于喷淋介质捕捉焦油和半焦粉。具体的，喷雾器11位于塔内洗涤层的上方，荒煤气自下而上运动，与逆流的喷淋介质充分接触进行物质交换。优选地，可以设置3层或4层洗涤层。优选喷淋洗涤塔10为圆筒状结构。
在一种优选的实施例中，气液分离装置20为离心式气液分离器、离心折流式气液分离器或过滤式气液分离器。这几种气液分离器均具有较高的分离效率。采用离心分离原理，分离后的气体从顶部溢出，液体从底部流出。优选气液分离装置20为圆筒状结构。
在一种优选的实施例中，固液分离装置30为膜式过滤器，固液分离装置30的内部平行设置有多根过滤管，过滤管为陶瓷膜式过滤管、金属膜式过滤管或金属丝网烧结过滤管。固液分离装置30为膜式过滤器，进出口压差≤0.1MPa。优选地，过滤管的外层设置有保温层。设置保温层可以使焦油处于70～80℃的状态下，以保证较低的粘度。优选固液分离装置30为圆筒状结构。
在一种优选的实施例中，气液分离装置20上还设置有第二液相出口，第二液相出口与第一液相进口相连。将第二液相出口与第一液相进口相连，能够将从气液分离装置20分离出来的少量液体(里面同样含有喷淋介质、少量焦油和半焦粉)进一步进行固液分离，回收其中的焦油，减少损失。
在一种优选的实施例中，固液分离装置30上还设置有反冲洗液体进口，除尘装置还包括反冲洗液体供应装置，反冲洗液体供应装置与反冲洗液体进口相连。固液分离装置30使用一段时间后，过滤管表面会有半焦粉残留，会影响过滤效果。而设置反冲洗工艺，当进出口压差(PIC)达到设定值时，采用反冲洗液体对过滤管进行反吹再生，能够保证长期的分离效果，达到循环再生使用的目的。具体应用过程中，该反吹工艺采用高压反冲洗原理。反冲洗的液体可以采用高压水、高压氨水、干净的过滤液或高压溶剂等。
在图中未示出的另一种实施例中，过滤管表面设置有机械刮壁机构，比如机械刮壁刀。该设置实际为自动机械式的清理，其原理类似发动上的活塞环，可密封可清理滤芯。
在一种优选的实施例中，当喷雾器11用以喷入氨水时，固液分离装置30上还设置有第三液相出口，除尘装置还包括液液分离器，液液分离器上设置有第三液相进口，第三液相进口与第三液相出口相连。当喷雾器11用以喷入氨水时，如图1所示，经过固液分离装置30的处理，氨水和焦油形成的液相即与半焦粉固相实现固液分离(当采用焦油进行喷淋时，固液分离装置30的第三液相出口出来的液体即焦油，无需进一步分离)。进一步设置液液分离器，能够将液相中的氨水和焦油分离开来，得到高品质的焦油产品。
在一种优选的实施例中，固液分离装置30上还设置有固渣出口，除尘装置还包括固渣处理装置，固渣处理装置上设置有固渣进口，固渣进口与固渣出口相连，固渣处理装置用以回收固渣中的焦油。固液分离装置30分离出来的固渣为半焦粉，半焦粉中也会携带微量的焦油。利用固渣处理装置，能够将这部分焦油进行回收。具体地，固渣处理装置的分离原理可以有如下几种：有机械式，萃取式和蒸馏等，本发明主要针对机械式和萃取式和加热耦合，即焦油渣加热后，粘度降低，可流动，进入离心机进行分离，回收大部分油，焦油进入成品罐，然后排出的油渣进入混合罐和溶剂混合，再通过离心机进行分离，然后在对渣子和分离焦油液单独进行加热，回收溶剂重复利用。还有一种采用絮凝剂和破乳剂混合液体，与焦油渣进行混合，将渣子里的油和水剥离，之后焦油渣、焦油和水自动分层，然后将各类液体排除，渣子单独处理。
在一种优选的实施例中，除尘装置还包括固渣输送机40，固渣输送机40设置在固渣进口与固渣出口之间。如图1所示，固渣输送机40为螺旋输送器。在实际操作过程中，当固液分离装置30运行一段时间后，需要进行排渣，此时需关闭固液分离装置30的液体进出口阀门，打开螺旋输送器进行排渣。
在一种优选的实施例中，除尘装置还包括加压泵12，加压泵12设置在第一液相进口所在的管路上。加压泵12可以为离心加压泵，泵体内部设置有防腐蚀衬料。
在一种优选的实施例中，除尘装置还包括反吹泵31，反吹泵31设置在反冲洗液体供应装置与反冲洗液体进口之间的管路上。反吹泵31的作用是为反吹液体进行加压，泵体内部设置有防腐蚀衬料。
在一种优选的实施例中，除尘装置还包括粗除尘装置，粗除尘装置上设置有荒煤气出口，荒煤气出口与荒煤气进口相连。利用粗除尘装置，可以在喷淋除尘前先对荒煤气进行粗除尘，从而能够进一步提高荒煤气的除尘效果。
在一种优选的实施例中，粗除尘装置为旋风除尘器或旋风组除尘器。旋风组除尘器原理与旋风除尘器类似，不同之处在于，旋风组除尘器由多组旋风组成或者小型的陶瓷旋风子组成。
在实际的操作过程中，从反应炉出来高温荒煤气温度约450～550℃，首先经过粗除尘装置将大部分粉尘分离下来，粗除后荒煤气含尘量约12～15g/Nm3。然后，荒煤气进入到喷淋洗涤塔10内，与氨水或焦油直接接触，实现降温和除尘，喷淋洗涤后含尘量能够降低到50mg/Nm3左右。从气液分离装置20内出来的除尘后的荒煤气可以进入到后续处理(间冷塔、电捕焦，煤气净化等)。
由上述描述可知，采用本发明所提供的除尘装置，用于荒煤气的除尘处理时除尘效果较高。同时，利用喷淋洗涤塔进行喷淋除尘，还具有降温的功能。这就使得整体的除尘工艺处于较低的温度状态，避免了焦油长期处于高温时的二次裂解，保证了焦油品质，且不存在焦油析出易堵塞设备的问题。另外，较低的温度也极大地提高的除尘的安全性。除了以上优势外，本发明中的除尘装置的运行成本也相对较低。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。