除塵劑及使用該除塵劑對(duì)煤熱解氣體除塵的工藝及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種除塵劑，尤其涉及一種使用該除塵劑對(duì)煤熱解氣體進(jìn)行除塵的工 藝及裝置，屬于煤化工技術(shù)領(lǐng)域。 技術(shù)背景
[0002] 我國是一個(gè)缺油少氣、煤炭資源相對(duì)豐富的國家，煤炭占據(jù)一次能源的65%以上。 目前，我國的煤炭產(chǎn)量和消費(fèi)總量均列世界首位，并且煤炭產(chǎn)量仍呈逐年上升趨勢(shì)，而我國 的大部分電力依賴于燃煤電廠的供給，由于燃煤所產(chǎn)生的大量污染物的排放，導(dǎo)致現(xiàn)階段 我國正面臨著能源供應(yīng)安全和環(huán)境保護(hù)的雙重壓力，因此，研宄與開發(fā)潔凈煤技術(shù)刻不容 緩。
[0003] 迄今為止，國內(nèi)的許多企事業(yè)單位都在致力于推進(jìn)煤熱解提質(zhì)技術(shù)的工業(yè)化進(jìn) 程，并取得了一定程度的突破性進(jìn)展，例如部分地區(qū)依托豐富的煤炭資源，已規(guī)劃、建設(shè)并 運(yùn)行了粉煤潔凈化分級(jí)利用項(xiàng)目，以生產(chǎn)高附加值的提質(zhì)煤、油品和LNG等產(chǎn)品。但是現(xiàn)有 技術(shù)中的煤熱解氣體仍存在以下不足：（1)含有大量粉塵，容易沉積并堵塞管道；（2)氣體 中的烴類物質(zhì)易于結(jié)焦，附著在管壁上也會(huì)造成堵塞；（3)煤熱解氣體所生產(chǎn)的煤焦油的 品質(zhì)低下，導(dǎo)致分離和儲(chǔ)運(yùn)困難。為解決煤熱解氣體所存在的上述問題，現(xiàn)有技術(shù)通常的處 理工藝是將煤熱解氣體直接冷卻，得到含塵煤焦油，然后再加熱以進(jìn)行后續(xù)加工；或者采用 氨水噴淋荒煤氣以達(dá)到降溫、除塵的目的，然而，這兩種工藝不僅能耗巨大，且會(huì)產(chǎn)生廢水 廢渣，造成環(huán)境污染，同時(shí)還浪費(fèi)了煤熱解氣體的物理顯熱。
[0004] 為克服現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷，中國專利文獻(xiàn)CN101882553A公開了一種適用于 煤基氣體的一體化中高溫煤氣凈化工藝與設(shè)備，其中所述煤氣凈化工藝的流程為：來自 氣化爐的高溫煤氣由逆流移動(dòng)床裝置的下部入口進(jìn)入，含有雜質(zhì)的熱煤氣與固體凈化劑 接觸后，雜質(zhì)由固體凈化劑吸收，煤氣經(jīng)過上部的陶瓷高溫過濾單元過濾后從頂部出口排 出；其中，該移動(dòng)床使用的凈化劑為褐煤半焦負(fù)載的多元金屬基固體凈化劑，該固體凈化 劑具有極高的反應(yīng)活性及高的孔隙率和比表面積，可以同時(shí)脫除含硫化合物、氮氧化物前 驅(qū)體、汞蒸氣、焦油蒸汽等主要雜質(zhì)。雖然上述技術(shù)能夠使得煤熱解氣體中的各種雜質(zhì)的 總含量有效降低至lOmg/m 3以下，但由于該工藝不僅需要用到特制的鐵基凈化劑，其成分 是 FeyMox(Ce，Ca，Ni，Cu) (a6ri/C(x = 0· 1-0. 6, y = 0· 6-0. 9)，還需要設(shè)置陶瓷高溫過濾單 元，這樣勢(shì)必會(huì)造成該工藝的前期投入較大，成本較高，并且該工藝仍不能有效解決因粉塵 沉積及高溫結(jié)焦而導(dǎo)致的管道堵塞的問題。鑒于此，如何對(duì)煤熱解氣體的除塵工藝進(jìn)行改 進(jìn)以克服現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說依舊是一個(gè)亟待解決的技術(shù)難 題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明解決的是現(xiàn)有技術(shù)中的煤氣凈化工藝因存在粉塵沉積及高溫結(jié)焦而導(dǎo)致 管道易于堵塞，以及需要使用特制的固體凈化劑和陶瓷高溫過濾單元而導(dǎo)致成本較高的問 題；進(jìn)而提供一種除塵效果好、可減少煤氣中的重組分結(jié)焦、且無需使用特制凈化劑的煤熱 解氣體除塵工藝及裝置。
[0006] 本發(fā)明實(shí)現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案為：
[0007] -種除塵劑，所述除塵劑為干燥煤，所述干燥煤由如下方法制備而成：將原料煤與 溫度為150-350°C、氧含量< 5v%的氣體接觸，即得所述干燥煤。
[0008] 所述原料煤與所述氣體接觸的時(shí)間為40-70min。
[0009] 所述干燥煤的粒徑為0. 2-30mm。
[0010] 所述的除塵劑在煤熱解氣體除塵工藝中的應(yīng)用。
[0011] 一種煤熱解氣體的除塵工藝，將煤熱解氣體逆向通過所述的除塵劑形成的移動(dòng)床 顆粒層，對(duì)所述煤熱解氣體進(jìn)行除塵處理，得到無塵煤氣。
[0012] 所述移動(dòng)床顆粒層的形成過程為：所述除塵劑勻速連續(xù)地進(jìn)入移動(dòng)床反應(yīng)器中， 并自上而下勻速流出所述移動(dòng)床反應(yīng)器，從而在所述移動(dòng)床反應(yīng)器內(nèi)形成所述移動(dòng)床顆粒 層。
[0013] 所述移動(dòng)床顆粒層的料層高度占所述移動(dòng)床反應(yīng)器的反應(yīng)室高度的1/3-1/2。
[0014] 所述煤熱解氣體與所述移動(dòng)床顆粒層的流速之比為（400-500) : 1。本發(fā)明中，煤 熱解氣體的流速是指單位時(shí)間內(nèi)流入移動(dòng)床反應(yīng)器內(nèi)的熱解煤氣的工況體積，單位為ml/ min;移動(dòng)床顆粒層的流速指的是單位時(shí)間內(nèi)流出移動(dòng)床反應(yīng)器的干燥煤的工況體積，單位 為 ml/min〇
[0015] 還包括：對(duì)所述無塵煤氣進(jìn)行冷卻和洗滌，得到凈煤氣。
[0016] 采用50_70°C、氨含量小于3g/L的氨水冷卻和洗絳。
[0017] 經(jīng)除塵處理后的除塵劑作為煤熱解氣體的反應(yīng)原料。
[0018] 所述煤熱解氣體的產(chǎn)生條件是：在400-650°C、-500~500Pa下熱解40-70min。
[0019] 還包括：將部分所述凈煤氣提壓后與所述煤熱解氣體混合，再對(duì)得到的混合氣進(jìn) 行除塵處理。
[0020] 一種利用所述的煤熱解氣體的除塵工藝對(duì)煤熱解氣體進(jìn)行除塵的裝置，包括：
[0021] 熱解爐，其具有第一出氣口；
[0022] 移動(dòng)床反應(yīng)器，在其底部、頂部分別開設(shè)有第二進(jìn)氣口和第二出氣口，所述第二進(jìn) 氣口與所述第一出氣口相連通，在所述移動(dòng)床反應(yīng)器內(nèi)具有由干燥煤形成的移動(dòng)床顆粒 層。
[0023] 還包括洗滌塔，在其下部、頂部分別設(shè)置有第三進(jìn)氣口和第三出氣口，所述第三進(jìn) 氣口與所述第二出氣口相連通。
[0024] 在所述洗滌塔的側(cè)壁上開設(shè)有若干個(gè)進(jìn)液口，在所述洗滌塔的底部還設(shè)置有出液 口，所述出液口與洗滌泵相連接。
[0025] 所述移動(dòng)床反應(yīng)器的出料口與所述熱解爐的進(jìn)煤口相連通。
[0026] 所述熱解爐上開設(shè)有第一進(jìn)氣口，所述第一進(jìn)氣口與所述第三出氣口相連通。
[0027] 還包括螺旋送料機(jī)，所述熱解爐的進(jìn)煤口通過所述螺旋送料機(jī)的送料管道與所述 移動(dòng)床反應(yīng)器的出料口相連通，且所述進(jìn)煤口與所述第一出氣口重合，所述出料口即為所 述第二進(jìn)氣口。
[0028] 還包括干燥煤緩沖罐，其底部設(shè)置有第二出料口，所述第二出料口與所述移動(dòng)床 反應(yīng)器的進(jìn)料口相連通。
[0029] 在所述干燥煤緩沖罐的外壁上設(shè)置有第一稱重傳感器。
[0030] 在所述移動(dòng)床反應(yīng)器的進(jìn)料口與出料口之間還設(shè)置有第二稱重傳感器和分布器。
[0031] 本發(fā)明所述的煤熱解氣體的除塵工藝，限定將煤熱解氣體逆向通過由除塵劑形成 的移動(dòng)床顆粒層對(duì)所述煤熱解氣體進(jìn)行除塵處理，得到無塵煤氣；本發(fā)明首次在煤熱解氣 體的除塵工藝中直接使用干燥煤作為除塵劑，充分利用干燥煤本身高的比表面積和過濾精 度，不僅有效吸附了煤熱解氣體中的細(xì)微顆粒物，還實(shí)現(xiàn)了對(duì)煤熱解氣體中的膠質(zhì)、瀝青質(zhì) 及重組分的截留；同時(shí)，本發(fā)明還利用干燥煤作為冷媒對(duì)高溫的煤熱解氣體進(jìn)行了換熱處 理，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)煤熱解氣體的除塵降溫。此外，本發(fā)明所述的除塵工藝還限定對(duì)所述無塵 煤氣進(jìn)行冷卻和洗滌，以使無塵煤氣中的氣相油降溫冷凝為液相的同時(shí)，進(jìn)一步洗滌除去 無塵煤氣中的少量粉塵，從而得到凈煤氣。
[0032] 與現(xiàn)有技術(shù)中的煤氣除塵工藝相比，本發(fā)明所述的煤熱解氣體的除塵工藝具有如 下優(yōu)點(diǎn)：
[0033] (1)本發(fā)明所述的除塵劑，首次將干燥煤用作煤熱解氣體的除塵劑，通過對(duì)原煤在 特定條件下的處理，實(shí)現(xiàn)了干燥煤作為除塵劑所需的吸附特性，充分利用了自身的高比表 面積和過濾精度，一方面可有效吸附煤熱解氣體中的細(xì)微顆粒物，另一方面有效地截留了 煤熱解氣體中的膠質(zhì)、瀝青質(zhì)、重組分等，從而達(dá)到高效除塵的目的。
[0034] (2)本發(fā)明所述的煤熱解氣體的除塵工藝，通過將煤熱解氣體逆向通過由干燥煤 形成的移動(dòng)床顆粒層，以對(duì)煤熱解氣體進(jìn)行除塵處理，得到無塵煤氣；本發(fā)明首次在煤熱 解氣體的除塵工藝中直接使用干燥煤作為除塵劑以達(dá)到除塵降溫的目的，與現(xiàn)有技術(shù)中的 煤氣除塵工藝相比，本發(fā)明不需要使用特制的固體除塵劑，也無需設(shè)置陶瓷高溫過濾單元， 就可截留住煤熱解氣體中的膠質(zhì)、瀝青質(zhì)、重組分及粉塵，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)煤熱解氣體的高效除 塵，這樣不僅極大降低了成本投入，也有利于改善煤焦油的性質(zhì)，降低煤焦油在后續(xù)加工過 程中的處理難度，使得本發(fā)明的除塵工藝操作簡(jiǎn)單、便于大規(guī)模運(yùn)營(yíng)。同時(shí)，本發(fā)明還利用 干燥煤作為冷媒對(duì)高溫的煤熱解氣體進(jìn)行換熱處理，不僅能夠減少重組分因高溫結(jié)焦而導(dǎo) 致管道堵塞的發(fā)生，也可降低使煤熱解氣體冷卻所需的能源消耗，從而使得本發(fā)明的除塵 工藝具有能耗小、成本低的優(yōu)點(diǎn)。
[0035] 并且，本發(fā)明通過對(duì)原料煤進(jìn)行干燥處理以除去原料煤中的游離水、吸附在毛細(xì) 孔中的氣體及粒徑小于〇. 2mm的粉塵，大幅降低了煤熱解氣體中的含水量，使得在干法除 塵時(shí)幾乎不產(chǎn)生冷凝水，也無需使用含水的洗滌液淋洗，從而極大地降低了廢水處理量