CN101348735B - 流化床裂解煤气净化和焦油回收系统及方法 - Google Patents

流化床裂解煤气净化和焦油回收系统及方法 Download PDF

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流化床裂解煤气净化和焦油回收系统及方法，其特征是对于来自于流化床裂解炉的含灰和焦油的粗煤气，依序设置由串接的一级旋风除尘器和二级旋风除尘器构成的高温除灰单元；由急冷塔和后续的一级电捕焦油器构成的焦油捕集单元；以及由二级电捕轻油器构成的轻油捕集单元；在一级电捕焦油器和二级电捕轻油器之间设置间冷器；净煤气在二级电捕轻油器中输出；捕集焦油在急冷塔和一级电捕焦油器中输出；捕集轻油在二级电捕轻油器中输出。本发明可以实现高含灰量和高焦油量的流化床裂解煤气在净化过程焦油的有效回收，解决煤气净化过程中焦油和灰冷凝堵塞煤气管道、阀门和净化设备问题，特别适用各种高含灰量和高焦油量的中低温煤气的净化。

Description

流化床裂解煤气净化和焦油回收系统及方法
技术领域
本发明涉及煤气净化系统和工艺，尤其涉及一种适合流化床裂解煤气净化和焦油回收的系统及方法。
背景技术
煤气净化工艺广泛应用与各种煤气生产和使用的系统中，典型的包括焦化炉煤气净化工艺、发生炉煤气净化工艺，但现有各种气化炉主要产生高温煤气为主，煤气中焦油含量较低，焦油在常温下流动性好；而采用流化床中低温裂解技术产生的煤气，焦油含量达到50-200g/Nm3以上，飞灰含量达到5-20g/Nm3，而且焦油的粘性大，流动性差，冷凝温度高，采用现有的各种净化工艺，焦油和灰很容易在管道和阀门冷凝，堵塞管道和净化设备，从而影响系统正常运行。
发明内容
本发明是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种流化床裂解煤气净化和焦油回收系统及方法。使得焦油含量高、飞灰含量大的流化床裂解煤气在煤气净化和焦油回收过程中不易发生管道和阀门的堵塞，从而保证系统的正常运行。
本发明解决技术问题采用如下技术方案：
本发明流化床裂解煤气净化和焦油回收装置的结构特点是对于来自于流化床裂解炉的含灰和焦油的粗煤气，依序设置由串接的一级旋风除尘器和二级旋风除尘器构成的高温除灰单元；在所述二级旋风除尘器与急冷塔之间设置喷淋除灰器；由急冷塔和后续的一级电捕焦油器构成的焦油捕集单元；以及由二级电捕轻油器构成的轻油捕集单元；在所述一级电捕焦油器和二级电捕轻油器之间设置间冷器；净煤气在所述二级电捕轻油器中输出；捕集焦油在所述急冷塔和一级电捕焦油器中输出；捕集轻油在所述二级电捕轻油器中输出；
所述一级旋风除尘器入口处气体速度为20-25m/s，气体温度400-600℃；
所述二级旋风除尘器入口气体速度20-25m/s，气体温度400-600℃；
在所述一级旋风除尘器中采用涡壳式入口结构，在所述一级旋风除尘器粉尘排出口中设置两级阀门锁气机构；
在所述二级旋风除尘器中采用涡壳式入口结构，在所述二级旋风除尘器的粉尘排出口中设置两级阀门锁气机构。
本发明流化床裂解煤气净化和焦油回收装置的结构特点也在于：
在所述急冷塔的输出回路中设置沉淀池，在所述一级电捕焦油器的捕集焦油输出回路中设置油水分离器，所述沉淀池和油水分离器中分别设置低压蒸汽加热盘管。
使用本发明流化床裂解煤气净化和焦油回收装置的流化床裂解煤气净化和焦油回收方法的特点是按如下工艺流程进行：
a、来自于流化床裂解炉的含灰和焦油的粗煤气依次经一级旋风除尘器和二级旋风除尘器高温除灰；
b、经高温除灰的粗煤气送经喷淋除灰器冷却除灰；
c、经冷却除灰的粗煤气在急冷塔进行喷水冷却，收集被冷却捕集的焦油，冷却后粗煤气进入一级电捕焦油器；
d、收集一级电捕焦油器中捕集的焦油，输出粗煤气经间冷器冷却后，进入二级电捕轻油器；
e、收集二级电捕轻油器中捕集的轻油，输出不含灰和焦油的净煤气。
本发明流化床裂解煤气净化和焦油回收方法的特点也在于：
所述喷淋除灰器采用循环水多层雾化喷淋，出口气体温度控制在250-350℃、气体流速1-2m/s、气体停留时间3-6s；排出的粉尘和重质焦油经沉淀后送锅炉燃烧；在所述沉淀过程中以低压蒸汽盘管进行加热。
所述急冷塔采用循环水多层雾化喷淋，出口气体温度控制在40-80℃，气体流速1-2m/s，塔内气体停留时间3-6s，冷却排出的焦油经沉淀脱水收集，在所述沉淀过程中采用低压蒸汽盘管进行加热。
本发明中从流化床裂解炉出来的含灰和焦油的粗煤气首先经两级高温高效旋风除尘器和除灰，然后再送喷淋除灰器进一步冷却除灰后，粗煤气进入急冷塔喷水冷却，煤气中的大部分焦油被冷却捕集下来，粗煤气再进一级电捕焦油器进一步除去煤气中焦油，然后经间冷器冷却后，再经二级电捕轻油器除去煤气中的少量轻油，然后不含灰和焦油的净煤气经煤气排送机送至下一工段进行脱硫等进一步的精净化。而从急冷塔、一级电捕焦油器、间冷器和二级电捕轻油器捕集下来的焦油经油水分离后，可外运直接销售或进一步进行深加工利用。
与已有技术相比，本发明有益效果体现在：
1、本发明系统中热煤气先采用两级高温旋分除尘和喷淋除灰器除尘，除尘效率达到99.8％，从而使焦油中的含灰量大大降低，流动性大大改善，从而保证煤气管道内不会发生焦油和灰的沉积而堵塞管道；
2、本发明方法采用急冷塔和两级电捕焦油器捕集焦油，焦油的回收率高达99％；
3、本发明中对于设置在喷淋除灰器、急冷塔和电捕焦油器下方的沉淀池和焦油罐采用采用低压蒸汽底部加热，可以有效防止焦油沉底凝结，保证各设备正常运行；
4、本发明系统中喷淋除灰器和急冷塔使用的冷却水经热水降温水池降温以及污水冷却塔冷却后可以循环使用，而间冷器采用的冷却水经循环水冷却塔冷却后也可以循环使用，因此净化系统本身不产生废水，而煤气冷却产生的多余冷凝水和两级高温高效旋风除尘器分离下来的灰则送锅炉燃烧，实现零排放。
5、本发明可以实现高含灰量和高焦油量的流化床裂解煤气在净化过程焦油的有效回收，解决煤气净化过程中焦油和灰冷凝堵塞煤气管道、阀门和净化设备问题，特别适用各种高含灰量和高焦油量的中低温煤气的净化。
附图说明
图1为本发明系统构成及本发明方法工艺流程示意图。
图中标号：1一级旋风除尘器、2二级旋风除尘器、3喷淋除灰器、4急冷塔、41沉淀池、42油水分离器、43低压蒸汽加热盘管、5一级电捕焦油器、6间冷器、7二级电捕轻油器、8煤气排送机。
以下通过具体实施方式，结合附图对本发明作进一步说明。
具体实施方式
参见图1，本实施例中的系统设备包括依次相接的一级旋风除尘器1、二级旋风除尘器2、喷淋除灰器3、急冷塔4、一级电捕焦油器5、间冷器6、二级电捕轻油器7和煤气排送机8。
具体实施中，在急冷塔4的输出回路中设置沉淀池41，在一级电捕焦油器5的捕集焦油输出回路中设置油水分离器42，沉淀池41和油水分离器42中分别设置低压蒸汽加热盘管43。
工艺流程：
从流化床裂解炉出来的含灰和焦油的粗煤气首先经两级高温高效旋风除尘器除灰，然后再送喷淋除灰器进一步冷却除灰后，粗煤气进入急冷塔喷水冷却，煤气中的大部分焦油被冷却捕集下来，粗煤气再进一级电捕焦油器进一步除去煤气中焦油，然后经间冷器冷却后，再经二级电捕轻油器除去煤气中的少量轻油，然后不含灰和焦油的净煤气经煤气排送机送至下一工段进行脱硫等进一步的精净化。而从急冷塔、一级电捕焦油器、间冷器和二级电捕轻油器捕集下来的焦油经油水分离后，可外运直接销售或进一步进行深加工利用。
一级旋风除尘器1和二级旋风除尘器2均为高温高效旋风除尘器，采用常规的涡壳式入口结构，设计入口气体速度20-25m/s，气体温度400-600℃，除尘效率大于90％，分离下来的粉尘经下部按常规设置的两级阀门锁气机构排出送锅炉燃烧。
喷淋除灰器3采用循环水多层雾化喷淋，出口气体温度控制在250-350℃，气体流速1-2m/s，气体停留时间3-6s，除灰效率80％以上，粉尘和部分重质焦油排入下部沉淀池，经挂板机排出送锅炉燃烧。沉淀池采用循环水密封，底部采用低压蒸汽盘管加热，以防止焦油和灰沉底凝结。
急冷塔4采用循环水多层雾化喷淋，出口气体温度控制在40-80℃，气体流速1-2m/s，塔内气体停留时间3-6s，焦油捕集效率80％以上，冷却焦油进入下部沉淀池41，经刮板机排出脱水后到中间焦油罐储存。沉淀池41采用循环水密封，底部采用低压蒸汽盘管43加热，以防止焦油沉底结团。
一级电捕焦油器5采用高压静电捕集焦油，焦油捕集效率高，除焦油率达到99％以上。
间冷器6采用冷却水循环冷却，使煤气出口温度降至20-40℃，使煤气中的焦油和水进一步冷凝。
二级电捕轻油器7采用高压静电捕集焦油，焦油捕集效率高，除焦油率达到99％以上。

Claims (5)

1.流化床裂解煤气净化和焦油回收装置，其特征是对于来自于流化床裂解炉的含灰和焦油的粗煤气，依序设置由串接的一级旋风除尘器(1)和二级旋风除尘器(2)构成的高温除灰单元；在所述二级旋风除尘器(2)与急冷塔(4)之间设置喷淋除灰器(3)；由急冷塔(4)和后续的一级电捕焦油器(5)构成的焦油捕集单元；以及由二级电捕轻油器(7)构成的轻油捕集单元；在所述一级电捕焦油器(5)和二级电捕轻油器(7)之间设置间冷器(6)；净煤气在所述二级电捕轻油器(7)中输出；捕集焦油在所述急冷塔(4)和一级电捕焦油器(5)中输出；捕集轻油在所述二级电捕轻油器(7)中输出；
所述一级旋风除尘器(1)入口处气体速度为20-25m/s，气体温度400-600℃；
所述二级旋风除尘器(2)入口气体速度20-25m/s，气体温度400-600℃；
在所述一级旋风除尘器(1)中采用涡壳式入口结构，在所述一级旋风除尘器(1)粉尘排出口中设置两级阀门锁气机构；
在所述二级旋风除尘器(2)中采用涡壳式入口结构，在所述二级旋风除尘器(2)的粉尘排出口中设置两级阀门锁气机构。
2.根据权利要求1所述的流化床裂解煤气净化和焦油回收装置，其特征是在所述急冷塔(4)的输出回路中设置沉淀池(41)，在所述一级电捕焦油器(5)的捕集焦油输出回路中设置油水分离器(42)，所述沉淀池(41)和油水分离器(42)中分别设置低压蒸汽加热盘管(43)。
3.一种使用权利要求1所述的流化床裂解煤气净化和焦油回收装置的流化床裂解煤气净化和焦油回收方法，其特征是按如下工艺流程进行：
a、来自于流化床裂解炉的含灰和焦油的粗煤气依次经一级旋风除尘器(1)和二级旋风除尘器(2)高温除灰；
b、经高温除灰的粗煤气送经喷淋除灰器(3)冷却除灰；
c、经冷却除灰的粗煤气在急冷塔(4)进行喷水冷却，收集被冷却捕集的焦油，冷却后粗煤气进入一级电捕焦油器(5)；
d、收集一级电捕焦油器(5)中捕集的焦油，输出粗煤气经间冷器(6)冷却后，进入二级电捕轻油器(7)；
e、收集二级电捕轻油器(7)中捕集的轻油，输出不含灰和焦油的净煤气。
4.根据权利要求3所述的流化床裂解煤气净化和焦油回收方法，其特征是所述喷淋除灰器(3)采用循环水多层雾化喷淋，出口气体温度控制在250-350℃、气体流速1-2m/s、气体停留时间3-6s；排出的粉尘和重质焦油经沉淀后送锅炉燃烧；在所述沉淀过程中以低压蒸汽盘管进行加热。
5.根据权利要求4所述的流化床裂解煤气净化和焦油回收方法，其特征是所述急冷塔(4)采用循环水多层雾化喷淋，出口气体温度控制在40-80℃，气体流速1-2m/s，塔内气体停留时间3-6s，冷却排出的焦油经沉淀脱水收集，在所述沉淀过程中采用低压蒸汽盘管进行加热。
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