IGCC粗煤气除尘用径向进口旋风分离器的性能研究.pdf

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1、第４２卷第１期化工机械３３ＩＧＣＣ粗煤气除尘用径向进口旋风*分离器的性能研究谢嘉**李秋萍都丽红徐永杰汪焰程建伟（上海化工研究院）摘要针对ＩＧＣＣ特定的工艺条件，开发了一种新的ＪＬＸ型径向进口旋风分离器，并采用滑石粉和粉煤灰作为试验物料，通过冷态试验考察了其压降和分离性能。结果表明：分离效率随着进口浓度的增加而升高，但当进口气速较大时，分离效率随着进口浓度的增加而降低；当排气管下口直径比为０．３７５、进３口气速为２５ｍ／ｓ、进口浓度为１０ｇ／ｍ时，对滑石粉分离效率可达到９９％，对粉煤灰分离效率可达到９７％。对粒径１０μｍ以上的粉煤灰粉尘颗粒，ＪＬＸ旋风分离器基本都脱除。关键

2、词旋风分离器ＩＧＣＣ粗煤气分离效率粒级效率中图分类号ＴＱ０５１．８文献标识码Ａ文章编号０２５４-６０９４（２０１５）０１-００３３-０６［３］整体煤气化联合循环（ＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＧａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ离器承受较高的压力和温度载荷的能力，所以ＣｏｍｂｉｎｅｄＣｙｃｌｅ，简称ＩＧＣＣ）发电系统是将煤气化常规旋风分离器的操作压力一般小于０．５ＭＰａ，而技术和高效联合循环发电相结合的先进动力系ＩＧＣＣ发电系统粗煤气操作压力为２～４ＭＰａ。因［１］统。用于ＩＧＣＣ发电的粗煤气，对煤气净化度此，针对ＩＧＣＣ特定的工艺条件，需要开发既有良要求很高，因为在中等进气温度下，粒径大于好机

3、械强度，又有良好分离性能的适用于高温、高５μｍ粒子的磨蚀和小于２μｍ粒子的沉积会对燃压的旋风分离器。笔者通过冷态试验对自行开发气轮机的叶片产生巨大危害。为了确保燃气轮机的ＪＬＸ型径向进口旋风分离器的分离性能进行等长时间平稳运行，避免出现少量的煤尘微粒和了研究。有害气体对高速旋转的燃气轮机叶片的冲蚀和腐蚀，必须在粗煤气进入发电设备之前将其中的杂１试验装置及流程［２］质脱除。试验用ＪＬＸ型径向进口旋风分离器（图１）采目前ＩＧＣＣ系统粗煤气除尘工艺较常用的是用有机玻璃制作，筒体直径２００ｍｍ。其特点是采常温湿法净化系统，一般包括一级干式粗除尘，再用圆形进气管径向进气，顶部采用拱顶

4、结构保证加一级湿式洗涤除尘器精除尘。使用干式除尘器机械强度，同时在排气管管壁外侧设有防冲蚀导的目的一方面是粗除尘，另一方面是有利于收集向挡板和多层螺旋导流叶片，通过螺旋导流叶片飞灰，并使飞灰再循环至气化炉，提高碳转化率。的导向作用使气流旋转，从而实现气固分离。通旋风分离器结构简单，操作和投资成本低，是过采用径向进气管，避免了切向进气旋风分离器最理想的煤气初步净化设备。但是传统的旋风分较难承受高温高压工况的缺点，同时降低制造费离器顶部一般为平顶板，且进气管为矩形的切向用；通过导向挡板和多层螺旋导流叶片，引导和强进气结构，存在多处直角焊缝，严重影响了旋风分［４］制气流进行螺旋运

5、动，防止过早轴向运动。*上海市科委“科技创新行动计划”资助项目（１２ｄｚ１２０１７００）。**谢嘉，男，１９８６年２月生，助理工程师。上海市，２０００６２。３４化工机械２０１５年样。图２ＪＬＸ型旋风分离器试验流程示意图１———进口风管；２———涡街流量计；３———振动加料器；４———旋风分离器；５———出口取样点；６———离心风机进口浓度由振动加料器自带的控制器进行调节，进口气速由风机变频器进行调节。旋风分离图１ＪＬＸ型径向进口旋风分离器简图器压降采用Ｕ形管压差计测量，操作风量采用涡试验流程如图２所示。采用负压操作，物料街流量计测量，原始物料和进出口收集的颗粒采通过振动加料

6、器加入管道使其均匀分散到常温空用激光粒度仪进行粒度分析。试验物料采用３２５气中，含尘气体通过圆形进气管进入旋风分离器，目滑石粉和粉煤灰两种物料，粒径分布见表１。通过螺旋导流叶片的导向作用使气流发生旋转，首先采用滑石粉进行试验，在较优的操作条件下从而实现气固分离。经旋风分离器分离净化后气再采用粉煤灰进行对比试验。滑石粉密度为体通过引风机排空，分离下来的物料落入下方密３２７００ｋｇ／ｍ，中位粒径为１４．７５μｍ。粉煤灰是燃闭可拆卸灰斗中，将灰斗中物料称重，同时在出口煤电厂的电除尘器捕集下来的飞灰，中位粒径为管远离上下游弯管处设置采样装置以采集含尘气５．６１μｍ。表１原料粒径累积

7、分布粒径／μｍ０．５１．０３．０５．０１０．０１５．０２０．０３０．０４５．０滑石粉／％１．０３．５１２．４１８．９３３．３５０．８６６．１９１．９１００．０粉煤灰／％３．３１０．９３０．８４５．９７３．０８６．３９２．６９８．６１００．０３２结果与讨论ρ———空气密度，ｋｇ／ｍ；考察旋风分离器的性能指标主要有压力损失ｖ———进口平均气速，ｍ／ｓ。和分离性能指标。其中分离性能指标包括分离效旋风分离器的分离效率采用重量法计算：率和粒级效率。Ｍｃη＝（３）Ｍ压降的理论推导尚无可靠的方法，一般都是ｉ依靠试验数据来归纳经验