一種含焦油粗煤氣除焦油激冷裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種含焦油粗煤氣除焦油激冷裝置，解決了現(xiàn)有裝置投資和運(yùn)行成本高、工藝復(fù)雜、除塵及焦油效果不佳的問題。技術(shù)方案包括激冷塔，所述激冷塔內(nèi)設(shè)有至少三個(gè)洗滌激冷區(qū)，下段為重油洗滌激冷區(qū)、中段為重餾分焦油洗滌激冷區(qū)，上段為輕餾分焦油洗滌激冷區(qū)，每個(gè)洗滌激冷區(qū)內(nèi)由下至上均設(shè)有洗滌介質(zhì)出口、填層料和液體分布器，所述洗滌介質(zhì)出口經(jīng)泵、冷卻器分別與儲(chǔ)罐和液體分布器連通；重餾分焦油洗滌激冷區(qū)和輕餾分焦油洗滌激冷區(qū)內(nèi)的填料層下方還設(shè)有集液器，所述集液器與洗滌介質(zhì)出口連接；所述重餾分焦油洗滌激冷區(qū)內(nèi)的洗滌介質(zhì)出口位于激冷塔塔底。本新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、投資和運(yùn)行成本低、洗滌激冷效果好、對(duì)環(huán)境友好。
【專利說明】一種含焦油粗煤氣除焦油激冷裝置【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種煤化工行業(yè)的激冷裝置，具體的說是一種含焦油粗煤氣除焦油激冷裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]煤氣化(固定床氣化)和煉焦過程產(chǎn)生的粗煤氣中通常含有部分煤焦油，需將粗煤氣中的焦油及粉塵等加以脫除以滿足下游工序工藝要求。目前煤氣凈化過程通常采用水洗、氨洗等方法來洗滌、冷卻粗煤氣，洗滌廢水通常含有大量的粉塵、焦油、酚、氨等雜質(zhì)，給焦油、酚等有用化學(xué)品的提純利用及廢水處理過程帶來較大困難，提高了操作成本。
[0003]現(xiàn)代煤焦油加工的基本特點(diǎn)是大規(guī)模集中加工，在加工利用之前需對(duì)煤焦油進(jìn)行脫水、除塵、脫鹽等工序。粗煤氣中帶有較多的煤粉、灰粉等固體顆粒，不僅導(dǎo)致煤焦油和浙青質(zhì)量惡化，還會(huì)在粗煤焦油蒸餾過程中堵塞設(shè)備和管道，因此焦油渣必須預(yù)先脫除。粗煤氣凈化過程通常采用的水洗、氨洗等方法，導(dǎo)致粗煤焦油中含有大量的水，對(duì)煤焦油蒸餾操作非常不利，同時(shí)氨水洗滌粗煤氣后，部分銨鹽留存于焦油中，后續(xù)蒸餾工序使固定銨鹽分解成游離酸和NH3,引起管道和設(shè)備的嚴(yán)重腐蝕，因此，在焦油加工利用之前需進(jìn)行脫水，除鹽工序。凈化除渣后焦油回收利用多采用蒸餾工序，根據(jù)煤焦油中各組分的不同沸點(diǎn)將各組分分割為幾個(gè)富集某種或某幾種化合物餾分的加工過程，由于粗煤氣中焦油成分復(fù)雜，一次性捕集焦油產(chǎn)品所需蒸餾過程溫域?qū)?，操作繁瑣，設(shè)備投入大。從上述流程來看，為了對(duì)焦油中有用化學(xué)品的回收利用及工業(yè)廢水的處理，需增加一系列復(fù)雜的處理裝置，不僅增加了裝置及操作成本，也不利于環(huán)境的保護(hù)。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的是為了解決上述技術(shù)問題，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作成本低、對(duì)粗煤氣凈化效率高、無廢水產(chǎn)生、可在單塔內(nèi)實(shí)現(xiàn)粗煤氣中焦油和渣分離、焦油分級(jí)利用良好的含焦油粗煤氣除焦油激冷裝置。
[0005]技術(shù)方案包括設(shè)有粗煤氣進(jìn)口和粗煤氣出口的激冷塔，所述激冷塔內(nèi)設(shè)有至少三個(gè)洗滌激冷區(qū)，下段為重油洗滌激冷區(qū)、中段為重餾分焦油洗滌激冷區(qū)，上段為輕餾分焦油洗滌激冷區(qū)，每個(gè)洗滌激冷區(qū)內(nèi)由下至上均設(shè)有洗滌介質(zhì)出口、填層料和液體分布器，所述洗滌介質(zhì)出口經(jīng)泵、冷卻器分別與儲(chǔ)罐和液體分布器連通；其中，重餾分焦油洗滌激冷區(qū)和輕餾分焦油洗滌激冷區(qū)內(nèi)的填料層下方還設(shè)有集液器，所述集液器與洗滌介質(zhì)出口連接；所述重餾分焦油洗滌激冷區(qū)內(nèi)的洗滌介質(zhì)出口位于激冷塔塔底。
[0006]所述重餾分焦油洗滌激冷區(qū)和輕餾分焦油洗滌激冷區(qū)內(nèi)的集液器與填料層之間的激冷塔內(nèi)壁上設(shè)有環(huán)形的導(dǎo)流裝置。
[0007]所述導(dǎo)流裝置具有與激冷塔壁面呈40-50°角向下傾斜的斜面。
[0008]所述輕餾分焦油洗滌激冷區(qū)內(nèi)的集液器與激冷塔壁間隙處對(duì)應(yīng)的壁面上設(shè)有粗煤氣回流口，所述激冷塔頂部的粗煤氣出口分別與粗煤氣回流口和電捕焦油器連接。[0009]所述重餾分焦油洗滌激冷區(qū)內(nèi)的洗滌介質(zhì)出口經(jīng)泵、旋流分離器、冷卻器分別與儲(chǔ)罐和液體分布器連接。
[0010]所述激冷塔底部的粗煤氣進(jìn)口為對(duì)稱設(shè)置的兩個(gè)。
[0011 ] 本申請(qǐng)中通過在激冷塔內(nèi)設(shè)計(jì)三個(gè)粗煤氣激冷洗滌區(qū)，根據(jù)相似相容原理分別捕獲粗煤氣中冷凝焦油及粉塵，粗煤氣在重油洗滌激冷區(qū)中與重油直接接觸降溫，粗煤氣中的粉塵和冷凝重油被重油捕獲收集；經(jīng)重油洗滌過的粗煤氣上升至重餾分焦油洗滌激冷區(qū)與重餾分焦油直接接觸降溫，粗煤氣中的重餾分焦油被冷凝捕獲進(jìn)入輕餾分焦油中；經(jīng)重餾分焦油洗滌過的粗煤氣最后上升至輕餾分焦油洗滌激冷區(qū)與輕餾分焦油直接接觸降溫，粗煤氣中的輕餾分焦油被冷凝捕獲進(jìn)入輕餾分焦油中；配合控制不同洗滌激冷區(qū)中粗煤氣與洗滌用焦油的接觸溫度，使冷凝焦油被分級(jí)捕獲后抽出，捕獲焦油雜質(zhì)少，組成比較單一，不僅方便后續(xù)工序分級(jí)利用，同時(shí)也提高了循環(huán)焦油洗滌效率，少部分送入相應(yīng)煤焦油儲(chǔ)罐作為焦油副產(chǎn)品，大部分經(jīng)循環(huán)送至冷卻器冷卻后再送入激冷塔中循環(huán)使用。
[0012]針對(duì)煤焦油粘度大，含渣較多的特點(diǎn)，所述液體分布器優(yōu)選采用槽式溢流型液體分布器，運(yùn)行穩(wěn)定，操作彈性大。
[0013]針對(duì)煤焦油粘度大，含渣較多，運(yùn)行負(fù)荷高的特點(diǎn)，填料層優(yōu)選格里奇柵格填料，運(yùn)行穩(wěn)定，能夠克服焦油及灰渣對(duì)填料層造成的堵塞。
[0014]所述流導(dǎo)裝置具有斜45°角的斜面，一方面可以改善液體的壁流效應(yīng)，為由壁面流下的冷凝的焦油導(dǎo)向，使其能沿斜面順利的落入同一區(qū)內(nèi)的收集器中，而不是沿收集器與激冷塔壁面的間隙落入激冷塔底，保證不同成分焦油的分級(jí)回收；另一方面這種斜面可對(duì)由收集器與壁面間隙上升的粗煤氣具有流場(chǎng)的湍動(dòng)作用，使粗氣更好的均勻分布入填層中，增加粗煤氣與洗滌焦油的接觸。
[0015]所述激冷塔底部的粗煤氣進(jìn)口優(yōu)選為兩個(gè)，采用對(duì)稱布置的方式，塔底兩口對(duì)噴的方式進(jìn)入，可使流場(chǎng)湍動(dòng)現(xiàn)象強(qiáng)烈，氣體分布均勻，增大了粗煤氣與重油的接觸面積。
[0016]進(jìn)一步的，通過在輕餾分焦油洗滌激冷區(qū)內(nèi)的集液器與激冷塔壁間隙處對(duì)應(yīng)的壁面上設(shè)粗煤氣回流口，使由粗煤氣出口排出的經(jīng)洗滌的粗煤氣小部分由且煤氣回流口噴入輕餾分焦油洗滌激冷區(qū)內(nèi)，一方面可通過控制出塔粗煤氣的回流量以調(diào)節(jié)粗煤氣出激冷塔的溫度(優(yōu)選高于露點(diǎn)溫度5l°C)，另一方面，粗煤氣回流口的設(shè)計(jì)位置可實(shí)現(xiàn)回流的粗煤氣對(duì)輕餾分焦油洗滌激冷區(qū)內(nèi)上升的粗煤氣的湍流作用，進(jìn)一步使粗煤氣在輕餾分焦油洗滌激冷區(qū)(特別是填料層)內(nèi)均勻分，提高洗滌激冷效果。
[0017]有益效果:
[0018](I)本新型采用一塔流程，利用煤焦油代替水、氨等對(duì)粗煤氣進(jìn)行洗滌，分級(jí)捕獲焦油，操作成本低，利用率高、副產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)價(jià)值高；由于相似相容原理對(duì)冷凝焦油捕集效果好，洗滌后粗煤氣再經(jīng)電捕焦油器二次捕集，有效清除粗煤氣中焦油，且二次捕集焦油成分較單一，后續(xù)工序利用簡(jiǎn)單，不產(chǎn)生廢水，降低了焦油利用過程中的除水、除鹽工序及廢水處理操作成本；可廣泛應(yīng)用于低溫?zé)捊惯^程及煤氣化領(lǐng)域粗煤氣凈化，與現(xiàn)有粗煤氣除煤焦油激冷塔裝置相比，在節(jié)水、節(jié)能、降低投資和生產(chǎn)成本等方面有著突出的優(yōu)勢(shì)。
[0019](2)本新型可實(shí)現(xiàn)對(duì)對(duì)冷凝焦油的分級(jí)捕獲，每個(gè)洗滌激冷區(qū)中的焦油成分較單一，根據(jù)塔內(nèi)溫度分布，冷卻后焦油分別單獨(dú)循環(huán)至塔內(nèi)對(duì)應(yīng)的洗滌激冷區(qū)，對(duì)冷凝焦油捕獲效率高；塔底循環(huán)重油除渣冷卻后含渣少，對(duì)重油及粉塵捕獲效率同樣較高；【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖2為導(dǎo)流裝置9的局部放大圖。
[0022]其中:1-粗煤氣進(jìn)口、2-液體分布器、3-填料層、4-導(dǎo)流裝置、5-液體分布器、6-填料層、7-集液器、8-重餾分焦油出口、9_導(dǎo)流裝置、9.1-斜面、10-液體分布器、11-填料層、12-輕餾分焦油出口、13-粗煤氣出口、14-粗煤氣回流入口、15-重油出口、16-電捕焦油器、17-輕質(zhì)焦油儲(chǔ)罐、18-輕餾分焦油儲(chǔ)罐、19-重餾分焦油儲(chǔ)罐、20-重油儲(chǔ)罐、21-旋液分離器、22-冷卻器、23-冷卻器、24-冷卻器、25-泵、26-泵、27-泵、28-重油洗滌激冷區(qū)、29-重餾分焦油洗滌激冷區(qū)、30-輕餾分焦油洗滌激冷區(qū)、31-激冷塔、32-集液器。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步解釋說明:
[0024]參見圖1及圖2，激冷塔31下段對(duì)稱設(shè)有兩個(gè)粗煤氣進(jìn)口 1、頂部設(shè)粗煤氣出口 13的，所述激冷塔I內(nèi)由下至上設(shè)有三個(gè)洗滌激冷區(qū)，包括下段重油洗滌激冷區(qū)28、中段重餾分焦油洗滌激冷區(qū)29，上段輕餾分焦油洗滌激冷區(qū)30，重油洗滌激冷區(qū)28由下至上依設(shè)有重油出口 15 (位于激冷塔31塔底)、填層料3和液體分布器2，所述重油出口 15經(jīng)泵27、旋液分離器21、冷卻器22分別與重油儲(chǔ)罐20和液體分布器2連接；所述重餾分焦油洗滌激冷區(qū)29由下至上依設(shè)有與重餾分焦油出口 8連接集液器7、激冷塔31壁面上的環(huán)形的導(dǎo)流裝置、填層料6和液體分布器5，所述重餾分焦油出口 8經(jīng)泵26、冷卻器23分別與重餾分焦油儲(chǔ)罐19和液體分布器5連接；所述輕餾分焦油洗滌激冷區(qū)30由下至上依設(shè)有與輕餾分焦油出口 12連接集液器32、激冷塔31壁面上的環(huán)形的導(dǎo)流裝置9、填層料11和液體分布器10，所述輕餾分焦油出口 12經(jīng)泵25、冷卻器24分別與輕餾分焦油儲(chǔ)罐18和液體分布器10連接，所述集液器32與激冷塔31壁面間隙處對(duì)應(yīng)的壁面上設(shè)有粗煤氣回流口 14，所述激冷塔31頂部的粗煤氣出口 13分別與粗煤氣回流口 14和電捕焦油器16連接，所述電捕焦油器16連接輕質(zhì)焦油儲(chǔ)罐17。
[0025]參見圖2，所述環(huán)形的導(dǎo)流裝置9 (結(jié)構(gòu)同導(dǎo)流裝置4)具有與激冷塔31壁面呈40-50°角向下傾斜的斜面9.1。
[0026]所述液體分布器為槽式溢流型液體分布器，所述填料層為格里奇柵格填料層。
[0027]工藝過程:
[0028]以低溫?zé)捊惯^程產(chǎn)生的粗煤氣為例，粗煤氣(溫度為350_370°C，焦油含量為5 %，含塵量為3 %)從粗煤氣以兩相對(duì)噴的形式由粗煤氣進(jìn)口 I進(jìn)入激冷塔內(nèi)的重油洗滌激冷區(qū)28，循環(huán)重油(為70°C)經(jīng)液體分布器2均勻分布于塔器截面后，與粗煤氣在填料層3中接觸面積達(dá)到最大，兩者充分逆向接觸換熱并將粗煤氣中的(又稱煤塵)及冷凝重油捕獲，與粗煤氣洗滌換熱后的得重油(溫度約為300°C)下降由重油出口 15經(jīng)泵27抽出塔外，經(jīng)旋液分離器21凈化除去煤塵后再經(jīng)冷卻器22降溫至70 0C部分回流入液體分布器2循環(huán)噴入重油洗滌激冷區(qū)28，余下部分送入重油儲(chǔ)罐20(重油的回流量應(yīng)保證循環(huán)需要量，余下部分則入重油儲(chǔ)罐)；經(jīng)重油洗滌降溫后的粗煤氣(溫度為270°C)向上經(jīng)導(dǎo)流裝置4導(dǎo)流，使之均勻進(jìn)入填料層6，在填料層6中與來自液體分布器5的重餾分焦油(70°C)進(jìn)一步逆向接觸換熱，粗煤氣中重餾分焦油被冷凝捕獲隨重餾分焦油落入集液器7，隨激冷塔31壁面流下的冷凝焦油也在導(dǎo)向裝置4的作用下落入集液器7，然后經(jīng)重餾分焦油出口 8被泵26抽出塔外，抽出重餾份焦油經(jīng)冷卻器23冷卻至70°C后，在保證回流入液體分布器5用于參與洗滌粗煤氣的循環(huán)用量之外，其余部分送入重餾分焦油儲(chǔ)罐19作為重餾分焦油副產(chǎn)品；經(jīng)重餾分焦油洗滌后的粗煤氣(溫度為170°C)繼續(xù)向上經(jīng)導(dǎo)流裝置9導(dǎo)流，均勻分布于填料層11中，在填料層11中與來自液體分布器10的輕餾分焦油(70°C)換熱，粗煤氣中輕餾分焦油被冷凝捕獲隨輕留分焦油流向集液器32，經(jīng)輕餾分焦油出口 12被泵25抽出塔外，抽出的輕餾分焦油經(jīng)冷卻器24冷卻后，在保證回流入液體分布器10用于參與冷卻粗煤氣的循環(huán)用量之外，其余部分送入輕餾分焦油儲(chǔ)罐18作為輕餾分焦油副產(chǎn)品；經(jīng)輕餾分焦油洗滌后的粗煤氣(溫度為80°C )上升至塔頂經(jīng)出口 13被送出塔外(控制粗煤氣出激冷塔的溫度高于露點(diǎn)溫度5l°C)，小部分經(jīng)粗煤氣回流入口 14回流入激冷塔，以起到調(diào)節(jié)粗煤氣出激冷塔的溫度和為進(jìn)入輕餾分焦油洗滌激冷區(qū)30的粗煤氣提供湍流效果的目的，其余大部分進(jìn)入電捕焦油器16回收粗煤氣中余下的輕質(zhì)焦油，經(jīng)電捕焦油器16處理后的粗煤氣(粗煤氣中焦油含量降至Ippm以下，含塵量降至4.0 mg/m3以下，溫度為75°C)進(jìn)入下一工序，收集的輕質(zhì)焦油送入輕質(zhì)焦油儲(chǔ)罐17作為輕質(zhì)焦油副產(chǎn)品。所述激冷塔31塔頂及集液器7、32可設(shè)溫度傳感器，根據(jù)溫度變化控制進(jìn)入激冷塔31循環(huán)的焦油量及塔頂回流煤氣量，以保證粗煤氣出塔溫度高于露點(diǎn)及循環(huán)焦油對(duì)焦油的分級(jí)捕獲。開車時(shí)的各段的煤焦油可先使用外購(gòu)的煤焦油。
[0029]本文中所述重油是指冷凝溫度大于270°C，主要成分為浙青、蒽等的油類；所述重餾分焦油是指冷凝溫度為17(T27(TC，主要成分為萘類有機(jī)物的油類；所述輕餾分焦油是指冷凝溫度為8(T170°C，主要成分為苯及其同系物、酚類有機(jī)物等的油類；所述輕質(zhì)焦油是指冷凝溫度小于80°C的油類。
【權(quán)利要求】
1.一種含焦油粗煤氣除焦油激冷裝置，包括設(shè)有粗煤氣進(jìn)口和粗煤氣出口的激冷塔，其特征在于，所述激冷塔內(nèi)設(shè)有至少三個(gè)洗滌激冷區(qū)，下段為重油洗滌激冷區(qū)、中段為重餾分焦油洗滌激冷區(qū)，上段為輕餾分焦油洗滌激冷區(qū)，每個(gè)洗滌激冷區(qū)內(nèi)由下至上均設(shè)有洗滌介質(zhì)出口、填層料和液體分布器，所述洗滌介質(zhì)出口經(jīng)泵、冷卻器分別與儲(chǔ)罐和液體分布器連通；其中，重餾分焦油洗滌激冷區(qū)和輕餾分焦油洗滌激冷區(qū)內(nèi)的填料層下方還設(shè)有集液器，所述集液器與洗滌介質(zhì)出口連接；所述重餾分焦油洗滌激冷區(qū)內(nèi)的洗滌介質(zhì)出口位于激冷塔塔底。
2.如權(quán)利要求1所述的含焦油粗煤氣除焦油激冷裝置，其特征在于，所述重餾分焦油洗滌激冷區(qū)和輕餾分焦油洗滌激冷區(qū)內(nèi)的集液器與填料層之間的激冷塔內(nèi)壁上設(shè)有環(huán)形的導(dǎo)流裝置。
3.如權(quán)利要求2所述的含焦油粗煤氣除焦油激冷裝置，其特征在于，所述導(dǎo)流裝置具有與激冷塔壁面呈40-50O角向下傾斜的斜面。
4.如權(quán)利要求1所述的含焦油粗煤氣除焦油激冷裝置，其特征在于，所述輕餾分焦油洗滌激冷區(qū)內(nèi)的集液器與激冷塔壁間隙處對(duì)應(yīng)的壁面上設(shè)有粗煤氣回流口，所述激冷塔頂部的粗煤氣出口分別與粗煤氣回流口和電捕焦油器連接。
5.如權(quán)利要求1所述的含焦油粗煤氣除焦油激冷裝置，其特征在于，所述重餾分焦油洗滌激冷區(qū)內(nèi)的洗滌介質(zhì)出口經(jīng)泵、旋流分離器、冷卻器分別與儲(chǔ)罐和液體分布器連接。
6.如權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的含焦油粗煤氣除焦油激冷裝置，其特征在于，所述激冷塔底部的粗煤氣進(jìn)口為對(duì)稱設(shè)置的兩個(gè)。
【文檔編號(hào)】C10K1/02GK203513617SQ201320580442
【公開日】2014年4月2日 申請(qǐng)日期:2013年9月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月17日
【發(fā)明者】李大振 申請(qǐng)人:湖北華慶石化設(shè)備有限公司