用于煤气净化的一级旋风分离器、煤气净化系统、煤气净化方法及其应用

摘要

本发明提供一种用于煤气净化的一级旋风分离器、煤气净化系统、煤气净化方法及应用。该一级旋风分离器(7)包括：一级旋风粗煤气入口(702)，设置在一级旋风分离器(7)上部侧壁上；一级旋风雾化灰水入口(710)，设置在一级旋风分离器(7)上部侧壁上，并位于第一粗煤气入口(702)的上方；一级旋风洗涤水入口(708)，设置在一级旋风分离器(7)上部侧壁上，并与一级旋风雾化灰水入口(710)设置在同一水平位置的圆平面对称位置上；一级旋风煤气出口(704)，设置在一级旋风分离器(7)的顶部壁上；以及一级旋风黑水出口(706)，设置在一级旋风分离器(7)的底部壁上。该一级旋风分离器及煤气净化系统节约用水、设备造价低、脱尘效率高。

说明书

技术领域

本发明总体涉及属于煤气化技术领域，具体涉及一种用于煤气高效洗涤净化工艺的一级旋风分离器、包括其的煤气净化系统、煤气净化方法及其应用，尤其是以煤、石油焦、生物质、可燃工业废弃物为原料的加压气化生产的煤气的净化工艺及系统及其应用。 

背景技术

以煤、石油焦、生物质、可燃工业废弃物为原料的加压气化煤气中，除了含有CO和H₂等有效成分外，还含有CO₂、H₂O、H₂S、COS、CH₄、N₂、Ar、NH₃、HCN、HCl、HCOOH以及灰渣等组分，前期净化的目的是脱除其中的NH₃、HCN、HCl、HCOOH以及灰渣等，以供民用和进一步变换、脱除CO₂、H₂O、H₂S、COS、CH₄以及深度加工。尤其对于煤炭较为丰富、石油相对短缺的地区和国家，为提供氢源和煤气、推进煤直接液化与间接液化产业、发展整体煤气化联合循环(IGCC)发电，煤气的前期净化脱除其中的NH₃、HCN、HCl、HCOOH以及灰渣将显得更为重要。 

中国专利申请第94117093.4号中提出了一种由德士古发展公司发明的“锐孔或文丘里洗涤器，后面跟一种气液洗涤柱”的煤气净化系统。实践表明，锐孔或文丘里洗涤器容易发生堵塞或结垢；即使没有发生堵塞，煤气经过锐孔或文丘里洗涤器也会产生0.3MPa左右的压力降，造成了能量损失，增加了操作费用；该专利申请中的气液洗涤柱常常发生带水现象，影响下游工序如变换的正常运作。 

中国专利申请第01112700.7号中提出，煤气先在稀释器中和水混合，接着进入旋风分离器中将大部分含灰渣水分离，然后进入洗涤塔(为常规分离塔，包括填料塔或板式塔，板式塔中优选泡罩塔)洗涤。在该工艺中，旋风分离器只是将煤气中的大部分大颗粒的灰渣分离，因此依然有一部分大颗粒灰渣和大量的细颗粒的煤灰尘粒被高速煤气吹入到洗涤塔中。如果是填料塔或泡罩塔，其紧密的堆垛结构或泡罩上的隙缝会造成大量煤灰尘粒在填料或泡罩上黏附沉积最后导致堵塞，煤气在填料或泡罩中的气流分布将不再均匀，影响了洗涤效果，反过来又加重了堵塞，不利于长期稳定生产运行；如果是普通的板式塔，则对于细微的尘粒无法达到良好的洗涤除尘效果。 

中国专利申请第200810018399.0号提出如下的洗涤工艺：洗涤塔循环泵将来自洗涤塔黑水储槽的一部分黑水打入文丘里洗涤器内与来自界外的粗煤气进行混合，然后进入分离器；在分离器内粗煤气经由分离器煤气入口进入下降管，粗煤气中的大部分灰渣等进入液相向下流动，粗煤气向上流动，再经过旋流板进行进一步除水除尘；之后从分离器煤气出口出去的经一级洗涤后的煤气，通过洗涤塔的洗涤塔煤气入口进入洗涤塔下部的水浴而向上流动，在洗涤塔上部设置若干级塔盘中与从洗涤塔黑水内循环入口送入的来自洗涤水循环泵的一部分黑水和通过补充水入口加入的工艺补水，逆流接触进行洗涤，然后向上通过洗涤塔上部的折流板除沫器除去煤气中的雾沫，经过洗涤塔二级洗涤净化后的煤气通过洗涤塔的洗涤塔煤气出口送入后续变换工序，洗涤塔产生的黑水通过洗涤塔黑水出口排入黑水处理系统。在该工艺中，文丘里洗涤器在生产运行的初期能够有良好的洗涤效果，但 经过一段时间以后，文丘里洗涤器往往发生堵塞或结构，其喷头也逐渐磨损严重，从而大大地影响其雾化效果和洗涤效果以及后面洗涤塔的洗涤效果，而且文丘里洗涤器往往造成压降大能耗高；另外，在洗涤塔上部设置若干级塔盘，一级洗涤净化煤气与洗涤塔塔底黑水(通过洗涤水循环泵传输)逆流接触进行洗涤，因为洗涤塔底部黑水比较脏，这种洗涤方式往往会使高速煤气夹带含有杂质的黑水雾沫通过除沫器，这样，一级洗涤净化煤气不但没有得到进一步洗涤，长时间往往还导致除沫器积灰堵塞；最后，单纯的塔盘洗涤对于煤气中的较细颗粒的除尘效果有限。所以此工艺随着生产运行时间的增加，无法达到需要的洗涤除尘效果。 

本发明摒弃了造成易堵塞、易磨损、易结垢和压降大的文丘里洗涤器，设计了一种包括雾化装置、旋风分离器、气体分布器和喷雾螺旋式塔盘等新设备的新工艺，目的在于提供一种设备造价低、脱除NH₃、HCN、HCl、HCOOH和灰渣粉尘效率高，克服现有技术所存在的压降大、能耗高、易堵塞、细微尘粒脱除率低和工作周期短等问题的煤气净化系统。 

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种用于煤气净化的一级旋风分离器、用于煤气净化的系统、用于煤气净化的方法及其应用，以克服目前技术所采用的文丘里洗涤器所存在的易堵塞、易磨损、易结垢和压降大的问题，从而实现设备造价低、脱除NH₃、HCN、HCl、HCOOH和灰渣粉尘效率高，克服现有技术所存在的压降大、能耗高、易堵塞、细微尘粒脱除率低和工作周期短等缺陷。 

因此，在一个方面，本发明提供了一种用于煤气净化的一级旋风分离器，包括： 

一级旋风粗煤气入口，设置在一级旋风分离器上部侧壁上； 

一级旋风雾化灰水入口，设置在一级旋风分离器上部侧壁上，并位于第一粗煤气入口的上方； 

一级旋风洗涤水入口，设置在一级旋风分离器上部侧壁上，并与一级旋风雾化灰水入口设置在同一水平位置的圆平面对称位置上； 

一级旋风煤气出口，设置在一级旋风分离器的顶部壁上；以及 

一级旋风黑水出口，设置在一级旋风分离器的底部壁上。 

优选地，进一步包括设置在一级旋风分离器接近中部的内部侧壁上设置有缩颈的倒锥形的间隔壁，间隔壁的底部设置为落灰口。 

优选地，其中一级旋风粗煤气入口切向设置在一级旋风分离器上部侧壁上，且一级旋风洗涤水入口和一级旋风雾化灰水入口切向设置在一级旋风分离器上部侧壁上同一水平位置的圆平面对称位置上。 

优选地，其中一级旋风雾化灰水入口通过管道与第一混合雾化器连接。 

优选地，其中第一混合雾化器进一步包括： 

管道区段和气液预混区段， 

其中，管道区段和气液预混区段共用水平或垂直设置的第一圆柱状壳体，延伸进入第一圆柱状壳体内部同心设置的第二圆柱状壳体，且在与管道区段远离的气液预混区段的第一端部具有封闭第一圆柱状壳体的第一端壁，在第一端壁的中心处具有一出口， 

管道区段由第二圆柱状壳体限定，预混室由第一圆柱状壳体、第一圆柱状壳体与第二圆柱状壳体之间设置的类似于锥台的侧面限定，其中锥台的侧面在第一圆柱状壳体和第二圆柱状壳体之间断开形成环形开口， 

第二圆柱状壳体为液相通道，第一圆柱状壳体与同心设置并延伸进入的第二圆柱状壳体以及断开形成环形开口的类似于锥台的侧面一起限定为气相通道，在气相通道上设置有气相入口。 

优选地，其中第一混合雾化器在位于预混区段外部的第一圆柱状壳体上对称设置有超声波发生器。 

优选地，其中第一混合雾化器在气相入口上设置有接口法兰，第二圆柱状壳体的入口处设置有接口法兰，第一圆柱状壳体的第一端壁中心处的出口设置有接口法兰，对称设置的超声波发生器为二个、三个、四个六个、或八个。 

优选地，其中在进入第一混合雾化器的气相通道的气相入口的上游设置有第一压力调节阀，在第一端壁的出口的下游设置有第一压力变送器，在进入液相通道6的上游管线上设置有第一流量调节阀和第一流量变送器，在离开第一混合雾化器的出口的雾化灰水管线的下游设置有第二流量调节阀和第二流量变送器。 

优选地，其中在第一混合雾化器的液相通道入口与第一流量调节阀之间的液相通道的上游管线上还设置有第一阻垢剂管线，并在其上设置有调节阀。 

在另一个方面，本发明提供了一种用于煤气净化的系统，其特征在于，包括： 

1)以上所描述的本发明的一级旋风分离器；以及 

2)初级洗涤塔； 

其中，初级洗涤塔自上而下设置有：初级洗涤塔煤气出口、初级洗涤塔圆周式螺旋塔盘、至少一层喷淋器、初级洗涤塔煤气入口管道和初级洗涤塔黑水出口；初级洗涤塔煤气出口和初级洗涤塔黑水出口分别设置在初级煤气洗涤塔的顶部和底部，初级洗涤塔圆周式螺旋塔盘设置于初级洗涤塔的上部，初级洗涤塔煤气入口管道设置于初级洗涤塔的下部，且一级旋风煤气出口连接至初级洗涤塔煤气入口管道； 

初级洗涤塔圆周式螺旋塔盘进一步包括： 

i)第一喷雾柱入口管道，设置在初级洗涤塔上部一侧并与初级洗涤塔的塔壁基本上垂直，第一喷雾柱入口管道进一步包括延伸出初级洗涤塔塔壁外侧的第一喷雾柱入口； 

ii)第一喷雾柱，其与第一喷雾柱入口管道在初级洗涤塔的大致中心处基本上垂直连接，并且在第一喷雾柱的四周均匀分布有多个第一喷雾孔；以及 

iii)第一螺旋塔盘主体，第一螺旋塔盘主体的内侧由其下端边缘起始环绕第一喷雾柱的外侧向上盘旋设置，其外侧与初级洗涤塔的内壁接合，且封闭第一喷雾柱的下端。 

优选地，其中至少一层喷淋器对称设置有多个喷淋器。 

更优选地，其中至少一层喷淋器的上游通过管道与第一混合雾化器连接。 

优选地，其中至少一层喷淋器与初级洗涤塔煤气入口管道之间还设置有初级洗涤塔灰水入口，二级旋风分离器的洗涤水从二级旋风分离器灰水出口出来，进入初煤气洗涤塔的第一灰水入口。 

优选地，其中在初级洗涤塔煤气入口管道的出口上方环绕初级洗涤塔煤气入口管道设置有散气网，散气网外部与初级洗涤塔的内壁接合，离开下降管的合成气携带有大量的灰，经两层散气网后，原来的大气泡被分割成若干细长气泡或更小的气泡，使得合成气与激冷水接触面积大大提高，从而能够洗出合成气中更多的固体颗粒。 

更优选地，其中第一喷雾柱入口管道上游通过管道与第二阻垢剂管线相连，第二阻垢剂管线设置有调节阀。 

优选地，本发明的煤气净化的系统，进一步包括： 

4)次级洗涤塔，其进一步包括： 

4.1)气体缓冲室，设置在次级洗涤塔底部； 

4.2)初除尘煤气入口管，其穿过次级洗涤塔的塔壁且延伸入气体缓冲室内； 

4.3)气体分布器，设置在初除尘煤气入口管上方，并包括水浴和塔底排污管，其通过设置在其上的气体分布器支撑件连接于次级洗涤塔的侧壁的内壁上； 

4.4)次级洗涤塔灰水出口，设置在气体分布器上方的次级洗涤塔的塔壁上，且位于次级洗涤塔的液面下方； 

4.5)次级洗涤塔圆周式螺旋塔盘，设置在次级洗涤塔内部的液面上方； 

4.6)蒸汽冷凝液入口，设置在次级洗涤塔圆周式螺旋塔盘上方的次级洗涤塔的塔壁上；以及 

4.7)无尘煤气出口，设置在次级洗涤塔的顶部； 

其中，初级洗涤塔煤气出口通过管道与次级洗涤塔的初除尘煤气入口管连通。 

优选地，本发明的煤气净化的系统，在次级洗涤塔的上游进一步包括： 

3)二级旋风分离器，设置有二级旋风煤气入口、二级旋风洗涤水入口、二级旋风煤气出口和二级旋风分离器灰水出口，其中二级旋风洗涤水入口设置在二级旋风煤气入口上部，二级旋风煤气入口和二级旋风洗涤水入口分别切向设置在二级旋风分离器的上部侧壁上，二级旋风煤气出口和二级旋风灰水出口分别设置在二级旋风分离器的顶部和底部； 

条件是，其中初级洗涤塔煤气出口通过管道与二级旋风分离器的二级旋风煤气入口连通，二级旋风分离器的二级旋风煤气出口通过管道与次级洗涤塔的初除尘煤气入口管连通，而其中初级洗涤塔煤气出口通过管道与次级洗涤塔的初除尘煤气入口管不连通。 

优选地，其中在次级洗涤塔内部的液面上方与次级洗涤塔圆周式螺旋塔盘之间进一步设置有至少两层塔盘。 

优选地，其中在次级洗涤塔圆周式螺旋塔盘上方与蒸汽冷凝液入口之间进一步设置有多层固阀塔盘。 

优选地，其中在次级洗涤塔的多层固阀塔盘与蒸汽冷凝液入口的上方还设置有组合式除沫器。 

优选地，其中次级洗涤塔圆周式螺旋塔盘，进一步包括： 

4.5.1)第二喷雾柱入口管道，设置在次级洗涤塔上部一侧并与次级煤气洗涤塔的塔壁基本上垂直，第二喷雾柱入口管道进一步包括延伸出次级洗涤塔塔壁外侧的第二喷雾柱入口，第二喷雾柱入口管道通过管道与第二混合雾化器连接； 

4.5.2)第二喷雾柱，其与第二喷雾柱入口管道在次级洗涤塔的大致中心处基本上垂直连接，并且在第二喷雾柱的四周均匀分布有多个第二喷雾孔；以及 

4.5.3)第二螺旋塔盘主体，第二螺旋塔盘主体的内侧由其下端边缘起始环绕第二喷雾柱的外侧向上盘旋设置，其外侧与次级洗涤塔的内壁接合，且第二喷雾柱向下延伸超过第二螺旋塔盘主体的下端，并在第二喷雾柱向下延伸超过第二螺旋塔盘主体下端的侧壁和下端底面上均设置有多个第二喷雾孔。 

优选地，本发明的煤气净化的系统，其中在次级洗涤塔的下部还设置有气体分布器，该气体分布器进一步包括： 

1)气体缓冲室，设置在次级洗涤塔的底部区域，其由与次级洗涤塔的侧壁相连的水浴的底部和其上设置的黑水排出管与次级洗涤塔的底部侧壁和下壁构成； 

2)初除尘煤气入口管，贯穿次级洗涤塔的侧壁并呈倒横置的“L”型，其煤气入口设置在次级洗涤塔的侧壁之外，其煤气出口设置在气体缓冲室内部并开口向下； 

3)气体分布构件，其进一步包括： 

i)至少两个大致同心设置的环形气体分布管道； 

ii)至少第一连接桥和第二连接桥，设置在气体分布构件中的至少两个环形气体分布管道之间，至少第一连接桥和第二连接桥内部为中空的，使得至少两个环形气体分布管道之间气体连通； 

iii)至少一个导气管，其设置在水浴内并与第一连接桥空腔内的气体连通，使得与气体分布构件气体连通；以及 

4)气体分布器支撑件，其设置在气体分布构件上，使得气体分布构件连接于次级洗涤塔的侧壁的内壁上； 

其中，气体分布构件中的至少两个环形气体分布管道与至少第一连接桥和第二连接桥在其朝向水浴底部的方向上设置有多个直孔，且气体分布构件中的至少两个环形气体分布管道在其朝向水浴底部的方向上与多个直孔间隔交错设置有多个切向孔，多个切向孔的开口设置为朝下向外侧倾斜。 

优选地，本发明的煤气净化的系统，其中气体分布构件由三个大致同心设置的环形气体分布管道构成，至少一个导气管设置为2个导气管并对称设置在水浴与第一连接桥的管道上，并且环形气体分布管道为中空的环形圆柱结构。 

优选地，其中气体分布器的水浴的底部设置为锥形，且其上设置的黑水排出管位于水浴底部的中心部。 

优选地，其中气体分布器的至少两个环形气体分布管道上设置的多个直孔的直径为5-80mm，多个切向孔的边长为5-80mm。 

优选地，其中气体分布器的至少两个环形气体分布管道是垂直截面为圆的管道，环形气体分布管道直径为30～300mm，其中至少两个环形气体分布管道中的每一个直径相 同或不同，且其中气体分布器支撑件在第一连接桥延伸方向上对称设置在气体分布构件的外壁上。 

优选地，其中气体分布器的至少两个环形气体分布管道为一中空圆柱结构，其水平截面为环形、垂直截面为长方形或正方形的管道，其内外半径之差为30～300mm，高为100～1000mm，其中至少两个环形气体分布管道中的每一个内外半径之差相同或不同，且其中气体分布器支撑件在第一连接桥延伸方向上对称设置在气体分布构件的外壁上。 

优选地，本发明的煤气净化的系统，其中第二混合雾化器进一步包括： 

管道区段和气液预混区段， 

其中，管道区段和气液预混区段共用水平或垂直设置的第一圆柱状壳体，延伸进入第一圆柱状壳体内部同心设置的第二圆柱状壳体，且在与管道区段远离的气液预混区段的第一端部具有封闭第一圆柱状壳体的第一端壁，在第一端壁的中心处具有一出口， 

管道区段由第二圆柱状壳体限定，预混室由第一圆柱状壳体、第一圆柱状壳体与第二圆柱状壳体之间设置的类似于锥台的侧面限定，其中锥台的侧面在第一圆柱状壳体和第二圆柱状壳体之间断开形成环形开口， 

第二圆柱状壳体为液相通道，第一圆柱状壳体与同心设置并延伸进入的第二圆柱状壳体以及断开形成环形开口的类似于锥台的侧面一起限定为气相通道，在气相通道上设置有气相入口， 

超声波发生器，对称设置在位于预混区段外部的第一圆柱状壳体上。 

更优选地，其中第二混合雾化器在气相入口上设置有接口法兰，第二圆柱状壳体的入口处设置有接口法兰，第一圆柱状壳体的第一端壁中心处的出口设置有接口法兰，对称设置的超声波发生器为二个、三个、四个六个、或八个。 

更优选地，其中在进入第二混合雾化器的气相通道的气相入口的上游设置有第二压力调节阀，在第一端壁的出口的下游设置有第二压力变送器，在进入液相通道的上游管线上设置有第三流量调节阀和第三流量变送器，在离开第二混合雾化器的出口的雾化灰水管线的下游设置有第四流量调节阀和第四流量变送器。 

在第三方面，本发明提供了一种煤气净化方法，其特征在于采用本发明以上所描述的煤气净化的系统，该方法包括： 

1)来自煤气次级洗涤塔的灰水和/或来自后系统的经压缩的无尘洁净煤气进入第一混合雾化器雾化成为雾化灰水小液滴； 

2)经雾化的灰水小液滴分别同经激冷后的粗煤气和来自煤气次级洗涤塔的灰水分别通过一级旋风雾化灰水入口、一级旋风粗煤气入口和一级旋风洗涤水入口切向进入一级旋风分离器； 

3)粗煤气中的绝大部分大颗粒灰渣和部分煤灰尘粒被雾化的灰水小液滴湿润后在旋风分离器内做螺旋运动的过程中不断团聚后或沉降落下被分离出来，或被甩向旋风分离器内壁随即被螺旋而下的灰水冲下设置在一级旋风分离器接近中部的内部侧壁上的间隔壁的底部落灰口进入在一级旋风分离器下部构成的排污槽中的黑水中； 

4)排污槽内的黑水通过一级旋风分离器底部壁上设置的一级旋风黑水出口排入黑水处理系统； 

5)部分经雾化的灰水小液滴和煤灰尘粒以及极少数的灰渣在煤气的夹带下随一级旋风除尘煤气由一级旋风分离器顶部设置的一级旋风煤气出口进入煤气初级洗涤塔的初级洗涤塔煤气入口管道； 

其中，来自次级洗涤塔的灰水通过第一流量调节阀控制流量，来自后系统的压缩无尘洁净煤气通过第一压力调节阀控制雾化灰水的压力，同时进入一级旋风雾化灰水入口的经雾化的灰水通过雾化灰水管线下游设置的第二流量调节阀控制流量。 

优选地，本发明的煤气净化方法，进一步包括： 

6)进入初级洗涤塔的初级洗涤塔煤气入口管道的一级旋风除尘煤气通过在初级洗涤塔的初级洗涤塔煤气入口管道的出口上方设置的散气网(其中散气网外部与初级洗涤塔的内壁接合)向上溢出，使得大气泡被分割成若干细长气泡或更小的气泡，使得煤气与激冷水接触面积增大，从而洗出煤气中更多的固体颗粒； 

7)二级旋风分离器的洗涤水从二级旋风分离器灰水出口出来，进入初级洗涤塔灰水入口，对向上溢出的煤气进行进一步喷淋除尘； 

8)至少一层喷淋器对称设置的多个喷淋器对继续向上溢出的煤气进行更进一步的喷淋除尘； 

9)煤气继续向上通过初级洗涤塔圆周式螺旋塔盘的第一螺旋塔盘主体的下端边缘沿第一螺旋塔盘主体盘旋向上，带有阻垢剂的洗涤水通过第一喷雾柱入口管道进入通过第一喷雾柱侧壁上设置的多个第一喷雾孔喷出，对煤气进行喷淋除尘；以及 

10)经初级喷淋除尘后的煤气通过设置在初级洗涤塔顶部的初级洗涤塔煤气出口排出，初级洗涤塔的底部设置为锥形塔底，固体颗粒均沉降于此，并通过下部设置的初级洗涤塔黑水出口排出。 

优选地，本发明的煤气净化方法，进一步包括： 

11)经初级洗涤塔煤气出口排出的经初级喷淋除尘后的煤气进入切向设置在二级旋风分离器的上部侧壁上的二级旋风煤气入口，洗涤水通过在相对方向上设置在二级旋风煤气入口上方切向设置的二级旋风洗涤水入口进入，切向喷出的洗涤水对煤气进行喷淋洗涤，经初除尘煤气由设置在二级旋风分离器顶部的二级旋风煤气出口排出进入次级洗涤塔底部的初除尘煤气入口管，喷淋洗涤后的洗涤水通过设置在二级旋风分离器底部的二级旋风灰水出口排出进入初级洗涤塔的初级洗涤塔灰水入口。 

本发明的煤气净化方法，可以在步骤10)后直接进行步骤12)，或者在步骤10)后进行步骤11)，然后再进行步骤12)，取决于所使用的本发明的煤气净化系统是否包括二级旋风分离器。当然，即使本发明的煤气净化系统包括二级旋风分离器，如果通过管道将其旁路，仍然可以在步骤10)后直接进行步骤12)。 

优选地，本发明的煤气净化方法，进一步包括： 

12)通过设置在初级洗涤塔顶部的初级洗涤塔煤气出口排出的经初级喷淋除尘后的煤气或者可选地由设置在二级旋风分离器顶部的二级旋风煤气出口排出的经初除尘煤气，进入次级洗涤塔底部的初除尘煤气入口管，该煤气通过设置在初除尘煤气入口管上方水浴中的气体分布器上的至少一个导气管进入气体分布器的第一连接桥与由至少两个环形气体分布管道构成的气体分布构件，并从气体分布构件中的至少两个环形气体分布管道与至少第一连接桥和第二连接桥在其朝向水浴底部的方向上设置的多个直孔以及气体分布构 件中的至少两个环形气体分布管道在其朝向水浴底部的方向上与多个直孔间隔交错设置的朝下向外侧倾斜的多个切向孔喷出，继续向上溢出洗涤水液面； 

13)溢出洗涤水液面的煤气向上经过至少两层塔盘与通过高压灰水入口进入的高压灰水接触除尘；以及 

14)煤气继续向上通过次级洗涤塔圆周式螺旋塔盘的第二螺旋塔盘主体的下端边缘沿第二螺旋塔盘主体盘旋向上，带有阻垢剂的洗涤水通过第二喷雾柱入口管道进入通过第二喷雾柱侧壁上设置的多个第二喷雾孔喷出，对煤气进行喷淋除尘，经除尘后的无尘洁净煤气通过在次级洗涤塔顶部设置的无尘煤气出口排出； 

其中，次级洗涤塔底部设置的水浴的底部为锥形，洗涤水中的煤灰尘埃通过其底部中心部设置的黑水排出管排出。 

优选地，本发明的煤气净化方法，进一步包括： 

15)通过次级洗涤塔圆周式螺旋塔盘除尘后的煤气继续向上通过在次级洗涤塔圆周式螺旋塔盘上方与蒸汽冷凝液入口之间设置的多层固阀塔盘与蒸汽冷凝液接触除尘；以及 

煤气继续向上通过设置在多层固阀塔盘与蒸汽冷凝液入口上方的组合式除沫器除去其中夹带的微沫。 

更优选地，本发明的煤气净化方法，其中通过在次级洗涤塔顶部设置的无尘煤气出口排出的经除尘后的含水无尘洁净煤气进入低温/变换甲醇洗系统处理，得到的纯净合成气进入甲醇合成或费托合成系统进行反应；第一混合雾化器和第二混合雾化器的液相通道的液体为来自低温/变换甲醇洗系统的水蒸汽变换冷凝液，从一级旋风黑水出口、初级洗涤塔黑水出口和次级洗涤塔底部设置的黑水排出管排出的黑水进入黑水处理系统处理，经黑水处理系统处理后得到的灰水进入次级洗涤塔的高压灰水入口；经次级洗涤塔的灰水循环泵抽出的灰水分别进入： 

①一级旋风分离器的一级旋风洗涤水入口，和/或 

②二级旋风分离器的二级旋风洗涤水入口，和/或 

③初级洗涤塔灰水入口，和/或， 

④煤气化炉作为激冷水以及可选地用于制浆进入水煤浆气化炉反应制取粗煤气，和/或 

⑤混合雾化器作为雾化用水，和/或 

⑥初级洗涤塔第一喷雾柱入口管道作为向圆周式螺旋塔盘侧向喷出的喷淋水。 

其中，雾化后的雾化灰水又分两路，一路进入一级旋风分离器的一级旋风雾化灰水入口，另一路进入初级洗涤塔喷淋器作为洗涤塔侧向喷出的喷淋水。 

本发明的第四方面，提供了本发明以上所描述的一级旋风分离器在以煤、石油焦、生物质、和/或可燃工业废弃物为原料的加压气化生产的煤气的净化中的应用。 

第五方面，本发明提供了以上所描述的用于煤气净化的系统在以煤、石油焦、生物质、和/或可燃工业废弃物为原料的加压气化生产的煤气的净化中的应用。 

第六方面，本发明提供了以上所描述的煤气净化方法在以煤、石油焦、生物质、和/或可燃工业废弃物为原料的加压气化生产的煤气的净化中的应用。 

附图说明

图1a是示出根据本发明的一种实施方式的一级旋风分离器； 

图1b是示出图1a的一级旋风分离器沿X1-X1线的仰视示意图； 

图1c是示出图1a的一级旋风分离器沿X2-X2线的俯视示意图； 

图1d是示出根据本发明的另一种实施方式的一级旋风分离器； 

图2a是示出根据本发明的一种实施方式的混合雾化器沿H2-H2线的纵剖左视图； 

图2b是示出根据本发明的一种实施方式的混合雾化器的纵剖示意图； 

图2c是示出根据本发明的一种实施方式的混合雾化器沿H1-H1线的纵剖右视图； 

图3a是示出根据本发明的一种实施方式的次级煤气洗涤塔的纵剖示意图； 

图3b是示出包括根据本发明的一种实施方式的一级旋风分离器的煤气净化系统的纵剖示意图； 

图3c是示出包括根据本发明的另一种实施方式的一级旋风分离器的煤气净化系统的纵剖示意图； 

图4a是示出根据本发明的一种实施方式的次级煤气洗涤塔的螺旋塔盘的纵剖示意图； 

图4b是示出根据本发明的一种实施方式的初级洗涤塔的螺旋塔盘的纵剖示意图； 

图4c是示出图4a的根据本发明的实施方式的次级煤气洗涤塔的包括液相分布器和圆周式组合泡罩塔板的螺旋塔盘的纵剖示意图； 

图5是示出根据本发明的一种实施方式的次级煤气洗涤塔的液相分布器的示意图，从上至下依次示出液相分布器的纵剖图、沿E-E线的俯视图以及液相分布器的纵剖流道示意图； 

图6a是示出根据本发明的一种实施方式的次级煤气洗涤塔的圆周式组合泡罩塔板沿F-F线的俯视图； 

图6b是示出根据本发明的一种实施方式的次级煤气洗涤塔的圆周式组合泡罩塔板的弧形泡罩的正视图； 

图7a是示出根据本发明的一种实施方式的次级煤气洗涤塔的气体分布器的气体分布构件沿Q1-Q1线的仰视示意图； 

图7b是示出图7a的气体分布器的气体分布构件沿Q2-Q2线的俯视示意图； 

图8是示出图3b的煤气净化系统中环绕初级洗涤塔煤气入口管道的散气网的俯视示意图；以及 

图9是示出包括根据本发明的一种实施方式的煤气净化方法的上下游流程示意图。 

具体实施方式

以下提供了本发明的具体实施方式。本领域技术人员应该理解其中实施方式仅是为了说明的目的，不应被视为以任何方式限制由权利要求所限定的本发明的范围。 

因此，本发明提供了一种用于煤气净化的一级旋风分离器。 

在一个具体实施方式中，本发明提供了一种用于煤气高效洗涤净化工艺的一级旋风分离器7，其特征在于，包括： 

一级旋风粗煤气入口702，设置在一级旋风分离器7上部侧壁上； 

一级旋风雾化灰水入口710，设置在一级旋风分离器7上部侧壁上，并位于第一粗煤气入口702的上方； 

一级旋风洗涤水入口708，设置在一级旋风分离器7上部侧壁上，并与一级旋风雾化灰水入口710设置在同一水平位置的圆平面对称位置上； 

一级旋风煤气出口704，设置在一级旋风分离器7的顶部壁上；以及 

一级旋风黑水出口706，设置在一级旋风分离器7的底部壁上。 

在一优选实施方式中，本发明的一级旋风分离器7进一步包括设置在一级旋风分离器7接近中部的内部侧壁上设置有缩颈的倒锥形的间隔壁712，间隔壁712的底部设置为落灰口714。 

在一优选实施方式中，其中一级旋风粗煤气入口702切向设置在一级旋风分离器7上部侧壁上，且一级旋风洗涤水入口708和一级旋风雾化灰水入口710切向设置在一级旋风分离器7上部侧壁上同一水平位置的圆平面对称位置上。 

在一优选实施方式中，其中一级旋风雾化灰水入口710通过管道与第一混合雾化器80连接。 

在一优选实施方式中，其中第一混合雾化器80进一步包括： 

管道区段801和气液预混区段802， 

其中，管道区段801和气液预混区段802共用水平或垂直设置的第一圆柱状壳体804，延伸进入第一圆柱状壳体804内部同心设置的第二圆柱状壳体806，且在与管道区段801远离的气液预混区段802的第一端部具有封闭第一圆柱状壳体804的第一端壁808，在第一端壁808的中心处具有一出口810， 

管道区段801由第二圆柱状壳体806限定，预混室802由第一圆柱状壳体804、第一圆柱状壳体804与第二圆柱状壳体806之间设置的类似于锥台的侧面812限定，其中锥台的侧面812在第一圆柱状壳体804和第二圆柱状壳体806之间断开形成环形(或锥台形)开口814， 

第二圆柱状壳体806为液相通道，第一圆柱状壳体804与同心设置并延伸进入的第二圆柱状壳体806以及断开形成环形开口814的类似于锥台的侧面812一起限定为气相通道，在气相通道上设置有气相入口820。 

在一更优选实施方式中，其中第一混合雾化器80在位于预混区段802外部的第一圆柱状壳体804上对称设置有超声波发生器818。 

在一更优选实施方式中，其中第一混合雾化器80在气相入口820上设置有接口法兰，第二圆柱状壳体806的入口处设置有接口法兰，第一圆柱状壳体804的第一端壁808中心处的出口810设置有接口法兰，对称设置的超声波发生器818为二个、三个、四个、六个、或八个。 

在一更优选实施方式中，其中在进入第一混合雾化器80的气相通道的气相入口818的上游设置有第一压力调节阀822，在第一端壁808的出口810的下游设置有第一压力变送器824，在进入液相通道806的上游管线上设置有第一流量调节阀834和第一流量变送器836，在离开第一混合雾化器80的出口810的雾化灰水管线的下游设置有第二流量调节阀838和第二流量变送器839。 

在一更优选实施方式中，其中在第一混合雾化器80的液相通道806入口与第一流量调节阀834之间的液相通道806的上游管线上还设置有第一阻垢剂管线830，并在其上设置有调节阀832。 

在本发明的另一实施方式中，提供了一种用于煤气净化的系统1000，包括： 

1)以上所描述的本发明的一级旋风分离器7；以及 

2)初级洗涤塔1； 

其中，初级洗涤塔1自上而下设置有：初级洗涤塔煤气出口110、初级洗涤塔圆周式螺旋塔盘10、至少一层喷淋器13、初级洗涤塔煤气入口管道16和初级洗涤塔黑水出口18；初级洗涤塔煤气出口110和初级洗涤塔黑水出口18分别设置在初级煤气洗涤塔1的顶部和底部，初级洗涤塔圆周式螺旋塔盘10设置于初级洗涤塔1的上部，初级洗涤塔煤气入口管道16设置于初级洗涤塔1的下部，且一级旋风煤气出口704连接至初级洗涤塔煤气入口管道16； 

初级洗涤塔圆周式螺旋塔盘10进一步包括： 

i)第一喷雾柱入口管道202，设置在初级洗涤塔1上部一侧并与初级洗涤塔1的塔壁12基本上垂直，第一喷雾柱入口管道202进一步包括延伸出初级洗涤塔1塔壁12外侧的第一喷雾柱入口204； 

ii)第一喷雾柱206，其与第一喷雾柱入口管道202在初级洗涤塔1的大致中心处基本上垂直连接，并且在第一喷雾柱206的四周均匀分布有多个第一喷雾孔208；以及 

iii)第一螺旋塔盘主体102，第一螺旋塔盘主体102的内侧由其下端边缘104起始环绕第一喷雾柱206的外侧向上盘旋设置，其外侧与初级洗涤塔1的内壁12接合，且封闭第一喷雾柱206的下端。 

在一优选实施方式中，其中至少一层喷淋器13对称设置有多个喷淋器。 

在一更优选实施方式中，其中至少一层喷淋器13的上游通过管道与第一混合雾化器80连接。 

在一更优选实施方式中，其中至少一层喷淋器13与初级洗涤塔煤气入口管道16之间还设置有初级洗涤塔灰水入口14，二级旋风分离器9的洗涤水从二级旋风分离器灰水出口906出来，进入初煤气洗涤塔的第一灰水入口14。 

在一更优选实施方式中，其中在初级洗涤塔煤气入口管道16的出口上方环绕初级洗涤塔煤气入口管道16设置有散气网15，其中散气网15外部与初级洗涤塔的内壁12接合，离开下降管16的合成气携带有大量的灰，经两层散气网后，原来的大气泡被分割成若干细长气泡或更小的气泡，使得合成气与激冷水接触面积大大提高，从而能够洗出合成气中更多的固体颗粒。 

在一更优选实施方式中，其中在初级洗涤的第一喷雾柱入口管道202上游通过管道与第二阻垢剂管线19相连，第二阻垢剂管线19设置有调节阀192。 

在一优选实施方式中，本发明的煤气净化的系统1000，进一步包括： 

4)次级洗涤塔2，其进一步包括： 

4.1)气体缓冲室240，设置在次级洗涤塔2底部； 

4.2)初除尘煤气入口管26，其穿过次级洗涤塔2的塔壁22且延伸入气体缓冲室240内； 

4.3)气体分布器60，设置在初除尘煤气入口管26上方，并包括水浴280和塔底排污管242，其通过设置在其上的气体分布器支撑件680连接于次级洗涤塔2的侧壁22的内壁上； 

4.4)次级洗涤塔灰水出口23，设置在气体分布器60上方的次级洗涤塔2的塔壁22上，且位于次级洗涤塔2的液面250下方； 

4.5)次级洗涤塔圆周式螺旋塔盘10’，设置在次级洗涤塔2内部的液面250上方； 

4.6)蒸汽冷凝液入口232，设置在次级洗涤塔圆周式螺旋塔盘10上方的次级洗涤塔2的塔壁22上；以及 

4.7)无尘煤气出口210，设置在次级洗涤塔2的顶部； 

其中，初级洗涤塔煤气出口110通过管道与次级洗涤塔2的初除尘煤气入口管26连通。 

在另一优选实施方式中，本发明的煤气净化的系统1000，在次级洗涤塔2的上游进一步包括： 

3)二级旋风分离器9，设置有二级旋风煤气入口902、二级旋风洗涤水入口908、二级旋风煤气出口904和二级旋风分离器灰水出口906，其中二级旋风洗涤水入口908设置在二级旋风煤气入口902上部，二级旋风煤气入口902和二级旋风洗涤水入口908分别切向设置在二级旋风分离器9的上部侧壁上，二级旋风煤气出口904和二级旋风灰水出口906分别设置在二级旋风分离器9的顶部和底部； 

条件是，其中初级洗涤塔煤气出口110通过管道与二级旋风分离器9的二级旋风煤气入口902连通，二级旋风分离器9的二级旋风煤气出口904通过管道与次级洗涤塔2的初除尘煤气入口管26连通，而其中初级洗涤塔煤气出口110通过管道与次级洗涤塔2的初除尘煤气入口管26不连通。 

在一更优选实施方式中，其中在次级洗涤塔2内部的液面250上方与次级洗涤塔圆周式螺旋塔盘10’之间进一步设置有至少两层塔盘265。 

在一更优选实施方式中，其中在次级洗涤塔圆周式螺旋塔盘10’上方与蒸汽冷凝液入口232之间进一步设置有多层固阀塔盘225。 

在一更优选实施方式中，其中在次级洗涤塔2的多层固阀塔盘225与蒸汽冷凝液入口232的上方还设置有组合式除沫器290。 

在一更优选实施方式中，其中次级洗涤塔圆周式螺旋塔盘10’，进一步包括： 

4.5.1)第二喷雾柱入口管道202’，设置在次级洗涤塔2上部一侧并与次级煤气洗涤塔2的塔壁22基本上垂直，第二喷雾柱入口管道202’进一步包括延伸出次级洗涤塔2塔壁22外侧的第二喷雾柱入口204’，第二喷雾柱入口管道202’通过管道与第二混合雾化器80’连接； 

4.5.2)第二喷雾柱206’，其与第二喷雾柱入口管道202’在次级洗涤塔2的大致中心处基本上垂直连接，并且在第二喷雾柱206’的四周均匀分布有多个第二喷雾孔208’；以及 

4.5.3)第二螺旋塔盘主体102’，第二螺旋塔盘主体102’的内侧由其下端边缘104’起始环绕第二喷雾柱206’的外侧向上盘旋设置，其外侧与次级洗涤塔2的内壁22接合，且第二喷雾柱206’向下延伸超过第二螺旋塔盘主体102’的下端，并在第二喷雾柱206’向下延伸超过第二螺旋塔盘主体下端的侧壁和下端底面上均设置有多个第二喷雾孔208’。 

在一更优选实施方式中，本发明的次级洗涤塔2的圆周式螺旋塔盘10’，进一步包括： 

液相分布器30，在第二螺旋塔盘主体102’的下方环绕第二喷雾柱206’设置，液相分布器30与煤气洗涤塔2的内壁22设置有一定间隔；以及 

圆周式组合泡罩塔板50，设置在液相分布器30下方并环绕第二喷雾柱206’； 

其中，喷雾柱206’向下延伸穿过液相分布器30与圆周式组合泡罩塔板50的中心部一段距离，并且在液相分布器30与圆周式组合泡罩塔板50之间的第二喷雾柱206’未设置喷雾孔，而第二喷雾柱206’向下延伸穿过圆周式组合泡罩塔板50中心部的一段喷雾柱的侧面和下端底面都均匀设置有多个第二喷雾孔208’。 

在一更优选实施方式中，其中液相分布器30进一步包括： 

环形液相分配盘302，环绕第二喷雾柱206’设置，为呈一定宽度的环形凹槽； 

多个导液槽304，均匀设置在环形液相分配盘302的外侧，其侧壁即垂直壁305高于环形液相分配盘302的侧壁即垂直壁308并与环形液相分配盘302液体连通；以及 

多个布液口306，分别设置于多个导液槽304的每一个远离环形液相分配盘302的一端，并与煤气洗涤塔1，2的内壁12，22之间具有一定间隙。 

在一更优选实施方式中，其中多个导液槽304与多个布液口306分别设置为四个、六个或八个，多个布液口306设置为喇叭形，具有凸缘307。 

在一更优选实施方式中，其中圆周式组合泡罩塔板50进一步包括： 

降液通道502，围绕喷雾柱206设置，并与第二喷雾柱206’之间具有间隙； 

多个圆型泡罩504，均匀设置在降液通道502的外围；以及 

至少两层弧形泡罩506，围绕多个圆型泡罩504设置，至少两层弧形泡罩506的每一层为均匀间隔开的环形，且至少两层弧形泡罩506的相邻层的弧形泡罩506交错设置； 

其中，多个圆型泡罩504与至少两层弧形泡罩506内均设置有升气孔508，且至少两层弧形泡罩506的泡罩上均匀设置有多个排气孔510。 

在一更优选实施方式中，其中至少两层弧形泡罩506为三层弧形泡罩506，且至少两层弧形泡罩506的每一层的弧形泡罩为四个、六个或八个，相应地，至少两层弧形泡罩506的相邻两层弧形泡罩506之间分别错开大约45°、30°或22.5°。当然，每一层的弧形泡 罩也可以根据需要均匀设置为其他数目的弧形泡罩，相邻的两层弧形泡罩之间也分别交错开设置即可。 

在一更优选实施方式中，其中多个布液口306的每一个对应设置在圆周式组合泡罩塔板50的至少两层弧形泡罩506的最外层弧形泡罩的每一段大致中间位置的正上方。这样洗涤水落到弧形泡罩的外沿后即可沿着弧形泡罩两侧向着两段弧形泡罩之间的间隔处流动，之后洗涤水在由两段弧形泡罩之间的间隔处流向下一层弧形泡罩的中间位置，从而延长洗涤水的流程。 

在一更优选实施方式中，本发明的煤气净化的系统1000，其中第二混合雾化器80’进一步包括： 

管道区段801和气液预混区段802， 

其中，管道区段801和气液预混区段802共用水平或垂直设置的第一圆柱状壳体804，延伸进入第一圆柱状壳体804内部同心设置的第二圆柱状壳体806，且在与管道区段801远离的气液预混区段802的第一端部具有封闭第一圆柱状壳体804的第一端壁808，在第一端壁808的中心处具有一出口810， 

管道区段801由第二圆柱状壳体806限定，预混室802由第一圆柱状壳体804、第一圆柱状壳体804与第二圆柱状壳体806之间设置的类似于锥台的侧面812限定，其中锥台的侧面812在第一圆柱状壳体804和第二圆柱状壳体806之间断开形成环形(或锥台形)开口814， 

第二圆柱状壳体806为液相通道，第一圆柱状壳体804与同心设置并延伸进入的第二圆柱状壳体806以及断开形成环形(或锥台形)开口814的类似于锥台的侧面812一起限定为气相通道，在气相通道上设置有气相入口820， 

超声波发生器818，对称设置在位于预混区段802外部的第一圆柱状壳体804上。 

在一更优选实施方式中，其中第二混合雾化器80’在气相入口820上设置有接口法兰，第二圆柱状壳体806的入口处设置有接口法兰，第一圆柱状壳体804的第一端壁808中心处的出口设置有接口法兰，对称设置的超声波发生器818为二个、三个、四个六个、或八个。 

在一更优选实施方式中，其中在进入第二混合雾化器80’的气相通道的气相入口的818上游设置有第二压力调节阀822’，在第一端壁808的出口810的下游设置有第二压力变送器824’，在进入液相通道的上游管线上设置有第三流量调节阀和第三流量变送器，在离开第二混合雾化器的出口的雾化灰水管线的下游设置有第四流量调节阀和第四流量变送器。 

在一优选具体实施方式中，本发明的净化系统1000，其中次级洗涤塔2进一步包括：用于次级洗涤塔2的气体分布器60，其包括： 

1)气体缓冲室240，设置在次级洗涤塔2的底部区域，其由与次级洗涤塔2的侧壁22相连的水浴280的底部282和其上设置的黑水排出管242与次级洗涤塔2的底部侧壁22和下壁22’构成； 

2)初除尘煤气入口管26，贯穿次级洗涤塔2的侧壁22并呈倒横置的“L”型，其煤气入口262设置在次级洗涤塔2的侧壁22之外，其煤气出口264设置在气体缓冲室240内部并开口向下； 

3)气体分布构件620，其进一步包括： 

i)至少两个大致同心设置的环形气体分布管道622，623，624； 

ii)至少第一连接桥640和第二连接桥660，设置在气体分布构件620中的至少两个环形气体分布管道622，623，624之间，至少第一连接桥640和第二连接桥660内部为中空的，使得至少两个环形气体分布管道之间气体连通；以及 

iii)至少一个导气管284，其设置在水浴280内并与第一连接桥640空腔内的气体连通，使得与气体分布构件620气体连通； 

其中，气体分布构件620中的至少两个环形气体分布管道622，623，624与至少第一连接桥640和第二连接桥660在其朝向水浴280底部的方向上设置有多个直孔628，642，662，且气体分布构件620中的至少两个环形气体分布管道622，623，624在其朝向水浴280底部的方向上与多个直孔628间隔交错设置有多个切向孔626，多个切向孔626的开口设置为朝下向外侧倾斜。

本发明的气体分布器60，其中第一连接桥640和第二连接桥660内部是中空的，使得与至少两个环形气体分布管道622，623，624之间气体连通，从在其气体分布构件620和至少第一连接桥640和第二连接桥660上设置的多个直孔喷出的水煤气从环形气体分布管道622，623，624以及第一连接桥640和第二连接桥660的附近上升，而从气体分布构件620上设置的多个切向孔出来的气体由于切向孔向外侧倾斜的结构，使得从切向孔喷出的气体向远离环形气体分布管道622，623，624的方向喷出，这样，使得水煤气在整个水浴280内尽可能获得均匀的分布，同时在一定程度上减少重新汇集成大气泡的可能。 

在一优选实施方式中，气体分布器60进一步包括： 

4)气体分布器支撑件680，其设置在气体分布构件620上，使得气体分布构件620连接于煤气精洗涤塔2侧壁22的内壁上。 

在一优选实施方式中，其中气体分布构件620由三个大致同心设置的环形气体分布管道构成，至少一个导气管284设置为2个导气管284并对称设置在水浴280与第一连接桥640的管道上。 

在一优选实施方式中，其中水浴280的底部设置为锥形，且其上设置的黑水排出管242位于水浴280底部的中心部。 

在一优选实施方式中，其中至少两个环形气体分布管道622，623，624上设置的多个直孔628的直径为5-80mm，多个切向孔626的边长为5-80mm。更优选地，至少两个环形气体分布管道上设置的多个直孔628的直径为5-50mm，多个切向孔626的边长为5-50mm。进一步优选，至少两个环形气体分布管道上设置的多个直孔628的直径为10-30mm，多个切向孔626的边长为10-30mm。 

在一优选实施方式中，该环形气体分布管道可以是垂直截面为圆的管道，其直径为30～300mm。其中至少两个环形气体分布管道622，623，624的直径可以相同，也可以不同。 

在另一优选实施方式中，该环形气体分布管道也可以为一中空圆柱结构，其为水平截面是环形、垂直截面是长方形或正方形的中空圆柱的形式，其内外半径之差为30～300mm，高为100～1000mm，具体尺寸可以依据实际情况和负荷即煤气量确定。其中至少两个环形气体分布管道622，623，624的内外半径之差和高可以相同，也可以不同。 

在一优选实施方式中，其中气体分布器支撑件680在第一连接桥640的延伸方向上对称设置在气体分布构件620的外壁上。 

在本发明的另一实施方式中，提供了一种用于煤气净化的系统1000，包括：初级洗涤塔1和次级洗涤塔2，其中初级洗涤塔1中设置有第一螺旋塔盘主体102的下端将第一喷雾柱206的下端封闭的初级洗涤塔圆周式螺旋塔盘10和位于初级洗涤塔圆周式螺旋塔盘下方的至少一层喷淋器13，其中至少一层喷淋器13对称设置有多个喷淋器，而次级洗涤塔2中设置有以上描述的气体分布器60以及第二喷雾柱206’向下延伸超过第二螺旋塔盘主体102’的下端、并在向下延伸超过第二螺旋塔盘主体102’下端的第二喷雾柱侧面和下端底面上都均匀设置有多个第二喷雾孔208’的次级洗涤塔圆周式螺旋塔盘10’。 

在一优选实施方式中，初级洗涤塔1内部设置的第一螺旋塔盘主体102的下方分层设置两层灰水雾化液喷淋器13，每层可均匀对称分布有四个、六个、八个喷淋器，使得灰水雾化液滴从每一喷淋器喷出，对煤气进行增湿除尘。 

在一更优选实施方式中，次级洗涤塔2在第二喷雾柱入口管道202’的上方设置有多层固阀塔盘225。 

在一更优选实施方式中，次级洗涤塔2在多层固阀塔盘225的上方还设置有组合式除沫器29，其中组合式除沫器290由凹型导流式丝网除沫器292和板翅式雾沫夹带分离器294构成。 

在又一具体实施方式中，提供了一种煤气净化方法，其采用本发明以上所描述的煤气净化的系统1000，该方法包括： 

1)来自煤气次级洗涤塔的灰水和/或来自后系统的经压缩的无尘洁净煤气进入第一混合雾化器80雾化成为雾化灰水小液滴； 

2)经雾化的灰水小液滴分别同经激冷后的粗煤气和来自煤气次级洗涤塔的灰水分别通过一级旋风雾化灰水入口710、一级旋风粗煤气入口702和一级旋风洗涤水入口708切向进入一级旋风分离器7； 

3)粗煤气中的绝大部分大颗粒灰渣和部分煤灰尘粒被雾化的灰水小液滴湿润后在旋风分离器内做螺旋运动的过程中不断团聚后或沉降落下被分离出来，或被甩向旋风分离器内壁随即被螺旋而下的灰水冲下设置在一级旋风分离器7接近中部的内部侧壁上的间隔壁712的底部落灰口714进入在一级旋风分离器7下部构成的排污槽中的黑水中； 

4)排污槽内的黑水通过一级旋风分离器7的底部壁上设置的一级旋风黑水出口706排入黑水处理系统； 

5)部分经雾化的灰水小液滴和煤灰尘粒以及极少数的灰渣在煤气的夹带下随一级旋风除尘煤气由一级旋风分离器7顶部设置的一级旋风煤气出口704进入煤气初级洗涤塔1的初级洗涤塔煤气入口管道16； 

其中，来自次级洗涤塔的灰水通过第一流量调节阀834控制流量，来自后系统的压缩无尘洁净煤气通过第一压力调节阀822控制雾化灰水的压力，同时进入一级旋风雾化灰水入口710的经雾化的灰水通过雾化灰水管线下游设置的第二流量调节阀838控制流量。 

在一优选实施方式中，本发明的煤气净化方法进一步包括： 

6)进入初级洗涤塔1的初级洗涤塔煤气入口管道16的一级旋风除尘煤气通过在初级洗涤塔1的初级洗涤塔煤气入口管道16的出口上方设置的散气网15(其中散气网15 外部与初级洗涤塔的内壁12接合)向上溢出，使得大气泡被分割成若干细长气泡或更小的气泡，使得煤气与激冷水接触面积增大，从而洗出煤气中更多的固体颗粒； 

7)二级旋风分离器9的洗涤水从二级旋风分离器灰水出口906出来，进入初级洗涤塔灰水入口14，对向上溢出的煤气进行进一步喷淋除尘； 

8)至少一层喷淋器13对称设置的多个喷淋器对继续向上溢出的煤气进行更进一步的喷淋除尘； 

9)煤气继续向上通过初级洗涤塔圆周式螺旋塔盘10的第一螺旋塔盘主体102的下端边缘104沿第一螺旋塔盘主体盘旋向上，带有阻垢剂的洗涤水通过第一喷雾柱入口管道202进入通过第一喷雾柱206侧壁上设置的多个第一喷雾孔208喷出，对煤气进行喷淋除尘；以及 

10)经初级喷淋除尘后的煤气通过设置在初级洗涤塔1顶部的初级洗涤塔煤气出口110排出，初级洗涤塔1的底部设置为锥形塔底，固体颗粒均沉降于此，并通过下部设置的初级洗涤塔黑水出口18排出。 

本发明的煤气净化方法，可以在步骤10)后直接进行步骤12)，或者在步骤10)后进行步骤11)，然后再进行步骤12)，取决于所使用的本发明的煤气净化系统是否包括二级旋风分离器。当然，即使本发明的煤气净化系统包括二级旋风分离器，如果通过管道将其旁路，仍然可以在步骤10)后直接进行步骤12)。 

在一更优选实施方式中，本发明的煤气净化方法进一步包括： 

11)经初级洗涤塔煤气出口110排出的经初级喷淋除尘后的煤气进入切向设置在二级旋风分离器9的上部侧壁上的二级旋风煤气入口902，洗涤水通过在相对方向上设置在二级旋风煤气入口902上方切向设置的二级旋风洗涤水入口908进入，切向喷出的洗涤水对煤气进行喷淋洗涤，经初除尘煤气由设置在二级旋风分离器9顶部的二级旋风煤气出口904排出进入次级洗涤塔底部的初除尘煤气入口管26，喷淋洗涤后的洗涤水通过设置在二级旋风分离器9底部的二级旋风灰水出口906排出进入初级洗涤塔1的初级洗涤塔灰水入口14。 

在一进一步优选实施方式中，本发明的煤气净化方法进一步包括： 

12)通过设置在初级洗涤塔1顶部的初级洗涤塔煤气出口110排出的经初级喷淋除尘后的煤气或者可选地由设置在二级旋风分离器9顶部的二级旋风煤气出口904排出的经初除尘煤气，进入次级洗涤塔2底部的初除尘煤气入口管26，该煤气通过设置在初除尘煤气入口管上方水浴280中的气体分布器60上的至少一个导气管284进入气体分布器的第一连接桥640与由至少两个环形气体分布管道622，623，624构成的气体分布构件620，并从气体分布构件中的至少两个环形气体分布管道622，623，624与至少第一连接桥640和第二连接桥660在其朝向水浴底部的方向上设置的多个直孔628，642，662以及气体分布构件中的至少两个环形气体分布管道在其朝向水浴280底部的方向上与多个直孔628间隔交错设置的朝下向外侧倾斜的多个切向孔626喷出，继续向上溢出洗涤水液面250； 

13)溢出洗涤水液面250的煤气向上经过至少两层塔盘265与通过高压灰水入口270进入的高压灰水接触除尘；以及 

14)煤气继续向上通过次级洗涤塔圆周式螺旋塔盘10’的第二螺旋塔盘主体102’的下端边缘104’沿第二螺旋塔盘主体102’盘旋向上，带有阻垢剂的洗涤水通过第二喷雾柱入 口管道202’进入通过第二喷雾柱206’侧壁上设置的多个第二喷雾孔208’喷出，对煤气进行喷淋除尘，经除尘后的无尘洁净煤气通过在次级洗涤塔2顶部设置的无尘煤气出口210排出； 

其中，次级洗涤塔2底部设置的水浴280的底部为锥形，洗涤水中的煤灰尘埃通过其底部中心部设置的黑水排出管242排出。 

本发明的煤气净化方法，可以在步骤10)后直接进行步骤12)(参见图3c)，或者在步骤10)后进行步骤11)，然后再进行步骤12)(参见图3b)，取决于所使用的本发明的煤气净化系统是否包括二级旋风分离器。当然，即使本发明的煤气净化系统包括二级旋风分离器，如果通过管道将其旁路，仍然可以在步骤10)后直接进行步骤12)。 

在一更优选实施方式中，本发明的煤气净化方法进一步包括： 

15)通过次级洗涤塔圆周式螺旋塔盘10’除尘后的煤气继续向上通过在次级洗涤塔圆周式螺旋塔盘10’上方与蒸汽冷凝液入口232之间设置的多层固阀塔盘225与蒸汽冷凝液接触除尘；以及 

煤气继续向上通过设置在多层固阀塔盘225与蒸汽冷凝液入口232上方的组合式除沫器290除去其中夹带的微沫。 

在一更优选实施方式中，本发明的煤气净化方法，其中通过在次级洗涤塔2顶部设置的无尘煤气出口210排出的经除尘后的含水无尘洁净煤气进入低温/变换甲醇洗系统处理，得到的纯净合成气进入甲醇合成或费托合成系统进行反应；第一混合雾化器80和第二混合雾化器80’的液相通道的液体为来自低温/变换甲醇洗系统的水蒸汽变换冷凝液，从一级旋风黑水出口706、初级洗涤塔黑水出口18和次级洗涤塔底部设置的黑水排出管242排出的黑水进入黑水处理系统处理，经黑水处理系统处理后得到的灰水进入次级洗涤塔的高压灰水入口270；经次级洗涤塔2的灰水循环泵230抽出的灰水进入： 

①一级旋风分离器7的一级旋风洗涤水入口708，和/或 

②二级旋风分离器9的二级旋风洗涤水入口908(方式1，如图3b所示，在步骤10)后进行步骤11)，然后再进行步骤12))，和/或 

③初级洗涤塔灰水入口14(方式2，如图3c所示，在步骤10)后直接进行步骤12))，和/或， 

④煤气化炉作为激冷水以及可选地用于制浆进入水煤浆气化炉反应制取粗煤气，和/或 

⑤混合雾化器80作为雾化用水，和/或 

⑥初级洗涤塔第一喷雾柱入口管道202作为向圆周式螺旋塔盘10侧向喷出的喷淋水。 

其中，雾化后的雾化灰水又分两路，一路进入一级旋风分离器7的一级旋风雾化灰水入口710，另一路进入初级洗涤塔喷淋器13作为洗涤塔侧向喷出的喷淋水。

以下参照附图对本发明的用于煤气净化的一级旋风分离器和用于煤气净化的系统及其净化方法进行具体描述。 

如图1a-1d所示，本发明的一级旋风分离器7，包括： 

一级旋风粗煤气入口702，切向设置在一级旋风分离器7上部侧壁上； 

一级旋风雾化灰水入口710，切向设置在一级旋风分离器7上部侧壁上，并位于第一粗煤气入口702的上方； 

一级旋风洗涤水入口708，切向设置在一级旋风分离器7上部侧壁上，并与一级旋风雾化灰水入口710设置在同一水平位置的圆平面对称位置上； 

一级旋风煤气出口704，设置在一级旋风分离器7的顶部壁上；以及 

一级旋风黑水出口706，设置在一级旋风分离器7的底部壁上。 

一级旋风雾化灰水入口710通过管道与第一混合雾化器80连接。 

参见图2a-2c，第一混合雾化器80和第二混合雾化器80’分别包括： 

管道区段801和气液预混区段802， 

其中，管道区段801和气液预混区段802共用水平或垂直设置的第一圆柱状壳体804，延伸进入第一圆柱状壳体804内部同心设置的第二圆柱状壳体806，且在与管道区段801远离的气液预混区段802的第一端部具有封闭第一圆柱状壳体804的第一端壁808，在第一端壁808的中心处具有一出口810， 

管道区段801由第二圆柱状壳体806限定，预混室802由第一圆柱状壳体804、第一圆柱状壳体804与第二圆柱状壳体806之间设置的类似于锥台的侧面812限定，其中锥台的侧面812在第一圆柱状壳体804和第二圆柱状壳体806之间断开形成锥台形(或环形)开口814， 

第二圆柱状壳体806为液相通道，第一圆柱状壳体804与同心设置并延伸进入的第二圆柱状壳体806以及断开形成锥台形(或环形)开口814的类似于锥台的侧面812一起限定为气相通道，在气相通道上设置有气相入口820。 

管道区段801和气液预混区段802最好共用水平设置的第一圆柱状壳体804，这样可以避免过多的弯管。 

蒸汽冷凝液或脱盐水管线以法兰联接的方式联接到雾化混合器的液相入口上，压缩无尘洁净煤气管线以法兰联接的方式联接到雾化混合器的气相入口上。雾化液管线与混合器雾化液出口以法兰方式联接，混合器和初洗涤塔喷雾器或精洗涤塔喷雾柱之间的连接管线尽可能短并且少弯管。 

在位于预混区段802外部的第一圆柱状壳体804上对称设置有超声波发生器818。 

第一混合雾化器80和第二混合雾化器80’分别在气相入口820上设置有接口法兰，第二圆柱状壳体806的入口处设置有接口法兰，第一圆柱状壳体804的第一端壁808中心处的出口810设置有接口法兰，对称设置的超声波发生器818为四个。当然，对称设置的超声波发生器818可以根据需要设置为二个、三个、五个、六个或八个等。 

再次参见图1d，在进入第一混合雾化器80的气相通道的气相入口818的上游设置有第一压力调节阀822，在第一端壁808的出口810的下游设置有第一压力变送器824，在进入液相通道806的上游管线上设置有第一流量调节阀834和第一流量变送器836，在离开第一混合雾化器80的出口810的雾化灰水管线的下游设置有第二流量调节阀838和第二流量变送器839。 

在第一混合雾化器80的液相通道806入口与第一流量调节阀834之间的液相通道806的上游管线上还设置有第一阻垢剂管线830，并在其上设置有调节阀832。 

以蒸汽冷凝液雾化液或脱盐水雾化液为例，蒸汽冷凝液或脱盐水管线以法兰联接的方式联接到雾化混合器的液相入口上，蒸汽冷凝液或脱盐水由此进入液相通道，再进入雾化室；压缩无尘洁净煤气管线以法兰联接的方式联接到雾化混合器的气相入口上，来自后系统的压缩无尘洁净煤气由此进入气相通道，再由切向槽Y型孔切向进入雾化室，煤气在雾化室斜向将蒸汽冷凝液或脱盐水打散雾化成液滴；雾化室外壁上对称均布有四个超声波雾化器，超声波使蒸汽冷凝液或脱盐水和压缩无尘洁净煤气散成更小的液滴和更细的气包，成为蒸汽冷凝液或脱盐水雾化液从出口进入蒸汽冷凝液或脱盐水雾化液管线；雾化液管线与混合器雾化液出口以法兰方式联接，雾化混合器和初洗涤塔喷雾柱或精洗涤塔喷雾柱之间的连接管线尽可能短和少弯管。雾化液进入喷雾柱再喷出。相对于文丘里洗涤器，该超声波混合雾化器只需少量的液体就可产生更细更密集的雾化液，用于洗涤除尘工艺具有非常好的节水效果和更好的除尘作用。 

其中，第一喷雾柱入口管道202上游通过管道与第二阻垢剂管线19相连，第二阻垢剂管线19设置有调节阀192。 

参见图3b，本发明的用于煤气净化的系统1000，包括： 

1)以上所描述的本发明的一级旋风分离器7；以及 

2)初级洗涤塔1； 

其中，初级洗涤塔1自上而下设置有：初级洗涤塔煤气出口110、初级洗涤塔圆周式螺旋塔盘10、至少一层喷淋器13、初级洗涤塔煤气入口管道16和初级洗涤塔黑水出口18；初级洗涤塔煤气出口110和初级洗涤塔黑水出口18分别设置在初级煤气洗涤塔1的顶部和底部，初级洗涤塔圆周式螺旋塔盘10设置于初级洗涤塔1的上部，初级洗涤塔煤气入口管道16设置于初级洗涤塔1的下部，且一级旋风煤气出口704连接至初级洗涤塔煤气入口管道16。 

参见图3b和图4b，初级洗涤塔圆周式螺旋塔盘10进一步包括： 

i)第一喷雾柱入口管道202，设置在初级洗涤塔1上部一侧并与初级洗涤塔1的塔壁12基本上垂直，第一喷雾柱入口管道202进一步包括延伸出初级洗涤塔1塔壁12外侧的第一喷雾柱入口204； 

ii)第一喷雾柱206，其与第一喷雾柱入口管道202在初级洗涤塔1的大致中心处基本上垂直连接，并且在第一喷雾柱206的四周均匀分布有多个第一喷雾孔208；以及 

iii)第一螺旋塔盘主体102，第一螺旋塔盘主体102的内侧由其下端边缘104起始环绕第一喷雾柱206的外侧向上盘旋设置，其外侧与初级洗涤塔1的内壁12接合，且封闭第一喷雾柱206的下端。 

至少一层喷淋器13为两层喷淋器，其每一层都对称设置有多个喷淋器，如四个或八个。 

至少一层喷淋器13的上游通过管道与第一混合雾化器80连接。 

至少一层喷淋器13与初级洗涤塔煤气入口管道16之间还设置有初级洗涤塔灰水入口14，二级旋风分离器9的洗涤水从二级旋风分离器灰水出口906出来，进入初煤气洗涤塔灰水入口14。 

在初级洗涤塔煤气入口管道16的出口上方环绕初级洗涤塔煤气入口管道16设置有散气网15，其中散气网15外部与初级洗涤塔的内壁12接合，其设置为两层，可以由网状不锈钢丝构成(参见图8)。离开下降管的合成气携带有大量的灰，经两层散气网后，原来的大气泡被分割成若干细长气泡或更小的气泡，使得合成气与激冷水接触面积大大提高，从而能够洗出合成气中更多的固体颗粒。 

在初级洗涤的第一喷雾柱入口管道202上游通过管道与第二阻垢剂管线19相连，第二阻垢剂管线19设置有调节阀192。 

参见图3c，本发明的一个实施方式的煤气净化系统1000，进一步包括4)次级洗涤塔2，其中，初级洗涤塔煤气出口110通过管道与次级洗涤塔2的初除尘煤气入口管26连通。参见图3b，本发明的另一个实施方式的煤气净化系统1000，进一步包括： 

3)二级旋风分离器9，设置有二级旋风煤气入口902、二级旋风洗涤水入口908、二级旋风煤气出口904和二级旋风分离器灰水出口906，其中二级旋风洗涤水入口908设置在二级旋风煤气入口902上部，二级旋风煤气入口902和二级旋风洗涤水入口908分别切向设置在二级旋风分离器9的上部侧壁上，二级旋风煤气出口904和二级旋风灰水出口906分别设置在二级旋风分离器9的顶部和底部；以及 

4)次级洗涤塔2； 

其中初级洗涤塔煤气出口110通过管道与二级旋风分离器9的二级旋风煤气入口902连通，二级旋风分离器9的二级旋风煤气出口904通过管道与次级洗涤塔2的初除尘煤气入口管26连通，而其中初级洗涤塔煤气出口110通过管道与次级洗涤塔2的初除尘煤气入口管26不连通。如图3b-3c所示，在延伸出初级洗涤塔1塔壁12外侧的第一喷雾柱入口204与流量调节阀194之间的灰水管道的上游管线上还设置有第二阻垢剂管线19，其上设置有调节阀192。 

参见图3a-3c，次级洗涤塔2进一步包括： 

4.1)气体缓冲室240，设置在次级洗涤塔2底部； 

4.2)初除尘煤气入口管26，其穿过次级洗涤塔2的塔壁22且延伸入气体缓冲室240内； 

4.3)气体分布器60，设置在初除尘煤气入口管26上方，并包括水浴280和塔底排污管242，其通过设置在其上的气体分布器支撑件680连接于次级洗涤塔2的侧壁22的内壁上； 

4.4)次级洗涤塔灰水出口23，设置在气体分布器60上方的次级洗涤塔2的塔壁22上，且位于次级洗涤塔2的液面250下方； 

4.5)次级洗涤塔圆周式螺旋塔盘10’，设置在次级洗涤塔2内部的液面250上方； 

4.6)蒸汽冷凝液入口232，设置在次级洗涤塔圆周式螺旋塔盘10上方的次级洗涤塔2的塔壁22上；以及 

4.7)无尘煤气出口210，设置在次级洗涤塔2的顶部。 

其中，初级洗涤塔煤气出口110通过管道与次级洗涤塔2的初除尘煤气入口管26连通。 

在次级洗涤塔2内部的液面250上方与次级洗涤塔圆周式螺旋塔盘10’之间进一步设置有至少两层塔盘265。 

在次级洗涤塔圆周式螺旋塔盘10’上方与蒸汽冷凝液入口232之间进一步设置有多层固阀塔盘225。 

在次级洗涤塔2的多层固阀塔盘225与蒸汽冷凝液入口232的上方还设置有组合式除沫器290，其中组合式除沫器290由凹型导流式丝网除沫器292和板翅式雾沫夹带分离器294构成。 

参见图3a-3c、图4a和4c，其中次级洗涤塔圆周式螺旋塔盘10’，进一步包括： 

4.5.1)第二喷雾柱入口管道202’，设置在次级洗涤塔2上部一侧并与次级煤气洗涤塔2的塔壁22基本上垂直，第二喷雾柱入口管道202’进一步包括延伸出次级洗涤塔2塔壁22外侧的第二喷雾柱入口204’，第二喷雾柱入口管道202’通过管道与第二混合雾化器80’连接； 

4.5.2)第二喷雾柱206’，其与第二喷雾柱入口管道202’在次级洗涤塔2的大致中心处基本上垂直连接，并且在第二喷雾柱206’的四周均匀分布有多个第二喷雾孔208’；以及 

4.5.3)第二螺旋塔盘主体102’，第二螺旋塔盘主体102’的内侧由其下端边缘104’起始环绕第二喷雾柱206’的外侧向上盘旋设置，其外侧与次级洗涤塔2的内壁22接合，且第二喷雾柱206’向下延伸超过第二螺旋塔盘主体102’的下端，并在第二喷雾柱206’向下延伸超过第二螺旋塔盘主体下端的侧壁和下端底面上均设置有多个第二喷雾孔208’。 

参见图4c，本发明的次级洗涤塔2的圆周式螺旋塔盘10’，进一步包括： 

液相分布器30，在第二螺旋塔盘主体102’的下方环绕第二喷雾柱206’设置，液相分布器30与煤气洗涤塔2的内壁22设置有一定间隔；以及 

圆周式组合泡罩塔板50，设置在液相分布器30下方并环绕第二喷雾柱206’； 

其中，喷雾柱206’向下延伸穿过液相分布器30与圆周式组合泡罩塔板50的中心部一段距离，并且在液相分布器30与圆周式组合泡罩塔板50之间的第二喷雾柱206’未设置喷雾孔，而第二喷雾柱206’向下延伸穿过圆周式组合泡罩塔板50中心部的一段喷雾柱的侧面和下端底面都均匀设置有多个第二喷雾孔208’。 

参见图5，其中液相分布器30进一步包括： 

环形液相分配盘302，环绕第二喷雾柱206’设置，为呈一定宽度的环形凹槽； 

多个导液槽304，均匀设置在环形液相分配盘302的外侧，其侧壁即垂直壁305高于环形液相分配盘302的侧壁即垂直壁308并与环形液相分配盘302液体连通；以及 

多个布液口306，分别设置于多个导液槽304的每一个远离环形液相分配盘302的一端，并与次级煤气洗涤塔2的内壁12，22之间具有一定间隙。 

其中多个导液槽304与多个布液口306可以设置为四个、六个或八个，多个导液槽304与多个布液口306的数目相同，多个布液口306设置为喇叭形，具有凸缘307。 

参见图6a-6b，其中圆周式组合泡罩塔板50进一步包括： 

降液通道502，围绕第二喷雾柱206’设置，并与第二喷雾柱206’之间具有间隙； 

多个圆型泡罩504，均匀设置在降液通道502的外围；以及 

至少两层弧形泡罩506，围绕多个圆型泡罩504设置，至少两层弧形泡罩506的每一层为均匀间隔开的环形，且至少两层弧形泡罩506的相邻层的弧形泡罩506交错设置； 

其中，多个圆型泡罩504与至少两层弧形泡罩506内均设置有升气孔508，且至少两层弧形泡罩506的泡罩上均匀设置有多个排气孔510。 

其中至少两层弧形泡罩506设置为三层弧形泡罩506，且每一层的弧形泡罩为四个、六个或八个，相应地，至少两层弧形泡罩506的相邻两层弧形泡罩506之间分别错开大约45°、30°或22.5°。当然，每一层的弧形泡罩也可以根据需要均匀设置为其他数目的弧形泡罩，相邻的两层弧形泡罩之间也分别交错开设置即可。 

多个布液口306的每一个对应设置在次级洗涤塔圆周式组合泡罩塔板50的至少两层弧形泡罩506的最外层弧形泡罩的每一段大致中间位置的正上方。这样洗涤水落到弧形泡罩的外沿后即可沿着弧形泡罩两侧向着两段弧形泡罩之间的间隔处流动，之后洗涤水在由两段弧形泡罩之间的间隔处流向下一层弧形泡罩的中间位置，从而延长洗涤水的流程。 

如图3a-3c所示，设置于煤气次级洗涤塔(即精洗涤塔)2底部的气体分布器60进一步包括：气体缓冲室240，初除尘煤气入口管26，气体分布构件620和气体分布器支撑件680。 

气体缓冲室240，设置在次级洗涤塔2的底部区域，其由与次级洗涤塔2的侧壁22相连的水浴280的底部282和其上设置的黑水排出管242与次级洗涤塔2的底部侧壁22和下壁22’构成。 

初除尘煤气入口管26，贯穿次级洗涤塔2的侧壁22并呈倒横置的“L”型，其煤气入口262设置在次级洗涤塔2的侧壁22之外，其煤气出口264设置在气体缓冲室240内部并开口向下。 

参见图7a和7b，气体分布构件620，包括三个大致同心设置的环形气体分布管道622，623，624；第一连接桥640和第二连接桥660；以及导气管284。当然，环形气体分布管道622，623，624也可以是大致同心设置的其他形状的环形气体分布管道，如方形，椭圆形等。三环形气体分布管道622，623，624是垂直截面为圆的管道，其直径为30～300mm。其直径可以根据需要设置，可以相同，也可以不同。 

当然，气体分布构件620也可以根据洗涤塔的大小和煤气处理量由两个或多个，如三个、四个、五个大致同心设置的环形气体分布管道622，623，624等构成。 

第一连接桥640和第二连接桥660，其内部为空腔，与622，623，624气体连通，设置在气体分布构件620中的三个环形气体分布管道622，623，624之间，使得三个环形气体分布管道之间气体连通。 

参见图3a-3c，二个导气管284，设置在水浴280内并对称连接至第一连接桥640，与第一连接桥640空腔内的气体连通，使得与气体分布构件620气体连通。 

气体分布构件620中的三个环形气体分布管道622，623，624与第一连接桥640和第二连接桥660在其朝向水浴280底部的方向上均设置有多个直孔628，642，662。 

气体分布构件620中的三个环形气体分布管道622，623，624还在其朝向水浴280底部的方向上与多个直孔628间隔交错设置有多个切向孔626，多个切向孔626的开口设置为朝下向外侧倾斜。 

气体分布器支撑件680，对称设置在气体分布构件620的延伸方向上，使得气体分布构件620对称连接于煤气精洗涤塔2侧壁22的内壁上。 

水浴280的底部设置为锥形，且其上设置的黑水排出管242位于水浴280底部的中心部。三个环形气体分布管道622，623，624上设置的多个直孔628的直径为5-80mm，多个切向孔626的边长为5-80mm。更优选地，至少两个环形气体分布管道上设置的多个直孔628的直径为5-50mm，多个切向孔626的边长为5-50mm。进一步优选，至少两个环形气体分布管道上设置的多个直孔628的直径为10-30mm，多个切向孔626的边长为10-30mm。多个直孔和多个切向孔的边长可以根据处理的煤气量的大小来确定。 

三个环形气体分布管道是垂直截面为圆的管道，其直径为30～300mm。其中三个环形气体分布管道622，623，624的直径可以相同，也可以不同。

当然，三个环形气体分布管道也可以是水平截面为环形、垂直截面是长方形或正方形的中空圆柱的形式，其内外半径之差为30～300mm，高为100～1000mm，其具体尺寸可以依据实际情况和负荷即煤气量确定。其中三个环形气体分布管道622，623，624的内外半径之差和高可以相同，也可以不同。 

从在其气体分布构件620和第一连接桥640和第二连接桥660上设置的多个直孔喷出的水煤气从环形气体分布管道622，623，624以及第一连接桥640和第二连接桥660的附近上升，而从气体分布构件620上设置的多个切向孔喷出的气体由于切向孔向外侧倾斜的结构，使得从切向孔喷出的气体向远离环形气体分布管道622，623，624的方向喷出。这样，使得水煤气在整个水浴280内尽可能获得均匀的分布，同时在一定程度上减少重新汇集成大气泡的可能。 

煤气由二级旋风分离器9的顶部出口904离开通过次级洗涤塔初除尘煤气入口管26的煤气出口264进入精洗涤塔2底部设置的气体缓冲室240，然后煤气上升，经由导气管284进入气体分配构件620，进行气体的初步分配。 

然后，煤气在通过气体分布构件620中的大致同心设置的环形气体分布管道622，623，624上均匀设置的多个开口朝下的直孔628和与多个开口直孔628交替设置的倾斜向外侧朝下的切向槽626喷出，同时也从第一连接桥640和第二连接桥660在其朝向水浴280底部的方向上设置有多个直孔642，662喷出，进入精洗涤塔2的水浴室280，接着再向上进入次级洗涤塔2的上部。 

为了防止停车后造成堵塞，直孔628和切向槽626开口均设置为朝下开孔。 

因为直孔628，642，662喷出来的煤气只是挨着环形气体分配机构620上升，在两个相邻的环形气体分布管道622，623，624之间或精洗涤塔2内壁22离直孔远的地方上升的煤气少，而煤气通过开口倾斜向外侧朝下的切向槽626后向外侧朝两个相邻的环形气体分布管道622，623，624之间或次级洗涤塔2的内壁22处喷出，达到使煤气均匀分布的目的，这样煤气与次级洗涤塔2内水浴280的洗涤水产生更大的接触面积，从而获得更好的除尘效果，即这些密集均布的直孔和切向槽使得原本大股成团煤气在水浴中分成很多均布的细股煤气，增加了除尘面积，提高了水浴除尘的效率。 

还因为煤气通过开口倾斜向外侧朝下的切向槽626后倾斜向外侧喷出，对于加压气化炉产生的高压煤气，将会推动次级洗涤塔2内水浴280的洗涤水做螺旋运动，而运动中的次级洗涤塔内水浴的洗涤水反过来推动煤气旋流，促进煤气更均匀分布，且由于煤气路径的加长，使得更多的水与之传质，从而获得更好的水浴除尘效果。 

如图3a-3c所示，由下而上，煤气离开气体分布器60后，上升穿出液面250，再迂回穿过两层塔盘265与来自黑水处理系统的净化后高压灰水270逆流接触除尘，接着穿过一蒸汽冷凝液雾化液或脱盐水雾化液的喷雾区276，然后进入次级洗涤塔圆周式组合泡罩塔板50。 

如图6a和图6b所示，煤气从圆周式组合泡罩塔板50的狭窄的升气孔508向上升，部分洗涤水由狭窄的升气孔508往下降，两者紧密接触，逆流除尘。 

接着煤气穿过液相分布器30与次级洗涤塔2的塔壁22之间的空间。如图3a-3b、图4a和4c所示，煤气接着沿第二喷雾柱206’的第二螺旋塔盘主体102’向上升，蒸汽冷凝液雾化液或脱盐水雾化液从第二喷雾柱206’喷出，同时蒸汽冷凝液或脱盐水顺着第二螺旋塔盘主体102’与煤气相向流下，从而除去煤气中夹带的雾沫和尘粒团。 

再次参见附图3a-3b、图4c、图5和图6a-6b，由导液槽302通过四个喇叭形布液口306排出的洗涤水下落到圆周式组合泡罩塔板50上的外围，弧形泡罩506为外三层环形，每相邻两层弧形泡罩间留有空间且错开45°；同一层中两个相邻的弧形泡罩之间也有间隔。这样洗涤水在弧形泡罩之间迂回流动，使其流程变长，使得洗涤水在该塔盘上的停留时间和吸收时间加长，从而使得用较少量的液体可以吸收煤气中更多的杂质。 

为了能使洗涤水较均匀地流到下降液通道502，圆周式组合泡罩塔板50内层设置为圆型泡罩504。洗涤水从降液通道502流下时，遇到喷出的蒸汽冷凝液雾化液或脱盐水雾化液，洗涤水被吹散落下，同时有部分洗涤水由泡罩内的升气孔508落下，煤气由弧形泡罩504上均匀设置的多个排气孔510向上溢出，这样蒸汽冷凝液雾化液或脱盐水雾化液和散落的洗涤液同时对煤气进行洗涤，使得凝聚的尘粒很快落下，减少进入上层塔盘的煤气含尘量，而且此时煤气含尘量已经很低了，因此不会有煤气粉尘堵塞泡罩的情况发生。 

煤气再继续上升经过四层塔盘225而与蒸汽冷凝液或脱盐水逆流接触，从而进一步除去煤气中夹带的雾沫。然后，煤气经过由凹型导流式丝网除沫器292和板翅式雾沫夹带分离器294构成的组合式除沫器290，进一步除去雾沫，即可获得含尘量非常低的无尘煤气，无尘煤气经过次级洗涤塔的煤气出口210排出进入后系统。 

再次参见图1a-1d，图2a-2c和图3a-3c，本发明的煤气净化方法，采用以上所描述的煤气净化的系统1000，该方法包括： 

1)来自煤气次级洗涤塔的灰水与来自后系统的经压缩的无尘洁净煤气进入第一混合雾化器80雾化成为雾化灰水小液滴； 

2)经雾化的灰水小液滴分别同经激冷后的粗煤气和来自煤气次级洗涤塔的灰水分别通过一级旋风雾化灰水入口710、一级旋风粗煤气入口702和一级旋风洗涤水入口708切向进入一级旋风分离器7； 

3)粗煤气中的绝大部分大颗粒灰渣和部分煤灰尘粒被雾化的灰水小液滴湿润后在旋风分离器内做螺旋运动的过程中不断团聚后或沉降落下被分离出来，或被甩向旋风分离器内壁随即被螺旋而下的灰水冲下设置在一级旋风分离器7接近中部的内部侧壁上的间隔壁712的底部落灰口714进入一级旋风分离器7下部构成的排污槽； 

4)排污槽内的黑水通过一级旋风分离器7的底部壁上设置的一级旋风黑水出口706排入黑水处理系统； 

5)部分经雾化的灰水小液滴和煤灰尘粒以及极少数的灰渣在煤气的夹带下随一级旋风除尘煤气由一级旋风分离器7顶部设置的一级旋风煤气出口704进入煤气初级洗涤塔1的初级洗涤塔煤气入口管道16； 

其中，来自次级洗涤塔的灰水通过第一流量调节阀834控制流量，来自后系统的压缩无尘洁净煤气通过第一压力调节阀822控制雾化灰水的压力，同时进入一级旋风雾化灰水入口710的经雾化的灰水通过雾化灰水管线下游设置的第二流量调节阀838控制流量。 

6)进入初级洗涤塔1的初级洗涤塔煤气入口管道16的一级旋风除尘煤气通过在初级洗涤塔1的初级洗涤塔煤气入口管道16的出口上方设置的散气网15(其中散气网15外部与初级洗涤塔的内壁12接合)向上溢出，使得大气泡被分割成若干细长气泡或更小的气泡，使得煤气与激冷水接触面积增大，从而洗出煤气中更多的固体颗粒； 

7)二级旋风分离器9的洗涤水从二级旋风分离器灰水出口906出来，进入初级洗涤塔灰水入口14，对向上溢出的煤气进行进一步喷淋除尘； 

8)至少一层喷淋器13对称设置的多个喷淋器对继续向上溢出的煤气进行更进一步的喷淋除尘； 

9)煤气继续向上通过初级洗涤塔圆周式螺旋塔盘10的第一螺旋塔盘主体102的下端边缘104沿第一螺旋塔盘主体盘旋向上，带有阻垢剂的洗涤水通过第一喷雾柱入口管道202进入通过第一喷雾柱206侧壁上设置的多个第一喷雾孔208喷出，对煤气进行喷淋除尘；以及 

10)经初级喷淋除尘后的煤气通过设置在初级洗涤塔1顶部的初级洗涤塔煤气出口110排出，初级洗涤塔1的底部设置为锥形塔底，固体颗粒均沉降于此，并通过下部设置的初级洗涤塔黑水出口18排出。 

参照图3b，本发明的煤气净化方法进一步包括： 

11)经初级洗涤塔煤气出口110排出的经初级喷淋除尘后的煤气进入切向设置在二级旋风分离器9的上部侧壁上的二级旋风煤气入口902，洗涤水通过在相对方向上设置在二级旋风煤气入口902上方切向设置的二级旋风洗涤水入口908进入，切向喷出的洗涤水对煤气进行喷淋洗涤，经初除尘煤气由设置在二级旋风分离器9顶部的二级旋风煤气出口904排出进入次级洗涤塔底部的初除尘煤气入口管26，喷淋洗涤后的洗涤水通过设置在二级旋风分离器9底部的二级旋风灰水出口906排出进入初级洗涤塔1的初级洗涤塔灰水入口14。 

参照图3b-3c，本发明的煤气净化方法，进一步包括： 

12)通过设置在初级洗涤塔1顶部的初级洗涤塔煤气出口110排出的经初级喷淋除尘后的煤气(参照图3c)，或者由设置在二级旋风分离器9顶部的二级旋风煤气出口904排出的经初除尘煤气(参照图3b)进入次级洗涤塔2底部的初除尘煤气入口管26，该煤气通过设置在初除尘煤气入口管上方水浴280中的气体分布器60上的至少一个导气管284进入气体分布器的第一连接桥640与由至少两个环形气体分布管道622，623，624构成的气体分布构件620，并从气体分布构件中的至少两个环形气体分布管道622，623，624与至少第一连接桥640和第二连接桥660在其朝向水浴底部的方向上设置的多个直孔628，642，662以及气体分布构件中的至少两个环形气体分布管道在其朝向水浴280底部的方向上与多个直孔628间隔交错设置的朝下向外侧倾斜的多个切向孔626喷出，继续向上溢出洗涤水液面250； 

13)溢出洗涤水液面250的煤气向上经过至少两层塔盘265与通过高压灰水入口270进入的高压灰水接触除尘；以及 

14)煤气继续向上通过次级洗涤塔圆周式螺旋塔盘10’的第二螺旋塔盘主体102’的下端边缘104’沿第二螺旋塔盘主体102’盘旋向上，带有阻垢剂的洗涤水通过第二喷雾柱入口管道202’进入通过第二喷雾柱206’侧壁上设置的多个第二喷雾孔208’喷出，对煤气进行喷淋除尘，经除尘后的无尘洁净煤气通过在次级洗涤塔2顶部设置的无尘煤气出口210排出； 

其中，次级洗涤塔2底部设置的水浴280的底部为锥形，洗涤水中的煤灰尘埃通过其底部中心部设置的黑水排出管242排出。 

在一更优选实施方式中，本发明的煤气净化方法进一步包括： 

15)通过次级洗涤塔圆周式螺旋塔盘10’除尘后的煤气继续向上通过在次级洗涤塔圆周式螺旋塔盘10’上方与蒸汽冷凝液入口232之间设置的多层固阀塔盘225与蒸汽冷凝液接触除尘；以及 

煤气继续向上通过设置在多层固阀塔盘225与蒸汽冷凝液入口232上方的组合式除沫器290除去其中夹带的微沫。 

经过以上一系列的洗涤，除去本来含尘量就很低的煤气中的细微尘粒，使得煤气的含尘量降低到非常低的水平，组合式除沫器290堵塞情况将大大降低。 

参见图9，本发明的煤气净化方法，其中通过在次级洗涤塔2顶部设置的无尘煤气出口210排出的经除尘后的含水无尘洁净煤气进入低温/变换甲醇洗系统处理，得到的纯净合成气进入甲醇合成或费托合成系统进行反应；第一混合雾化器80和第二混合雾化器80’的液相通道的液体为来自低温/变换甲醇洗系统的水蒸汽变换冷凝液，从一级旋风黑水出口706、初级洗涤塔黑水出口18和次级洗涤塔底部设置的黑水排出管242排出的黑水进入黑水处理系统处理，经黑水处理系统处理后得到的灰水进入次级洗涤塔的高压灰水入口270；经次级洗涤塔2的灰水循环泵230抽出的灰水进入： 

①一级旋风分离器7的一级旋风洗涤水入口708，和/或 

②二级旋风分离器9的二级旋风洗涤水入口908(方式1，如图3b所示，在步骤10)后进行步骤11)，然后再进行步骤12))，和/或 

③初级洗涤塔灰水入口14(方式2，如图3c所示，在步骤10)后直接进行步骤12))，和/或， 

④煤气化炉作为激冷水以及可选地用于制浆进入水煤浆气化炉反应制取粗煤气，和/或 

⑤混合雾化器80作为雾化用水，和/或 

⑥初级洗涤塔第一喷雾柱入口管道202作为向圆周式螺旋塔盘10侧向喷出的喷淋水。 

其中，雾化后的雾化灰水又分两路，一路进入一级旋风分离器7的一级旋风雾化灰水入口710，另一路进入初级洗涤塔喷淋器13作为洗涤塔侧向喷出的喷淋水。 

与中国专利200810018399.0不同，本发明方法中的上层塔盘225的洗涤液均用蒸汽冷凝液或脱盐水，对于单套6.5MPa、产有效气(CO+H₂)为106,000NM³/h的气化炉而言其用量较小，大约为5～60t/h，但是却保证了煤气洗涤的质量，防止低含尘的高速煤气重新夹带含有杂质的脏水雾沫。然后煤气经过由凹型导流式丝网除沫器292和板翅式雾沫夹带分离器294构成的组合式除沫器290，进一步除去雾沫，即可获得含尘量非常低的无尘煤气。 

如图3a-3b和图9所示，次级洗涤塔2的顶部为煤气出口210，无尘洁净煤气由此去往后系统(如甲醇变换、低温甲醇洗等系统)；次级洗涤塔2自上向下设置有板翅式雾沫夹带分离器292和凹型导流式丝网除沫器294，接下来分别设置有塔侧面蒸汽冷凝液或脱盐水入口232、若干层固阀塔盘225(煤气经过例如四层塔盘225与蒸汽冷凝液或脱盐水逆流而上、除去煤气中夹带的雾沫)、第二喷雾柱206’；蒸汽冷凝液或脱盐水先与来自后系统的压缩无尘洁净煤气进入第二混合雾化器80雾化成为蒸汽冷凝液雾化液或脱盐水雾化液小液滴，然后进入第二喷雾柱206’在狭窄的第二塔盘10’的空间内喷出高密度水雾，此时煤气继续沿着第二螺旋塔盘主体102’螺旋向上，喷出的高密度水雾和煤气为近似垂直运动，这样蒸汽冷凝液雾化液或脱盐水雾化液小液滴一旦喷到为数不多的细微尘粒，便会马上与后续喷出的蒸汽冷凝液雾化液或脱盐水雾化液小液滴或细微尘粒凝聚、落下，随后被沿着螺旋塔盘螺旋而下的蒸汽冷凝液或脱盐水冲下，达到精除尘的作用。 

次级洗涤塔2的灰水循环泵230的入口设置在水浴280上部同时又低于液面250，使得处于较上部的固体颗粒少且较干净的灰水充分获得循环利用，其排出水流232分为以下几路流股：如去往初级洗涤塔1的第一喷淋柱206作为喷淋水，去往一级旋风分离器7作为除尘洗涤水，去往第一混合雾化器80作为雾化用水(其中第二混合雾化器80′用更干净的蒸汽冷凝液作为雾化水)，去往煤气化炉作为激冷水和去往二级旋风分离器9作为除尘洗涤水。 

本发明的一级旋风分离器以及包括本发明的一级旋风分离器的用于煤气净化的系统和煤气净化方法摒弃了造成易堵塞、易磨损、易结垢和压降大的文丘里洗涤器，设计了一种包括雾化装置、旋风分离器、气体均布器和喷雾螺旋式塔盘等新设备的新工艺，目的在于提供一种节约用水、设备造价低、脱除NH₃、HCN、HCl、HCOOH和灰渣粉尘效率高，克服现有技术所存在的压降大、能耗高、易堵塞、细微尘粒脱除率低和工作周期短等问题。因超声波喷雾装置只需少量水即可喷出大量夜雾用于洗涤，大大节约了用水，且大量水均进行内循环，只需少量补水，所以此工艺节水性能好。最后的含尘量可以降到0.1mg/m³以下。 

在另一实施方式中，本发明提供了一种在以煤、石油焦、生物质、和/或可燃工业废弃物为原料的加压气化生产的煤气的净化中的应用。 

在又一实施方式中，本发明提供了包括本发明的一级旋风分离器的用于煤气净化的系统在以煤、石油焦、生物质、和/或可燃工业废弃物为原料的加压气化生产的煤气的净化中的应用。 

在再一实施方式中，本发明提供了本发明的煤气净化方法在以煤、石油焦、生物质、和/或可燃工业废弃物为原料的加压气化生产的煤气的净化中的应用。 

尽管本发明的各种实施方式已经通过具体实施方式在上下文中进行了描述，但是本发明并不仅限于此。因此，以上的描述不应该当作是本发明范围的限制，本发明的范围由 所附的权利要求进行限定。本领域技术人员应当理解，在不背离本发明的精神的情况下可以对本发明做出各种改变和变更，其都将落入本发明的保护范围内。