CN107880946B - 一种煤气冷却分离装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种煤气冷却分离装置及方法，包括冷却洗涤器、起泡元件、气液混合器、焦油沉淀池、焦油冷却器、旋风分离器、外筒；冷却洗涤器、焦油沉淀池、焦油冷却器、外筒为一体式结构；焦油沉淀池通过泵与冷却洗涤器上部连接，焦油沉淀池底部设有沉淀焦油出口，焦油沉淀池上设有重质焦油进口；焦油沉淀池与焦油冷却器连接；焦油沉淀池顶部连接有外筒，外筒内部固定有旋风分离器，外筒顶部设有煤气出口。优点是：采用一体化结构，设备集成度高，该装置对煤气进行洗涤、冷却、混合、分离，使气液两相充分接触混合，增加洗涤液与杂质颗粒的碰撞几率，提高洗涤冷却效率，减少流程设备，减小占地面积，降低成本。

Description

一种煤气冷却分离装置及方法
技术领域
本发明一种高温煤气快速冷却设备，尤其涉及一种煤气冷却分离装置及方法。
背景技术
煤气净化流程中，余热锅炉送来的荒煤气需在急冷器中，经重质焦油喷洒快速冷却，降温后进入油气分离器进行油气分离，荒煤气从顶部离开进入煤气冷却器。重质焦油则从油气分离器底部由重油输送泵抽出，大部分送至低温换热器与除盐水换热后冷却到180℃，回到急冷器进行循环喷洒，剩余部分直接送至旧有集气管。该流程急冷效率不高，无法洗涤煤气中含有的固体杂质，且设备较多又分散，成本太高。
发明内容
为克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种煤气冷却分离装置及方法，可对煤气进行洗涤、冷却、混合、分离，使气液两相充分接触混合，增加洗涤液与杂质颗粒的碰撞几率，提高洗涤冷却效率，减少流程设备，降低成本。
为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：
一种煤气冷却分离装置，包括冷却洗涤器、起泡元件、气液混合器、焦油沉淀池、焦油冷却器、旋风分离器、外筒；
冷却洗涤器、焦油沉淀池、焦油冷却器、外筒为一体式结构；
焦油沉淀池通过泵与冷却洗涤器上部连接，焦油沉淀池底部设有沉淀焦油出口，焦油沉淀池上设有重质焦油进口；焦油沉淀池与焦油冷却器连接；
冷却洗涤器顶部设有煤气进口，上部设有与泵连接的喷嘴，冷却洗涤器内部设有起泡元件，底部与焦油沉淀池的连接处设有气液混合器；
焦油沉淀池顶部连接有外筒，外筒内部固定有旋风分离器，外筒顶部设有煤气出口；
所述的焦油沉淀池内，气液混合器与重质焦油出口之间固定有隔板。
所述的起泡元件包括由环板和横梁组成，横梁径向均布固定在环板上。
所述的隔板由设置在焦油沉淀池内壁上部和下部的两块单隔板组成，单隔板外沿与焦油沉淀池内壁固定，单隔板高度大于焦油沉淀池半径。
所述的起泡元件设置在冷却洗涤器下部。
所述的焦油冷却器设置在焦油沉淀池内部。
一种煤气冷却分离方法，包括以下步骤：
1)荒煤气从冷却洗涤器顶部煤气进口进入，重质焦油经泵送入冷却洗涤器上部，由喷嘴进入冷却洗涤器，荒煤气与重质焦油一同向下流动，荒煤气流速赶上重质焦油流速的部分产生驻波，在起泡元件附近形成泡沫层，起泡元件增加重质焦油内部撞击，形成泡沫区；荒煤气与重质焦油经过冷却洗涤器底部的气液混合器，再次湍动混合；
2)冷却洗涤后的重质焦油流入焦油沉淀池，经沉淀及焦油冷却器的冷却后，溢流过隔离板，经泵循环冷却洗涤荒煤气；
3)冷却洗涤后的荒煤气进入旋风分离器，旋风分离器分离出的液体从外筒壁流至焦油沉淀池，分离净化后的荒煤气从外筒顶部煤气出口离开；沉淀焦油由焦油沉淀池底部排出。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
煤气冷却分离装置采用一体化结构，设备集成度高，该装置对煤气进行洗涤、冷却、混合、分离，使气液两相充分接触混合，增加洗涤液与杂质颗粒的碰撞几率，提高洗涤冷却效率，减少流程设备，减小占地面积，降低成本。具体优点是：
1)冷却洗涤器中形成的泡沫层使荒煤气与重质焦油充分接触，泡沫层范围大，增强降温洗涤效果，提高洗涤冷却效率；
2)起泡元件增加重质焦油内部撞击，促进泡沫层的形成；
3)荒煤气与重质焦油同向流动，降低气体阻力；
4)焦油沉淀池的隔板对冷却洗涤后的荒煤气有液封的作用；并对重质焦油有沉淀隔离的作用，溢流过隔板的焦油均为清洁焦油，可循环使用；
5)本发明整合流程多个设备，可适用于大处理量，单位处理量耗材少，降低综合成本。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是起泡元件的结构示意图一。
图3是起泡元件的结构示意图二。
图中：1-冷却洗涤器 2-喷嘴 3-起泡元件 4-气液混合器 5-焦油沉淀池 6-隔板7-焦油冷却器 8-泵 9-旋风分离器 10-外筒 11-环板 12-横梁 13-重质焦油出口。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明进行详细地描述，但是应该指出本发明的实施不限于以下的实施方式。
见图1，煤气冷却分离装置，包括冷却洗涤器1、起泡元件3、气液混合器4、焦油沉淀池5、焦油冷却器7、旋风分离器9、外筒10；冷却洗涤器1、焦油沉淀池5、焦油冷却器7、外筒10为一体式结构；焦油沉淀池5通过泵8与冷却洗涤器1上部连接，焦油沉淀池5底部设有沉淀焦油出口，焦油沉淀池5上设有重质焦油进口；焦油沉淀池5与焦油冷却器7连接；冷却洗涤器1顶部设有煤气进口，上部设有与泵8连接的喷嘴2，冷却洗涤器1内部设有起泡元件3，底部与焦油沉淀池5的连接处设有气液混合器4；焦油沉淀池5顶部连接有外筒10，外筒10内部固定有旋风分离器9，外筒10顶部设有煤气出口；焦油沉淀池5内，气液混合器4与重质焦油出口13之间固定有隔板6。
见图2、图3，起泡元件3包括由环板11和横梁12组成，横梁12径向均布固定在环板11上，横梁12不宜间隔太密，根据冷却洗涤器尺寸确定，图2为4个横梁12互成90度固定在环板11上，图3是6个横梁12依次成60度角均布固定在环板11上。
见图1，隔板6由设置在焦油沉淀池5内壁上部和下部的两块单隔板6组成，单隔板6外沿与焦油沉淀池5内壁固定，单隔板6高度大于焦油沉淀池5半径。正常工作时，上部的单隔板6下沿插入焦油沉淀池5液体内，起到液封作用，防止冷却洗涤器1出来的重质焦油直接窜入清洁重质侧，影响后续循环洗涤效果；下部的单隔板6伸出焦油沉淀池5液面，使附在上面的清洁重质焦油流入左侧封头，以便循环使用，节省成本。
起泡元件3设置在冷却洗涤器1下部。焦油冷却器7设置在焦油沉淀池5内部。
见图1，煤气冷却分离方法，包括以下步骤：
1)荒煤气从冷却洗涤器1顶部煤气进口进入，重质焦油经泵8送入冷却洗涤器1上部，由喷嘴2喷出进入冷却洗涤器1，荒煤气与重质焦油一同向下流动，荒煤气流速赶上重质焦油流速的部分产生驻波，在起泡元件3附近形成泡沫层，起泡元件3增加重质焦油内部撞击，形成泡沫区，在泡沫区域内，荒煤气与重质焦油形成高速湍动，接触面积加大，充分接触降温洗涤；荒煤气与重质焦油经过冷却洗涤器1底部的气液混合器4，荒煤气与重质焦油再次湍动混合，对荒煤气再次冷却洗涤，提高冷却洗涤效率；
2)冷却洗涤后的重质焦油流入焦油沉淀池5，经沉淀及焦油冷却器7的冷却后，溢流过隔离板，经泵8循环冷却洗涤荒煤气；
3)冷却洗涤后的荒煤气进入旋风分离器9，旋风分离器9分离出的液体从外筒10壁流至焦油沉淀池5，分离净化后的荒煤气从外筒10顶部煤气出口离开；沉淀焦油由焦油沉淀池5底部排出。
荒煤气与重质焦油只是代表气液两相，本装置及方法可适用的介质为任意气液两相流体。
本发明装置采用一体化结构，设备集成度高，利用本装置对煤气进行洗涤、冷却、混合、分离，使气液两相充分接触混合，增加洗涤液与杂质颗粒的碰撞几率，提高洗涤冷却效率，减少流程设备，降低成本。

Claims (6)

1.一种煤气冷却分离装置，其特征在于，包括冷却洗涤器、起泡元件、气液混合器、焦油沉淀池、焦油冷却器、旋风分离器、外筒；
冷却洗涤器、焦油沉淀池、焦油冷却器、外筒为一体式结构；
焦油沉淀池通过泵与冷却洗涤器上部连接，焦油沉淀池底部设有沉淀焦油出口，焦油沉淀池上设有重质焦油进口；焦油沉淀池与焦油冷却器连接；
冷却洗涤器顶部设有煤气进口，上部设有与泵连接的喷嘴，冷却洗涤器内部设有起泡元件，底部与焦油沉淀池的连接处设有气液混合器；
焦油沉淀池顶部连接有外筒，外筒内部固定有旋风分离器，外筒顶部设有煤气出口；
所述的焦油沉淀池内，气液混合器与重质焦油出口之间固定有隔板。
2.根据权利要求1所述的一种煤气冷却分离装置，其特征在于，所述的起泡元件包括环板和横梁，横梁径向均布固定在环板上。
3.根据权利要求1所述的一种煤气冷却分离装置，其特征在于，所述的隔板由设置在焦油沉淀池内壁上部和下部的两块单隔板组成，单隔板外沿与焦油沉淀池内壁固定，单隔板高度大于焦油沉淀池半径。
4.根据权利要求1所述的一种煤气冷却分离装置，其特征在于，所述的起泡元件设置在冷却洗涤器下部。
5.根据权利要求1所述的一种煤气冷却分离装置，其特征在于，所述的焦油冷却器设置在焦油沉淀池内部。
6.一种利用权利要求1-5任意一项所述的装置实现的煤气冷却分离方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）荒煤气从冷却洗涤器顶部煤气进口进入，重质焦油经泵送入冷却洗涤器上部，由喷嘴进入冷却洗涤器，荒煤气与重质焦油一同向下流动，荒煤气流速赶上重质焦油流速的部分产生驻波，在起泡元件附近形成泡沫层，起泡元件增加重质焦油内部撞击，形成泡沫区；荒煤气与重质焦油经过冷却洗涤器底部的气液混合器，再次湍动混合；
2）冷却洗涤后的重质焦油流入焦油沉淀池，经沉淀及焦油冷却器的冷却后，溢流过隔离板，经泵循环冷却洗涤荒煤气；
3）冷却洗涤后的荒煤气进入旋风分离器，旋风分离器分离出的液体从外筒壁流至焦油沉淀池，分离净化后的荒煤气从外筒顶部煤气出口离开；沉淀焦油由焦油沉淀池底部排出。
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