CN203487109U - 带有洗涤塔的含固体颗粒合成气洗涤装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了带有洗涤塔的含固体颗粒合成气洗涤装置，包括：文丘里洗涤器、承压罐体、洗涤内件和旋流器；承压罐体上端入口处设置有直管；直管上端与文丘里洗涤器连接固定，下端连接有旋流器；旋流器向下插入到承压罐体内洗涤水中；在直管与承压罐体内壁形成环形空间中，由下向上依次设有旋流器的出气管、气体分布器、洗涤内件、洗涤水环管和分离内件；承压罐体底部设置有排液口，侧壁上端设置有洗涤水入口和合成气出口；采用上述技术方案的本实用新型将文丘里洗涤器、分离器和洗涤塔整合为一体，处理能力大，且省去原来两设备间相连管线，设备结构紧凑，设备制造及运行成本低，生产操作程序简化，并且合成气经过两次洗涤，除尘效率高。

Description

带有洗涤塔的含固体颗粒合成气洗涤装置

技术领域

本实用新型涉及含固体颗粒合成气洗涤装置，特别涉及带有洗涤塔的含固体颗粒合成气洗涤装置。

背景技术

现以煤、氧或空气和水蒸气反应制取合成气过程中，合成气会夹带一定量的煤粉颗粒，同时还会有极少量的氨、氰化物、笨等，在回收其显热后，需要对合成气进行洗涤，以满足下游工艺生产的需要。

目前煤化工行业采用的煤气洗涤净化工艺是将粗合成气引入文丘里洗涤器，将粗合成气中夹带的灰渣等固体颗粒进行湿润和团聚，然后送入洗涤塔洗涤，或者采用两级文丘里，或文丘里和分离器的组合再送入洗涤塔，洗涤好的粗合成气送入下游工序，黑水则进入黑水处理系统进行处理和回收利用。

合成气洗涤净化装置和工艺，流程长，结构复杂，设备投资大，占用空间大。

发明内容

本实用新型为解决上述技术问题，提出一种高效的合成气洗涤除尘净化设备。

为达到以上目的，通过以下技术方案实现的：

带有洗涤塔的含固体颗粒合成气洗涤装置，包括：文丘里洗涤器、承压罐体、洗涤内件和旋流器；

文丘里洗涤器固定于承压罐体顶部，且上端面开有合成气入口；文丘里洗涤器由上至下依次为，入口圆筒段、圆锥收缩段和喉部圆筒段组成；喉部圆筒段处设置有喷淋水口；

承压罐体上端入口处设置有一段的直管，且直管沿着中心轴线方向与承压罐体固定；直管上端与喉部圆筒段连接固定，下端连接有旋流器；旋流器向下插入到承压罐体内腔中的洗涤水中；在直管与承压罐体内壁形成的环形空间中，由下向上依次设有旋流器的出气管、气体分布器、洗涤内件、洗涤水环管和分离内件；

承压罐体底部设置有排液口，侧壁上端设置有与洗涤水环管连通的洗涤水入口和合成气出口。

根据权利要求1的带有洗涤塔的含固体颗粒合成气洗涤装置，旋流器包括：圆筒、中心管、导流叶片、出气管和破涡器；圆筒上端通过法兰盘与直管连接固定，圆筒中心轴线位置设置有中心管，且中心管上端为导向锥结构；导向锥锥尖向上；

在圆筒内壁与中心管外壁形成的环形腔内设置有螺旋状的导流叶片；

中心管中部加工用于连通中心管内外空间的空槽，中心管下端连通固定有出气管；

圆筒内部下端设置有破涡器，破涡器下方为圆筒出口；

采用上述技术方案的本实用新型，含有固体颗粒的合成气由合成气入口进入文丘里洗涤器，沿入口圆筒段向下流动，进入圆锥收缩段，此时流速逐渐增加，在喉部圆筒段处流速达到最大；

洗涤水由喷淋水入口喷入喉部圆筒段，被含有固体颗粒的合成气所形成的高速气流撞击而雾化，流体呈高速湍流状态，水汽充分混合均匀，气体中的固体颗粒与液滴充分接触而被浸湿，湿合成气继续向下流出文丘里洗涤器；

流出文丘里洗涤器的湿合成气，进入承压罐体后，沿直管继续向下流动，经过旋流器进行气液固分离，分离出的液固混合物自直管底部排出后，混合入洗涤水中，与洗涤水一同，自承压罐体底部的排液口排出设备；

分离出的气体自旋流器的出气管排至直管与承压罐体间的环形空间中，洗涤水液面之上；

气体分布器将分离出的气体重新分布（通过加工不同方向的导向叶片实现气体的导向扩散），均匀布满整个环形空间；

经过重新分布的气体向上继续流动进入洗涤内件，洗涤内件之上设置有洗涤水环管，洗涤水自洗涤水入口进入设备，经过洗涤水环管的分布，均匀喷洒在洗涤内件上，合成气在洗涤内件中，与自上而下流动的洗涤水逆流接触，进行二次洗涤净化，最后经过设置在承压罐体内腔上部的分离内件，除去合成气中夹带的水汽和固体颗粒，由分离内件上部的合成气出口排出设备，进入下游工序；

上述结构旋流器7结构原理为一中空的圆筒位于圆筒轴线处，顶端设置有导向锥，且导向锥将中心管顶端封闭，锥尖向上，可以有效减少以至消除流进气体涡流的存在，改善进口气流的流态，保证离心分离的处理效果；底部连接出气管，中间一段外壁布满一个个小的长条形空槽，空槽连通中心管内外空间，从导流锥的下端开始设置导流叶片，导流叶片设置于中心管和圆筒之间的环隙空间，采用多叶片设计，可以形成多入口流道，能够增强流场的稳定性，利于旋流分离；此外，导流叶片采用变升角螺旋，两端大，中间小，中间位置正对应于中心管布有长条形空槽处，这样气流流进导向叶片后，随着螺旋升角的逐渐减小，所受离心作用越来越强，其中，较重的固液两相靠近圆筒内壁侧流动，较轻的气相则靠近中心管处流动，在到达中心管上开有长条形空槽的位置，这种作用达到最强，此时，由于中心管内部流动的阻力小于外部流动的阻力，故靠近中心管的气相流体则通过空槽流进中心管的内部，由出气管排出，离中心管较远的液固两相流体则继续沿导流叶片向下流动，并随着导流叶片螺旋升角的逐渐增大，所受离心作用逐渐减弱，最后基本恢复直线流；

中心管末端连接有气相流体的出气管，出气管两端向上弯折，两端出口正对气体分布器下端面；

在圆筒下端设有破涡器，若离开导流叶片的流体涡流仍很剧烈，破涡器则可破坏涡流，使流出圆筒的流体流态稳定。

圆筒底部伸入到洗涤水液面之下，末端出口处侧壁加工为锯齿状结构，有利于液固两相流体的均匀扩散，避免洗涤水液面产生剧烈的扰动。

相对于以往技术，本实用新型具有以下优点：

1.在文丘里洗涤器出口处设置的旋流器，对于高速流动的气液固混相流体起到了离心分离的作用，其中较重的液固相被离心力作用沿旋流器圆筒内壁顺着导流叶片方向螺旋向下流动，最后流出旋流器，与洗涤水混合；较轻的气相则自出气管排出旋流器，反方向向上流动，进入洗涤内件进行二次洗涤除尘。

2.将文丘里洗涤器、分离器和洗涤塔整合为一体，与分别采用文丘里洗涤器、分离器和洗涤塔相比，省去两设备之间相连管线，降低了设备制造及运行成本，简化了生产操作程序。

3.经过两次洗涤，除尘效率高，处理能力大。

4.设备结构紧凑，占地面积小。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

本实用新型共2幅附图，其中：

图1为本实用新型的整体结构示意图。

图2为本实用新型的旋流器结构示意图。

图中：1、合成气入口，2、文丘里洗涤器，2.1、入口圆筒段，2.2、圆锥收缩段，2.3、喉部圆筒段，3、喷淋水口，4、承压罐体，5、洗涤水入口，6、洗涤内件，7、旋流器，8、气体分布器，9、排液口，10、合成气出口，11、分离内件，12、圆筒，13、导流叶片，14、中心管，15、空槽，16、破涡器，17、出气管，18、导向锥，19、洗涤水环管。

具体实施方式

如图1和图2所示带有洗涤塔的含固体颗粒合成气洗涤装置，包括：文丘里洗涤器2、承压罐体4、洗涤内件6和旋流器7；

文丘里洗涤器2固定于承压罐体2顶部，且上端面开有合成气入口1；文丘里洗涤器1由上至下依次为，入口圆筒段2.1、圆锥收缩段2.2和喉部圆筒段2.3组成；喉部圆筒段2.3处设置有喷淋水口3；

承压罐体2上端入口处设置有一段的直管，且直管沿着中心轴线方向与承压罐体2固定；直管上端与喉部圆筒段2.3连接固定，下端连接有旋流器7；旋流器7向下插入到承压罐体2内腔中的洗涤水中；在直管与承压罐体4内壁形成的环形空间中，由下向上依次设有旋流器7的出气管17、气体分布器8、洗涤内件6、洗涤水环管19、和分离内件11；

承压罐体2底部设置有排液口9，侧壁上端设置有与洗涤水环管18连通的洗涤水入口5和合成气出口10；

如图2所示旋流器7包括：圆筒12、中心管14、导流叶片13、出气管17和破涡器16；圆筒12上端通过法兰盘与直管连接固定，圆筒12中心轴线位置设置有中心管14，且中心管14上端为导向锥18结构；导向锥18锥尖向上；

在圆筒12内壁与中心管14外壁形成的环形腔内设置有螺旋状的导流叶片13；

中心管14中部加工用于连通中心管14内外空间的空槽15，中心管14下端连通固定有出气管17；

圆筒12内部下端设置有破涡器16，破涡器16下方为圆筒12出口；

采用上述技术方案的本实用新型，含有固体颗粒的合成气由合成气入口1进入文丘里洗涤器2，沿入口圆筒段2.1向下流动，进入圆锥收缩段2.2，此时流速逐渐增加，在喉部圆筒段2.3处流速达到最大；

洗涤水由喷淋水入口3喷入喉部圆筒段2.3，被含有固体颗粒的合成气所形成的高速气流撞击而雾化，流体呈高速湍流状态，水汽充分混合均匀，气体中的固体颗粒与液滴充分接触而被浸湿，湿合成气继续向下流出文丘里洗涤器2；

流出文丘里洗涤器2的湿合成气，进入承压罐体后，沿直管继续向下流动，经过旋流器7进行气液固分离，分离出的液固混合物自直管底部排出后，混合入洗涤水中，与洗涤水一同，自承压罐体4底部的排液口9排出设备；

分离出的气体自旋流器7的出气管17排至直管与承压罐体间的环形空间中，洗涤水液面之上；

气体分布器8将分离出的气体重新分布（通过加工不同方向的导向叶片实现气体的导向扩散），均匀布满整个环形空间；

经过重新分布的气体向上继续流动进入洗涤内件6，洗涤内件6之上设置有洗涤水环管19，洗涤水自洗涤水入口5进入设备，经过洗涤水环管19的分布，均匀喷洒在洗涤内件6上，合成气在洗涤内件6中，与自上而下流动的洗涤水逆流接触，进行二次洗涤净化，最后经过设置在承压罐体4内腔上部的分离内件11，除去合成气中夹带的水汽和固体颗粒，由分离内件11上部的合成气出口10排出设备，进入下游工序；

上述结构旋流器7结构原理为一中空的圆筒12位于圆筒轴线处，顶端设置有导向锥18，且导向锥18将中心管14顶端封闭，锥尖向上，可以有效减少以至消除流进气体涡流的存在，改善进口气流的流态，保证离心分离的处理效果；底部连接出气管17，中间一段外壁布满一个个小的长条形空槽15，空槽15连通中心管14内外空间，从导流锥18的下端开始设置导流叶片13，导流叶片13设置于中心管14和圆筒12之间的环隙空间，采用多叶片设计，可以形成多入口流道，能够增强流场的稳定性，利于旋流分离；此外，导流叶片13采用变升角螺旋，两端大，中间小，中间位置正对应于中心管布有长条形空槽15处，这样气流流进导向叶片13后，随着螺旋升角的逐渐减小，所受离心作用越来越强，其中，较重的固液两相靠近圆筒内壁侧流动，较轻的气相则靠近中心管14处流动，在到达中心管14上开有长条形空槽15的位置，这种作用达到最强，此时，由于中心管14内部流动的阻力小于外部流动的阻力，故靠近中心管14的气相流体则通过空槽15流进中心管14的内部，由出气管排出，离中心管较远的液固两相流体则继续沿导流叶片13向下流动，并随着导流叶片14螺旋升角的逐渐增大，所受离心作用逐渐减弱，最后基本恢复直线流；

中心管14末端连接有气相流体的出气管17，出气管17两端向上弯折，两端出口正对气体分布器8下端面；

在圆筒12下端设有破涡器16，若离开导流叶片13的流体涡流仍很剧烈，破涡器则可破坏涡流，使流出圆筒12的流体流态稳定。

圆筒12底部伸入到洗涤水液面之下，末端出口处侧壁加工为锯齿状结构，有利于液固两相流体的均匀扩散，避免洗涤水液面产生剧烈的扰动。

相对于以往技术，本实用新型具有以下优点：

1.在文丘里洗涤器出口处设置的旋流器，对于高速流动的气液固混相流体起到了离心分离的作用，其中较重的液固相被离心力作用沿旋流器圆筒内壁顺着导流叶片方向螺旋向下流动，最后流出旋流器，与洗涤水混合；较轻的气相则自出气管排出旋流器，反方向向上流动，进入洗涤内件进行二次洗涤除尘。

2.将文丘里洗涤器、分离器和洗涤塔整合为一体，与分别采用文丘里洗涤器、分离器和洗涤塔相比，省去两设备之间相连管线，降低了设备制造及运行成本，简化了生产操作程序。

3.经过两次洗涤，除尘效率高，处理能力大。

4.设备结构紧凑，占地面积小。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上诉揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (4)

1.带有洗涤塔的含固体颗粒合成气洗涤装置，其特征在于：包括，文丘里洗涤器（2）、承压罐体（4）、洗涤内件（6）和旋流器（7）；

所述文丘里洗涤器（2）固定于承压罐体（2）顶部，且上端面开有合成气入口（1）；所述文丘里洗涤器（1）由上至下依次为，入口圆筒段（2.1）、圆锥收缩段（2.2）和喉部圆筒段（2.3）组成；所述喉部圆筒段（2.3）处设置有喷淋水口（3）；

所述承压罐体（2）上端入口处设置有一段的直管，且所述直管沿着中心轴线方向与承压罐体（2）固定；所述直管上端与喉部圆筒段（2.3）连接固定，下端连接有旋流器（7）；所述旋流器（7）向下插入到承压罐体（2）内腔中的洗涤水中；在直管与承压罐体（4）内壁形成的环形空间中，由下向上依次设有旋流器（7）的出气管（17）、气体分布器（8）、洗涤内件（6）、洗涤水环管（19）、和分离内件（11）；

所述承压罐体（2）底部设置有排液口（9），侧壁上端设置有与洗涤水环管（18）连通的洗涤水入口（5）和合成气出口（10）。

2.根据权利要求1所述的带有洗涤塔的含固体颗粒合成气洗涤装置，其特征在于：

所述旋流器（7）包括：圆筒（12）、中心管（14）、导流叶片（13）、出气管（17）和破涡器（16）；所述圆筒（12）上端通过法兰盘与直管连接固定，圆筒（12）中心轴线位置设置有中心管（14），且中心管（14）上端为导向锥（18）结构；所述导向锥（18）锥尖向上；

在圆筒（12）内壁与中心管（14）外壁形成的环形腔内设置有螺旋状的导流叶片（13）；

所述中心管（14）中部加工用于连通中心管（14）内外空间的空槽（15），中心管（14）下端连通固定有出气管（17）；

所述圆筒（12）内部下端设置有破涡器（16），破涡器（16）下方为圆筒（12）出口。

3.根据权利要求1所述的带有洗涤塔的含固体颗粒合成气洗涤装置，其特征在于：所述出气管（17）两端向上弯折，两端出口正对气体分布器（8）下端面。

4.根据权利要求1所述的带有洗涤塔的含固体颗粒合成气洗涤装置，其特征在于：所述圆筒（12）下端出口侧壁加工为锯齿状。

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