CN106178759B - 一种含灰尘高温油气洗涤方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及到一种含灰尘高温油气洗涤系统及洗涤方法，包括洗涤塔，所述洗涤塔的侧壁上连接有洗涤气导入管；其特征在于所述洗涤塔包括下部的洗涤区、中部的冷却区和上部的除沫区；所述导入管连接所述洗涤区；所述冷却区的上、下两端分别设有相互平行的上隔板和下隔板，所述冷却区的侧壁上设有用于连接界外换热介质的壳程入口和壳程出口；所述冷却区内设有多根换热管，各所述换热管的入口和出口分别连通所述洗涤区和所述除沫区；所述除沫区内设有除沫器；所述洗涤塔的底部连接有排油管道，所述洗涤塔的顶部连接有排气管道。本发明在冷却塔底重油中鼓泡脱除携带的煤灰，利用锅炉水的气化潜热冷却高温油气，实现混合气中灰尘、重油与轻油气的分离，装置副产蒸汽，节能降耗。

Description

一种含灰尘高温油气洗涤方法

技术领域

本发明涉及到一种高温油气洗涤系统及洗涤方法，具体指一种含灰尘高温油气洗涤系统及洗涤方法。

背景技术

对于一些化工装置，例如煤加氢热解，其产物为同时含有煤灰的高温油气；目前这类混合物的分离是一个难题。.

现有技术中有采用80℃水喷淋冷却，煤气和洗涤水在气液分离器中分离，水和重焦油去分离槽进行油水分离，煤气经间冷器冷却分离出轻焦油。采用80℃的水冷却高温油气，不仅容易使冷凝下来的重油黏附在换热管内壁，造成堵塞，而且未回收高温油气热量，造成能量浪费。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状提供一种油气灰三者分离效果好且节能降耗的含灰尘高温油气洗涤系统。

本发明所要解决的另一个技术问题是针对现有技术的现状提供一种油气灰三者分离效果好且节能降耗的含灰尘高温油气洗涤方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：该含灰尘高温油气洗涤系统，包括洗涤塔，所述洗涤塔的侧壁上连接有洗涤气导入管；

其特征在于所述洗涤塔包括下部的洗涤区、中部的冷却区和上部的除沫区；所述导入管连接所述洗涤区；

所述冷却区的上、下两端分别设有相互平行的上隔板和下隔板，所述冷却区的侧壁上设有用于连接界外换热介质的壳程入口和壳程出口；所述冷却区内设有多根换热管，各所述换热管的入口和出口分别连通所述洗涤区和所述除沫区；

所述除沫区内设有除沫器；

所述洗涤塔的底部连接有排油管道，所述洗涤塔的顶部连接有排气管道。

所述壳程入口位于所述壳程出口的下方，并靠近所述下隔板；所述壳程入口通过泵连接汽包的锅炉水出口；所述壳程出口连接所述汽包的回水口；所述汽包上还设有用于导出蒸汽的蒸汽出口，所述蒸汽出口连接蒸汽管道；所述汽包上还设有用于向所述汽包内补水的补水口，所述补水口通过补水管道连接界外水源。

所述汽包上设有用于检测所述汽包内压力的压力表，所述蒸汽管道上设有用于调节蒸汽流量的调节阀；所述压力表和所述调节阀均连接控制系统。

为进一步提高洗涤分离效果，避免混合气进入洗涤液时假液位和液泛的出现，防止设备震动，所述导入管可以包括用于连接待洗涤混合气的导管，所述导管位于所述洗涤区内的部分管路外套设有套管，所述套管的下端口低于所述导管的下端口；所述套管的上端口容置在封头内；所述封头连接在所述导管的外周壁上，并且所述封头的下端口的直径大于所述套管的直径；所述封头不连接所述套管；

所述导管与所述套管之间的间隙形成净化气通道。

所述导管的下端口的端缘为锯齿形。通过锯齿破碎待洗涤气流中夹带的气泡，避免洗涤液产生“假沸腾”现象，提高液位测量精度。

作为改进，还可以在所述净化气通道内间隔设有多块筋板，各所述筋板的厚度均小于所述净化气通道的宽度。筋板的设计能够破碎净化气内的气泡，避免气液夹带，增加气液分离效果。

较好的，所述筋板有两组，分别设置在靠近所述导管的下端口的位置和靠近所述净化气通道的上端口的位置。

为进一步避免导管和套管的震动，还可以在所述套管与所述洗涤塔的内壁之间、所述封头与所述洗涤塔的内壁之间均连接有支撑板。

所述洗涤塔的底部可以为锥形结构，以方便灰尘和重油的沉积以排放，可以在所述排油管道上设有液位调节阀；

所述洗涤区内设有液位计；

所述液位调节阀和液位计均连接控制系统。

使用上述含灰尘高温油气洗涤系统的洗涤方法，其特征在于包括下述步骤：

初次开车前，将外界温度为100～150℃的重油从所述导管注入到所述洗涤区内作为洗涤液，洗涤液的液位需高于导管的下端；汽包内通入200～250℃的饱和锅炉水，开启锅炉水泵，建立锅炉水循环；

系统运行时，来自界外的含煤灰高温油气，流量为3000～4000Nm³/h，温度为500～600℃，压力为3.0～3.5MPaG，沿所述导管通入洗涤塔底部液相重油内，高温油气在导管内流速为5～8m/s；

高温油气在液相重油内鼓泡，洗涤高温油气中携带的煤灰，净化油气从所述净化气通道中上升，经所述封头导流至所述冷却区；

控制所述洗涤液的操作温度为400～450℃，洗涤塔内的表观气速为0.1～0.2m/s，塔底累积的重油从所述排油管道排出；所述控制系统根据所述液位计所检测到的数来控制所述液位调节阀的开度，从而控制洗涤液的液位；

上升的净化油气进入各所述换热管中，与壳程的饱和锅炉水换热，被冷却至250～350℃，同时壳程内的200～250℃的饱和锅炉水被部分汽化，控制锅炉水气化率为8～12％，饱和锅炉水的流量约为8～12t/h；部分汽化的锅炉水返回汽包，同时闪蒸出蒸汽；

出换热管的净化油气在除沫器的作用下分离出夹带的液滴，剩余的气相上升至塔顶，经由所述排气管道排出；

所述洗涤塔顶净化油气温度通过汽包压力控制，当塔顶净化油气温度过高时，增大所述调节阀的阀门开度，使汽包压力和锅炉水温度降低、冷却区锅炉水的气化率增加，从而降低冷却区换热管出口油气温度；反之，当塔顶温度过低时，减小所述调节阀的阀门开度。

与现有技术相比，本发明的优点在于本装置通过高温油气在冷却塔底重油中鼓泡脱除携带的煤灰，利用锅炉水的气化潜热冷却高温油气，实现混合气中灰尘、重油与轻油气的分离，同时装置副产蒸汽，回收热量，降低系统能耗，节能降耗效果好。

附图说明

图1为本发明实施例装配结构的剖视示意图；

图2为沿图1中A-A线的剖视图；

图3为本发明实施例中导入管的剖视图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

如图1至图3所示，该含灰尘高温油气洗涤系统包括：

洗涤塔1，分为三段，包括下部的洗涤区11、中部的冷却区12和上部的除沫区13；其中洗涤塔1的底部为锥形结构；洗涤塔1的底部连接有排油管道14，排油管道14上设有液位调节阀15；所述洗涤塔1的顶部连接有排气管道18。

洗涤区11内设有液位计16，用于检测洗涤区内重油的液位，以控制液位调节阀15的阀门开度。

液位调节阀15和液位计16均连接控制系统(图中未示出)，液位计16将检测到的液位数据传递给控制系统，当液位超过正常液位时，控制系统增大液位调节阀15的开度，洗涤区内沉积的物料排出量增加；当液位低于正常液位时，控制系统减小液位调节阀15的开度，洗涤区内沉积的物料排出量减少。

导入管2，包括导管22，为待洗涤分离混合气的输送管道，用于连接待洗涤混合气源，其下端口插入到洗涤区11的液面下；下端口的端缘为锯齿形；其上端口222通过弯头223连接洗涤塔1的管口。导管22外套设有套管23；套管23的管径大于导管22的管径，两者之间的间隙形成净化气通道211；套管的下端口231低于导管的下端口221。使用时，套管的下端口231靠近液面的底部，而导管22的下端口221则位于最低液面的下方且靠近最低液面。

套管23的上端口232容置在封头24内。封头24连接在导管22的外周壁上，封头24下端口的直径大于套管23的直径，封头24与套管23之间不连接。

套管23与洗涤塔1的内壁之间、封头24与洗涤塔1的内壁之间均连接有支撑板26。

净化气通道211内间隔设有多块筋板25，各筋板25的厚度均小于净化气通道211的宽度。本实施例中，筋板25分为两组，每组有四块，连接在导管22的外壁上并沿导管22的外周壁均匀布置；两组筋板分别设置在靠近导管下端口221的位置和靠近净化气通道211上端口的位置。

筋板25的数量可以根据洗涤塔的尺寸规格以及实际需要设定，例如可以是二块、三块或更多块。

冷却区12，位于洗涤区的上方、塔的中部，冷却区12的上、下两端分别设有相互平行的上隔板31和下隔板32，冷却区12内在上、下隔板之间设有多根换热管35，各换热管35的入口和出口分别连通洗涤区11和除沫区13；塔的侧壁上在冷却区的下部靠近下隔板32的位置设有壳程入口33，冷却区的上部靠近上隔板的位置设有壳程出口34；壳程入口33通过泵41连接汽包4的锅炉水出口；壳程出口34连接汽包4的回水口；汽包4上还设有用于导出蒸汽的蒸汽出口，蒸汽出口连接蒸汽管道42；汽包4上还设有用于向汽包4内补水的补水口，补水口通过补水管道43连接界外水源。

汽包4上设有用于检测所述汽包内压力的压力表44，蒸汽管道42上设有用于调节蒸汽流量的调节阀45；压力表44和调节阀45均连接控制系统。控制系统根据压力表传送来的汽包内压力数据调节调节阀45的开度，从而保证汽包内压力，满足轻油气的冷却需求。同时，通过控制汽包内压力，可控制轻油气的冷却温度。

除沫区13，其中部设有除沫器5，用于除去冷却后轻油气中夹带的液滴。

使用时，待洗涤高温混合气从导管内以鼓泡的方式进入到洗涤液内，导管下端口端缘的锯齿结构能够刺破从导管内出来的气泡，避免洗涤液的剧烈波动所产生的假液位；经洗涤液洗涤后，混合气内的灰尘和部分重油沉积在洗涤液内，轻油气则从套管23内上升经由净化气通道上行，最后从套管23的上端口与封头24之间的空隙中溢出。轻油气在上行过程中，气泡遇到筋板25会破裂，避免了大气泡的产生；使待洗涤气体与洗涤液充分接触，保证洗涤效果。

轻油气上升进入各换热管内，在锅炉水的冷却下，部分重油被冷凝，在自身重力作用下沿换热管下落至洗涤区内，剩余的不凝轻油气则继续上升，进入除沫区，在除沫器的分离作用下，除去夹带的油滴，轻油气从塔顶排气管道排至下游。

从冷却区换热出来的高温汽水混合物返回汽包，加热汽包内的锅炉水，生成过热蒸汽，供其它设备使用。节能效果好。

含灰尘高温油气洗涤系统的洗涤方法，包括下述步骤：

初次开车前，将外界温度为100～150℃的重油从导管注入到洗涤区11内作为洗涤液，洗涤液的液位需高于导管的下端；汽包内通入200～250℃的饱和锅炉水，开启锅炉水泵，建立锅炉水循环；

系统运行时，来自界外的含煤灰高温油气，流量为3000～4000Nm³/h，温度为500～600℃，压力为3.0～3.5MPaG，沿导管22通入洗涤塔底部液相重油内，高温油气在导管内流速为5～8m/s；

高温油气在液相重油内鼓泡，洗涤高温油气中携带的煤灰，净化油气从净化气通道211中上升，经封头24导流至冷却区12；

控制洗涤液的操作温度为400～450℃，洗涤塔内的表观气速为0.1～0.2m/s，塔底累积的重油从排油管道14排出；控制系统根据液位计16所检测到的数来控制液位调节阀15的开度，从而控制洗涤液的液位；

上升的净化油气进入各换热管35中，与壳程的饱和锅炉水换热，被冷却至250～350℃，同时壳程内的200～250℃的饱和锅炉水被部分汽化，控制锅炉水气化率为8～12％，饱和锅炉水的流量为约为10t/h；部分汽化的锅炉水返回汽包，同时闪蒸出蒸汽；

出换热管35的净化油气在除沫器5的作用下分离出夹带的液滴，剩余的气相上升至塔顶，经由排气管道18排出；

洗涤塔顶净化油气温度通过汽包压力控制，当塔顶净化油气温度过高时，增大调节阀45的阀门开度，使汽包压力和锅炉水温度降低、冷却区锅炉水的气化率增加，从而降低冷却区换热管出口油气温度；反之，当塔顶温度过低时，减小调节阀45的阀门开度。

Claims (7)

1.一种含灰尘高温油气洗涤方法，包括洗涤塔(1)，所述洗涤塔(1)的侧壁上连接有洗涤气导入管(2)；

其特征在于所述洗涤塔(1)包括下部的洗涤区(11)、中部的冷却区(12)和上部的除沫区(13)；所述导入管(2)连接所述洗涤区(11)；

所述冷却区(12)的上、下两端分别设有相互平行的上隔板(31)和下隔板(32)，所述冷却区(12)的侧壁上设有用于连接界外换热介质的壳程入口(33)和壳程出口(34)；所述壳程入口(33)通过泵(41)连接汽包(4)的锅炉水出口；所述壳程出口(34)连接所述汽包的回水口；所述汽包(4)上还设有用于导出蒸汽的蒸汽出口，所述蒸汽出口连接蒸汽管道(42)；所述蒸汽管道(42)上设有用于调节蒸汽流量的调节阀(45)；所述冷却区(12)内设有多根换热管(35)，各所述换热管(35)的入口和出口分别连通所述洗涤区(11)和所述除沫区(13)；

所述除沫区(13)内设有除沫器(5)；

所述洗涤塔(1)的底部连接有排油管道(14)，所述洗涤塔(1)的顶部连接有排气管道(18)；

所述导入管(2)包括用于连接待洗涤混合气的导管(22)，所述导管(22)位于所述洗涤区内的部分管路外套设有套管(23)，所述套管的下端口(231)低于所述导管的下端口(221)；所述套管(23)的上端口(232)容置在封头(24)内；所述封头(24)连接在所述导管(22)的外周壁上，并且所述封头(24)的下端口的直径大于所述套管(23)的直径；所述封头(24)不连接所述套管(23)；

所述导管(22)与所述套管(23)之间的间隙形成净化气通道(211)；

所述洗涤塔(1)的底部为锥形结构，所述排油管道(14)上设有液位调节阀(15)；

所述洗涤区(11)内设有液位计(16)；

所述液位调节阀(15)和液位计(16)均连接控制系统；

初次开车前，将外界温度为100～150℃的重油从所述导管注入到所述洗涤区(11)内作为洗涤液，洗涤液的液位需高于导管的下端；汽包内通入200～250℃的饱和锅炉水，开启锅炉水泵，建立锅炉水循环；

系统运行时，来自界外的含煤灰高温油气，流量为3000～4000Nm3/h，温度为500～600℃，压力为3.0～3.5MPaG，沿所述导管(22)通入洗涤塔底部液相重油内，高温油气在导管内流速为5～8m/s；

高温油气在液相重油内鼓泡，洗涤高温油气中携带的煤灰，净化油气从所述净化气通道(211)中上升，经所述封头(24)导流至所述冷却区(12)；

控制所述洗涤液的操作温度为400～450℃，洗涤塔内的表观气速为0.1～0.2m/s，塔底累积的重油从所述排油管道(14)排出；所述控制系统根据所述液位计(16)所检测到的数来控制所述液位调节阀(15)的开度，从而控制洗涤液的液位；

上升的净化油气进入各所述换热管(35)中，与壳程的饱和锅炉水换热，被冷却至250～350℃，同时壳程内的200～250℃的饱和锅炉水被部分汽化，控制锅炉水气化率为8～12％，饱和锅炉水的流量为8-12t/h；部分汽化的锅炉水返回汽包，同时闪蒸出蒸汽；

出换热管(35)的净化油气在除沫器(5)的作用下分离出夹带的液滴，剩余的气相上升至塔顶，经由所述排气管道(18)排出；

所述洗涤塔顶净化油气温度通过汽包压力控制，当塔顶净化油气温度过高时，增大所述调节阀(45)的阀门开度，使汽包压力和锅炉水温度降低、冷却区锅炉水的气化率增加，从而降低冷却区换热管出口油气温度；反之，当塔顶温度过低时，减小所述调节阀(45)的阀门开度。

2.根据权利要求1所述的含灰尘高温油气洗涤方法，其特征在于所述壳程入口(33)位于所述壳程出口(34)的下方，并靠近所述下隔板(32)；所述汽包(4)上还设有用于向所述汽包(4)内补水的补水口，所述补水口通过补水管道(43)连接界外水源。

3.根据权利要求2所述的含灰尘高温油气洗涤方法，其特征在于所述汽包(4)上设有用于检测所述汽包内压力的压力表(44)，所述压力表(44)和所述调节阀(45)均连接控制系统。

4.根据权利要求1至3任一权利要求所述的含灰尘高温油气洗涤方法，其特征在于所述导管的下端口(231)的端缘为锯齿形。

5.根据权利要求4所述的含灰尘高温油气洗涤方法，其特征在于所述净化气通道(211)内间隔设有多块筋板(25)，各所述筋板(25)连接在所述导管(22)的外壁上并与所述套管(23)之间具有间隙。

6.根据权利要求5所述的含灰尘高温油气洗涤方法，其特征在于所述筋板(25)有两组，分别设置在靠近所述导管的下端口(221)的位置和靠近所述净化气通道(211)的上端口的位置。

7.根据权利要求6所述的含灰尘高温油气洗涤方法，其特征在于所述套管(23)与所述洗涤塔(1)的内壁之间、所述封头(24)与所述洗涤塔(1)的内壁之间均连接有支撑板(26)。