CN106147881A - 一种用于干馏煤气除尘、回收煤气和油品的方法及设备 - Google Patents

一种用于干馏煤气除尘、回收煤气和油品的方法及设备 Download PDF

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Abstract

一种用于干馏煤气除尘、回收煤气和油品的方法是干馏煤气进入油洗涤冷却器，洗涤油进入洗涤冷却器夹套与洗涤后的煤气、油、水和渣换热后经过洗油喷淋口对干馏煤气进行喷淋洗涤，干馏气出口引出后的粗煤气依次进行废热回收、换热、冷却作为清洁产品气；洗涤冷却的油、水和渣排出后进入高速离心机分离，得到含尘焦油组分；含尘焦油组分进入多层金属烧结网过滤器分离，得到的焦油。本发明具有长周期稳定运行，工艺简单，能耗低的优点。

Description

一种用于干馏煤气除尘、回收煤气和油品的方法及设备
技术领域
本发明属于一种用于干馏煤气除尘、回收煤气和油品的工艺及设备。
背景技术
低阶煤是指煤化程度比较低的煤主要分为褐煤和低煤化程度的烟煤。褐煤约占我国煤炭探明保有资源量的13％，低煤化程度的烟煤包括长焰煤、不黏煤和弱黏煤，约占我国煤炭探明保有资源量的33％，由于资源丰富、价格低廉、高水分、高含氧量和低发热量的特点，再加上低阶煤易风化和自燃的特性，不适合远距离输送，应用受到很大限制。低阶煤提质生成的热解气中含的大部分半焦粉尘经旋风分离器分离脱除，然后再将热解气中剩余的粉尘和煤焦油进行净化和回收处理，随后再将产物煤气和煤焦油分别送入下游生产工艺装置作进一步加工利用，由此可实现低阶煤热解的高效、清洁、多联产，是目前低阶煤综合利用实现大规模生产和降低生产成本的主要发展方向之一。目前国内外以低阶煤为原料进行热解生产的主要方法有外热式回转炉、固体热载体移动床和固体热载体流化床等，发展相对成熟。如化肥设计期刊，文章编号：1004-8901(2013)02-0001-07的文献所述。只是目前在后续的干馏气除尘回收煤气、油品时采用常规的净化除尘方法，主要有旋风分离、水洗、高温电除尘、颗粒层过滤、冷凝冷却和电捕煤焦油等设备组成，其生产工艺过程复杂，能量消耗大，还不能保证安全、稳定、长周期生产。如：
中国专利，申请号：201510169994.4的专利公开了一种粉煤热解/干馏油气的除尘装置及除尘方法，先使用两级旋风除尘，然后使用膜过滤，实际使用过程中由于干馏其中含有粉尘和焦油，使旋风和膜过滤堵，影响长周期稳定运行。
中国专利，申请号：201510315420.3的专利公开了一种低阶煤热解气的油洗净化系统中使用的洗涤塔采用一体三塔结构，在洗涤塔中采用填料，容易在洗涤过程中被洗涤油中尘、沥青质等堵塞，后续油渣使用离心分离机分离是利用固液密度差来分离，但是对于小粒度粉尘未必有效。
为此，急需对低阶煤干馏煤气除尘、回收煤气和液相产品工艺技术及设备进行改进或开发，实现干馏煤清洁回收利用。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述技术中的缺点和不足，提供一种长周期稳 定运行，工艺简单，能耗低的用于干馏煤气除尘、回收煤气和油品的方法及设备。
本发明采用轻油洗涤干馏煤气，来除尘、除油。洗涤冷却的油、水和渣经过两级分离，初级采用高速离心分离机分离，二级选用多层金属网过滤器分离；洗涤过的气体经过废热回收器回收余热，最终获得清洁的气体和焦油。
本发明的方法包括如下步骤:
(1)干馏煤气从干馏煤气进口进入油洗涤冷却器，洗涤油从油洗涤口进入洗涤冷却器夹套后与洗涤后的煤气、油、水和渣换热后以1.2m/s-5.6m/s的速度经过洗油喷淋口对干馏煤气进行喷淋洗涤，洗涤混合物经过一系列变速、混合，使干馏煤气中的油尘与洗油充分接触；洗涤后每立方米干馏煤气中粉尘含量降到1-50mg，经过干馏气出口引出后的粗煤气依次进行废热回收、换热、冷却作为清洁产品气；洗涤冷却的油、水和渣经过油、水和渣排放口排出后，进入高速离心机进行初级分离，得到含尘焦油组分；，水和渣的混合物外排进行处理；
(2)含尘焦油组分进入多层金属烧结网过滤器进行再次分离，使焦油中尘的含量降到0.85mg以下，过滤得到的焦油作为产品与步骤(1)粗煤气换热后送往后续工段深加工；
(3)粗煤气经废热回收后得到的冷液、经换热后得到的轻油、冷液和轻油回流到油洗涤口循环使用；
(4)多层金属烧结网过滤器烧分离1-4小时后，用反吹气进行反吹，使烧结网过滤器再生，反吹出的尘在烧结网过滤器富集间隙排出。
如上所述步骤(1)的干馏煤气是干馏炉或热解炉热解生成的温度在450-650度的煤气。
如上所述步骤(1)的洗油为洗油、轻油、粗苯、低温煤焦油中的一种或两种及两种以上的混合物。
如上所述的每1立方米洗油洗干馏煤气量在100-400立方米之间。
如上所述步骤(2)多层金属烧结网过滤器的过滤网孔的孔径为1-120um。
如上所述步骤(2)高速离心机的转速为2000-5000转/min。
如上所述步骤(3)反吹气为惰性气体、工艺气以及蒸汽。
为了实现本发明，设计了专用的洗涤冷却器，它包括干馏煤气进口，干馏 气出口，油水渣排放口，洗油进口，洗油排放口，洗油喷淋口，壳体，其特征在于壳体顶端连接干馏煤气进口，壳体上部有倒U形环体和上连接短接，倒U形环体与上连接短接的上部连接，在壳体内有洗涤通道，洗涤通道的上部是收缩段，中部是扩大段，下部是直段，收缩段的上端连接弯段，弯段上部连接洗油分布圈，弯段和洗油分布圈位于倒U形环体的倒U形下方，收缩段下端连接扩大段，扩大段连接直段，直段由下连接短接固定在壳体上，在连接短接之上的壳体有洗油排放口，壳体上中部与洗涤通道之间形成夹套，壳体下部有排放通道和干馏气出口。排放通道包括收缩短接，垂直挡板和弧形导流板，收缩短接上端连接直段下端，收缩短接下端连接垂直挡板和弧形导流板，垂直挡板对应于干馏气出口处，弧形导流板和垂直挡板连接形成通道。
如上所述的收缩段是上端大，下端小。
如上所述的扩大段是上端小，下端大。
如上所述的扩大段是上端大，下端小。
如上所述的弧形导流板的凸弧对应垂直挡板。
如上所述的垂直挡板和弧形导流板的底端低于干馏气出口。
如上所述的高速离心机是德国Hettich，昆山天恩离心机制造有限公司，艾本德(上海)国际贸易有限公司以及浙江杰能环保科技设备有限公司的离心机，可适用于处理颗粒直径在1-120um范围内，固、液相密度差大于0.01g/cm3难分离的悬浮液。
如上所述的多层金属烧结网过滤器为美景(北京)环保科技有限公司，石家庄乾煌过滤设备有限公司，新乡市恒源过滤设备有限公司或上海信步科技有限公司生产的产品。
本发明的有益效果
1、采用洗涤冷却器，可以有效脱除干馏煤气中的油尘，使每立方米粗煤气中油尘的含量在1-50mg，实现干馏煤气连续、有效除尘目的。
2、洗涤冷却器采用双层结构，对洗油有很好的换热，确保洗油很好的流动性，内夹套采用不断变径设计，促使干馏煤气和洗油很好接触，但不会发生堵塞问题。
3、在洗涤冷却器外连接第一级分离采用高速离心分离机。离心分离机可分离固、液相密度差大于0.01g/cm3难分离的混合物，实现油、尘以及水渣的连 续、有效地分离。
4、在洗涤冷却器外连接第二级分离选用烧结网过滤器分离。烧结网过滤器为多层金属丝网烧结滤芯过滤器，能在线进行恒速过滤和反冲洗，过滤后获得油品中尘含量达到0.85mg以下。
5、本发明的高速离心分离机和烧结网过滤器结构简单，易加工。
附图说明
图1是本发明的工艺示意图。
图2是本发明的洗涤冷却器结构示意图。
图3是本发明的洗涤冷却器结构部分位置放大图
如图所示，101-干馏煤气进口，102-干馏煤气出口，103-油水渣排放口，104-洗油进口，105-洗油排放口，106-油洗涤塔，107-环体，108-分布圈，109-上连接短接，110-洗油喷淋口，111-弯段，112-收缩段，113-扩大段，114-直段，115-下连接短接，116-收缩短接，117-导流板，118-挡板，119-洗涤通道，200-排放通道。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式做更为详细的说明。
下面通过具体的实施例进一步说明本发明，但是应当理解为这些实施例仅仅是用于更详细、具体地说明之用，而不应理解为用于以任何形式限制本发明。
本部分对本发明中所使用到的材料以及试验方法进行一般性的描述。虽然为实现本发明所使用的许多材料和操作方法是本领域公知的，但是本发明仍然在此作尽可能详细描述。本领域技术人员清楚，在上下文中，如果未特别说明，本发明所用材料和操作方法是本领域公知的。
实施例1
一种洗涤冷却器，它包括干馏煤气进口101，干馏气出口102，油水渣排放口103，洗油进口104，洗油排放口105，洗油喷淋口110，壳体106，其特征在于壳体106顶端连接干馏煤气进口101，壳体106上部有倒U形环体107和上连接短接109，倒U形环体107与上连接短接109的上部连接，在壳体106内有洗涤通道119，洗涤通道119的上部是收缩段112，中部是扩大段113，下部是直段114，收缩段112的上端连接弯段111，弯段111上部连接洗油分布圈108，弯段111和洗油分布圈108位于倒U形环体107的倒U形下方，收缩段112下 端连接扩大段113，扩大段113连接直段114，直段114由下连接短接115固定在壳体106上，在连接短接115之上的壳体106有洗油排放口105，壳体106上中部与洗涤通道119之间形成夹套，壳体106下部有排放通道200和干馏气出口102。排放通道200包括收缩短接116，垂直挡板118和弧形导流板117，收缩短接116上端连接直段114下端，收缩短接116下端连接垂直挡板118和弧形导流板117，垂直挡板118对应于干馏气出口102处，弧形导流板117和垂直挡板118连接形成通道。
所述的收缩段112是上端大，下端小。
所述的扩大段113是上端小，下端大。
所述的扩大段113是上端大，下端小。
所述的弧形导流板117的凸弧对应垂直挡板118。
所述的垂直挡板118和弧形导流板117的底端低于干馏气出口102。
所述的高速离心机是德国Hettich。
所述的烧结网过滤器是美景(北京)环保科技有限公司。
具体实施过程为：
(1)干馏炉热解生成的温度为460度的干馏煤气，干馏煤气从干馏煤气进口101进入洗涤通道119，洗涤油为低温煤焦油和轻油混合物，每立方米洗涤油洗干馏煤气量为120立方米，洗涤油从油洗涤口104进入洗涤冷却器夹套后与洗涤后的煤气、油、水和渣换热后以1.3m/s的速度经过洗油喷淋口110对干馏煤气进行喷淋洗涤，洗涤混合物经过一系列变速、混合，使干馏煤气中的油尘与洗油充分接触；洗涤后每立方米干馏煤气中粉尘含量降到45mg，经过干馏气出口102引出后的粗煤气依次进行废热回收、换热、冷却作为清洁产品气；洗涤冷却的油、水和渣经过油、水和渣排放口103排出后，进入高速离心机以2300转/min进行初级分离，得到含尘焦油组分；，水和渣的混合物外排进行处理；
(2)含尘焦油组分进入孔径为115um的多层金属烧结网过滤器进行再次分离，使焦油中尘的含量降到0.8mg，过滤得到的焦油作为产品与步骤(1)粗煤气换热后送往后续工段深加工；
(3)粗煤气经废热回收后得到的冷液、经换热后得到的轻油、冷液和轻油回流到油洗涤口104循环使用；
(4)多层金属烧结网过滤器烧分离1.2小时后，二氧化碳气体作为反吹气 进行反吹，使烧结网过滤器再生，反吹出的尘在烧结网过滤器富集间隙排出。实施例2
高速离心机是艾本德(上海)国际贸易有限公司，烧结网过滤器是乾煌过滤设备有限公司。如上所述步骤(1)的干馏煤气是热解生成的温度在500度的煤气，洗涤油为洗油、轻油和粗苯的混合物，每立方米洗涤油洗干馏煤气量为160立方米。过滤网孔的孔径为80um，高速离心机的转速为2800转/min，反吹气为氮气，洗涤油以1.8m/s的速度经过洗油喷淋口110对干馏煤气进行喷淋洗涤，洗涤后每立方米干馏煤气中粉尘含量降到42mg，含尘焦油组分进入多层金属烧结网过滤器进行再次分离，使焦油中尘的含量降到0.65mg，多层金属烧结网过滤器烧分离2小时。其余同实施例1。
实施例3
高速离心机是昆山天恩离心机制造有限公司，烧结网过滤器是新乡市恒源过滤设备有限公司。如上所述步骤(1)的干馏煤气的温度在530度的煤气，洗涤油为粗苯，每立方米洗涤油洗干馏煤气量为210立方米。过滤网孔的孔径为65um，高速离心机的转速为3200转/min，反吹气为二氧化碳，洗涤油以2.6m/s的速度经过洗油喷淋口110对干馏煤气进行喷淋洗涤，洗涤后每立方米干馏煤气中粉尘含量降到19mg，含尘焦油组分进入多层金属烧结网过滤器进行再次分离，使焦油中尘的含量降到0.55mg，多层金属烧结网过滤器烧分离3.5小时。其余同实施例1。
实施例4
高速离心机是德国Hettich，烧结网过滤器是上海信步科技有限公司。如上所述步骤(1)的干馏煤气的温度在550度的煤气，洗涤油为洗油，每立方米洗涤油洗干馏煤气量为300立方米。过滤网孔的孔径为12um，高速离心机的转速为4600转/min，反吹气为低压蒸汽，洗涤油以3.6m/s的速度经过洗油喷淋口110对干馏煤气进行喷淋洗涤，洗涤后每立方米干馏煤气中粉尘含量降到6mg，含尘焦油组分进入多层金属烧结网过滤器进行再次分离，使焦油中尘的含量降到0.02mg，多层金属烧结网过滤器烧分离1.2小时。其余同实施例1。
实施例5
高速离心机是浙江杰能环保科技设备有限公司的离心机，烧结网过滤器是美景(北京)环保科技有限公司。如上所述步骤(1)的干馏煤气的温度在620 度的煤气，洗涤油为低温煤焦油，每立方米洗涤油洗干馏煤气量为120立方米。过滤网孔的孔径为25um，高速离心机的转速为3800转/min，反吹气为氮气，洗涤油以5.2m/s的速度经过洗油喷淋口110对干馏煤气进行喷淋洗涤，洗涤后每立方米干馏煤气中粉尘含量降到1.2mg，含尘焦油组分进入多层金属烧结网过滤器进行再次分离，使焦油中尘的含量降到0.12mg，多层金属烧结网过滤器烧分离2.6小时。其余同实施例1。

Claims (16)

1.一种用于干馏煤气除尘、回收煤气和油品的方法，其特征在于包括如下步
(1)干馏煤气从干馏煤气进口进入油洗涤冷却器，洗涤油从油洗涤口进入洗涤冷却器夹套后与洗涤后的煤气、油、水和渣换热后以1.2m/s-5.6m/s的速度经过洗油喷淋口对干馏煤气进行喷淋洗涤，洗涤后每立方米干馏煤气中粉尘含量降到1-50mg，经过干馏气出口引出后的粗煤气依次进行废热回收、换热、冷却作为清洁产品气；洗涤冷却的油、水和渣经过油、水和渣排放口排出后，进入高速离心机进行初级分离，得到含尘焦油组分；水和渣的混合物外排进行处理；
(2)含尘焦油组分进入多层金属烧结网过滤器进行再次分离，使焦油中尘的含量降到0.85mg以下，过滤得到的焦油作为产品与步骤(1)粗煤气换热后送往后续工段深加工；
(3)粗煤气经废热回收后得到的冷液、经换热后得到的轻油、冷液和轻油回流到油洗涤口循环使用；
(4)多层金属烧结网过滤器烧分离1-4小时后，用反吹气进行反吹，使烧结网过滤器再生，反吹出的尘在烧结网过滤器富集间隙排出。
2.如权利要求1所述的一种用于干馏煤气除尘、回收煤气和油品的方法，其特征在于所述步骤(1)的干馏煤气是干馏炉或热解炉热解生成的温度在450-650度的煤气。
3.如权利要求1所述的一种用于干馏煤气除尘、回收煤气和油品的方法，其特征在于所述步骤(1)的洗油为洗油、轻油、粗苯、低温煤焦油中的一种或几种混合物。
4.如权利要求1所述的一种用于干馏煤气除尘、回收煤气和油品的方法，其特征在于所述的每立方米洗油洗干馏煤气量在100-400立方米之间。
5.如权利要求1所述的一种用于干馏煤气除尘、回收煤气和油品的方法，其特征在于所述步骤(1)高速离心机的转速为2000-5000转/min。
6.如权利要求1所述的一种用于干馏煤气除尘、回收煤气和油品的方法，其特征在于所述步骤(1)高速离心机是适用于处理颗粒直径在1-120um范围内，固、液相密度差大于0.01g/cm3难分离的悬浮液的高速离心机。
7.如权利要求6所述的一种用于干馏煤气除尘、回收煤气和油品的方法，其特征在于所述高速离心机是德国Hettich，昆山天恩离心机制造有限公司；艾本德(上海)国际贸易有限公司或浙江杰能环保科技设备有限公司的离心机。
8.如权利要求1所述的一种用于干馏煤气除尘、回收煤气和油品的方法，其特征在于所述步骤(2)多层金属烧结网过滤器的过滤网孔的孔径为1-120um。
9.如权利要求1所述的一种用于干馏煤气除尘、回收煤气和油品的方法，其特征在于所述的多层金属烧结网过滤器为美景(北京)环保科技有限公司，石家庄乾煌过滤设备有限公司，新乡市恒源过滤设备有限公司或上海信步科技有限公司生产的产品。
10.如权利要求1所述的一种用于干馏煤气除尘、回收煤气和油品的方法，其特征在于所述步骤(4)反吹气为惰性气体、工艺气以及蒸汽。
11.一种洗涤冷却器，它包括干馏煤气进口(101)，干馏气出口(102)，油水渣排放口(103)，洗油进口(104)，洗油排放口(105)，洗油喷淋口(110)，壳体(106)，其特征在于壳体(106)顶端连接干馏煤气进口(101)，壳体(106)上部有倒U形环体(107)和上连接短接(109)，倒U形环体(107)与上连接短接(109)的上部连接，在壳体(106)内有洗涤通道(119)，洗涤通道(119)的上部是收缩段(112)，中部是扩大段(113)，下部是直段(114)，收缩段(112)的上端连接弯段(111)，弯段(111)上部连接洗油分布圈(108)，弯段(111)和洗油分布圈(108)位于倒U形环体(107)的倒U形下方，收缩段(112)下端连接扩大段(113)，扩大段(113)连接直段(114)，直段(114)由下连接短接(115)固定在壳体(106)上，在连接短接(115)之上的壳体(106)有洗油排放口(105)，壳体(106)上中部与洗涤通道(119)之间形成夹套，壳体(106)下部有排放通道(200)和干馏气出口(102)，排放通道(200)包括收缩短接(116)，垂直挡板(118)和弧形导流板(117)，收缩短接(116)上端连接直段(114)下端，收缩短接(116)下端连接垂直挡板(118)和弧形导流板(117)，垂直挡板(118)对应于干馏气出口(102)处，弧形导流板(117)和垂直挡板(118)连接形成通道。
12.如权利要求10所述的一种洗涤冷却器，其特征在于所述的收缩段(112)是上端大，下端小。
13.如权利要求10所述的一种洗涤冷却器，其特征在于所述的扩大段(113)是上端小，下端大。
14.如权利要求10所述的一种洗涤冷却器，其特征在于所述的扩大段(113)是上端大，下端小。
15.如权利要求10所述的一种洗涤冷却器，其特征在于所述的弧形导流板(117)的凸弧对应垂直挡板(118)。
16.如权利要求10所述的一种洗涤冷却器，其特征在于所述的垂直挡板(118)和弧形导流板(117)的底端低于干馏气出口(102)。
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