复合式煤气干法净化装置的制作方法

1.本发明属于煤气除尘技术领域，特别是涉及一种复合式煤气干法净化装置。


背景技术：

2.高炉煤气为含尘、含气态杂质的酸性腐蚀性气体，例如含有油、氯、硫等杂质；需经除尘系统除尘，并脱除杂质后才能输送给用户。现有技术中，通常是先通过高炉煤气干法除尘，然后再通过下游单独设置的脱氯装置、水解脱硫装置去除氯、硫等杂质系统总体占地较大，不利于大面积推广。现有干法除尘装置内通常安装单功能滤筒，只起到单纯的除尘作用，没有去除油、氯、硫等杂质的功能，并且现有滤筒为圆形等高结构，除尘器(特别是垂直进气方式)内部气流分布不均，还需另外设置均流装置，无法做到滤筒自身与气流分布相互匹配。


技术实现要素：

3.鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种复合式煤气干法净化装置，能够同时实现除尘和去除杂质，提高净化系统工作效率。
4.为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种复合式煤气干法净化装置，包括筒体，所述筒体的下部设置有煤气进口，筒体的上部设置有煤气出口，所述筒体内位于煤气出口的下方设置有多个滤筒，所述滤筒为从上至下由粗变细的倒锥形结构，且所述滤筒包括内外设置的吸附层和除尘过滤层，所述吸附层位于除尘过滤层的内侧；所述筒体的上部设置有煤气收集腔室，所述滤筒的外周侧为进气口，所述滤筒上端的出气口与所述煤气收集腔室连通，所述煤气收集腔室与煤气出口相连。
5.可选地，所述煤气进口设置在筒体下部侧面，进气方向沿筒体的径向，在所述筒体的横截面上沿煤气的进气方向由近及远设置为至少两个分区，每个分区内横向并排设置有多个滤筒，各个分区之间滤筒的数量、长度或者直径不同。
6.可选地，沿煤气的进气方向，从距离煤气进口最近的分区至距离煤气进口最远的分区，滤筒的长度逐区递增和/或滤筒的直径逐区递增。
7.可选地，各个所述分区滤筒的上端平齐，沿煤气进气方向，滤筒的下端的高度逐区递减。
8.可选地，在筒体的横截面上，各个所述分区的滤筒的中心分布在以煤气进口的中心为圆心的同一圆弧上。
9.可选地，在筒体的横截面上，沿煤气进气方向分为三个区，各个分区的最远边界处距离煤气进口中心的径向距离比为1:2
‑
2.5:4
‑
4.5。
10.可选地，所述滤筒包括具有透气孔隙的外套和内套，所述内套和外套均为上粗下细的倒锥形结构，所述外套为除尘滤料，所述外套和内套之间形成容纳吸附剂的容纳腔，所述容纳腔填充有吸附剂。
11.可选地，所述外套为金属滤料、陶瓷滤料或纤维滤料；所述内套为约翰逊网，或者
所述内套由多孔网管和丝网构成。
12.可选地，所述外套为布袋，所述外套由龙骨或者多孔套管支撑。
13.可选地，所述内套的开孔率大于等于30％。
14.可选地，所述筒体内设置有支撑板，所述支撑板与筒体顶部之间围成所述煤气收集腔室，该支撑板将净化前和净化后的煤气隔开，所述滤筒的上端安装在支撑板上，且支撑板上开设有与滤筒内套的上端对应的开孔。
15.可选地，所述内套的下端通过第一密封板密封，所述滤筒的上下端均设置有用于密封容纳腔的盖板。
16.可选地，所述滤筒还包括用于安装内套的内支撑管和用于安装外套的外支撑管，所述内支撑管与外支撑管之间通过中间连接件连接，所述内套连接在内支撑管下端，外套连接在外支撑管下端，所述内支撑管或外支撑管上设置有连接部，所述连接部与支撑板焊接或者螺栓连接。
17.可选地，所述容纳腔的上端通过盖板密封，或者所述内支撑管与外支撑管之间填充有吸附剂，所述内支撑管与外支撑管之间吸附剂的填充高度大于吸附层的厚度，所述容纳腔的上端通过吸附剂密封；所述内套的下端通过第一密封板密封，所述滤筒的下端设置有可开闭的第二密封板，并通过所述第二密封板将容纳腔的下端密封。
18.可选地，所述吸附剂为颗粒状的除油剂、脱氧剂、水解剂、脱氯的吸附剂、脱硫的吸附剂或催化剂。
19.可选地，每个所述滤筒的吸附层为一层至多层，当为至少两层时，各层的吸附剂种类相同或不同。
20.可选地，所述筒体的内壁设置有限位结构，所述滤筒的下端设置有限位件，所述限位结构与限位件的其中一个开设有限位槽，另一个竖向设置有限位销，所述限位销伸入限位槽内，限制滤筒在横向平面内的摆动范围。
21.可选地，所述复合式煤气干法净化装置还包括喷吹清灰装置，所述喷吹清灰装置包括供气装置、喷吹总管和喷吹支管，所述喷吹支管为上粗下细的倒锥形结构，所述喷吹支管的侧面开设有多个喷吹口，所述喷吹支管伸入所述滤筒中。
22.可选地，所述喷吹口呈喇叭状。
23.如上所述，本发明具有以下有益效果：采用上述结构，滤筒的外层为过滤层，用于除尘，位于过滤层内侧的吸附层用于吸附并去除油、氯、硫等杂质，可通过滤筒实现除尘及除去杂质的功能，不用另设脱硫、脱氯装置，可减少煤气处理设备的占地面积，降低投资成本，并且提高煤气处理效率；此外，由于滤筒为上大下小的锥形结构，可提高过滤效率。
24.此外，在筒体的横截面上沿煤气的进气方向由近及远设置为至少两个分区，每个分区内横向并排设置有多个滤筒，各个分区之间滤筒的数量、长度或者直径不同，各区的煤气处理能力逐区递增，可以解决除尘器(特别是垂直进气方式)内部气流分布不均、除尘效率较低的问题，无需另外设置均流装置，做到滤筒自身与气流分布相互匹配。提高除尘、过滤的均匀性及有效性。
附图说明
25.图1为一个实施例的结构示意图；
26.图2为一个实施例中滤筒的结构示意图；
27.图3为一个实施例中滤筒上端结构示意图；
28.图4为一个实施例中滤筒下端结构示意图；
29.图5为图3中内支撑管与外支撑管的连接示意图(俯视)；
30.图6为图1中a
‑
a视图；
31.图7为筒体的横截面上的分区示意图；
32.图8为另一实施例的结构示意图；
33.图9为图8中局部放大视图；
34.图10为再一实施例的结构示意图。
35.零件标号说明：
[0036]1‑
滤筒；11
‑
外套；12
‑
吸附剂；13
‑
内套；14
‑
盖板；15
‑
第二密封板；16
‑
第一密封板；17
‑
法兰盘；21
‑
内支撑管；22
‑
外支撑管；23
‑
支架；24
‑
连接部；25
‑
丝网；3
‑
筒体；3a
‑
第一分区；3b
‑
第二分区；3c
‑
第三分区；31
‑
煤气进口；32
‑
煤气出口；33
‑
煤气收集腔室；34
‑
集灰斗；4
‑
支撑板；5
‑
喷吹清灰装置；51
‑
总管；52
‑
支管；53
‑
喷吹口；61
‑
限位结构；62
‑
限位销；63
‑
限位槽。
具体实施方式
[0037]
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
[0038]
实施例1
[0039]
如图1至图5所示，一种复合式煤气干法净化装置，用于煤气除尘并脱除氯、硫等杂质，其包括筒体3，所述筒体3的下部设置有煤气进口31，煤气进口31连接进口管路，筒体3的上部设置有煤气出口32，煤气出口32连接出口管路，在筒体3内横向并排设置有多个滤筒1，滤筒1位于煤气出口32的下方，煤气进口31的上侧；其中，滤筒1为从上至下由粗变细的倒锥形结构，且滤筒1包括沿径向内外设置的吸附层和除尘过滤层，吸附层位于除尘过滤层的内侧，除尘过滤层用于过滤灰尘，吸附层填充有吸附剂用于脱除氯、硫等其他杂质；在筒体3的上部设置有煤气收集腔室33，煤气收集腔室33位于滤筒1的上方，并与煤气出口32连通；所述滤筒1的外周侧为煤气净化时的进气口，滤筒1上端设置有煤气净化后的出气口，该出气口与所述煤气收集腔室33连通。使用时，未净化的煤气由煤气进口31送入，在筒体3内向上流动，经滤筒1的除尘过滤层和吸附层依次处理后得到净化后的煤气，净化后的煤气进入煤气收集腔室33后通过煤气出口32排出，供用户使用，筒体3底部设置有集灰斗34和排灰口等，用于清理收集的灰尘。
[0040]
滤筒1的外层为过滤层，用于除尘，位于过滤层内侧的吸附层用于吸附并去除油、氯、硫等杂质，可通过滤筒1实现除尘及除去杂质的功能，不用另设脱硫、脱氯装置，可减少煤气处理设备的占地面积，降低投资成本，并且提高煤气处理效率；此外，由于滤筒1为上大下小的锥形结构，在煤气处理时，可增大煤气与滤筒1侧壁的接触面积，增大煤气的通过面积，提高除尘效率。倒锥形结构的滤筒1，可减少灰尘在滤筒1外壁的附着，并且便于后续清灰处理。
[0041]
具体地，所述滤筒1包括同轴套设的外套11和内套13，内套13和外套11均具有透气
孔隙，以便煤气通过，内套13和外套11的尺寸均为上粗下细的倒锥形结构，外套11为除尘滤料，外套11和内套13之间形成容纳吸附剂12的环形容纳腔，容纳腔填充有吸附剂12。吸附剂12为颗粒状的除油剂、脱氧剂、水解剂、脱氯的吸附剂、脱硫的吸附剂或催化剂，可根据不同的需求设置不同的吸附剂12类型。
[0042]
在一个实施方式中，外套11为金属滤料、陶瓷滤料或纤维滤料，外套11即构成除尘过滤层。
[0043]
纤维滤料例如编织布和针刺毡等，织造纤维(纺织纤维)滤料：729
‑ⅰ
涤纶、208涤纶绒布；非织造纤维(无纺纤维)滤料：涤纶针刺毡(涤纶长纤基布)、p
‑
84针刺毡(p
‑
84基布)、玻纤针刺毡(玻纤基布)、pps针刺毡(pps长丝基布)、pps针刺毡(玻纤基布)、美塔斯
‑
500(美塔斯基布)等。
[0044]
金属滤料可以是金属粉末经粘接剂、造孔剂压制后烧结而成，也可以是由金属纤维经过无纺铺制后烧结而成。陶瓷滤料可以是硅酸铝纤维及无机黏着剂组成。当然除尘过滤层还可以采用现有技术中的其他除尘滤材。
[0045]
在另一实施例中，外套11为布袋(纤维滤料)，所述外套11的内侧开孔的套管或者设置有龙骨，外套11支撑在所述龙架上或者套管外，利用龙骨或者套管来将滤料撑起，防止滤料晃动或者变形，套管的开孔小于吸附剂12的粒径，并保证透气效果。当然骨架也可以嵌入滤料中进行支撑。
[0046]
本例中，外套11和内套13的透气孔隙的尺寸均小于吸附剂12的粒径，防止吸附剂12漏出。
[0047]
在一些实施方式中，内套13为金属结构，可采用约翰逊网，或者所述内套13由多孔网管和丝网构成。其中，为保证透气效果，内套13的开孔率大于等于30％。
[0048]
如图2所示，内套13的下端通过第一密封板16密封，内套13的上端敞口作为净煤气出口32，在滤筒1的上下端均设置有用于密封容纳腔的环形盖板14，盖板14可设置为可拆卸的方式，以便更换吸附剂12。
[0049]
在一个实施方式中，所述筒体3内设置有支撑板4，支撑板4与筒体3顶部之间围成煤气收集腔室33，该支撑板4将净化前和净化后的煤气隔开，起到密封作用，避免未净化的煤气逸出，滤筒1的上端安装在支撑板4上，且支撑板4上开设有与滤筒1的内套的上端对应的开孔。
[0050]
在一个实施方式中，所述滤筒1还包括用于安装内套13的内支撑管21和用于安装外套11的外支撑管22，内支撑管21与外支撑管22之间通过中间连接件连接，中间连接件可以为内支撑管21的一部分，与内支撑管21为一个整体，然后与外支撑管22连接；或者中间连接件为外支撑管22的一部分，与外支撑管22为一个整体，然后与内支撑管21连接；亦或者为独立设置的结构，分别与内支撑管21和外支撑管22连接。
[0051]
在一个实施方式中，中间连接件为支架23，支架23可以为条状结构，外支撑管22的内壁与内支撑管21的外壁之间设置多根支架23相互支撑，不影响吸附剂的装入，内套13连接在内支撑管21的下端，外套11连接在外支撑管22的下端，可通过焊接或者吊挂的方式连接，其中，外支撑管22或者内支撑管21上设置有用于对外安装的连接部24，连接部与支撑板4焊接或者螺栓连接。
[0052]
在另一实施方式中，如图3和图5所示，外支撑管22的上端向外翻折形成翻折部，内
支撑管21的上端连接有环形连接盘，连接盘与外支撑管22的翻折部通过紧固件连接或者焊接。连接盘和翻折部构成所述连接部24，连接部24上可开设法兰孔等。
[0053]
即相当于在内支撑管21上端焊接一连接盘，连接盘对应容纳腔的位置开设有多个环孔，环孔之间有间隔。即内支撑管21的俯视图也可与图4相似。其他实施方式中，连接盘可以与外支撑管22连接为一体，然后再与内支撑管21焊接。
[0054]
在一个实施方式中，内套13的下端通过第一密封板16密封，滤筒1的下端设置有可开闭的第二密封板15，并通过所述第二密封板15将容纳腔的下端密封。具体地，外套11的下端固定连接有法兰盘17，第二密封板15与法兰盘17通过螺栓可拆卸连接，以便于打开更换失效的吸附剂12。
[0055]
在一个实施方式中，所述容纳腔的上端通过盖板密封，盖板可拆卸地连接在内支撑管21和/或者外支撑管22的上端。
[0056]
在另一实施方式中，内支撑管21与外支撑管22之间也填充有与容纳腔中相同类型的吸附剂12，内支撑管21与外支撑管22之间吸附剂12的填充高度h大于吸附层的厚度d，通过容纳腔的上端通过吸附剂12密封，由于相同类型的吸附剂12，在h大于d时，煤气流经h方向的阻力大于d方向的阻力，从而使得煤气能够从吸附层经过；在吸附剂12密封位置的上方还可设置丝网25或者盖板防止吸附剂12溢出。
[0057]
本例中，滤筒1的横截面为环形，截面外轮廓为圆形，在另一实施方式中，滤筒1的截面外轮廓也可以为矩形。
[0058]
其中，吸附层为一层至多层，当为至少两层时，各层的吸附剂12种类相同或不同，类型不同时可以吸附不同的杂质。
[0059]
实施例2
[0060]
在实施例1的基础上，本例中还将筒体3沿煤气的进气方向划分为至少两个分区。
[0061]
如图1、图6和图7所示，煤气进口31设置在筒体3下部侧面，进气方向沿筒体3的径向，在筒体3的横截面上，沿煤气的进气方向，由靠近煤气进口31的位置至远离煤气进口31的位置设置为至少两个分区，每个分区内横向并排设置有多个滤筒1，各个分区之间滤筒1的数量、长度或者直径不同，使得煤气处理能力逐区递增。如图6和图7所示，沿箭头所示方向由近及远划分为多个分区，本例中为3个分区，其他实施方式中根据筒体3的大小可增减分区数量。
[0062]
根据距筒体3进气口的平面径向距离范围设为多个分区，第一分区距离煤气进口31最近的低流速、低流量背风面区，该区匹配滤筒1长度最短；最末区，距离煤气进口31最远的高流速、高流量迎风面区，匹配最长滤筒1；即第一区和最末区之间的区域，滤筒1长度介于第一分区、最末分区之间，其滤筒1长度逐区递增，实现煤气流量第一级自动分配。
[0063]
本例中以三个分区为例进行说明，沿煤气的进气方向，依次划分为第一分区3a、第二分区3b和第三分区3c，从距离煤气进口31最近的第一分区3a至距离煤气进口31最远的第三分区3c，滤筒1的长度逐区递增。如图1所示，第一分区3a滤筒1的长度小于第二分区3b滤筒1的长度，第二分区3b滤筒1的长度小于第三分区3c滤筒1的长度，各分区滤筒1的数量可相等或者不同，例如可以依次增加。
[0064]
经由滤筒1的外套精除尘，流过吸附剂除去油、氧、氯、硫等杂质后的净煤气，汇聚于内套形成的v型大端空腔后进入塔体并经煤气出口32流出，实现煤气流量的第二级自动
分配，使得通过各滤筒1的煤气流速基本相当，保证各滤筒1的使用寿命基本一致，便于维护。同时，气流能够在滤筒1高度差构成的缓冲范围内逐步扩散，自均流、自适应，无需另外设置均流装置。
[0065]
本例中，各个所述分区滤筒1的上端平齐，沿煤气进气方向，滤筒1的下端的高度逐区递减。该结构便于滤筒1的统一安装，并且流速和流量越大的区域配置的滤筒1更长，可减缓流速，增大过滤面积，流速和流量较小的区域配置较短的滤筒1，从而实现各个区域内煤气的均流效果。
[0066]
在另一实施例中，各分区的滤筒1直径规格相同，各分区之间数量不同，例如数量可依次递增。
[0067]
在本实施例中，滤筒1的直径还逐区递增，即第二分区3b内滤筒1的直径大于第一分区3a内滤筒1的直径，第三分区3c内滤筒1的直径大于第二分区3b内滤筒1的直径。在其他实施例中各区滤筒1的直径相同，长度不同。
[0068]
进一步地如图7所示，在筒体3的横截面上，各个分区的滤筒1的中心分布在以煤气进口31的中心o为圆心的同一圆弧上，该圆弧如图中双点划线所示，以便与煤气进入筒体3内的扩散形式对应。
[0069]
如图6所示，在筒体3的横截面上，沿煤气进气方向分为三个区，各个分区的最远边界处距离煤气进口31中心的径向距离比为d1:d2:d3＝1:2
‑
2.5:4
‑
4.5，以合理规划各分区范围。
[0070]
实施例3
[0071]
如图8和图9所示，由于滤筒1的外套可采用布袋，下端无支撑结构，在长度较长或者受气流影响可能产生晃动，影响煤气处理效果，在实施例1或2的基础上，本例中设置有限制滤筒1横向平面内摆动范围的限位结构61，以便控制滤筒1的径向移动范围。
[0072]
具体地如图9所示，所述筒体3的内壁设置有限位结构61，限位结构61可以为限位块、限位板等结构，滤筒1的下端设置有限位件，限位结构61上开设有限位槽63，限位件为竖向设置在第二密封板上的限位销62，限位销62伸入限位槽63内，可以与限位槽63之间有横向间隙，从而通过限位槽63和限位销62限制滤筒1的横向摆动范围，且该结构也便于设置和安装，不影响滤筒1更换吸附剂。
[0073]
根据各个分区的高度不同，在不同的高度位置设置对应的限位结构61，限位结构61可采用条状或框架结构，减少对煤气的阻挡。
[0074]
实施例4
[0075]
在实施例1
‑
3的基础上，为便于清理滤筒1的外套上的灰尘或者清洗吸附剂，复合式煤气干法净化装置还包括喷吹清灰装置5，所述喷吹清灰装置5包括供气装置(未示出)、用于进气的喷吹总管51和用于对滤筒反喷吹的喷吹支管52，所述喷吹支管52为上粗下细的倒锥形结构，所述喷吹支管52的侧面开设有多个喷吹口53，所述喷吹支管52伸入所述滤筒中。各个喷吹支管52伸入对应的滤筒1的内腔中，即位于内套13中，通过喷吹口53对滤筒1进行反喷吹清理，如图8和图9所示。
[0076]
其中总管51与供气装置连通，喷吹支管52的直径沿轴线从上到下逐渐缩小，其进气端为大径端，与喷吹总管51连接，最小截面端封闭(即下端封闭)；喷吹口53呈逐渐扩大的喇叭状结构，并且每个喷吹支管52的侧壁各渐扩喷口直径相等，使得各喷吹口53气流速度
与流量相同。
[0077]
其中，滤筒1直径大小不同，对应的喷吹支管52大小可不同，喷吹支管52的直径可随着滤筒1直径的增大而增大。
[0078]
根据除尘装置工况需求，供气装置可以提供清灰用的惰性气体或洁净煤气，也可以提供清洗吸附剂表面孔隙的过热蒸汽，两者可通过不同的供气管路进行输送。
[0079]
实施例5
[0080]
如图10所示，与实施例2的不同之处在于，本例中各分区中滤筒1的长度相同，滤筒1的直径可逐区递增，或者滤筒1的数量逐区递增。并且各个滤筒1可共用一个限位结构61，便于结构的布置。
[0081]
由于在筒体3的横截面上，沿煤气进气方向依次分为至少两个分区，并且各分区滤筒1的直径或数量不同，滤筒1直径逐区递增和/或滤筒1数量逐区递增，实现煤气流量第一级自动分配。经由滤筒1的外套精除尘，流过吸附剂除去油、氧、氯、硫等杂质后的净煤气，汇聚于喷吹支管52外侧和内套内侧形成的v型大端空腔后进入塔体流出，实现煤气流量的第二级自动分配，使得通过各滤筒1的煤气流速基本相当，保证各滤筒1的使用寿命基本一致，便于维护。同时，气流能够在滤筒1高度差构成的缓冲范围内逐步扩散，自均流、自适应，无需另外设置均流装置，实现精除尘和气体杂质的脱除。滤筒1，外套和内套环形间隔顶部和内外套底部均有密封装置，吸附剂失效后，打开底部密封装置卸料，打开顶部密封装置加料，完成装卸料之后复位；外套11过滤的粉尘，可通过反喷吹清灰，清灰时关闭煤气进口31，清灰气体由反喷吹管路吹至内套，反向流经吸附剂和外套11，实现粉尘与外套11的分离，清灰完毕关闭喷吹气体装置的控制阀；粉尘收集在筒体3的底部锥段内，积累到一定料位后卸灰。
[0082]
本发明能够一次性脱除煤气中粉尘及氯、硫等对管道和设备有腐蚀性的有害物质，除尘和脱除杂质一体化布置，大幅节省占地与投资，并且提高煤气处理效率。
[0083]
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。