CN203513617U

CN203513617U - 一种含焦油粗煤气除焦油激冷装置

Info

Publication number: CN203513617U
Application number: CN201320580442.9U
Authority: CN
Inventors: 李大振
Original assignee: Hubei Hua Qing Petrochemical Equipment Co Ltd
Current assignee: Hubei Hua Qing Petrochemical Equipment Co Ltd
Priority date: 2013-09-17
Filing date: 2013-09-17
Publication date: 2014-04-02
Anticipated expiration: 2023-09-17

Abstract

本实用新型公开了一种含焦油粗煤气除焦油激冷装置，解决了现有装置投资和运行成本高、工艺复杂、除尘及焦油效果不佳的问题。技术方案包括激冷塔，所述激冷塔内设有至少三个洗涤激冷区，下段为重油洗涤激冷区、中段为重馏分焦油洗涤激冷区，上段为轻馏分焦油洗涤激冷区，每个洗涤激冷区内由下至上均设有洗涤介质出口、填层料和液体分布器，所述洗涤介质出口经泵、冷却器分别与储罐和液体分布器连通；重馏分焦油洗涤激冷区和轻馏分焦油洗涤激冷区内的填料层下方还设有集液器，所述集液器与洗涤介质出口连接；所述重馏分焦油洗涤激冷区内的洗涤介质出口位于激冷塔塔底。本新型结构简单、投资和运行成本低、洗涤激冷效果好、对环境友好。

Description

一种含焦油粗煤气除焦油激冷装置

技术领域

本实用新型涉及一种煤化工行业的激冷装置，具体的说是一种含焦油粗煤气除焦油激冷装置。

背景技术

煤气化（固定床气化）和炼焦过程产生的粗煤气中通常含有部分煤焦油，需将粗煤气中的焦油及粉尘等加以脱除以满足下游工序工艺要求。目前煤气净化过程通常采用水洗、氨洗等方法来洗涤、冷却粗煤气，洗涤废水通常含有大量的粉尘、焦油、酚、氨等杂质，给焦油、酚等有用化学品的提纯利用及废水处理过程带来较大困难，提高了操作成本。

现代煤焦油加工的基本特点是大规模集中加工，在加工利用之前需对煤焦油进行脱水、除尘、脱盐等工序。粗煤气中带有较多的煤粉、灰粉等固体颗粒，不仅导致煤焦油和沥青质量恶化，还会在粗煤焦油蒸馏过程中堵塞设备和管道，因此焦油渣必须预先脱除。粗煤气净化过程通常采用的水洗、氨洗等方法，导致粗煤焦油中含有大量的水，对煤焦油蒸馏操作非常不利，同时氨水洗涤粗煤气后，部分铵盐留存于焦油中，后续蒸馏工序使固定铵盐分解成游离酸和NH₃，引起管道和设备的严重腐蚀，因此，在焦油加工利用之前需进行脱水，除盐工序。净化除渣后焦油回收利用多采用蒸馏工序，根据煤焦油中各组分的不同沸点将各组分分割为几个富集某种或某几种化合物馏分的加工过程，由于粗煤气中焦油成分复杂，一次性捕集焦油产品所需蒸馏过程温域宽，操作繁琐，设备投入大。从上述流程来看，为了对焦油中有用化学品的回收利用及工业废水的处理，需增加一系列复杂的处理装置，不仅增加了装置及操作成本，也不利于环境的保护。

发明内容

本实用新型的目的是为了解决上述技术问题，提供一种结构简单、操作成本低、对粗煤气净化效率高、无废水产生、可在单塔内实现粗煤气中焦油和渣分离、焦油分级利用良好的含焦油粗煤气除焦油激冷装置。

技术方案包括设有粗煤气进口和粗煤气出口的激冷塔，所述激冷塔内设有至少三个洗涤激冷区，下段为重油洗涤激冷区、中段为重馏分焦油洗涤激冷区，上段为轻馏分焦油洗涤激冷区，每个洗涤激冷区内由下至上均设有洗涤介质出口、填层料和液体分布器，所述洗涤介质出口经泵、冷却器分别与储罐和液体分布器连通；其中，重馏分焦油洗涤激冷区和轻馏分焦油洗涤激冷区内的填料层下方还设有集液器，所述集液器与洗涤介质出口连接；所述重馏分焦油洗涤激冷区内的洗涤介质出口位于激冷塔塔底。

所述重馏分焦油洗涤激冷区和轻馏分焦油洗涤激冷区内的集液器与填料层之间的激冷塔内壁上设有环形的导流装置。

所述导流装置具有与激冷塔壁面呈40-50^o角向下倾斜的斜面。

所述轻馏分焦油洗涤激冷区内的集液器与激冷塔壁间隙处对应的壁面上设有粗煤气回流口，所述激冷塔顶部的粗煤气出口分别与粗煤气回流口和电捕焦油器连接。

所述重馏分焦油洗涤激冷区内的洗涤介质出口经泵、旋流分离器、冷却器分别与储罐和液体分布器连接。

所述激冷塔底部的粗煤气进口为对称设置的两个。

本申请中通过在激冷塔内设计三个粗煤气激冷洗涤区，根据相似相容原理分别捕获粗煤气中冷凝焦油及粉尘，粗煤气在重油洗涤激冷区中与重油直接接触降温，粗煤气中的粉尘和冷凝重油被重油捕获收集；经重油洗涤过的粗煤气上升至重馏分焦油洗涤激冷区与重馏分焦油直接接触降温，粗煤气中的重馏分焦油被冷凝捕获进入轻馏分焦油中；经重馏分焦油洗涤过的粗煤气最后上升至轻馏分焦油洗涤激冷区与轻馏分焦油直接接触降温，粗煤气中的轻馏分焦油被冷凝捕获进入轻馏分焦油中；配合控制不同洗涤激冷区中粗煤气与洗涤用焦油的接触温度，使冷凝焦油被分级捕获后抽出，捕获焦油杂质少，组成比较单一，不仅方便后续工序分级利用，同时也提高了循环焦油洗涤效率，少部分送入相应煤焦油储罐作为焦油副产品，大部分经循环送至冷却器冷却后再送入激冷塔中循环使用。

针对煤焦油粘度大，含渣较多的特点，所述液体分布器优选采用槽式溢流型液体分布器，运行稳定，操作弹性大。

针对煤焦油粘度大，含渣较多，运行负荷高的特点，填料层优选格里奇栅格填料，运行稳定，能够克服焦油及灰渣对填料层造成的堵塞。

所述流导装置具有斜45^o角的斜面，一方面可以改善液体的壁流效应，为由壁面流下的冷凝的焦油导向，使其能沿斜面顺利的落入同一区内的收集器中，而不是沿收集器与激冷塔壁面的间隙落入激冷塔底，保证不同成分焦油的分级回收；另一方面这种斜面可对由收集器与壁面间隙上升的粗煤气具有流场的湍动作用，使粗气更好的均匀分布入填层中，增加粗煤气与洗涤焦油的接触。

所述激冷塔底部的粗煤气进口优选为两个，采用对称布置的方式，塔底两口对喷的方式进入，可使流场湍动现象强烈，气体分布均匀，增大了粗煤气与重油的接触面积。

进一步的，通过在轻馏分焦油洗涤激冷区内的集液器与激冷塔壁间隙处对应的壁面上设粗煤气回流口，使由粗煤气出口排出的经洗涤的粗煤气小部分由且煤气回流口喷入轻馏分焦油洗涤激冷区内，一方面可通过控制出塔粗煤气的回流量以调节粗煤气出激冷塔的温度（优选高于露点温度5~8^oC），另一方面，粗煤气回流口的设计位置可实现回流的粗煤气对轻馏分焦油洗涤激冷区内上升的粗煤气的湍流作用，进一步使粗煤气在轻馏分焦油洗涤激冷区（特别是填料层）内均匀分，提高洗涤激冷效果。

有益效果：

（1）本新型采用一塔流程，利用煤焦油代替水、氨等对粗煤气进行洗涤，分级捕获焦油，操作成本低，利用率高、副产品经济价值高；由于相似相容原理对冷凝焦油捕集效果好，洗涤后粗煤气再经电捕焦油器二次捕集，有效清除粗煤气中焦油，且二次捕集焦油成分较单一，后续工序利用简单，不产生废水，降低了焦油利用过程中的除水、除盐工序及废水处理操作成本；可广泛应用于低温炼焦过程及煤气化领域粗煤气净化，与现有粗煤气除煤焦油激冷塔装置相比，在节水、节能、降低投资和生产成本等方面有着突出的优势。

（2）本新型可实现对对冷凝焦油的分级捕获，每个洗涤激冷区中的焦油成分较单一，根据塔内温度分布，冷却后焦油分别单独循环至塔内对应的洗涤激冷区，对冷凝焦油捕获效率高；塔底循环重油除渣冷却后含渣少，对重油及粉尘捕获效率同样较高；

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

图2为导流装置9的局部放大图。

其中：1-粗煤气进口、2-液体分布器、3-填料层、4-导流装置、5-液体分布器、6-填料层、7-集液器、8-重馏分焦油出口、9-导流装置、9.1-斜面、10-液体分布器、11-填料层、12-轻馏分焦油出口、13-粗煤气出口、14-粗煤气回流入口、15-重油出口、16-电捕焦油器、17-轻质焦油储罐、18-轻馏分焦油储罐、19-重馏分焦油储罐、20-重油储罐、21-旋液分离器、22-冷却器、23-冷却器、24-冷却器、25-泵、26-泵、27-泵、28-重油洗涤激冷区、29-重馏分焦油洗涤激冷区、30-轻馏分焦油洗涤激冷区、31-激冷塔、32-集液器。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步解释说明：

参见图1及图2，激冷塔31下段对称设有两个粗煤气进口1、顶部设粗煤气出口13的，所述激冷塔1内由下至上设有三个洗涤激冷区，包括下段重油洗涤激冷区28、中段重馏分焦油洗涤激冷区29，上段轻馏分焦油洗涤激冷区30，重油洗涤激冷区28由下至上依设有重油出口15（位于激冷塔31塔底）、填层料3和液体分布器2，所述重油出口15经泵27、旋液分离器21、冷却器22分别与重油储罐20和液体分布器2连接；所述重馏分焦油洗涤激冷区29由下至上依设有与重馏分焦油出口8连接集液器7、激冷塔31壁面上的环形的导流装置、填层料6和液体分布器5，所述重馏分焦油出口8经泵26、冷却器23分别与重馏分焦油储罐19和液体分布器5连接；所述轻馏分焦油洗涤激冷区30由下至上依设有与轻馏分焦油出口12连接集液器32、激冷塔31壁面上的环形的导流装置9、填层料11和液体分布器10，所述轻馏分焦油出口12经泵25、冷却器24分别与轻馏分焦油储罐18和液体分布器10连接，所述集液器32与激冷塔31壁面间隙处对应的壁面上设有粗煤气回流口14，所述激冷塔31顶部的粗煤气出口13分别与粗煤气回流口14和电捕焦油器16连接，所述电捕焦油器16连接轻质焦油储罐17。

参见图2，所述环形的导流装置9（结构同导流装置4）具有与激冷塔31壁面呈40-50^o角向下倾斜的斜面9.1。

所述液体分布器为槽式溢流型液体分布器，所述填料层为格里奇栅格填料层。

工艺过程：

以低温炼焦过程产生的粗煤气为例，粗煤气（温度为350-370^oC，焦油含量为5 %，含尘量为3 %）从粗煤气以两相对喷的形式由粗煤气进口1进入激冷塔内的重油洗涤激冷区28，循环重油（为70^oC）经液体分布器2均匀分布于塔器截面后，与粗煤气在填料层3中接触面积达到最大，两者充分逆向接触换热并将粗煤气中的（又称煤尘）及冷凝重油捕获，与粗煤气洗涤换热后的得重油（温度约为300℃）下降由重油出口15经泵27抽出塔外，经旋液分离器21净化除去煤尘后再经冷却器22降温至70^oC部分回流入液体分布器2循环喷入重油洗涤激冷区28，余下部分送入重油储罐20（重油的回流量应保证循环需要量，余下部分则入重油储罐）；经重油洗涤降温后的粗煤气（温度为270℃）向上经导流装置4导流，使之均匀进入填料层6，在填料层6中与来自液体分布器5的重馏分焦油（70^oC）进一步逆向接触换热，粗煤气中重馏分焦油被冷凝捕获随重馏分焦油落入集液器7，随激冷塔31壁面流下的冷凝焦油也在导向装置4的作用下落入集液器7，然后经重馏分焦油出口8被泵26抽出塔外，抽出重馏份焦油经冷却器23冷却至70^oC后，在保证回流入液体分布器5用于参与洗涤粗煤气的循环用量之外，其余部分送入重馏分焦油储罐19作为重馏分焦油副产品；经重馏分焦油洗涤后的粗煤气（温度为170℃）继续向上经导流装置9导流，均匀分布于填料层11中，在填料层11中与来自液体分布器10的轻馏分焦油（70^oC）换热，粗煤气中轻馏分焦油被冷凝捕获随轻留分焦油流向集液器32，经轻馏分焦油出口12被泵25抽出塔外，抽出的轻馏分焦油经冷却器24冷却后，在保证回流入液体分布器10用于参与冷却粗煤气的循环用量之外，其余部分送入轻馏分焦油储罐18作为轻馏分焦油副产品；经轻馏分焦油洗涤后的粗煤气（温度为80℃）上升至塔顶经出口13被送出塔外（控制粗煤气出激冷塔的温度高于露点温度5~8^oC），小部分经粗煤气回流入口14回流入激冷塔，以起到调节粗煤气出激冷塔的温度和为进入轻馏分焦油洗涤激冷区30的粗煤气提供湍流效果的目的，其余大部分进入电捕焦油器16回收粗煤气中余下的轻质焦油，经电捕焦油器16处理后的粗煤气（粗煤气中焦油含量降至1ppm以下，含尘量降至4.0 mg/m³以下，温度为75℃）进入下一工序，收集的轻质焦油送入轻质焦油储罐17作为轻质焦油副产品。所述激冷塔31塔顶及集液器7、32可设温度传感器，根据温度变化控制进入激冷塔31循环的焦油量及塔顶回流煤气量，以保证粗煤气出塔温度高于露点及循环焦油对焦油的分级捕获。开车时的各段的煤焦油可先使用外购的煤焦油。

本文中所述重油是指冷凝温度大于270℃，主要成分为沥青、蒽等的油类；所述重馏分焦油是指冷凝温度为170~270℃，主要成分为萘类有机物的油类；所述轻馏分焦油是指冷凝温度为80~170℃，主要成分为苯及其同系物、酚类有机物等的油类；所述轻质焦油是指冷凝温度小于80℃的油类。

Claims

1.一种含焦油粗煤气除焦油激冷装置，包括设有粗煤气进口和粗煤气出口的激冷塔，其特征在于，所述激冷塔内设有至少三个洗涤激冷区，下段为重油洗涤激冷区、中段为重馏分焦油洗涤激冷区，上段为轻馏分焦油洗涤激冷区，每个洗涤激冷区内由下至上均设有洗涤介质出口、填层料和液体分布器，所述洗涤介质出口经泵、冷却器分别与储罐和液体分布器连通；其中，重馏分焦油洗涤激冷区和轻馏分焦油洗涤激冷区内的填料层下方还设有集液器，所述集液器与洗涤介质出口连接；所述重馏分焦油洗涤激冷区内的洗涤介质出口位于激冷塔塔底。

2.如权利要求1所述的含焦油粗煤气除焦油激冷装置，其特征在于，所述重馏分焦油洗涤激冷区和轻馏分焦油洗涤激冷区内的集液器与填料层之间的激冷塔内壁上设有环形的导流装置。

3.如权利要求2所述的含焦油粗煤气除焦油激冷装置，其特征在于，所述导流装置具有与激冷塔壁面呈40-50o角向下倾斜的斜面。

4.如权利要求1所述的含焦油粗煤气除焦油激冷装置，其特征在于，所述轻馏分焦油洗涤激冷区内的集液器与激冷塔壁间隙处对应的壁面上设有粗煤气回流口，所述激冷塔顶部的粗煤气出口分别与粗煤气回流口和电捕焦油器连接。

5.如权利要求1所述的含焦油粗煤气除焦油激冷装置，其特征在于，所述重馏分焦油洗涤激冷区内的洗涤介质出口经泵、旋流分离器、冷却器分别与储罐和液体分布器连接。

6.如权利要求1-5任一项所述的含焦油粗煤气除焦油激冷装置，其特征在于，所述激冷塔底部的粗煤气进口为对称设置的两个。