一种提升煤气化飞灰过滤器用反吹气温度方法及其装置

摘要

本发明涉及煤气化用反吹气领域，尤其是提升煤气化飞灰过滤器用反吹气温度方法及其装置，将压缩机压缩处理的反吹气体分为两股气流，一股气体升温升压处理作为飞灰过滤器反吹气，并设置高压单元和超高压单元两组，超高压单元尾端设置有压力阀组，高压单元尾端设置有排空口和储气罐；排空口和储气罐之间的管路上设置有分支，分支通过止流阀与压力阀组管路连接而成，实现将热高压单元多余反吹气进行减压处理代替热高压气，在增大反吹气量或吹气频率，满足飞灰过滤器需求，提高飞灰过滤器反吹质量，实现将多余超高压单元中的反吹气减压处理替代部分热高压气体，降低能耗，加快过滤器反吹处理的启动时间，降低过滤器损伤率，延长使用寿命。

说明书

技术领域

本发明涉及煤气化用反吹气技术领域，尤其是一种提升煤气化飞 灰过滤器用反吹气温度方法及其装置。

背景技术

现代大型煤气化工艺中除灰方法分为两种，一种是以水煤浆技术 为代表的湿法除灰，一种是以粉煤加压技术为代表的干法除灰。干法 除灰可以将绝大部分飞灰在湿洗以前从合成气中分离出来，有效的减 轻了湿洗除灰和灰水处理部分的压力，这使得干法除灰技术在处理高 灰含量的煤种方面得到了较大范围的应用。

现有技术中最优的粉煤加压气化技术就是采用高温高压飞灰过 滤器进行干法除灰，其过滤器采用陶瓷滤棒对带灰合成气进行微滤， 该合成气为来自气化炉合成气冷却器中的气体，其压力为3.96Mpa， 温度为340℃，含灰量为1.64％(wt％)，在通过过滤器过滤后，其合 成气的尘含量降至10mg/m³，再将其送往下游湿洗系统进行合成气的 洗涤，即可完成合成气的制备。但是，在此过程有，高温高压飞灰过 滤器上会吸收沉积大量的灰尘，进而使得过滤棒的质量受到影响；传 统的技术均是将其采用热超高压N₂/CO₂(8.05Mpa，225℃)作为反吹 气来对过滤器设备进行反吹处理，具体的是在开车期间使用N₂，后续 生产单元产生CO₂后使用CO₂进行反吹处理。

而现有技术中的反吹气体的来源流程，即就是氮气或者二氧化碳 产生后的质量改善流程为：超高压N₂/CO₂来自压缩系统，一部分超高 压的N₂/CO₂(8.1Mpa，120℃)经超高压N₂/CO₂换热器加热至 (8.05Mpa，225℃)，经过热超高压N₂/CO₂缓冲罐，一股去气化炉十 字架/激冷口反吹；另一股进入陶瓷过滤器反吹环管，通过反吹脉冲 阀间断吹扫陶瓷滤棒，反吹环管设置有导淋就地放空。另一部分进入 超高压N₂/CO₂缓冲罐，通过压力调节阀降至5.2Mpa分为两股，一股通 过高压N₂/CO₂换热器加热后送往热N₂/CO₂用户；另一股去冷N₂/CO₂用户。

并且，现有技术中，为了便于飞灰后续处理和输送，高温高压过 滤器设置在装置的86米平台，而反吹气的超高压N₂/CO₂加热器和热超 高压N₂/CO₂缓冲罐设置装置的16米平台。反吹气出N₂/CO₂缓冲罐到陶 瓷过滤器距离达到70米距离。由于过滤器的反吹采用压差控制模式， 而反吹频率受过滤器压差控制，在过滤器的低压差状态下反吹气的流 量很低。

而经过研究人员对上述的技术所带来的危害程度进行研究，并结 合刘鲁伟在《壳牌煤气化高温高压飞灰过滤器滤芯损坏分析及解决措 施》[J].科技传播，2013，15:167-168.一文中所公开的反吹气系统无 加热器，到设备温度只有150一170℃，致使灰受潮，不易吹下；并且 在后续增加三台加热器后，能够解决上述技术问题以及增大气流量和 /或加大气流反吹频率后解决上述技术问题给过滤器带来的损伤情况 分析可以得知，现有技术中，对于煤气化工艺中，飞灰过滤器的反吹 处理技术存在着以下缺点：

一是反吹气流量较低、缓冲罐离过滤器较远，进而导致反吹气体 在系统中的滞留时间较长，气体品质变化较大，进而导致反吹气的温 度较低、不能满足过滤器的反吹温度需求，进而难以将过滤器表面的 飞灰吹落，进而导致开启记得速度较慢，严重的甚至会导致过滤器棒 发生腐蚀或者过滤器棒承受的重量太大，进而导致开启机时，损坏过 滤器，降低过滤器的使用寿命。

二是对反吹气进行放空处理，使得系统中的反吹气体的流量增 大，进而达到对过滤器的反吹效果时，将会整个系统的能耗较大，并 且在放空处理时的噪音较大，造成了噪音污染，难以满足环保需求。

三是加快反吹气的反吹频率，进而增大反吹气体的流量，增大反 吹气体的温度，使得脉冲阀的使用寿命降低，增大了成本，进而降低 了过滤器棒的使用寿命，并且还会使其中的惰性气体的含量增多，进 而导致合成气与惰性气体的分离过程的难度较大，增大了合成气的分 离成本。

四是在设备和管道冷态下要达到反吹程序的启动条件温度需要 达到200℃，采取现场放空时间长，影响装置的开车进度，降低了装 置的工作效率，增大了生产成本。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供一种提升 煤气化飞灰过滤器用反吹气温度方法，能够提高煤气化工艺中的飞灰 过滤器的气动速度，降低过滤器的损耗，提高过滤器的寿命，避免多 余气体排空时的噪音污染，降低气体的排空量，使得气体能量得以回 收。

并且本发明还提供一种提升煤气化飞灰过滤器用反吹气温度装 置，该装置能够将超热高压系统中多余的反吹气转入热高压系统中， 替代部分热高压反吹气，进而使得能耗降低，提高了过滤器启动速度， 并且在排空前，对排空处设置消音机构，进而降低了噪音污染。

具体是通过以下技术方案得以实现的：

一种提升煤气化飞灰过滤器用反吹气温度装置，由压缩机、通过 管道连接在压缩机上的出气口的超高压单元和高压单元上；在超高压 单元尾端设置有压力阀组，在高压单元尾端设置有排空口和储气罐； 在排空口和储气罐之间的管路上设置有分支，所述的分支通过止流阀 与压力阀组管路连接而成。

所述的超高压单元由压力控制单元、通过管路连接在压力控制单 元上的加热器、通过管路连接在加热器上的缓冲罐、通过管路连接在 缓冲罐上的气环管，气环管的一端通过管路进入过滤器，并在过滤器 与气环管之间设置有脉冲阀，气环管的另外一端通过管路与压力阀组 连接而成。

所述的气环管与所述的缓冲罐之间的管路上设置有分支，所述的 分支与激冷口通过管路连接，并且在分支与气环管之间设置有流量 阀。

所述的气环管与所述的压力阀组之间设置有切断阀、并且在切断 阀与压力阀组之间的管路上设置有分支，该分支与排空口相连接，并 在分支与排空口之间设置有消音机构。

所述的消音机构与分支之间设置有放空阀。

所述的压力阀组由压力控制单元、后手阀、前手阀、以及通过在 后手阀的后端与前手阀的前端均开设有分流孔，并通过管路直接将分 流孔连通，并在两分流孔的连通管上设置的旁路阀组成。

所述的高压单元由缓冲罐、与缓冲罐通过管路连接的压力控制单 元、通过管路与压力控制单元连接的加热器以及排空口和储气罐组 成，并且在压力控制单元与加热器之间通过管路设置有储气罐。

所述的压力控制单元由压力调节、在压力调节之前设置的触压阀 和压力调节之后设置的压力调节阀组成，其中在触压阀与压力调节之 间设置有压力表，压力调节与压力调节阀之间为远程信息链接。

本发明中的脉冲阀为24组脉冲阀。

一种提升煤气化飞灰过滤器用反吹气温度的方法，将超高压单元 中温度为225℃、压力为8.05Mpa、管路流速为0.43kg/s多余的反吹气 进行处理，使得多余反吹气被减压后来替代热高压单元中温度为220 ℃、压力为5.05Mpa、管路流速为0.96Kg/s的热高压气体，并将气环 管与高压单元中的热高压气体相连接混合，具体的管路操作为：将反 吹气经过压缩机压缩处理后，将其在出口分成两股，其中一股从高压 单元流入，另外一股从超高压单元流入；从高压单元流入的反吹气首 先经过缓冲罐进行缓冲后，再经过压力控制单元调整期流速后，进入 加热器进行温度调整；从超高压单元流入的气体首先经过压力控制单 元调整其流速后，再将其经过加热器加热后，再进入缓冲罐进行缓冲 处理，待缓冲完成后，再将反吹气通过流量阀调整后，将反吹气送入 过滤器进行过滤器的反吹处理；并将剩余的反吹气体经过切断阀流入 压力阀组，并经过压力阀组减压后，与高压单元的反吹气混合后，进 而替代部分热高压反吹气体，并将其送入储气罐，即可。

与现有技术相比，本发明的技术效果体现在：

本发明通过将压缩机压缩处理后的反吹气体分为两股气流，一股 气体作为升温升压处理后，作为煤气化工艺中的飞灰过滤器的反吹气 体，并将装置设置为高压单元和超高压单元两组，并在超高压单元尾 端设置有压力阀组，在高压单元尾端设置有排空口和储气罐；在排空 口和储气罐之间的管路上设置有分支，所述的分支通过止流阀与压力 阀组管路连接而成，进而实现了将热高压单元中多余的反吹气体进行 减压处理后，进入热高压单元代替热高压气体，进而使得在增大反吹 气的吹气量或者吹气频率，进而满足飞灰过滤器的反吹需求，进而提 高对飞灰过滤器的反吹处理质量，并且实现将多余的超高压单元中的 反吹气体减压处理后替代部分高压单元气体，进而降低了能耗，加快 了过滤器进行反吹处理时的启动时间，降低了过滤器损伤率，延长了 使用寿命。

并且，本装置通过在超高压单元中的排空处设置消音机构，使得 在进行气体排空时的噪音较低，进而降低了噪音污染，具有显著的环 保价值。

再者，本发明还通过将处理过的气体用于用户使用，使得能耗得 到较大程度的回收，降低了能耗的排空。

附图说明

图1为本发明的提升煤气化飞灰过滤器用反吹气温度装置的结构 关系示意图。

1-压缩机 2-压力调节阀 3-脉冲阀 4-加热器 5-压力调节 6-缓冲 罐 7-激冷口 8-过滤器 9-储气罐 10-排空口 11-消音机构 12-放空阀  13-切断阀 14-气环管 15-旁路阀 16-后手阀 17-前手阀 18-止流阀  19-流量阀 20-触压阀。

具体实施方式

下面结合附图和具体的实施方式来对本发明的技术方案做进一 步的限定，但要求保护的范围不仅局限于所作的描述。

实施例

如图1所示，一种提升煤气化飞灰过滤器用反吹气温度的方法， 将超高压单元中温度为225℃、压力为8.05Mpa、管路流速为0.43kg/s 多余的反吹气进行处理，使得多余反吹气被减压后来替代热高压单元 中温度为220℃、压力为5.05Mpa、管路流速为0.96Kg/s的热高压气体， 并将气环管14与高压单元中的热高压气体相连接混合，具体的管路操 作为：将反吹气经过压缩机压缩处理后，将其在出口分成两股，其中 一股从高压单元流入，另外一股从超高压单元流入；从高压单元流入 的反吹气首先经过缓冲罐6进行缓冲后，再经过压力控制单元调整期 流速后，进入加热器进行温度调整；从超高压单元流入的气体首先经 过压力控制单元调整其流速后，再将其经过加热器加热后，再进入缓 冲罐6进行缓冲处理，待缓冲完成后，再将反吹气通过流量阀调整后， 将反吹气送入过滤器进行过滤器的反吹处理；并将剩余的反吹气体经 过切断阀流入压力阀组，并经过压力阀组减压后，与高压单元的反吹 气混合后，进而替代部分热高压反吹气体，并将其送入储气罐9。

具体，为了能够有效的将压缩机1中流出来的气体分成两股，进 而使得其中一股能够作为超高压单元中升温升压后的反吹气对过滤 器8棒进行反吹处理，另外一部分的气体进入高压单元，并且能够实 现增大反吹气气流量，增大反吹气气流的温度以及避免多余气体流 失，造成较大能耗产生，进而提高过滤器的使用寿命和加快过滤器的 启动速度，本发明再提供了一种煤气化飞灰过滤器用反吹气品质改善 装置，由压缩机1、通过管道连接在压缩机1上的出气口的超高压单元 和高压单元上；在超高压单元尾端设置有压力阀组，在高压单元尾端 设置有排空口10和储气罐9；在排空口10和储气罐9之间的管路上设置 有分支，所述的分支通过止流阀18与压力阀组管路连接而成。

为了能够进入过滤器的反吹气体能够满足过滤器反吹时的参数 要求，提高反吹气体的质量和降低过滤器的损伤，延长过滤器的使用 寿命，其中的超高压单元由压力控制单元、通过管路连接在压力控制 单元上的加热器4、通过管路连接在加热器4上的缓冲罐6、通过管路 连接在缓冲罐6上的气环管14，气环管14的一端通过管路进入过滤器 8，并在过滤器8与气环管14之间设置有脉冲阀3，气环管14的另外一 端通过管路与压力阀组连接而成。

为了能够使多余的反吹气或者在进行反吹气输送时，反吹气输送 到位而过滤器未开启的状况下，能够将超高压单元内的反吹气体用于 其他系统，如激冷口、气化炉十字架上，进而在气环管14与所述的缓 冲罐6之间的管路上设置有分支，所述的分支与激冷口7通过管路连 接，并且为了能够控制流入过滤器中的反吹气的吹气量能够满足过滤 器的需求，改善对过滤器的反吹质量，使得气体流量可控，进而在分 支与气环管14之间设置有流量阀19，使得满足过滤器流量的气体进入 反吹系统后，能够在气环管14上进行循环均匀后，进入过滤器反吹系 统，进而使得反吹气达到均匀化。

进一步的为了能够使得反吹过滤器后的超高压单元中的气体在 过滤器反吹系统的量能够控制，并且能够将反吹结束的低温气体排 出，进而不影响超高压单元内部的送入端的反吹气的质量，在气环管 14与所述的压力阀组之间设置有切断阀13、并且在切断阀13与压力阀 组之间的管路上设置有分支，该分支与排空口10相连接，并在分支与 排空口10之间设置有消音机构11，进而通过消音机构的设置，降低了 对超高压单元中的反吹气进行排空时的噪音污染，具有显著的环保价 值。

进一步的为了能够使排空过程能够得到可控性的排空，进而确保 超高压单元的反吹气与高压单元的反吹气所代替的热中亚气体混合， 使得进行过滤器反吹处理后的反吹气体能够的风道质量的改善，进而 再将这部分其中用于用户的取暖或者其他用途的使用，或者降低高压 单元的其他的温度后，使得其中的粉尘得到沉降后，再进行排空处理， 降低了环境污染率，在消音机构11与分支之间设置有放空阀12。

为了能够呼应超高压单元，进而使得两股气流能够进行相互改善 后进行排空或者送入用户使用，并且避免高压单元中气体串流到超高 压单元中影响超高压单元中气体的质量，进一步提高过滤器反吹气体 的质量，延长过滤器使用寿命和反吹效果，并在压力阀组由压力控制 单元、后手阀16、前手阀17、以及通过在后手阀16的后端与前手阀17 的前端均开设有分流孔，并通过管路直接将分流孔连通，并在两分流 孔的连通管上设置的旁路阀15组成。与此同时，所述的高压单元由缓 冲罐6、与缓冲罐6通过管路连接的压力控制单元、通过管路与压力控 制单元连接的加热器4以及排空口10和储气罐9组成，并且在压力控制 单元与加热器4之间通过管路设置有储气罐9。

为了能够很好的测定和控制整个装置中流动的气体的压力，进而 使得提高对气体处理的准确度，改善气体的质量，所述的压力控制单 元由压力调节5、在压力调节5之前设置的触压阀20和压力调节5之后 设置的压力调节阀2组成，其中在触压阀20与压力调节5之间设置有压 力表，压力调节5与压力调节阀2之间为远程信息链接。

本发明相比较优的壳牌煤气化工艺中的设备以及技术路线来说， 将部分反吹气体进行减压处理来代替壳牌煤气化工艺中的热中亚气 体，进而使得对整个过滤器的反吹处理成本下降，并且能够使得进入 过滤器中的反吹气体的质量得到较大程度的提高，改善了对飞灰过滤 器反吹处理的质量；同时，通过两股气流的配合作用，使得过滤器中 的温度能够被控制在一定的参数下，进而确保在进行过滤器开机处理 时，能够提高开机速度，降低过滤器表面的灰尘沉积，延长了过滤器 的使用寿命，降低了煤气化工艺中的成本。

并且，本发明还对排空气体进行处理，在超高压单元排除气体时， 由于温度较高，压力较大，往往导致流速较快，进而使得在排空口产 生的噪音较大，进而导致环境的污染，基于此，采用消音机构的处理， 该消音机构为传统的消音器或者为具有吸音功效的材料制成的管道 或者消音器，比如具有较大吸音系数的橡胶材料，但是采用的材料要 求具有耐高温高压的性能，并且应当具有耐摩擦的性能；

在高压单元排空的气体通过与超高压单元中的气体在一定的压 力下进行混合后，进而避免粉尘冷却过剩后造成沉积封堵设备，也避 免温度过高后飞灰较多，难以沉积导致的环境污染。

并在高压单元中设置输送如用户的储气罐9，通过该储气罐9的设 置，使得过剩的气体能够被储存后输送给客户取暖或者用作它途，也 能够避免开启机而导致的反吹气已经流入时难以处理的现状，为此； 本发明的整体思路为在确保对过滤器进行反吹处理的同时，降低整个 工艺系统或者设备中的能耗损失，并且确保过滤器在进行反吹时的气 体质量，延长过滤器的使用寿命。

本发明中采用的切断阀和放空阀为双阀门。

本发明的技术方案旨在将壳牌煤气化工艺中用以反吹过滤器的 反吹气进行温度的提升，进而增大反吹气的流量，使得单位体积上的 气体的温度能够满足过滤器反吹的需求，进而改善过滤器反吹效果和 质量；并且还能够对多余的反吹气，即就是加大流量的那部分反吹气 进行循环回收利用，即就是减压处理后，替代热高压气体，进而降低 了能耗的损失，降低成本。