CN109504468A - 一种热解煤气中煤焦油的回收系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及煤焦油回收领域，涉及一种热解煤气中煤焦油的回收系统，包括：一级冷却塔，用于回收其中的重质煤焦油；换热器，其壳程与一级冷却塔的出口相连通，来自一级冷却塔的煤气与管程内的换热介质换热以回收煤气中的热量；二级冷却塔，与换热器的壳程出口相连通，且二级冷却塔内设置有第一逆向喷淋装置，以对来自换热器的煤气喷淋溶剂从而回收其中的轻质煤焦油；溶剂蒸发器，其内设置有加热部件，加热部件与换热器的管程相连通，以使换热介质进入加热部件内作为热源，溶剂蒸发器与二级冷却塔相通，通过加热部件对二级冷却塔中喷淋出的溶剂进行加热蒸发以将其回收。合理回收了热解煤气中的热量，提高了煤热解工艺的热效率。

Description

一种热解煤气中煤焦油的回收系统

技术领域

本发明涉及煤焦油回收技术领域，具体涉及一种热解煤气中煤焦油的回收系统。

背景技术

煤热解工业属于新兴起的能源流程产业，煤热解是指在隔绝空气的条件下，煤在不同温度下发生的一系列物理、化学变化的复杂过程，通常在煤热解过程中，在生产兰炭的同时还会产生大量的荒煤气，同时荒煤气中含有中低温煤焦油、粗苯、吡啶、萘等化工产品。

在传统的煤热解气化工艺中，通常采用对粗煤气进行直接冷凝和油洗的方式回收焦油，其中，先通过大量的水与粗煤气进行接触，以将沸点较高的重质焦油冷凝下来，在此过程中会产生大量的含焦油的废水，而后再利用相似相溶原理，采用洗油对粗煤气中携带的轻质焦油进行吸附，再通过加热解吸回收轻质焦油，在此过程中，粗煤气的余热基本没有回收利用，粗煤气所含的大量显热被浪费，无法合理高效回收该部分的热量，影响了各种煤热解工艺的热效率。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的粗煤气的余热基本没有回收利用，粗煤气所含的大量显热被浪费的缺陷，从而提供一种热解煤气中煤焦油的回收系统。

为解决上述技术方案，本发明采用的技术方案为：

一种热解煤气中煤焦油的回收系统，包括：

一级冷却塔，与热解炉的出口相连通，用于冷凝来自热解炉的煤气以回收其中的重质煤焦油；

换热器，包括壳程和管程，所述壳程与一级冷却塔的出口相连通，来自所述一级冷却塔的煤气与所述管程内的换热介质换热，以回收煤气中的热量；

二级冷却塔，与换热器的壳程出口相连通，且二级冷却塔的顶部设置有第一逆向喷淋装置，以对来自换热器的煤气喷淋溶剂从而回收其中的轻质煤焦油；

溶剂蒸发器，包括设置于其内的加热部件，所述加热部件与所述换热器的管程相连通，以使换热介质进入加热部件内作为热源，且所述溶剂蒸发器与二级冷却塔相连通，以通过所述加热部件对二级冷却塔中喷淋出的溶剂进行加热蒸发以将其回收。

进一步的，所述回收系统还包括冷凝组件，所述冷凝组件一端与所述溶剂蒸发器的出口相连通，另一端与所述第一逆向喷淋装置的入口相连通，用于对经过溶剂蒸发器蒸发的溶剂进行冷凝并重新输送至第一逆向喷淋装置。

进一步的，所述冷凝组件包括：

水冷却器，其入口与溶剂蒸发器的出口相连通；以及，

溶剂制冷机，其入口与所述水冷却器的出口相连通，出口与第一逆向喷淋装置的入口相连通。

进一步的，所述回收系统还包括，

第二逆向喷淋装置，设置于所述一级冷却塔内；

轻质煤焦油储罐，进油端与所述加热部件连通，以回收换热介质，且出油端与所述第二逆向喷淋装置连通。

进一步的，所述回收系统还包括，

轻质煤焦油回收罐，其入油端分别与所述溶剂蒸发器和所述换热器的壳程连通，出油端与所述换热器的管程连通。

进一步的，所述回收系统还包括，

吸附装置，与所述二级冷却塔的煤气出口相连通，所述吸附装置内装有半焦，用于吸附煤气中携带的带油溶剂。

进一步的，所述回收系统还包括，

除尘设备，设置于热解炉与一级冷却塔之间，且与两者连通。

进一步的，所述加热部件为加热盘管。

进一步的，所述换热介质为轻质煤焦油；

所述溶剂为丙酮和/或甲苯。

本发明技术方案，具有如下优点：

1.本发明提供的热解煤气中煤焦油的回收系统，通过设置换热器，并往换热器的管程通入换热介质，使得当煤气在通过换热器的壳程进行输送时，煤气中的热量会传递至换热介质，然后再将换热介质通入溶剂蒸发器的加热部件作为溶剂蒸发器的热源，使得热解煤气中的热量被直接应用至溶剂蒸发回收，合理回收了热解煤气中的热量，提高了煤热解工艺的热效率。

2.本发明提供的热解煤气中煤焦油的回收系统，通过设置轻质煤焦油储罐，将加热部件输出的已经降温的换热介质再输送至第二逆向喷淋装置作为冷却介质，使得轻质煤焦油的用途增多，增大了轻质煤焦油的利用率。

3.本发明提供的热解煤气中煤焦油的回收系统，通过设置轻质煤焦油回收罐，将一级冷却塔及溶剂蒸发器输出的轻质煤焦油进行存储并输送至换热器管程入口，使得由一级冷却塔及溶剂蒸发器回收的轻质煤焦油又能用作换热器的换热介质，使得轻质煤焦油能够实现循环利用，节约了原料。

4.本发明提供的热解煤气中煤焦油的回收系统，通过选用丙酮和/或甲苯作为溶剂，这两种溶剂的沸点都较低，可在溶剂蒸发器中与回收的煤焦油充分分离，从而使得溶剂可以实现循环再利用，节约了原料，降低了回收成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的实施例1中热解煤气中煤焦油的回收系统的结构示意图。

附图标记说明：

1、热解炉；2、除尘设备；3、一级冷却塔；31、第二逆向喷淋装置；4、换热器；5、二级冷却塔；51、第一逆向喷淋装置；6、吸附装置；7、溶剂蒸发器；71、加热部件；8、轻质煤焦油储罐；9、轻质煤焦油回收罐；10、水冷却器；11、溶剂制冷机。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

如图1所示，本实施例涉及一种热解煤气中煤焦油的回收系统，包括：一级冷却塔3、换热器4、二级冷却塔5以及溶剂蒸发器7。

一级冷却塔3与热解炉1的出口相连通，一级冷却塔3用于冷凝来自热解炉1的煤气以回收其中的重质煤焦油，换热器4包括壳程和管程，其中，壳程与一级冷却塔3的出口相连通，管程中流通有换热介质，来自一级冷却塔3的煤气与管程内的换热介质进行换热，从而对煤气中的热量进行回收，二级冷却塔5与换热器4的壳程出口相连通，二级冷却塔5的顶部设置有第一逆向喷淋装置51，第一逆向喷淋装置51用于对来自换热器4的煤气喷淋溶剂从而回收其中的轻质煤焦油，溶剂蒸发器7与二级冷却塔5相连通，溶剂蒸发器7内设置有加热部件71，通过加热部件71对二级冷却塔5中喷淋出的溶剂进行加热蒸发以将其进行回收，该加热部件71与换热器4的管程相连通，在换热器4内经过换热操作后的换热介质最终流通至加热部件71内作为热源。

在本实施例中，加热部件71为加热盘管，在其他实施例中，加热部件71也可以是加热U型管。本实施例中，溶剂为丙酮，在其他实施例中，溶剂也可以是甲苯或丙酮与甲苯的混合液。

本实施例通过设置换热器4，并往换热器4的管程通入换热介质，使得当煤气在通过换热器4的壳程进行输送时，煤气中的热量会传递至换热介质，然后再将换热介质通入溶剂蒸发器7的加热部件71作为溶剂蒸发器7的热源，使得热解煤气中的热量被直接应用至溶剂蒸发回收，合理回收了热解煤气中的热量，提高了煤热解工艺的热效率。

为节约原料，在本实施例中还设置有冷凝组件，冷凝组件一端与溶剂蒸发器7的出口相连通，另一端与第一逆向喷淋装置51的入口相连通，冷凝组件用于对经过溶剂蒸发器7蒸发的溶剂进行冷凝并重新输送至第一逆向喷淋装置51。

冷凝组件包括水冷却器10以及溶剂制冷机11，水冷却器10的入口与溶剂蒸发器7的出口相连通，溶剂制冷机11的入口与水冷却器10的出口相连通，出口与第一逆向喷淋装置51的入口相连通，经过溶剂蒸发器7加热蒸发出的溶剂首先进入水冷却器10进行降温冷却然后再进入溶剂制冷机11进行冷凝，最后再重新通入至第一逆向喷淋装置51，从而使得溶剂可以在第一逆向喷淋装置51，二级冷却塔5，溶剂蒸发器7、水冷却器10以及溶剂制冷机11之间形成循环，从而达到节约原料的目的。

在本实施例中，回收系统还包括第二逆向喷淋装置31以及轻质煤焦油储罐8，第二逆向喷淋装置31设置在一级冷却塔3的内部，轻质煤焦油储罐8的进油端与加热部件71连通，以回收换热介质，在本实施例中，将轻质煤焦油储罐8的出油端与第二逆向喷淋装置31进行连通，从而使得由轻质焦煤油储罐存储的从加热部件71输出的换热截止至又能从第二逆向喷淋装置31中喷出从而对以及冷却塔内的煤气进行降温，使得换热介质的用途增加，增大了原料的利用率。

回收系统还包括轻质煤焦油回收罐9，轻质煤焦油回收罐9的入油端分别与溶剂蒸发器7和换热器4的壳程连通，出油端与换热器4的管程连通，从而使得经由溶剂蒸发器7和换热器4回收的轻质焦煤油又能输送至换热器4的管程作为换热介质，节约了原材料。

在本实施例中，在二级冷却塔5的煤气出口还连通有吸附装置6，吸附装置6内装有半焦，用于吸附煤气中携带的带油溶剂从而对煤气进行净化，在热解炉1与一级冷却塔3之间还设置有除尘设备2，除尘设备2与热解炉1及一级冷却塔3同时连通，从而对煤气中的粉尘进行回收，防止煤气中的粉尘在后续操作中堆积而堵塞设备。

本实施例的回收流程如下所述：

热解炉1产生的煤气(300－500℃)首先被通入至除尘设备2中进行除尘，然后再通入一级冷却塔3中，第二逆向喷淋装置31对煤气(300－500℃)喷淋出轻质煤焦油，从而对煤气进行冷凝，将煤气中的重质煤焦油进行回收，此时煤气的温度降低至200－300℃；

之后再将煤气(200－300℃)通入换热器4的壳程中，煤气(200－300℃)在换热器4中与管程中的换热介质进行换热，从而对煤气中的热量以及少部分轻质煤焦油进行回收，由换热器4回收的轻质煤焦油被输送至轻质煤焦油回收罐9中进行存储；

经过换热操作的煤气(80－110℃)被输送至二级冷却塔5进行冷凝，第一逆向喷淋装置51对煤气(80－110℃)喷淋溶剂(0℃以下)以进行二级冷凝，从而回收煤气中的轻质煤焦油，此时煤气温度降至20℃以下，而经过换热操作后的换热介质则被输送至溶剂蒸发器7，作为溶剂蒸发器7中加热部件71的热源使用，换热介质在作为热源使用后温度保持在60℃以下；

二级冷却塔5输出的轻质煤焦油及溶剂的混合液被输送至溶剂蒸发器7中，在溶剂蒸发器7中，溶剂被加热蒸发然后被输送至水冷却器10中进行冷却，再输送至溶剂制冷机11进行制冷，使得溶剂的温度降低至0℃以下，最后再输送回第一逆向喷淋装置51作为新的溶剂进行使用，而经过溶剂蒸发器7提纯后的轻质煤焦油则再输送至轻质煤焦油回收罐9中进行存储，并能再输送至换热器4的管程内作为新的换热介质使用；

作为热源使用后的换热介质(60℃以下)被输送至轻质煤焦油储罐8进行存储，由于换热介质即为轻质煤焦油，故存储在轻质煤焦油储罐8内的换热介质一部分会被再输送至第二逆向喷淋装置31以用于回收重质煤焦油，剩下的部分则会被输送至第一冷却塔的出油端与重质煤焦油进行混合存储；

回收完轻质煤焦油后的煤气(20℃以下)还包括有被输送至吸附装置6中去除煤气中带油溶剂的步骤。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (9)

1.一种热解煤气中煤焦油的回收系统，其特征在于，包括：

一级冷却塔(3)，与热解炉(1)的出口相连通，用于冷凝来自热解炉(1)的煤气以回收其中的重质煤焦油；

换热器(4)，包括壳程和管程，所述壳程与一级冷却塔(3)的出口相连通，来自所述一级冷却塔(3)的煤气与所述管程内的换热介质换热，以回收煤气中的热量；

二级冷却塔(5)，与换热器(4)的壳程出口相连通，且二级冷却塔(5)的顶部设置有第一逆向喷淋装置(51)，以对来自换热器(4)的煤气喷淋溶剂从而回收其中的轻质煤焦油；

溶剂蒸发器(7)，包括设置于其内的加热部件(71)，所述加热部件(71)与所述换热器(4)的管程相连通，以使换热介质进入加热部件(71)内作为热源，且所述溶剂蒸发器(7)与二级冷却塔(5)相连通，以通过所述加热部件(71)对二级冷却塔(5)中喷淋出的溶剂进行加热蒸发以将其回收。

2.根据权利要求1所述的回收系统，其特征在于，所述回收系统还包括冷凝组件，所述冷凝组件一端与所述溶剂蒸发器(7)的出口相连通，另一端与所述第一逆向喷淋装置(51)的入口相连通，用于对经过溶剂蒸发器(7)蒸发的溶剂进行冷凝并重新输送至第一逆向喷淋装置(51)。

3.根据权利要求2所述的回收系统，其特征在于，所述冷凝组件包括：

水冷却器(10)，其入口与溶剂蒸发器(7)的出口相连通；以及，

溶剂制冷机(11)，其入口与所述水冷却器(10)的出口相连通，出口与第一逆向喷淋装置(51)的入口相连通。

4.根据权利要求1所述的回收系统，其特征在于，所述回收系统还包括，

第二逆向喷淋装置(31)，设置于所述一级冷却塔(3)内；

轻质煤焦油储罐(8)，进油端与所述加热部件(71)连通，以回收换热介质，且出油端与所述第二逆向喷淋装置(31)连通。

5.根据权利要求1所述的回收系统，其特征在于，所述回收系统还包括，

轻质煤焦油回收罐(9)，其入油端分别与所述溶剂蒸发器(7)和所述换热器(4)的壳程连通，出油端与所述换热器(4)的管程连通。

6.根据权利要求1所述的回收系统，其特征在于，所述回收系统还包括，

吸附装置(6)，与所述二级冷却塔(5)的煤气出口相连通，所述吸附装置(6)内装有半焦，用于吸附煤气中携带的带油溶剂。

7.根据权利要求1所述的回收系统，其特征在于，所述回收系统还包括，

除尘设备(2)，设置于热解炉(1)与一级冷却塔(3)之间，且与两者连通。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的回收系统，其特征在于，所述加热部件(71)为加热盘管。

9.根据权利要求1-7中任一项所述的回收系统，其特征在于，所述换热介质为轻质煤焦油；

所述溶剂为丙酮和/或甲苯。