CN110923020A

CN110923020A - 一种分级回收焦油系统

Info

Publication number: CN110923020A
Application number: CN201911247990.8A
Authority: CN
Inventors: 贾鑫; 王维宽; 惠宇; 唐亮; 邵春岩
Original assignee: Shenyang Academy Environmental Sciences
Current assignee: Shenyang Academy Environmental Sciences
Priority date: 2019-12-09
Filing date: 2019-12-09
Publication date: 2020-03-27

Abstract

一种分级回收焦油系统，涉及焦油回收领域。该分级回收焦油系统,包括换热器和焦油吸附脱附一体式转轮装置，换热器中设有挡板和换热管，焦油在换热器间接冷却和挡板的惯性分离作用下得以分离。吸附脱附一体式转轮装置包括四个机构相同的转盘,各转盘在皮带的带动下在吸附区和不同温度的脱附区转动，吸附剂吸收焦油,实现焦油与煤气的分离，吸附焦油的吸附剂依次在不同温度的脱附区内实现不同沸点焦油的脱附和回收。该系统可以实现不同沸点焦油的分类回收，且不产生化工废水，绿色环保，同时还提高了回收效率。

Description

一种分级回收焦油系统

技术领域

本发明涉及焦油回收领域，特别涉及一种分级回收焦油系统。

背景技术

煤热解技术是将煤中富氢的挥发分提取出来实现高价值利用。焦油分离和收集是煤热解关键过程，直接影响着煤气和焦油的加工和利用。目前焦油的主要收集方式是直接喷淋降温，这会导致大量煤化工废水的产生，带来严重的环境污染，因此需要增加净化设施处理化工废水，并且浪费了煤气和焦油的气化潜热。此外，经此方式收集的焦油为混合物，由于焦油组分复杂，不同沸点的焦油具有不同的用途和价值，需要继续对焦油按照沸点进行切割分离，整个回收利用系统复杂，工序多，效率低。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种分级回收焦油系统。

本发明所采用的技术方案是：一种分级回收焦油装置，其技术要点是，包括换热器和焦油吸附脱附一体式转轮装置，所述的换热器内部设有挡板和换热管，挡板交替的固定在换热器内壁的顶端和底端，挡板与挡板之间形成供高温煤气和焦油流动的通道；沿煤气流动方向换热管分为前端换热管、中间换热管及后端换热管，换热管内通有用于热交换的流动介质；换热器出口设有温度检测装置，起始挡板和靠近它的换热器内壁之间、末端挡板和靠近它的另一内壁之间分别设有焦油回收槽；

所述的焦油吸附脱附一体式转轮装置由四个结构相同的转盘组成，各转盘之间通过皮带连接，在各转盘的底部以及各转盘气体出口处分别设有焦油回收槽；轮盘在皮带的带动下沿顺时针方向在吸附区、I级脱附区、II级脱附区及III级脱附区运转；换热器出口与位于吸附区的转盘入口连接，位于吸附区的转盘出口与煤气罐连接，位于I级脱附区的转盘入口与加压风机、后端换热管出口连接，位于I级脱附区的转盘出口与后端换热管入口连接，位于II级脱附区的转盘入口与加压风机、中间换热管出口连接，位于II级脱附区的转盘出口与中间换热管入口连接，位于III级脱附区的转盘入口与加压风机、前端换热管入口连接，位于III级脱附区的转盘出口与前端换热管入口连接；

上述方案中，所述的转盘上包括气体入口、气体出口、带有微孔的固定板、过滤器及温度和压力监测装置，所述的过滤器、温度和压力监测装置分别设置在转盘的气体出口位置，转盘内部设有固定板，且固定板上堆积有吸附剂。

上述方案中，所述的固定板具有两层，每层固定板上均放有吸附剂。

上述方案中，所述的微孔尺寸小于吸附剂粒径，且孔隙率大于80%以上。

上述方案中，所述的流动介质为氮气。

上述方案中，换热器出口的焦油和高温煤气进入位于吸附区的转盘，穿过吸附剂时，焦油被吸附剂吸附，实现煤气和焦油的分离。

上述方案中，煤气分离后，I级脱附区、II级脱附区和III级脱附区分别通入不同温度的氮气，当位于吸附区的转盘转到I级脱附区时，转盘的入口和出口分别切换为换热器后端换热管的氮气，I级焦油收集槽盖开启，沸点为100℃以下的焦油析出并流入I级焦油收集槽；I级脱附区对应的转盘转到II级脱附区，转盘的入口和出口分别切换为换热器中间换热管的氮气，II级焦油收集槽盖开启，沸点为100～200℃的焦油析出并流入II级焦油收集槽；II级脱附区对应的转盘转至III级脱附区，转盘的入口和出口分别切换为换热器前端换热管的氮气，此时III级焦油收集槽开启，沸点为200～00℃的焦油析出并流入III级焦油收集槽，吸附剂吸收的焦油几乎全部析出；III脱附区的小转盘转至吸附区；转盘的入口和出口分别切换为换热器出口气体和煤气罐，此时所有焦油收集槽均关闭，吸附剂开始吸收煤气中焦油。

本发明的有益效果是：该分级回收焦油系统, 包括换热器和焦油吸附脱附一体式转轮装置，换热器中设有挡板和换热管，焦油在换热器间接冷却和挡板的惯性分离作用下得以分离。吸附脱附一体式转轮装置包括四个机构相同的转盘,各转盘在皮带的带动下在吸附区和不同温度的脱附区转动，吸附剂吸收焦油,实现焦油与煤气的分离，吸附焦油的吸附剂依次在不同温度的脱附区内实现不同沸点焦油的脱附和回收。该系统可以实现不同沸点焦油的分类回收，且不产生化工废水，绿色环保，同时还提高了回收效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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，还可根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中分级回收焦油系统的总结构示意图；

图2为本发明实施例中转盘结构示意图；

图中序号说明如下：1换热器、2挡板、3换热管、4焦油收集槽、5热电偶、6转轮、61气体入口、62气体出口、63固定板、64吸附剂、65过滤器、66焦油收集槽、67温度和压力监测装置、7吸附区、8Ⅰ级脱附区、9Ⅱ级脱附区、10 III级脱附区、11高温煤气和焦油。

具体实施方式

使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图1、图2和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

本实施例中的分级回收焦油系统包括换热器1和焦油吸附脱附一体式转轮装置。本实施例中，在换热器1的内部顶端和底端交替设有挡板2，交错布置的挡板2之间形成供高温煤气和焦油流动的通道。换热器1底端挡板2之间的下部、起始挡板和靠近它的换热器内壁之间的下部、末端挡板和靠近它的另一内壁之间的下部分别设有焦油回收槽4，换热器1内沿着气体流动方向依次布置换多组热管3，换热管3中冷却介质为氮气。另外，本实施例在换热器1的出口还设有用于温度检测的热电偶5。高温煤气和焦油11进入换热器1后在由挡板2形成的通道内流动，一方面，含焦油的气体在挡板2的作用下改变流动方向，再在惯性离心力的作用下使重质焦油析出。另一方面，高温气体与换热管3中冷却介质（N2）进行换热，温度降低，使得高沸点的重质焦油析出。换热器1出口温度维持在300℃左右。

本实施例中的焦油吸附脱附一体式转轮装置由4个扇形转盘6组成，每个转盘6的结构相同，通过皮带彼此连接。本实施例中的转盘6上设有气体入口61、气体出口62以及2层带有微孔的固定板63，其微孔尺寸应小于吸附剂粒径，且孔隙率为80%以上。固定板63上堆积吸附剂64。转盘6的气体出口62处安装有使气体小分子通过而大分子焦油无法通过的过滤器65，过滤器65具有加热和反吹功能。转盘6的气体出口62处同时设有温度和压力监测装置67，本实施例温度和压力监测装置67采用热电偶和压力传感器，用于监测扇形转盘6的温度和压力。扇形转盘6的气体出口62和底端分别设有焦油收集槽66。焦油收集槽包括3个小槽，分别用来储存3个脱附区得到的焦油。当扇形转盘6转到吸附区时，3个小槽盖均关闭。当转到脱附区时，对应此温度下的小槽盖开启，其余两个小槽盖关闭。

转轮6在皮带作用下在各个区内连续运转。每一个转盘6依次经历吸附区、I级脱附区（温度保持在100℃左右）、II级脱附区（温度保持在200℃左右）和三级脱附区（温度保持在300℃左右）。

位于吸附区入口处的转盘6与换热器1的出口连接，位于吸附区的转盘6的出口与煤气罐连接。位于I级脱附区8的转盘入口与加压风机、换热器1的后端（沿煤气流动方向）换热管（换热管内N2温度较低）出口通过管道连接，位于I级脱附区8的转盘出口与换热器1的后端换热管入口通过管道连接。位于II级脱附区9的转盘入口与加压风机、换热器1的中间换热管出口通过管道连接，位于II级脱附区9的转盘出口与换热器1中间换热管入口通过管道连接。位于III级脱附区10的转盘入口与加压风机、换热器1的前端换热管（（换热管内N2温度较低））入口通过管道连接，位于III级脱附区10的转盘出口与换热器1的前端换热管入口通过管道连接。本实施例中的前端换热管、中间换热管和后端换热管根据换热器类型确定。

本实施例中换热器1出口的焦油和高温煤气进入吸附区7，穿过吸附剂64时，焦油被吸附剂吸附，实现煤气和焦油的分离。此时，I、II和III级脱附区分别通入低温、中温和高温氮气，使得三者温度分别保持在100℃、200℃和300℃左右。

每一个吸附-脱附结束后，吸附区7对应的扇形转盘转到I级脱附区8，I级脱附区8对应的转盘转到II级脱附区9，II级脱附区9对应的转盘转至III级脱附区10，III脱附区10的转盘转至吸附区7。

当吸附区7对应的扇形转盘转到I级脱附区8时，转盘的气体入口和气体出口分别切换为换热器1的后端换热管的氮气，I级焦油收集槽盖开启，沸点为100℃以下的焦油析出并流入I级焦油收集槽；I级脱附区8对应的转盘转到II级脱附区9，转盘的气体入口和气体出口分别切换为换热器1中间换热管的氮气，II级焦油收集槽盖开启，沸点为100～200℃的焦油析出并流入II级焦油收集槽；II级脱附区9对应的转盘转至III级脱附区10，转盘的气体入口和气体出口分别切换为换热器1前端换热管的氮气，此时III级焦油收集槽开启，沸点为200～300℃的焦油析出并流入III级焦油收集槽，吸附剂吸收的焦油几乎全部析出；III脱附区10的转盘转至吸附区，转盘的气体入口和气体出口分别切换为换热器1出口的气体和煤气罐，此时所有焦油收集槽66均关闭，吸附剂64开始吸收煤气中焦油。

上述步骤循环进行。当转盘出口压力增加值超过50KPa时，过滤器65自动启动加热和反吹模式，清扫过滤器的灰尘和焦油。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种分级回收焦油装置，其特征在于，包括换热器和焦油吸附脱附一体式转轮装置，所述的换热器内部设有挡板和换热管，挡板交替的固定在换热器内壁的顶端和底端，挡板与挡板之间形成供高温煤气和焦油流动的通道；沿煤气流动方向换热管分为前端换热管、中间换热管及后端换热管，换热管内通有用于热交换的流动介质；换热器出口设有温度检测装置，换热器底端挡板之间、起始挡板和靠近它的换热器内壁之间、末端挡板和靠近它的另一内壁之间分别设有焦油回收槽；

所述的焦油吸附脱附一体式转轮装置由四个结构相同的转盘组成，各转盘之间通过皮带连接，在各转盘的底部以及各转盘气体出口处分别设有焦油回收槽；轮盘在皮带的带动下沿顺时针方向在吸附区、I级脱附区、II级脱附区及III级脱附区运转；换热器出口与位于吸附区的转盘入口连接，位于吸附区的转盘出口与煤气罐连接，位于I级脱附区的转盘入口与加压风机、后端换热管出口连接，位于I级脱附区的转盘出口与后端换热管入口连接，位于II级脱附区的转盘入口与加压风机、中间换热管出口连接，位于II级脱附区的转盘出口与中间换热管入口连接，位于III级脱附区的转盘入口与加压风机、前端换热管入口连接，位于III级脱附区的转盘出口与前端换热管入口连接。

2.如权利要求1所述的分级回收焦油装置，其特征在于，所述的转盘上包括气体入口、气体出口、带有微孔的固定板、过滤器及温度和压力监测装置，所述的过滤器、温度和压力监测装置分别设置在转盘的气体出口位置，转盘内部设有固定板，且固定板上堆积有吸附剂。

3.如权利要求2所述的分级回收焦油装置，其特征在于，所述的固定板具有两层，每层固定板上均放有吸附剂。

4.如权利要求2所述的分级回收焦油装置，其特征在于，所述的微孔尺寸小于吸附剂粒径，且孔隙率大于80%以上。

5.如权利要求1所述的分级回收焦油装置，其特征在于，所述的流动介质为氮气。

6.如权利要求1所述的分级回收焦油装置，其特征在于，换热器出口的焦油及高温煤气进入位于吸附区的转盘的气体入口，穿过吸附剂时，焦油被吸附剂吸附，实现煤气和焦油的分离。

7.如权利要求6所述的分级回收焦油装置，其特征在于，煤气分离后，I级脱附区、II级脱附区和III级脱附区分别通入不同温度的氮气，当位于吸附区的转盘转到I级脱附区时，转盘的入口和出口分别切换为换热器后端换热管的氮气，I级焦油收集槽盖开启，沸点为100℃以下的焦油析出并流入I级焦油收集槽；I级脱附区对应的转盘转到II级脱附区，转盘的入口和出口分别切换为换热器中间换热管的氮气，II级焦油收集槽盖开启，沸点为100～200℃的焦油析出并流入II级焦油收集槽；II级脱附区对应的转盘转至III级脱附区，转盘的入口和出口分别切换为换热器前端换热管的氮气，此时III级焦油收集槽开启，沸点为200～00℃的焦油析出并流入III级焦油收集槽，吸附剂吸收的焦油几乎全部析出；III脱附区的小转盘转至吸附区；转盘的入口和出口分别切换为换热器出口气体和煤气罐，此时所有焦油收集槽均关闭，吸附剂开始吸收煤气中焦油。