CN103773420B - 焦油在线分馏除尘系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种焦油在线分馏除尘系统及方法。系统包括第一换热器、喷淋塔、第一填料塔、第二填料塔、第二换热器、电捕焦油器、油水分离器、第三换热器、第一泵、第二泵、第三泵、第四泵、第五泵、第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门、热过滤器。本发明采用液体热过滤的方式，除尘效率达到99.9%以上，与气体过滤方式相比，减少了所需的过滤面积，减少了成本以及过滤器所需的体积，实现了高温煤气余热的利用和冷却过程中焦油的分馏，不在使用直接冷凝焦油的再辅以蒸馏的焦油利用工艺。降低了系统的复杂性并减少了系统的能耗，冷却过程中在线实现了酚油和水的分离同时只产生少量的含酚废水，与传统大量喷氨冷凝工艺相比具有明显的优势。
Description
技术领域
本发明涉及焦油分馏除尘领域，尤其涉及一种焦油在线分馏除尘系统及方法。
背景技术
煤气净化和焦油回收利用工艺广泛应用各种煤气生产副产焦油的系统中，典型的包括焦化炉煤气、低温干馏煤气系统。
一般煤气中焦油含量50-200g/Nm3，飞灰含量达到5-20g/Nm3。因此一般的净化工艺包括冷却、洗涤、解析、后处理等主要工序内容。煤气净化除灰回收焦油的工艺是向高温荒煤气中直接喷洒70-75℃的循环氨水将其接降至80-82℃，然后使煤气进入初冷器中，用冷却水间接直接冷却至25-35℃。然后将喷洒循环氨水和冷凝焦油以及初冷器冷凝下来的冷凝氨水和焦油送入机械化氨水澄清槽，被分成氨水、焦油及焦油渣三部分。焦油经焦油中间槽送至焦油车间；部分循环激冷煤气，多余氨水称为剩余氨水。剩余氨水为高浓度含酚废水，集合后先经除油和溶剂脱酚，之后去蒸氨。
煤焦油的利用则通过再加热蒸馏来实现馏分切割。而煤焦油在蒸馏前必须进行脱水脱盐脱灰脱渣（脱水可以减少蒸馏热耗，脱盐减轻了设备管道的腐蚀，而脱灰脱渣对焦油蒸馏操作和沥青的利用都是有利的）。
直接向高温煤气中喷淋循环氨水冷却至25～35℃，煤气中余热没能利用；循环氨水喷淋后仍需要大量的冷却水冷却；为了使重质焦油能与氨水流动，喷淋的氨水大大过量，产生大量含酚废水。为使废水循环氨氮达标，需采用蒸氨工艺。为了利用煤焦油，需要脱水脱盐后，再将煤焦油通过管式炉加热到350摄氏度再进行蒸馏切割馏分。
发明内容
本发明的目的是现有技术的不足，提供一种焦油在线分馏除尘系统及方法。
焦油在线分馏除尘系统包括第一换热器、喷淋塔、第一填料塔、第二填料塔、第二换热器、电捕焦油器、油水分离器、第三换热器、第一泵、第二泵、第三泵、第四泵、第五泵、第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门、热过滤器，第一换热器、喷淋塔、第一填料塔、第二填料塔、第二换热器、电捕焦油器、第四泵、第三换热器顺次相连，喷淋塔的底部与第一泵相连，第一泵分别与第一换热器、第一阀门相连，第一阀门与热过滤器相连、第一填料塔与第二泵相连，第二泵分别与喷淋塔的上部、第二阀门相连，第二填料塔与第三泵相连，第三泵分别与第一填料塔的上部、第三阀门相连，第二换热器的底部与油水分离器相连，油水分离器与第五泵相连，第五泵分别与第三换热器的底部、第四阀门相连。
所述的热过滤器采用Y型过滤器。
焦油在线分馏除尘系统的分馏除尘方法是：原料热烟气经第一换热器换热后进入喷淋塔，在喷淋塔中经第一填料塔塔底产出的重馏分油喷淋，喷淋塔的顶部产出气体进入第一填料塔，喷淋塔的底部产出重焦油，一部分重焦油经第一阀门和热过滤器后输出系统，实现重焦油的分馏除尘，另一部分重焦油经第一泵输送入第一换热器，与原料热烟气换热后再次进入喷淋塔；喷淋塔顶部产出的气体进入第一填料塔，在第一填料塔中经第二填料塔塔底产出的轻馏分油吸收，第一填料塔的顶部产出气体进入第二填料塔，第一填料塔的底部产出重馏分油，重馏分油经第二泵后一部分送入喷淋塔作为喷淋液，另一部分经第二阀门排出，实现重馏分油的分馏；第一填料塔顶部产出的气体进入第二填料塔，在第二填料塔中经第三换热器换热后的轻油吸收，第二填料塔的顶部产出气体进入第二换热器，第二填料塔的底部产出轻馏分油，轻馏分油经第三泵后一部分送入第一填料塔作为吸收液，另一部分经第三阀门排出，实现轻馏分油的分馏；第二填料塔顶部产出的气体在第二换热器中经冷却水冷却后产生气相流股和液相流股，换热后的冷却水进入第三换热器，气相流股进入电捕焦油器捕集轻油排出废气，液相流股经油水分离器分离得到轻油和水，油水分离器分离后的轻油经第五泵后一部分进入第三换热器，另一部分经第四阀门排出，实现轻油的分馏，电捕焦油器捕集到的轻油经第四泵输送进入第三换热器，第三换热器换热后的轻油送入第二填料塔作为吸收液。
所述的原料热烟气温度不低于600℃。
所述的原料热烟气经第一换热器换热后温度不低于400℃。
所述的喷淋塔采用雾化喷淋，顶部出口气体温度为250℃，喷淋塔底部重焦油的温度为280℃，喷淋塔的空速为1-2m/s，所述的第一填料塔底部产出的重馏分油进入喷淋塔的质量为原料热烟气质量的2-4倍。
所述的第一填料塔顶部出口气体温度为150℃，底部重馏分油的温度为200℃，所述的第二填料塔底部产出的轻馏分油进入第一填料塔的质量为喷淋塔顶部产出气体质量的2-4倍。
所述的第二填料塔顶部出口气体温度为70℃，底部轻馏分油的温度为100℃。
所述的第二换热器出口温度为25℃。
所述的第三换热器换热后进入第二填料塔的轻油质量为第一填料塔顶部产出气体质量的2-4倍，第三换热器换热后进入第二填料塔的轻油温度为70℃。
本发明具有的有益效果是：采用液体热过滤的方式，除尘效率达到99.9%以上。与传统意义上的高温气体除尘方式相比，大大减少了所需的过滤面积，减少了过滤的成本以及过滤器所需的体积，过程中实现了高温煤气余热的利用，在冷却过程中实现了焦油的分馏，不在使用直接冷凝焦油的再辅以蒸馏的焦油利用工艺。降低了系统的复杂性并减少了系统的能耗，冷却过程中在线实现了酚油和水（煤中少量水分和结合水）的分离同时只产生少量的含酚废水，与传统大量喷氨冷凝工艺相比具有明显的优势。
附图说明
图1为焦油在线分馏除尘系统工艺流程图；
图中：第一换热器1、喷淋塔2、第一填料塔3、第二填料塔4、第二换热器5、电捕焦油器6、油水分离器7、第三换热器8、第一泵9、第二泵10、第三泵11、第四泵12、第五泵13、第一阀门14、第二阀门15、第三阀门16、第四阀门17、热过滤器18。
具体实施方式
如图1所示，焦油在线分馏除尘系统包括第一换热器1、喷淋塔2、第一填料塔3、第二填料塔4、第二换热器5、电捕焦油器6、油水分离器7、第三换热器8、第一泵9、第二泵10、第三泵11、第四泵12、第五泵13、第一阀门14、第二阀门15、第三阀门16、第四阀门17、热过滤器18，第一换热器1、喷淋塔2、第一填料塔3、第二填料塔4、第二换热器5、电捕焦油器6、第四泵12、第三换热器8顺次相连，喷淋塔2的底部与第一泵9相连，第一泵9分别与第一换热器1、第一阀门14相连，第一阀门14与热过滤器18相连、第一填料塔3与第二泵10相连，第二泵10分别与喷淋塔2的上部、第二阀门15相连，第二填料塔4与第三泵11相连，第三泵11分别与第一填料塔3的上部、第三阀门16相连，第二换热器5的底部与油水分离器7相连，油水分离器7与第五泵13相连，第五泵13分别与第三换热器8的底部、第四阀门17相连。
所述的热过滤器18采用Y型过滤器。
如图1所示，焦油在线分馏除尘系统的分馏除尘方法是：原料热烟气经第一换热器1换热后进入喷淋塔2，在喷淋塔2中经第一填料塔3塔底产出的重馏分油喷淋，喷淋塔2的顶部产出气体进入第一填料塔3，喷淋塔2的底部产出重焦油，一部分重焦油经第一阀门14和热过滤器18后输出系统，实现重焦油的分馏除尘，另一部分重焦油经第一泵9输送入第一换热器1，与原料热烟气换热后再次进入喷淋塔2；喷淋塔2顶部产出的气体进入第一填料塔3，在第一填料塔3中经第二填料塔4塔底产出的轻馏分油吸收，第一填料塔3的顶部产出气体进入第二填料塔4，第一填料塔3的底部产出重馏分油，重馏分油经第二泵10后一部分送入喷淋塔2作为喷淋液，另一部分经第二阀门15排出，实现重馏分油的分馏；第一填料塔3顶部产出的气体进入第二填料塔4，在第二填料塔4中经第三换热器8换热后的轻油吸收，第二填料塔4的顶部产出气体进入第二换热器5，第二填料塔4的底部产出轻馏分油，轻馏分油经第三泵11后一部分送入第一填料塔3作为吸收液，另一部分经第三阀门16排出，实现轻馏分油的分馏；第二填料塔4顶部产出的气体在第二换热器5中经冷却水冷却后产生气相流股和液相流股，换热后的冷却水进入第三换热器8，气相流股进入电捕焦油器6捕集轻油排出废气，液相流股经油水分离器7分离得到轻油和水，油水分离器7分离后的轻油经第五泵13后一部分进入第三换热器8，另一部分经第四阀门17排出，实现轻油的分馏，电捕焦油器6捕集到的轻油经第四泵12输送进入第三换热器8，第三换热器8换热后的轻油送入第二填料塔4作为吸收液。
所述的原料热烟气温度不低于600℃。所述的原料热烟气经第一换热器1换热后温度不低于400℃。所述的所述喷淋塔2采用雾化喷淋，顶部出口气体温度为250℃，喷淋塔2底部重焦油的温度为280℃，喷淋塔2的空速为1-2m/s，所述的第一填料塔3底部产出的重馏分油进入喷淋塔2的质量为原料热烟气质量的2-4倍。
所述的第一填料塔3顶部出口气体温度为150℃，底部重馏分油的温度为200℃，所述的第二填料塔4底部产出的轻馏分油进入第一填料塔3的质量为喷淋塔2顶部产出气体质量的2-4倍。
所述的第二填料塔4顶部出口气体温度为70℃，底部轻馏分油的温度为100℃。所述的第二换热器5出口温度为25℃。所述的第三换热器8换热后进入第二填料塔4的轻油质量为第一填料塔3顶部产出气体质量的2-4倍，第三换热器8换热后进入第二填料塔4的轻油温度为70℃。
本发明的热烟气为煤干馏或流化床热解产生烟气，特征为热烟气焦油含量达50-200g/Nm3，飞灰含量达到5-20g/Nm3。本发明的高温含油含灰煤气首先经过激冷喷淋塔收集重焦油组分，选取塔底液为280℃是为了减少其的高温裂解，并直接进入减压蒸馏设备进行减压蒸馏获得VGO组分和沥青组分，VGO组分可以加氢裂解制备汽柴油，同时也可以在塔底设置热过滤设备，实现细灰的脱除。煤气在第一填料塔中分离出重馏分焦油组分，可用于焦油加氢。煤气在第二填料塔中分离出轻馏分油组分，同时对酚油与水进行初步的分离，减少含酚废水的排放。轻油在油水分离器和电捕轻油器中收集。电捕轻油器出来的煤气可以进行进一步的净化处理并利用（例如脱苯，脱硫等）。
Claims (10)
1.一种焦油在线分馏除尘系统，其特征在于包括第一换热器（1）、喷淋塔（2）、第一填料塔（3）、第二填料塔（4）、第二换热器（5）、电捕焦油器（6）、油水分离器（7）、第三换热器（8）、第一泵（9）、第二泵（10）、第三泵（11）、第四泵（12）、第五泵（13）、第一阀门（14）、第二阀门（15）、第三阀门（16）、第四阀门（17）、热过滤器（18），第一换热器（1）、喷淋塔（2）、第一填料塔（3）、第二填料塔（4）、第二换热器（5）、电捕焦油器（6）、第四泵（12）、第三换热器（8）顺次相连，喷淋塔（2）的底部与第一泵（9）相连，第一泵（9）分别与第一换热器（1）、第一阀门（14）相连，第一阀门（14）与热过滤器（18）相连、第一填料塔（3）与第二泵（10）相连，第二泵（10）分别与喷淋塔（2）的上部、第二阀门（15）相连，第二填料塔（4）与第三泵（11）相连，第三泵（11）分别与第一填料塔（3）的上部、第三阀门（16）相连，第二换热器（5）的底部与油水分离器（7）相连，油水分离器（7）与第五泵（13）相连，第五泵（13）分别与第三换热器（8）的底部、第四阀门（17）相连。
2.根据权利要求1所述的焦油在线分馏除尘系统，其特征在于所述的热过滤器（18）采用Y型过滤器。
3.一种根据权利要求1所述的焦油在线分馏除尘系统的分馏除尘方法，其特征在于：原料热烟气经第一换热器（1）换热后进入喷淋塔（2），在喷淋塔（2）中经第一填料塔（3）塔底产出的重馏分油喷淋，喷淋塔（2）的顶部产出气体进入第一填料塔（3），喷淋塔（2）的底部产出重焦油，一部分重焦油经第一阀门（14）和热过滤器（18）后输出系统，实现重焦油的分馏除尘，另一部分重焦油经第一泵（9）输送入第一换热器（1），与原料热烟气换热后再次进入喷淋塔（2）；喷淋塔（2）顶部产出的气体进入第一填料塔（3），在第一填料塔（3）中经第二填料塔（4）塔底产出的轻馏分油吸收，第一填料塔（3）的顶部产出气体进入第二填料塔（4），第一填料塔（3）的底部产出重馏分油，重馏分油经第二泵（10）后一部分送入喷淋塔（2）作为喷淋液，另一部分经第二阀门（15）排出，实现重馏分油的分馏；第一填料塔（3）顶部产出的气体进入第二填料塔（4），在第二填料塔（4）中经第三换热器（8）换热后的轻油吸收，第二填料塔（4）的顶部产出气体进入第二换热器（5），第二填料塔（4）的底部产出轻馏分油，轻馏分油经第三泵（11）后一部分送入第一填料塔（3）作为吸收液，另一部分经第三阀门（16）排出，实现轻馏分油的分馏；第二填料塔（4）顶部产出的气体在第二换热器（5）中经冷却水冷却后产生气相流股和液相流股，换热后的冷却水进入第三换热器（8），气相流股进入电捕焦油器（6）捕集轻油排出废气，液相流股经油水分离器（7）分离得到轻油和水，油水分离器（7）分离后的轻油经第五泵（13）后一部分进入第三换热器（8），另一部分经第四阀门（17）排出，实现轻油的分馏，电捕焦油器（6）捕集到的轻油经第四泵（12）输送进入第三换热器（8），第三换热器（8）换热后的轻油送入第二填料塔（4）作为吸收液。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于所述的原料热烟气温度不低于600℃。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于所述的原料热烟气经第一换热器（1）换热后温度不低于400℃。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于所述的喷淋塔（2）采用雾化喷淋，顶部出口气体温度为250℃，喷淋塔（2）底部重焦油的温度为280℃，喷淋塔（2）的空速为1-2m/s，所述的第一填料塔（3）
底部产出的重馏分油进入喷淋塔（2）的质量为原料热烟气质量的2-4倍。
7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于所述的第一填料塔（3）顶部出口气体温度为150℃，底部重馏分油的温度为200℃，所述的第二填料塔（4）底部产出的轻馏分油进入第一填料塔（3）的质量为喷淋塔（2）顶部产出气体质量的2-4倍。
8.根据权利要求3所述的方法，其特征在于所述的第二填料塔（4）顶部出口气体温度为70℃，底部轻馏分油的温度为100℃。
9.根据权利要求3所述的分馏除尘方法，其特征在于所述的第二换热器（5）出口温度为25℃。
10.根据权利要求3所述的方法，其特征在于所述的第三换热器（8）换热后进入第二填料塔（4）的轻油质量为第一填料塔（3）顶部产出气体质量的2-4倍，第三换热器（8）换热后进入第二填料塔（4）的轻油温度为70℃。
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