一种热解荒煤气的液相除尘系统和方法
技术领域
本发明属于煤化工技术领域,具体涉及一种煤热解所产生的荒煤气的液相除尘系统和方法。
背景技术
目前煤热解产生的荒煤气粗除尘的方式主要是高温下重力沉降和旋风除尘器,但由于旋风切割粒径的局限无法除去10um以下的粉尘,要使回收的煤焦油的粉尘控制到3%以内,保证系统能够稳定运行,需要高温下更精细的除尘方式。
荒煤气精除尘可选的方式有颗粒层除尘、金属管过滤除尘、电除尘。
电除尘由于焦粉在高温下的比电阻小、电极丝容易结碳、还原气氛的金属易被还原等问题,在工业化生产未见广泛的应用。
可再生金属膜管过滤,除尘效率高,精度高,在高温气体净化中已近广泛采用,但由于荒煤气中含还大量煤焦油从机理上在高温下发生缩聚反应结碳,逐渐堵塞滤管,反冲再生效果越来越差,装置无法长周期运行。且滤管的成本高,更换费用大。
颗粒层除尘滤料易得,成本低廉,再生容易,目前主要有错流式颗粒层过滤器、逆流式颗粒层过滤器、和固定床过滤器,相比较错流式过滤器、逆流式过滤器由于颗粒之间相对运动、沟流等问题除尘效率较低,固定床颗粒无相对运动,除尘效率高,但荒煤气的高温油气容易发生缩聚反应积碳,无法长时间运行。
以上几种除尘方式虽然各具特点,但都是在高温气相条件下除尘,其对设备的要求较高。为此,本发明提出了一种热解荒煤气的液相除尘系统和方法,其采用文丘里洗涤器急冷降温,再经油洗塔的降温与洗尘,使荒煤气中的焦油及粉尘冷凝到洗油中,含尘洗油经过减压蒸馏后得到合格的焦油产品,塔底塔底含尘油返回反应器再次热解,达到除尘的目的。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种经济高效、除尘效果稳定可靠、运行管理方便的荒煤气液相除尘系统。
本发明的目的之二在于提供一种经济高效、除尘效果稳定可靠、运行管理方便、技术设备先进的荒煤气液相除尘方法。
为了实现上述目的,本发明所采用的技术方案是:
该热解荒煤气的液相除尘系统包括文丘里洗涤器、油洗塔以及减压塔;
文丘里洗涤器,利用雾化的焦油对高温荒煤气降温并形成含尘洗油和煤气,其进气口与热解反应器的荒煤气出口连通、洗涤液入口通过管道与焦油换热器的低温液出口连通、含尘洗油和煤气出口通过管道与油洗塔的塔釜液入口连通;
油洗塔,对含尘洗油和煤气进一步降温并分离出干煤气,其塔釜液入口与文丘里洗涤器的含尘洗油和煤气出口连通、塔底出口通过加压循环泵与焦油换热器的高温液入口连通、塔顶干煤气出口通过管道与氨水洗涤器的气体入口连通、上段塔盘出液口通过油洗循环泵与油洗换热器的高温液入口连通、上段塔顶填料入口通过管道与油洗换热器的低温液出口连通、塔釜填料入口通过管道与焦油换热器的低温液出口连通、塔釜含尘焦油出口通过含尘焦油泵与加热炉的进液口连通;
加热炉,对含尘焦油加热升温,其通过管道与减压塔连通;
减压塔,塔釜进液口通过管道与加热炉的出口连通,塔顶气相出口通过冷凝器与减顶缓冲罐的进气口连通;其塔体自上而下设有减一线循环段、减二线循环段、过汽化油洗涤段以及脏油洗涤段,其中,减一线循环段出油口通过减一线循环泵与减一换热器连通,减一换热器通过管道分别与减一线填料口和减一线产油管连通;减二线出油口通过减二线循环泵与减二换热器连通,减二换热器通过管道分别与减二线填料口和减二线产油管连通;脏油洗涤段下方开设有过汽化油出口,该过汽化油出口通过过汽化油加压泵分别与脏油洗涤段填料口和塔底循环液入口连通,脏油洗涤段下方的塔底通过含尘重油循环泵与热解反应器连通,使含尘重油循环到热解反应器再次热解;
减顶缓冲罐,其不凝气出口通过真空泵机组与氨水洗涤器连通、冷凝液出口通过减顶循环泵加压后排出。
用上述除尘系统进行液相除尘的方法,由以下步骤实现:
(1)热解的高温荒煤气在文丘里洗涤器中利用焦油降温并雾化形成含尘洗油和煤气后进入油洗塔油洗;
(2)含尘洗油和煤气从油洗塔底部进入塔内循环冷却、洗尘,使荒煤气中的焦油及粉尘冷凝到洗油中,分离出干煤气,控制塔釜温度为200~220℃,塔釜洗油经加压循环泵加压并通过焦油换热器降温至160~180℃后一部分去文丘里洗涤器作为洗涤液,另一部分经塔釜填料入口进入塔釜内作为油洗塔下段填料;控制上段塔体的温度为110~130℃,上段洗油经油洗循环泵增压后用油洗换热器降温至90~110℃,经上段塔顶填料入口返回油洗塔内作为上段填料;塔顶采出温度为100~110℃的干煤气经氨水洗涤器洗涤冷却后进入下一工段,塔釜含尘焦油出口采出温度为200~220℃的含尘焦油经含尘焦油泵加压后送至加热炉内加热升温至390~410℃,作为减压塔的进料;
(3)经加热炉加热升温后的含尘煤焦油进入减压塔内进行减压蒸馏,控制塔釜温度280~340℃,塔顶压力1~3KPa,塔顶气相经冷凝器冷却、减顶缓冲罐稳压后,其不凝气抽真空后进入氨水洗涤器与干煤气混合、减顶冷凝液经减顶循环泵抽出;控制减一线循环段的温度为110~140℃,其采出油通过减一线循环泵加压后去减一换热器冷却至70~90℃,一部分经减一线填料口返回减压塔内参与循环,另一部分作为减一线产品进一步冷却后排出;控制减二线循环段的温度为220~250℃,其采出油经减二线循环泵加压后去减二换热器冷却至150~190℃后,一部分经减二线填料口返回减压塔内参与循环,另一部分作为减二线产品进一步冷却后输出;控制脏油洗涤段的温度为260~300℃,其采出油经过汽化油加压泵加压后一部分返回脏油洗涤段作为填料,另一部分返回脏油洗涤段下方的塔底,控制塔底温度为280~340℃,含尘重油沉积在塔底后经含尘重油循环泵加压后返回热解反应器循环处理。
本发明的热解荒煤气的液相除尘系统及方法是通过文丘里洗涤器急冷降温、油洗塔降温与洗尘,使荒煤气中的焦油及粉尘冷凝到洗油中,含尘洗油经过减压蒸馏后得到合格的焦油产品,本发明的系统设计简单,运行稳定,经济高效,安全性能好,而且除尘方法简单,除尘效率高,除尘效果稳定可靠,产品油可达到喹啉不溶物<0.5%,干煤气中喹啉不溶物<1%,高浓度含尘重油循环到反应器再次热解,达到良好除尘的目的。
附图说明
图1为实施例1的热解荒煤气除尘系统流程图。
具体实施方式
现结合附图对本发明的技术方案进行进一步说明,但是本发明不仅限于下述的实施情形。
实施例1
由图1可知,本实施例的热解荒煤气的液相除尘系统是由文丘里洗涤器1、焦油换热器2、油洗塔3、加压循环泵4、含尘焦油泵5、油洗循环泵6、油洗换热器7、加热炉8、减一线循环泵9、减一换热器10、减压塔11、冷凝器12、氨水洗涤器13、减顶缓冲罐14、真空泵15、减二换热器16、含尘重油循环泵17、过汽化油加压泵18、减二线循环泵19以及减顶循环泵20通过管线连通构成。
具体是:本实施例的文丘里洗涤器1是常用器件,其利用雾化的焦油对高温荒煤气降温并形成含尘洗油和煤气,其包括有进气口、洗涤液入口以及含尘洗油和煤气出口,进气口通过热解荒煤气管道与热解反应器的荒煤气出口连通,可将热解的荒煤气引入文丘里洗涤器1中,洗涤液入口通过管道与焦油换热器2的低温液出口连通,将焦油雾化,从文丘里管的喉部射入,利用雾化的焦油将荒煤气润湿,使其温度降低,并形成液滴,含尘洗油和煤气出口通过管道与油洗塔3的塔釜入口连通,将含尘洗油和煤气输送至油洗塔3塔釜内。
本实施例的油洗塔3是对含尘洗油和煤气进一步降温并将干煤气与含尘焦油分离,其塔体内设有上段填料和下段填料,在塔体的顶部开设有干煤气出口,上段填料上方侧壁加工有塔顶填料入口、下方侧壁加工有上段塔盘出液口,在下段填料上方、上段塔盘出液口下方的侧壁上加工有塔釜填料入口,在下段填料下方侧壁自上而下加工有塔釜液入口和含尘焦油出口、塔底出口,其中,塔釜液入口通过管道与文丘里洗涤器1的含尘洗油和煤气出口连通,将含尘液体输送至油洗塔3内利用上、下段填料进一步分馏,将干煤气分离出来,从塔顶排出,塔顶的干煤气出口通过管道与氨水洗涤器13的气体入口连通,将干煤气在氨水洗涤器13中进一步降温。油洗塔3的塔底出口通过加压循环泵4与焦油换热器2的高温液入口连通,上段塔盘出液口通过油洗循环泵6与油洗换热器7的高温液入口连通、上段塔顶填料入口通过管道与油洗换热器7的低温液出口连通、塔釜填料入口通过管道与焦油换热器2的低温液出口连通,即塔底焦油经加压循环泵4加压、焦油换热器2降温后一部分返回油洗塔3作为下段填料,一部分输送至文丘里洗涤器1,作为文丘里洗涤器1的洗涤液。该油洗塔3的塔釜含尘焦油出口通过含尘焦油泵5与加热炉8的进液口连通。
上述加热炉8的作用就是对油洗塔3排出的含尘焦油进行加热升温,便于其后续减压蒸馏处理。该加热炉8的出液口通过管道与减压塔11连通。
本实施例的减压塔11主要是通过减压蒸馏按照不同温度段设定将含尘焦油减压蒸馏,分流出不同的产品。其塔体自上而下分为减一线循环段、减二线循环段、过汽化油洗涤段以及脏油洗涤段,在减一线循环段上方的塔顶上开设有塔顶气相出口、顶部侧壁上开设有减一线填料口,在减一线循环段的下部侧壁上加工有减一线循环段出油口,在减二线循环段的上部侧壁加工有减二线填料口、下部侧壁加工有减二线出油口,在过汽化油洗涤段下方的脏油洗涤段的上部侧壁加工有脏油洗涤段填料口、下部侧壁加工有过汽化油出口,在过汽化油出口的下方分别加工有塔底循环液入口、塔釜进液口和含尘重油出口,具体是:塔釜进液口通过管道与加热炉8的出口连通,为了在减压蒸馏的同时有效控制塔釜液位,将加热后的煤焦油送入减压塔塔釜后,减一线循环段出油口通过减一线循环泵9与减一换热器10连通,该减一换热器10通过管道分别与减一线填料口和减一线产油管连通,使减一线焦油一部分返回减一线循环段参与循环,另一部分作为产品输出。减二线出油口通过减二线循环泵19与减二换热器16连通,减二换热器16通过管道分别与减二线填料口和减二线产油管连通;将减二线焦油一部分返回减二线循环段循环使用,另一部分作为减二线产品排出。脏油洗涤段下方的过汽化油出口通过过汽化油加压泵18分别与脏油洗涤段填料口和塔底循环液入口连通,其采出油经过汽化油加压泵18加压后一部分返回脏油洗涤段作为填料,另一部分返回脏油洗涤段下方的塔底,塔底的含尘重油出口通过含尘重油循环泵17与热解反应器连通,使含尘重油循环到热解反应器再次热解,循环处理。减压后的轻组份及不凝气从塔顶气相出口中排出,该塔顶气相出口通过冷凝器12与减顶缓冲罐14的进气口连通,使排出的气相混合物经冷凝器12冷凝后在减顶缓冲罐14中稳压后,冷凝液通过减顶缓冲罐14底部的冷凝液出口排出,并通过减顶循环泵20加压后不定期排出。不凝气体从减顶缓冲罐14顶部的不凝气出口排出,不凝气出口通过真空泵15机组与氨水洗涤器13连通,将不凝气体抽真空后进入氨水洗涤器13中。
用上述热解荒煤气的液相除尘系统对热解荒煤气进行除尘的方法由以下步骤实现:
(1)热解的高温荒煤气在文丘里洗涤器1中利用喷入的焦油降温并雾化形成含尘洗油和煤气后进入油洗塔3油洗;
(2)含尘洗油和煤气从油洗塔3底部进入塔内循环冷却、洗尘,使荒煤气中的焦油及粉尘冷凝到洗油中,分离出干煤气,控制塔釜温度为210℃,塔釜洗油经加压循环泵4加压并通过焦油换热器2降温至170℃后一部分去文丘里洗涤器1作为洗涤液,另一部分经塔釜填料入口进入塔釜内作为油洗塔3下段填料;控制上段塔体的温度为120℃,上段洗油经油洗循环泵6增压后用油洗换热器7降温至100℃,经上段塔顶填料入口返回油洗塔3内作为上段填料;塔顶采出温度为105℃的干煤气经氨水洗涤器13洗涤冷却后进入下一冷鼓工段,塔釜含尘焦油出口采出温度为210℃的含尘焦油经含尘焦油泵5加压后送至加热炉8内加热升温至400℃,作为减压塔11的进料;
(3)经加热炉8加热升温后的含尘煤焦油进入减压塔11内进行减压蒸馏,控制塔釜温度310℃,塔顶压力2KPa(绝压),塔顶气相即减压后的轻组份及不凝气经冷凝器12冷却、减顶缓冲罐14稳压后,其不凝气抽真空后进入氨水洗涤器13与干煤气混合、减顶冷凝液经减顶循环泵20不定期排出;控制减一线循环段的温度为120℃,其采出油通过减一线循环泵9加压后去减一换热器10冷却至80℃,一部分经减一线填料口返回减压塔11内参与循环,另一部分作为减一线产品排出;控制减二线循环段的温度为230℃,其采出油减二线循环泵19加压后去减二换热器16冷却至170℃后,一部分经减二线填料口返回减压塔11内参与循环,另一部分作为减二线产品进一步冷却后输出;控制脏油洗涤段的温度为280℃,其采出油经过汽化油加压泵18加压后一部分返回脏油洗涤段参与循环,另一部分返回脏油洗涤段下方的塔底,控制塔底温度为300℃,含尘重油沉积在塔底后经含尘重油循环泵17加压后返回热解反应器循环处理。
实施例2
本实施例的解荒煤气的除尘系统与实施例1相同,用该系统对热解荒煤气进行除尘的方法由以下步骤实现:
(1)热解的高温荒煤气在文丘里洗涤器1中利用喷入的焦油降温并雾化形成含尘洗油和煤气后进入油洗塔3油洗;
(2)含尘洗油和煤气从油洗塔3底部进入塔内循环冷却、洗尘,使荒煤气中的焦油及粉尘冷凝到洗油中,分离出干煤气,控制塔釜温度为200℃,塔釜洗油经加压循环泵4加压并通过焦油换热器2降温至160℃后一部分去文丘里洗涤器1作为洗涤液,另一部分经塔釜填料入口进入塔釜内作为油洗塔3下段填料;控制上段塔体的温度为110℃,上段洗油经油洗循环泵6增压后用油洗换热器7降温至90℃,经上段塔顶填料入口返回油洗塔3内作为上段填料;塔顶采出温度为100℃的干煤气经氨水洗涤器13洗涤冷却后进入下一冷鼓工段,塔釜含尘焦油出口采出温度为200℃的含尘焦油经含尘焦油泵5加压后送至加热炉8内加热升温至390℃,作为减压塔11的进料;
(3)经加热炉8加热升温后的含尘煤焦油进入减压塔11内进行减压蒸馏,控制塔釜温度280℃,塔顶压力1KPa,塔顶气相即减压后的轻组份及不凝气经冷凝器12冷却、减顶缓冲罐14稳压后,其不凝气抽真空后进入氨水洗涤器13与干煤气混合、减顶冷凝液经减顶循环泵20不定期排出;控制减一线循环段的温度为110℃,其采出油通过减一线循环泵9加压后去减一换热器10冷却至70℃,一部分经减一线填料口返回减压塔11内参与循环,另一部分作为减一线产品排出;控制减二线循环段的温度为220℃,其采出油减二线循环泵19加压后去减二换热器16冷却至150℃后,一部分经减二线填料口返回减压塔11内参与循环,另一部分作为减二线产品进一步冷去后输出;控制脏油洗涤段的温度为260℃,其采出油经过汽化油加压泵18加压后一部分返回脏油洗涤段作为填料,另一部分返回脏油洗涤段下方的塔底,控制塔底温度为280℃,含尘重油沉积在塔底后经含尘重油循环泵17加压后返回热解反应器循环处理。
实施例3
本实施例的解荒煤气的除尘系统与实施例1相同,用该系统对热解荒煤气进行除尘的方法由以下步骤实现:
(1)热解的高温荒煤气在文丘里洗涤器1中利用喷入的焦油降温并雾化形成含尘洗油和煤气后进入油洗塔3油洗;
(2)含尘洗油和煤气从油洗塔3底部进入塔内循环冷却、洗尘,使荒煤气中的焦油及粉尘冷凝到洗油中,分离出干煤气,控制塔釜温度为220℃,塔釜洗油经加压循环泵4加压并通过焦油换热器2降温至180℃后一部分去文丘里洗涤器1作为洗涤液,另一部分经塔釜填料入口进入塔釜内作为油洗塔3下段填料;控制上段塔体的温度为130℃,上段洗油经油洗循环泵6增压后用油洗换热器7降温至110℃,经上段塔顶填料入口返回油洗塔3内作为上段填料;塔顶采出温度为110℃的干煤气经氨水洗涤器13洗涤冷却后进入下一冷鼓工段,塔釜含尘焦油出口采出温度为220℃的含尘焦油经含尘焦油泵5加压后送至加热炉8内加热升温至410℃,作为减压塔11的进料;
(3)经加热炉8加热升温后的含尘煤焦油进入减压塔11内进行减压蒸馏,控制塔釜温度340℃,塔顶压力3KPa(绝压),塔顶气相即减压后的轻组份及不凝气经冷凝器12冷却、减顶缓冲罐14稳压后,其不凝气抽真空后进入氨水洗涤器13与干煤气混合、减顶冷凝液经减顶循环泵20不定期排出;控制减一线循环段的温度为140℃,其采出油通过减一线循环泵9加压后去减一换热器10冷却至90℃,一部分经减一线填料口返回减压塔11内参与循环,另一部分作为减一线产品排出;控制减二线循环段的温度为250℃,其采出油减二线循环泵19加压后去减二换热器16冷却至190℃后,一部分经减二线填料口返回减压塔11内参与循环,另一部分作为减二线产品进一步冷却后输出;控制脏油洗涤段的温度为300℃,其采出油经过汽化油加压泵18加压后一部分返回脏油洗涤段参与循环,另一部分返回脏油洗涤段下方的塔底,控制塔底温度为340℃,含尘重油沉积在塔底后经含尘重油循环泵17加压后返回热解反应器循环处理。
上述未详细描述的构件及其连接方式均属于常规技术,对于本领域技术人员而言无需付出创造性劳动。
此外,本发明不仅限于上述的实施情形,在本发明的技术启示下所做的等同技术手段的替换等均属于本发明的构思。