用于煤气高效洗涤净化工艺的气体分布器、次级煤气洗涤塔、煤气净化装置及其应用.pdf

本发明提供一种用于煤气高效洗涤净化工艺的气体分布器、次级煤气洗涤塔、煤气净化装置及其应用。本发明的气体分布器(60)包括：气体缓冲室(240)，初除尘煤气入口管(26)，和气体分布构件(620)，其中气体缓冲室(240)，设置在次级洗涤塔(2)的底部区域；初除尘煤气入口管(26)，贯穿次级洗涤塔(2)侧壁(22)并呈倒横置“L”型；气体分布构件(620)包括环形气体分布管道(622，623，624)、第一连接桥(640)和第二连接桥(660)和导气管(284)，其中环形气体分布管道(622，623，624)与第一连接桥(640)和第二连接桥(660)设置有多个直孔(628，642，662)，环形气体分布管道(622，623，624)与多个直孔(628)间隔交错设置有多个切向孔(626)。

权利要求书一种用于煤气次级洗涤塔(2)的气体分布器(60)，其特征在于，包括：
1)气体缓冲室(240)，设置在所述次级洗涤塔(2)的底部区域，其由与所述次级洗涤塔(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)与所述次级洗涤塔(2)的底部侧壁(22)和下壁(22’)构成；
2)初除尘煤气入口管(26)，贯穿所述次级洗涤塔(2)的侧壁(22)并呈倒横置的“L”型，其煤气入口(262)设置在所述次级洗涤塔(2)的侧壁(22)之外，其煤气出口(264)设置在所述气体缓冲室(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)，设置在所述气体分布构件(620)中的至少两个所述环形气体分布管道(622，623，624)之间，所述至少第一连接桥(640)和第二连接桥(660)内部为中空的，使得至少两个所述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)，其设置在所述水浴(280)内并与所述第一连接桥(640)空腔内的气体连通，使得与所述气体分布构件(620)气体连通；
其中，所述气体分布构件(620)中的至少两个所述环形气体分布管道(622，623，624)与所述至少第一连接桥(640)和第二连接桥(660)在其朝向所述水浴(280)底部的方向上设置有多个直孔(628，642，662)，且所述气体分布构件(620)中的至少两个所述环形气体分布管道(622，623，624)在其朝向水浴(280)底部的方向上与所述多个直孔(628)间隔交错设置有多个切向孔(626)，所述多个切向孔(626)的开口设置为朝下向外侧倾斜。
根据权利要求1所述的气体分布器(60)，进一步包括：
4)气体分布器支撑件(680)，其设置在所述气体分布构件(620)上，使得所述气体分布构件(620)连接于所述煤气精洗涤塔(2)的侧壁(22)的内壁上。
根据权利要求1或2所述的气体分布器(60)，其中所述气体分布构件(620)由三个大致同心设置的环形气体分布管道(622，623，624)构成，所述至少一个导气管(284)设置为2个导气管(284)并对称设置在所述水浴(280)与所述第一连接桥(640)的管道上，并且所述环形气体分布管道(622，623，624)为中空的环形圆柱结构。
根据权利要求1或2所述的气体分布器(60)，其中所述水浴(280)的底部设置为锥形，且其上设置的所述黑水排出管(242)位于所述水浴(280)底部的中心部。
根据权利要求1或2所述的气体分布器(60)，其中至少两个所述环形气体分布管道(622，623，624)设置的所述多个直孔(628)的直径为5‑80mm，所述多个切向孔(626)的边长为5‑80mm。
根据权利要求1或2所述的气体分布器(60)，其中至少两个所述环形气体分布管道(622，623，624)是垂直截面为圆的管道，所述环形气体分布管道直径为30～300mm，其中至少两个所述环形气体分布管道(622，623，624)中的每一个直径相同或不同。
根据权利要求1或2所述的气体分布器(60)，其中至少两个所述环形气体分布管道(622，623，624)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，其中至少两个所述环形气体分布管道(622，623，624)中的每一个内外半径之差相同或不同。
根据权利要求2所述的气体分布器(60)，其中所述气体分布器支撑件(680)在所述第一连接桥(640)伸方向上对称设置在所述气体分布构件(620)的外壁上。
一种用于煤气净化的次级煤气洗涤塔(2)，其特征在于，所述次级煤气洗涤塔(2)中设置有权利要求1‑8任一项所述的气体分布器(60)。
根据权利要求9所述的次级煤气洗涤塔(2)，其中在所述次级煤气洗涤塔(2)内部的液面(250)方还设置有圆周式螺旋塔盘(10)，其上部还设置有多层固阀塔盘(225)，在所述多层固阀塔盘(225)的上方还设置有组合式除沫器(290)。
一种用于煤气净化的装置(1000)，其特征在于，包括，初级煤气洗涤塔(1)和次级煤气洗涤塔(2)，其中所述次级煤气洗涤塔(2)中设置有权利要求1‑8任一项所述的气体分布器(60)。
根据权利要求1‑8任一项所述的气体分布器(60)、或根据权利要求9‑10任一项所述的用于煤气净化的次级煤气洗涤塔(2)、或根据权利要求11所述的用于煤气净化的装置(1000)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。

说明书用于煤气高效洗涤净化工艺的气体分布器、次级煤气洗涤塔、煤气净化装置及其应用
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气体分布器、包括其的煤气净化装置及其应用，尤其以煤、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装置及其应用。
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进口进入下降管，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进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进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设备。
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次级洗涤塔(精洗涤塔)的气体分布器，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高效洗涤净化工艺的煤气次级洗涤塔(即煤气精洗涤塔)的气体分布器。
本发明的用于煤气高效洗涤净化工艺的煤气次级洗涤塔的气体分布器，其特征在于，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；以及
iii)至少一个导气管，其设置在水浴内并与第一连接桥的管道气体连通，使得与气体分布构件气体连通；
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。
本发明的气体分布器，其中第一连接桥和第二连接桥内部是中空的，使得与至少两个环形气体分布管道之间气体连通，从在其气体分布构件和至少第一连接桥和第二连接桥上设置的多个直孔喷出的水煤气从环形气体分布管道以及第一连接桥和第二连接桥的附近上升，而从气体分布构件上设置的多个切向孔喷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的方向喷出，这样，使得水煤气在整个水浴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。
优选地，本发明的气体分布器，进一步包括：
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煤气精洗涤塔侧壁的内壁上。
优选地，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，并且所述环形气体分布管道为中空的环形圆柱结构。
优选地，其中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。更优选地，至少两个环形气体分布管道上设置的多个直孔的直径为5‑50mm，多个切向孔的边长为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的直径为10‑30mm，多个切向孔的边长为10‑30mm。
优选地，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的直径可以相同，也可以不同。
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，其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的内外半径之差和高可以相同，也可以不同。优选地，其中气体分布器支撑件在第一连接桥的延伸方向上对称设置在气体分布构件的外壁上。
在另一个方面，本发明提供了一种用于煤气净化的煤气次级洗涤塔，其特征在于，次级煤气洗涤塔中设置有以上所描述的本发明的气体分布器。
优选地，本发明的煤气次级洗涤塔，其中在煤气次级洗涤塔内部的液面上方还设置有圆周式螺旋塔盘，其上部还设置有多层固阀塔盘，在多层固阀塔盘的上方还设置有组合式除沫器。
优选地，本发明的用于煤气洗涤塔的圆周式螺旋塔盘，其特征在于，包括：
喷雾柱入口管道，设置在煤气洗涤塔上部一侧并与煤气洗涤塔的塔壁基本上垂直，喷雾柱入口管道进一步包括延伸出煤气洗涤塔塔壁外侧的喷雾柱入口；
喷雾柱，其与喷雾柱入口管道在煤气洗涤塔的大致中心处基本上垂直连接，并且在喷雾柱的四周均匀分布有多个喷雾孔；以及
螺旋塔盘主体，螺旋塔盘主体的内侧由其下端边缘起始环绕喷雾柱的外侧向上盘旋设置，其外侧与煤气洗涤塔的内壁接合。
优选地，其中喷雾柱的多个喷雾孔的直径为0.2～10mm。更优选，喷雾孔的直径为2～8mm。进一步优选，喷雾孔的直径为3～6mm。最优选，喷雾孔的直径为3～5mm。
优选地，其中喷雾柱向下延伸超过螺旋塔盘主体的下端，并在喷雾柱向下延伸超过螺旋塔盘主体下端的侧壁和下端底面上均设置有多个喷雾孔。
更优选地，本发明的圆周式螺旋塔盘，进一步包括：
液相分布器，在螺旋塔盘主体的下方环绕喷雾柱设置，所述液相分布器与煤气洗涤塔的内壁设置有一定间隔；以及
圆周式组合泡罩塔板，设置在液相分布器下方并环绕喷雾柱；
其中，喷雾柱向下延伸穿过液相分布器与所述圆周式组合泡罩塔板的中心部一段距离，并且在液相分布器与所述圆周式组合泡罩塔板之间的喷雾柱未设置喷雾孔，而喷雾柱向下延伸穿过圆周式组合泡罩塔板中心部的一段喷雾柱均匀设置有多个喷雾孔。
更优选地，其中液相分布器进一步包括：
环形液相分配盘，环绕喷雾柱设置，为呈一定宽度的环形凹槽；
多个导液槽，均匀设置在环形液相分配盘的外侧，其侧壁高于环形液相分配盘的侧壁并与环形液相分配盘液体连通；以及
多个布液口，分别设置于多个导液槽的每一个远离环形液相分配盘的一端，并与煤气洗涤塔的内壁之间具有一定间隙。
优选地，其中多个导液槽与多个布液口分别设置为四个、六个或八个，多个布液口设置为喇叭形。
优选地，其中圆周式组合泡罩塔板进一步包括：
降液通道，围绕喷雾柱设置，并与喷雾柱之间具有间隙；
多个圆型泡罩，均匀设置在降液通道的外围；以及
至少两层弧形泡罩，围绕多个圆型泡罩设置，至少两层弧形泡罩的每一层为均匀间隔开的环形，且至少两层弧形泡罩的相邻层的弧形泡罩交错设置；
其中，多个圆型泡罩与至少两层弧形泡罩内均设置有升气孔，且至少两层弧形泡罩的泡罩上均匀设置有多个排气孔。
优选地，其中至少两层弧形泡罩为三层弧形泡罩，且至少两层弧形泡罩的每一层的弧形泡罩为四个、六个或八个，相应地，至少两层弧形泡罩的相邻两层弧形泡罩之间分别错开大约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。
优选地，其中多个布液口的每一个对应设置在圆周式组合泡罩塔板的至少两层弧形泡罩的最外层弧形泡罩的每一段大致中间位置的正上方。
在第三方面，本发明提供了一种用于煤气净化的装置，其特征在于，包括：初级煤气洗涤塔和次级煤气洗涤塔，其中初级煤气洗涤塔中设置有以上描述的螺旋塔盘主体的下端将喷雾柱的下端封闭的圆周式螺旋塔盘和位于圆周式螺旋塔盘下方的至少一层喷淋器，其中至少一层喷淋器对称设置有多个喷淋器，而次级煤气洗涤塔中设置有以上描述的本发明的气体分布器以及喷雾柱向下延伸超过螺旋塔盘主体的下端，并在喷雾柱的下端封闭的圆周式螺旋塔盘。
优选地，初级洗涤塔内部设置的螺旋塔盘主体的下方分层设置两层灰水雾化液喷淋器，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。
优选地，本发明的用于煤气净化的装置，进一步包括：
一级旋风分离器，设置有粗煤气进口、煤气出口、黑水出口和洗涤水入口；以及
二级旋风分离器，设置有煤气进口、煤气出口、灰水出口和洗涤水入口；
其中，一级旋风分离器的煤气出口连接至初级煤气洗涤塔的下降管的入口，而二级旋风分离器的入口与初级煤气洗涤塔的煤气出口连接，二级旋风分离器的煤气出口连接至次级煤气洗涤塔的初除尘煤气入口管的入口。
更优选地，次级净化塔在喷雾柱入口管道的上方设置有多层固阀塔盘，在所述多层固阀塔盘的上方设置有组合式除沫器。
更优选地，组合式除沫器由凹型导流式丝网除沫器和板翅式雾沫夹带分离器构成。
在第四方面，本发明提供了一种本发明的气体分布器在以煤、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。
在第五方面，本发明提供了一种包括本发明的气体分布器的次级煤气洗涤塔在以煤、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。
在第五方面，本发明提供了一种具有包括本发明的气体分布器的次级煤气洗涤塔的用于煤气净化的装置在以煤、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是示出了根据本发明的一种实施方式的气体分布器的气体分布构件沿Q1‑Q1线的仰视示意图；
图1b是示出了图1a的气体分布器的气体分布构件沿Q2‑Q2线的俯视示意图；
图2是示出了包括根据本发明的一种实施方式的气体分布器的次级煤气洗涤塔的纵剖示意图；
图3是示出了包括根据本发明的一种实施方式的气体分布器的煤气净化装置的纵剖示意图；
图4a是示出了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是示出了根据本发明的另一种实施方式的初级煤气洗涤塔的螺旋塔盘的纵剖示意图；
图4c是示出了图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是示出了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是示出了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；以及
图6b是示出了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。
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高效洗涤净化工艺的用于煤气次级洗涤塔的气体分布器。
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用于煤气次级洗涤塔2的气体分布器60，其特征在于，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。
在另一个具体实施方式中，本发明提供了一种用于煤气净化的煤气次级洗涤塔2，其特征在于，所述次级煤气洗涤塔2中设置有以上所描述的本发明的气体分布器60。
在一优选实施方式中，本发明的煤气次级洗涤塔2，其中在煤气次级洗涤塔2内部的液面250上方还设置有圆周式螺旋塔盘10，其上部还设置有多层固阀塔盘225，在多层固阀塔盘225的上方还设置有组合式除沫器290。
在一优选实施方式中，本发明的用于次级煤气洗涤塔2的圆周式螺旋塔盘10，包括：
喷雾柱入口管道202，设置在次级煤气洗涤塔2上部一侧并与次级煤气洗涤塔2的塔壁22基本上垂直，喷雾柱入口管道202进一步包括延伸出次级煤气洗涤塔2塔壁外侧的喷雾柱入口204；
喷雾柱206，其与喷雾柱入口管道202在次级煤气洗涤塔2的大致中心处基本上垂直连接，并且在喷雾柱206的四周均匀分布有多个喷雾孔208；以及
螺旋塔盘主体102，在螺旋塔盘主体102的内侧由其下端边缘104起始环绕喷雾柱206的外侧向上盘旋设置，其外侧与次级煤气洗涤塔2的内壁22接合。
在一优选实施方式中，其中喷雾柱206的多个喷雾孔208的直径为0.2～10mm。更优选，喷雾柱206的多个喷雾孔208的直径为2～8mm。进一步优选地，喷雾柱206的多个喷雾孔208的直径为3～6mm，最好为3‑5mm。
在一优选实施方式中，其中喷雾柱206向下延伸超过螺旋塔盘主体102的下端，并在喷雾柱206的下端向下延伸超过所述螺旋塔盘主体102下端的侧壁和下端底面上设置有多个喷雾孔208。
在一更优选实施方式中，本发明的圆周式螺旋塔盘10，进一步包括：
液相分布器30，在螺旋塔盘主体102的下方环绕喷雾柱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之间的喷雾柱206未设置喷雾孔，而喷雾柱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。
在本发明又一实施方式中，提供了一种用于煤气净化的装置1000，其特征在于，包括：初级煤气洗涤塔1和次级煤气洗涤塔2，其中初级煤气洗涤塔1中设置有以上所描述的螺旋塔盘主体102的下端将喷雾柱206的下端封闭的圆周式螺旋塔盘10和位于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，而次级煤气洗涤塔2中设置有以上描述的本发明的气体分布器60以及喷雾柱206向下延伸超过螺旋塔盘主体102的下端、并在向下延伸超过螺旋塔盘主体102下端的喷雾柱侧面和下端底面上都均匀设置有多个喷雾孔208的圆周式螺旋塔盘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。
在本发明另一实施方式中，提供了一种用于煤气净化的装置1000，其特征在于，包括：初级煤气洗涤塔1和次级煤气洗涤塔2，其中初级煤气洗涤塔1中设置有以上所描述的螺旋塔盘主体102的下端将喷雾柱206的下端封闭的圆周式螺旋塔盘10和位于圆周式螺旋塔盘下方的至少一层喷淋器，其中至少一层喷淋器13对称设置有多个喷淋器，而次级煤气洗涤塔2中设置有以上描述的本发明的气体分布器60以及喷雾柱206向下延伸超过螺旋塔盘主体102的下端、并在向下延伸超过螺旋塔盘主体102下端的喷雾柱侧面和下端底面上都均匀设置有多个喷雾孔208的圆周式螺旋塔盘10。
在一优选实施方式中，本发明的用于煤气净化的装置1000中的初级洗涤塔1内部设置的螺旋塔盘主体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。
在一优选实施方式中，本发明的用于煤气净化的装置1000，进一步包括：
一级旋风分离器7，设置有粗煤气进口702、煤气出口704、黑水出口706和洗涤水入口708；以及
二级旋风分离器9，设置有煤气进口902、煤气出口904、灰水出口906和洗涤水入口908；
其中，一级旋风分离器7的煤气出口704连接至初级煤气洗涤塔1的下降管16的入口，而二级旋风分离器9的入口与初级煤气洗涤塔1的煤气出口110连接，二级旋风分离器9的煤气出口904连接至次级煤气洗涤塔2的初除尘煤气入口管26的入口。
在一更优选实施方式中，次级洗涤塔2在喷雾柱入口管道202的上方设置有多层固阀塔盘225，在多层固阀塔盘225的上方设置有组合式除沫器290。
在一更优选实施方式中，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。
以下参照附图对本发明的用于煤气洗涤塔的圆周式螺旋塔盘和用于煤气净化的装置进行具体描述。
如图2所示，本发明的气体分布器60，其设置于煤气次级洗涤塔(即精洗涤塔)2的底部。本发明的气体分布器60，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1a和1b，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2，二个导气管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。
本发明的气体分布器60，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。
再次参照图2，经过初级洗涤后的煤气通过初除尘煤气入口管26进入包括本发明的气体分布器的次级洗涤塔(即精洗涤塔)2的底部设置的气体缓冲室240中。
如图1a、图1b、图2和图3所示，煤气由二级旋风分离器9的顶部出口904离开通过精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之间或精洗涤塔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，将会推动洗涤塔2内水浴280的洗涤水做螺旋运动，而运动中的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2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2、图4b和4c所示，煤气接着沿喷雾柱206的螺旋塔盘主体102向上升，蒸汽冷凝液雾化液或脱盐水雾化液从喷雾柱206喷出，同时蒸汽冷凝液或脱盐水顺着螺旋塔盘主体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2、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。
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。
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，从而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2和图3所示，精洗涤塔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)；精洗涤塔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)、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，然后进入喷雾柱206在狭窄的塔盘10的空间内喷出高密度水雾，此时煤气继续沿着螺旋塔盘主体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。
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，去往混合雾化器80作为雾化用水，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。
参见图3，本发明的用于煤气净化的装置1000，包括，初级煤气洗涤塔(煤气粗洗塔)1和次级煤气洗涤塔(煤气精洗涤塔)2，其中精煤气洗涤塔2中设置有以上所描述的气体分布器60。
参照图3，粗煤气首先经多个粗煤气进口702进入一级旋风分离器7，经过旋风分离，从其顶部设置的煤气出口704排出后，再由初级洗涤塔1的下降管16进入初级洗涤塔1，煤气向上经由初级洗涤塔1内部设置的如图4b所示出的圆周式螺旋塔盘10的螺旋塔盘主体102盘旋向上，从初级洗涤塔1顶部设置的煤气出口110排出。其中，初级洗涤塔1内部设置的螺旋塔盘主体102的下端将喷雾柱206的下端封闭。
如图3所示，初级洗涤塔1内部设置的螺旋塔盘主体102的下方分层设置两层灰水雾化液喷淋器13，每层均匀对称分布有四个喷淋器，灰水雾化液滴从喷淋器喷出，对煤气进行增湿除尘。
从初级洗涤塔1顶部设置的煤气出口110排出的煤气接着进入二级旋风分离器9的煤气进口902，煤气经过二级旋风分离器9的旋风除尘除沫后，煤气从其上部设置的煤气出口904排出。
再次参照图2和3，煤气进入精洗涤塔(次级洗涤塔)2底部设置的初除尘煤气入口管26的入口，然后向上经过以上描述的气体分布器60，接着煤气继续向上经过水浴280后再穿过如图4c所示出的圆周式螺旋塔盘10的组合泡罩塔板50和螺旋塔盘30，再经由次级洗涤塔2内部设置的圆周式螺旋塔盘10的螺旋塔盘主体102盘旋向上与由喷雾柱206喷出的水雾和从螺旋塔盘主体102上流下的水接触洗涤，经洗涤的煤气再向上经由四层固阀塔盘225和组合式除沫器290，最后从次级洗涤塔2顶部设置的净化煤气出口210排出，送入后系统。
包括本发明的气体分布器煤气次级洗涤塔以及用于煤气净化的装置摒弃了造成易堵塞、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，本发明提供了一种气体分布器在以煤、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。
在又一个具体实施方式中，本发明提供了包括本发明的气体分布器的用于煤气净化的煤气次级洗涤塔在以煤、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，本发明提供了一种包括本发明的气体分布器的煤气净化装置在以煤、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。