CN102585921A - 一种脱除焦炉煤气中苯系物的系统及方法 - Google Patents
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Abstract
一种适合脱除焦炉煤气中苯系物的系统及方法，通过有效的引入超重力旋转填料床，设计一套脱苯的系统及工艺方法，可克服现有洗苯塔吸收效率低、占地面积大、运行成本高等不足，该装置的核心是错流式的旋转填料床，气液错流接触，不易因气量过大产生液泛现象，该装置可一次性将焦炉煤气中苯系物脱除至1g/m3以下，占地仅为洗苯塔的1/10。
Description
技术领域
本发明涉及一种脱除焦炉煤气中苯系物的系统及方法，适用于焦化行业焦炉煤气的净化和苯系物的回收。
背景技术
在焦化或钢铁行业中，焦炉煤气净化的重要一环是脱除焦炉煤气中的苯系物，国内绝大部分企业采用洗油洗苯装置进行苯系物脱除，该装置是在庞大的洗苯塔顶部安装洗油喷洒管，煤气从洗苯塔底部进入，与喷洒液逆向接触，用洗油吸收煤气中的苯、甲苯、二甲苯以及环戊二烯等低沸点的炭化氢化合物和有机硫化物、苯乙烯、苯古马隆等高沸点的物质。该法由于气液接触面有限，导致吸收效率低，装置占地大，能耗高。
目前，超重力旋转床作为重要的强化气液传质的反应器，已在多个化工单元中得到应用，例如，中国专利2006200223555.9中公布的一种脱除工业气体中硫化氢的设备，该设备用于除去工业废气中的硫化氢气体，就是超重力旋转床的一种具体应用形式。超重力旋转床的核心为旋转床内腔载有填料的高速旋转的转子。转子在高速旋转状态下，处于超重环境，液体被切割成细小的液滴、液丝或液膜，大大提高了气液传质有效比表面和传质速率。
发明内容
针对上述情况，本发明旨在利用超重力技术，提供一种适合脱除焦炉煤气中苯系物的系统及方法，可克服现有洗苯塔吸收效率低、占地面积大、运行成本高等不足，该装置可一次性将焦炉煤气中苯系物脱除至1g/m3以下，占地仅为洗苯塔的1/10。
本发明的技术方案是，
一种脱除焦炉煤气中苯系物的系统，其特征是，包括旋转填料床2，所述旋转填料床2具有进液口、排液口、进气口和排气口共四个连接口，所述旋转填料床2的进液口和排液口通过管道分别连接到贫液槽3和富液槽4，且在所述旋转填料床与贫液槽之间、所述超重力旋转填料床与富液槽之间安装第一泵11和第二泵12，所述旋转填料床2的进气口和排气口分别连接到煤气管道，在所述富液槽和贫液槽之间依次顺序安装第三泵13、蒸苯塔5、冷却器6和第四泵14。
所述旋转填料床包括静态的壳体21和动态的转动轴22，其中，电机通过转动轴管带动填料层23和除雾层24转动，液体被第一泵输入到液体管道并通过液体管道上的小孔后，液体在离心力作用下经过填料层23甩向外层机壳，被甩出的液体由排液口排出装置外，在机壳21上设有支撑环26，所述支撑环26与填料层23和除雾层24之间分别设有大型滑动轨道27，所述填料内层与转动轴管之间设有小型滑动轨道28；所述超重力旋转填料床中转动轴的转速为100r/min-2000r/min。
一种脱除焦炉煤气中苯系物方法，过程如下：
步骤一，同时启动所有的泵，含苯度低的贫液槽内的贫液通过泵和进液口打到旋转填料床内部，贫液温度在25-30℃之间；
步骤二，向所述旋转填料床的进气口通入未处理的富苯焦炉煤气，焦炉煤气温度在28-35℃之间，处理后的焦炉煤气经排气口排出后与下一个净化单元联通；
上述步骤中，
富苯焦炉煤气与贫液在旋转填料床内以气液错流的接触方式进行吸附，交换吸附后的贫液变为富液后经泵和出液口排出到富液槽内，经换热和管式炉加热后达到200℃以上，富液再进入蒸苯塔，然后通过在蒸苯塔内反应使得富液还原为贫液，蒸苯塔塔顶出来的产品为苯系物，经低温水充分冷却后低于28℃进入苯类产品槽，蒸苯塔塔底即为贫液，贫液自蒸苯塔塔底排出后再经过冷却器冷却至50℃以下，然后经泵送入贫油槽待用，其中脱苯液体可循环使用。
本发明的有益效果是，提供了一种适用于焦炉煤气洗苯的工业生产系统及方法，用于脱除焦炉煤气中苯系物。该装置的核心是错流式的旋转填料床，气液错流接触，不易因气量过大产生液泛现象，无需在喷液管与填料层之间留有较大空间，一次性将焦炉煤气中苯系物脱除至1g/m3以下，占地仅为洗苯塔的1/10。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为旋转填料床的结构示意图之一；
图3为旋转填料床的结构示意图之二。
图中：11第一泵，12第二泵，13第三泵，14第四泵，2旋转填料床，21壳体，22转动轴，23填料层，24除雾层，25小孔，26支撑环，27大型滑动轨道，28小型滑动轨道，29电机，3贫液槽，4富液槽，5蒸苯塔，6冷却器。
具体实施方式
如图1～图3所示，
本发明涉及一种脱除焦炉煤气中苯系物的系统，适用于焦化行业焦炉煤气的净化和苯系物的回收。系统主要包含旋转填料床和富液再生装置，旋转填料床内的气液在超重力作用下实现了更充分、更快速的传质，大大提高了焦炉煤气洗苯效率，而再生装置可实现洗苯油的再生，富液经脱苯处理后可循环使用。本发明中的旋转填料床采用错流接触，避免了液泛现象，减小了填料层的尺寸，缩小了装置占地面积，节能效果明显。富液再生装置采用脱苯塔，可实现喷洒液的循环使用。具体如下：
一种脱除焦炉煤气中苯系物的系统，包括旋转填料床2，旋转填料床2的外壳上具有进液口、排液口、进气口和排气口共四个连接口，可以通过法兰和其他接口进行连接。所述旋转填料床包括静态的壳体21和动态的转动轴22，其中，电机29通过转动轴管带动填料层23和除雾层24转动，其中，电机通过转动轴管带动填料层23和除雾层24转动，液体被第一泵输入到液体管道并通过液体管道上的小孔25后，液体在离心力作用下经过填料层23甩向外层机壳，被甩出的液体由排液口排出装置外。在机壳21上设有支撑环26，支撑环26与填料层23和除雾层24之间分别设有大型滑动轨道27，填料内层与转动轴管之间设有小型滑动轨道28；所述超重力旋转填料床中转动轴的转速为100-2000r/min。旋转填料床2的进液口和排液口通过管道分别连接到贫液槽3和富液槽4，且在所述旋转填料床与贫液槽之间、所述超重力旋转填料床与富液槽之间安装第一泵11和第二泵12，旋转填料床2的进气口和排气口分别连接到煤气管道，在富液槽和贫液槽之间依次顺序安装第三泵13、蒸苯塔5、冷却器6和第四泵14，所以可以实现洗苯油液的循环。
一种脱除焦炉煤气中苯系物方法，过程如下：
步骤一，同时启动所有的泵，含苯度低的贫液槽内的贫液25-30℃通过泵和进液口打到旋转填料床内部；
步骤二，向所述旋转填料床的进气口通入未处理的富苯焦炉煤气28-35℃，处理后的焦炉煤气经排气口排出后与下一个净化单元联通；
上述步骤中，
富苯焦炉煤气与贫液在旋转填料床内以气液错流的接触方式进行吸附，交换吸附后的贫液变为富液后经泵和出液口排除到富液槽内，经换热和管式炉加热后达到200℃以上，富液再进入蒸苯塔，然后通过在蒸苯塔内反应使得富液还原为贫液，蒸苯塔塔顶出来的产品为苯系物，经低温水充分冷却后低于28℃进入苯类产品槽，蒸苯塔塔底即为贫液，贫液自蒸苯塔塔底排出后再经过冷却器冷却至50℃以下，然后经泵送入贫油槽待用，其中的脱苯液体脱苯油可循环使用。
上述步骤中，该旋转填料床的进气口通入富苯焦炉煤气，排气口与下一个净化单元联通。旋转填料床的进液口通过泵与贫液槽相连，排液口通过泵与富液槽相连，富液槽的液体出口通过泵打至蒸苯塔的原料入口，蒸苯塔塔底贫液先经过冷却器冷却至50℃以下，再经泵送入贫油槽。
本装置中的超重力旋转床采用气液错流的接触方式，电机通过转动轴带动填料层、除雾层转动，液体用泵输入液体管道，通过液体进口管道上的小孔，在离心力作用下经过填料层甩向外层机壳壳体，被甩出的液体由排液口排出装置外。支撑环与填料层和除雾层之间设有大型滑动轨道，填料内层与液体进口管道之间设有小型滑动轨道，形成动态密封结构，以保证气体由进气口输入后，能从填料层前端进入由后端排除，与液体错流接触。
工作时，开启电机并根据待处理的气体流量和焦炉煤气中含苯浓度调整转速，通常在100-2000r/min之间进行调整。焦炉煤气经气体进口进入旋转填料床，气体沿轴向通过高速旋转的填料层，贫液经贫液送出泵打入液体进口管道，通过液体进口管道上的小孔均匀的喷洒在填料层内侧，当贫液接触到高速旋转的填料层时，瞬间被撕裂，并改变了原来的飞行方向，在强大的离心力场中，贫液与焦炉煤气在高湍动、强混合的作用下完成对焦炉煤气中的苯系物的瞬间吸收，脱除苯系物的焦炉煤气进入除雾层，将夹带的少量液体分离后，从气体出口排除。吸收苯系物的富液经排液口排除进入富液槽。富液经脱苯处理后送入贫液槽循环使用。
本实施例中的脱苯油在不同的阶段称呼不同，根据内含苯浓度的不同，其中包含富液、贫液和脱苯液体等名称。
上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域相关技术人员对本发明的各种变形和改进，均应扩如本发明权利要求书所确定的保护范围内。
Claims (3)
1.一种脱除焦炉煤气中苯系物的系统，其特征是，包括旋转填料床(2)，所述旋转填料床(2)具有进液口、排液口、进气口和排气口共四个连接口，所述旋转填料床(2)的进液口和排液口通过管道分别连接到贫液槽(3)和富液槽(4)，且在所述旋转填料床与贫液槽之间、所述超重力旋转填料床与富液槽之间安装第一泵(11)和第二泵(12)，所述旋转填料床(2)的进气口和排气口分别连接到煤气管道，在所述富液槽和贫液槽之间依次顺序安装第三泵(13)、蒸苯塔(5)、冷却器(6)和第四泵(14)。
2.根据权利要求1所述的一种脱除焦炉煤气中苯系物的系统，其特征是，所述旋转填料床包括静态的壳体(21)和动态的转动轴(22)，其中，电机通过转动轴管带动填料层(23)和除雾层(24)转动，液体被第一泵(11)输入到液体管道并通过液体管道上的小孔后，液体在离心力作用下经过填料层(23)甩向外层机壳，被甩出的液体由排液口排出装置外；在机壳(21)上设有支撑环(26)，所述支撑环(26)与填料层(23)和除雾层(24)之间分别设有大型滑动轨道(27)，所述填料内层与转动轴管之间设有小型滑动轨道(28)；所述超重力旋转填料床中转动轴的转速为100r/min-2000r/min。
3.利用权力要求2所述的系统实现的一种脱除焦炉煤气中苯系物方法，过程如下：
步骤一，同时启动所有的泵，含苯度低的贫液槽内的贫液通过泵和进液口打到旋转填料床内部，贫液温度在25℃-30℃之间；
步骤二，向所述旋转填料床的进气口通入未处理的富苯焦炉煤气，焦炉煤气温度在28℃-35℃之间，处理后的焦炉煤气经排气口排出后与下一个净化单元联通；
上述步骤中，
富苯焦炉煤气与贫液在旋转填料床内以气液错流的接触方式进行吸附，交换吸附后的贫液变为富液后经泵和出液口排除到富液槽内，经换热和管式炉加热后富液达到200℃以上；富液再进入蒸苯塔，然后通过在蒸苯塔内反应使得富液还原为贫液，蒸苯塔塔顶出来的产品为苯系物，经低温水充分冷却后进入苯类产品槽，蒸苯塔塔底即为贫液，贫液自蒸苯塔塔底排出后再经过冷却器冷却至50℃以下，然后经泵送入贫油槽待用了，其中的脱苯液体可循环使用。
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