CN209872882U - 一种高效荒煤气冷却净化系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种高效荒煤气冷却净化系统，包括顺次连接的焦炉煤气集气管、粗滤器、精细过滤器、一级动力波逆喷塔、二级动力波逆喷塔、低温冷却单元、电捕焦油器、脱硫装置、风机和气柜，焦炉煤气集气管内的荒煤气温度为650℃~750℃，经冷却后由低温冷却单元排出的荒煤气的温度为22℃~30℃。对荒煤气首先进行颗粒物滤除，之后再采用高效可靠的冷却方法进行冷却，从而保证了收得焦油的纯净度，便于后续加工，也提高了工艺系统的收油率；由于大大减少了油渣的数量，因而也明显改善了现场作业环境，免除了后续油渣分离及处理的麻烦，简化了工艺系统的设备配置；将气态余热转化为液态回收，降低了工艺主线的运行故障率，也提高了工艺线的整体能效。

Description

一种高效荒煤气冷却净化系统

技术领域

本实用新型属于煤化工领域，具体涉及一种高效荒煤气冷却净化系统。

背景技术

在煤的中温、低温及高温热解过程中均会产生大量的含有焦油气及固体颗粒物的中温、高温荒煤气。为满足后续相关工艺环节的需要，必须对荒煤气进行冷却、净化，使其温度降至常温状态，并除去其中所含的固体颗粒物等杂质，同时分离回收煤焦油。

目前，现有的荒煤气冷却净化工艺系统，一般多是在中、高温荒煤气收集器的后面，采用氨水直接喷淋，使其冷却降温。这样就使得荒煤气中所含的固体颗粒物和冷凝下来的煤焦油混在一起，不仅增加了煤焦油和杂质的分离难度，降低了煤焦油的品质和收得率，而且还时常导致工艺管线及设备发生粘结及堵塞，严重影响着工艺线的安全长周期运行。同时，中、高温荒煤气所含的热量，在上述工艺过程中，也没有有效得以回收，由此也严重降低了整条工艺线的能效和技术性能。

申请号为“201310349111.1”，申请名称为“含灰和焦油高温煤气净化和焦油回收系统及其方法”，以及申请号为“201620034499.2”，申请名称为“焦炉荒煤气净化系统”的两项专利申请均提出了预先对荒煤气进行颗粒物滤除的方案，但后部采用的荒煤气冷却方法仍存在粘结堵塞及无法长周期安全运行的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种高效荒煤气冷却净化系统，以克服上述技术缺陷。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了高效荒煤气冷却净化系统，包括顺次连接的焦炉煤气集气管、粗滤器、金属纤维烧结滤芯精细过滤器、一级动力波逆喷塔、二级动力波逆喷塔、低温冷却单元、电捕焦油器、脱硫装置、风机和气柜，所述的焦炉煤气集气管内的荒煤气温度为650℃~750℃，经冷却后由低温冷却单元排出的荒煤气的温度为22℃~30℃。

另外，高效荒煤气冷却净化系统还包括冷却机和固体收集器，所述粗滤器的出口和所述金属纤维烧结滤芯精细过滤器的出口分别与冷却机的入口连通，冷却机的出口与固体收集器连通。

另外，高效荒煤气冷却净化系统还包括依次连接的余热回收单元、立式油水分离器、溴化锂吸收式制冷机和废水槽，所述一级动力波逆喷塔的出口与余热回收单元的入口连通，余热回收单元的出口与二级动力波逆喷塔的入口连通，二级动力波逆喷塔的出口、冷却液收集槽、一级动力波逆喷塔的入口依次通过管线连通；

所述低温冷却单元的出口和电捕焦油器的出口分别通过管线与立式油水分离器的入口连通，立式油水分离器的出口连接着焦油罐；

所述溴化锂吸收式制冷机的出口通过管线与低温冷却单元的入口连接。

另外，高效荒煤气冷却净化系统还包括脱氨反应器和脱苯反应器，所述脱硫装置的出口与脱氨反应器的入口连接，脱氨反应器的出口与脱苯反应器的入口连接，脱苯反应器的出口与风机入口连接。

优选地，所述粗滤器为高效旋风除尘器或者沉降箱。

优选地，所述低温冷却单元和余热回收单元均为间壁式换热器。

本实用新型的有益效果如下：本实用新型提供的高效荒煤气冷却净化系统对荒煤气首先进行颗粒物滤除，之后再采用高效可靠的冷却方法进行冷却，从而保证了收得焦油的纯净度，便于后续加工，也提高了工艺系统的收油率；由于大大减少了油渣的数量，因而也明显改善了现场作业环境，免除了后续油渣分离及处理的麻烦，简化了工艺系统的设备配置；将气态余热转化为液态回收，大大降低了工艺主线的运行故障率，也提高了工艺线的整体能效。

为让本实用新型的上述内容能更明显易懂，下文特举优选实施例，并结合附图，作详细说明如下。

附图说明

图1是高效荒煤气冷却净化系统的净化流程图。

附图标记说明：

1.焦炉煤气集气管；2.粗滤器；3.金属纤维烧结滤芯精细过滤器；4.一级动力波逆喷塔；5.二级动力波逆喷塔；6.低温冷却单元；7.电捕焦油器；8.脱硫装置；9.风机；10.气柜；11.冷却机；12.固体收集器；13.余热回收单元；14.立式油水分离器；15.溴化锂吸收式制冷机；16.废水槽；17.冷却液收集槽；18.焦油罐；19.脱氨反应器；20.脱苯反应器。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

需说明的是，在本实用新型中，图中的上、下、左、右即视为本说明书中所述的高效荒煤气冷却净化系统的上、下、左、右。

现参考附图介绍本实用新型的示例性实施方式，然而，本实用新型可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本实用新型，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本实用新型的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本实用新型的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。

除非另有说明，此处使用的术语（包括科技术语）对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。

实施例1：

本实用新型的第一实施方式涉及一种高效荒煤气冷却净化系统，如图1所示，包括顺次连接的焦炉煤气集气管1、粗滤器2、金属纤维烧结滤芯精细过滤器3、一级动力波逆喷塔4、二级动力波逆喷塔5、低温冷却单元6、电捕焦油器7、脱硫装置8、风机9和气柜10，所述的焦炉煤气集气管1内的荒煤气温度为650℃~750℃，经冷却后由低温冷却单元6排出的荒煤气的温度为22℃~30℃。

高效荒煤气冷却净化系统的工作过程如下：

参照图1，来自焦炉煤气集气管1的温度为650℃~750℃的荒煤气，先进入粗滤器2进行第一次颗粒物滤除（主要用于去除荒煤气中的大粒径固体颗粒物），然后进入金属纤维烧结滤芯精细过滤器3进行颗粒物的精过滤，过滤后排出的荒煤气的温度为700℃左右，固体颗粒物含量小于20mg/m³，之后再依次进入一级动力波逆喷塔4、二级动力波逆喷塔5，一级动力波逆喷塔4和二级动力波逆喷塔5的结构相同，均是利用轻质油或洗油作为冷却介质，借助高效喷嘴高速逆流喷向荒煤气，并在逆喷器内形成稳定的泡沫层，由此一级动力波逆喷塔4将煤气冷却到200℃~220℃，二级动力波逆喷塔5将荒煤气冷却到40℃~50℃，然后冷却后的荒煤气进入低温冷却单元6，被冷却至22℃~30℃（此时的温度与后期脱硫工艺所要求的煤气温度相匹配），由低温冷却单元6排出的荒煤气进入电捕焦油器7进一步脱除焦油气，然后荒煤气再进行脱硫，直至排出的煤气中的硫化氢含量符合相关规定，净化后的煤气经风机9加压送至气柜10备用。

需要说明的是，一级动力波逆喷塔4和二级动力波逆喷塔5均是采用的动力波逆喷冷却原理，其和脱硫装置8均是可以市购的现有结构，其具体的结构是成熟的现有技术，不作为本实施例的保护点，在此不作详细说明。脱硫装置8为采用PDS、AS或HPF等工艺方法的脱硫工艺系统，其脱硫反应器可采用塔式或超重力回转式反应器。

在本实施例中，对荒煤气首先进行颗粒物滤除，之后再采用高效可靠地冷却方法进行冷却，从而保证了所收焦油的纯净度，便于后续的加工，也提高了工艺系统的收油率；最重要的一点是，本实施例采用的先滤除颗粒物再进行冷却的方法，避免了粘结堵塞和系统无法长周期安全运行的问题。

实施例2：

在实施例1的基础上，本实施例中的高效荒煤气冷却净化系统还包括冷却机11和固体收集器12，所述粗滤器2的出口和所述金属纤维烧结滤芯精细过滤器3的出口分别与冷却机11的入口连通，冷却机11的出口与固体收集器12连通。

由粗滤器2和金属纤维烧结滤芯精细过滤器3脱除的颗粒飞灰，分别排至各自出口下方的料仓被统一收集，收集的颗粒飞灰经过冷却被输送至固体收集器12，之后可以根据规范要求或者其它需要输送至指定地点。

实施例3：

在实施例1或者实施例2的基础上，高效荒煤气冷却净化系统，还包括依次连接的余热回收单元13、立式油水分离器14、溴化锂吸收式制冷机15和废水槽16，所述一级动力波逆喷塔4的出口与余热回收单元13的入口连通，余热回收单元13的出口与二级动力波逆喷塔5的入口连通，二级动力波逆喷塔5的出口、冷却液收集槽17、一级动力波逆喷塔4的入口依次通过管线连通；

所述低温冷却单元6的出口和电捕焦油器7的出口分别通过管线与立式油水分离器14的入口连通，立式油水分离器14的出口连接着焦油罐18；

所述溴化锂吸收式制冷机15的出口通过管线与低温冷却单元6的入口连接。

作为优选，粗滤器2为高效旋风除尘器或者沉降箱；低温冷却单元6和余热回收单元13均为间壁式换热器。以上各结构均可以市购，是现有的成熟技术，其具体的结构不作为本实施例的保护对象，在此不作详细的说明。

参照图1，具体地说，由一级动力波逆喷塔4排出的冷却液温度在210℃左右，冷却液经管线排至余热回收单元13内，余热回收单元13产生0.7MPa、165℃的蒸汽供其他需热量的生产线使用，冷却液在余热回收单元13内冷却后，成为90℃~100℃的冷凝液，部分冷凝液进入二级动力波逆喷塔5作为冷却液，其余冷凝液导出至立式油水分离器14，由二级动力波逆喷塔5排出的冷却液温度为120℃~150℃，冷却液排至冷却液收集槽17内进行沉降，沉降出的轻质油再次泵入一级动力波逆喷塔4内作为冷却液，由此形成闭环循环利用。

由余热回收单元13收集的含有焦油和氨水（净化工艺过程中自身产生的）的混合液排放至立式油水分离器14，同时由低温冷却单元6和电捕焦油器7排出的冲洗液也进入立式油水分离器14内，立式油水分离器14对焦油和氨水进行分离，焦油泵入焦油罐18，乳化液提供给低温冷却单元6冲洗使用。被分离出的热氨水温度为75℃~90℃左右，被送至溴化锂吸收式制冷机15内制取16℃~20℃的制冷水，制取的制冷水提供给低温冷却单元6用于制取冷煤气。

实施例4：

在实施例3的基础上，高效荒煤气冷却净化系统还包括脱氨反应器19和脱苯反应器20，所述脱硫装置8的出口与脱氨反应器19的入口连接，脱氨反应器19的出口与脱苯反应器20的入口连接，脱苯反应器20的出口与风机9入口连接。

具体地说，由低温冷却单元6导出的煤气进入电捕焦油器7进一步脱除焦油气，然后煤气依次进行脱硫、脱氨及脱苯，使其出口煤气中硫化氢、氨及苯的含量符合相关要求。制冷后多余废水转至后部废水处理工段，经除油、脱酚脱氨、生化处理及深度处理后供工艺线不同环节回用。

值得一提的是，对低温热解煤气，其温度一般为500℃~650℃，且所含氨及苯十分少，因此一般无需脱氨及脱苯，若需脱氨脱苯，其它工艺流程和前述相同。

需要说明的是，低温冷却单元6采用的是制冷水对荒煤气进行深度冷却的间壁式换热器；余热回收单元13采用间壁式换热器，利用水吸收高温冷却液的余热，产生蒸汽供工艺系统使用，经冷却后的冷凝液，部分用作二级逆喷器的冷却介质，多余部分则排放至立式分离器；溴化锂吸收式制冷机15利用温度为75℃~90℃的废水制取16℃~20℃的制冷水，用作低温冷却器的冷却介质。脱氨反应器19与脱苯反应器20均是现有技术，可以市购，在此不作详细的说明。

综上所述，本实用新型提供的高效荒煤气冷却净化系统对荒煤气首先进行颗粒物滤除，之后再采用高效可靠的冷却方法进行冷却，从而保证了收得焦油的纯净度，便于后续加工，也提高了工艺系统的收油率；由于大大减少了油渣的数量，因而也明显改善了现场作业环境，免除了后续油渣分离及处理的麻烦，简化了工艺系统的设备配置；将气态余热转化为液态回收，大大降低了工艺主线的运行故障率，也提高了工艺线的整体能效。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本实用新型的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本实用新型的精神和范围。本实施例没有详细叙述的部件和结构属本行业的公知部件和常用结构或常用手段，这里不一一叙述。

Claims (6)

1.一种高效荒煤气冷却净化系统，其特征在于：包括顺次连接的焦炉煤气集气管（1）、粗滤器（2）、金属纤维烧结滤芯精细过滤器（3）、一级动力波逆喷塔（4）、二级动力波逆喷塔（5）、低温冷却单元（6）、电捕焦油器（7）、脱硫装置（8）、风机（9）和气柜（10），所述的焦炉煤气集气管（1）内的荒煤气温度为650℃~750℃，经冷却后由低温冷却单元（6）排出的荒煤气的温度为22℃~30℃。

2.如权利要求1所述的高效荒煤气冷却净化系统，其特征在于：还包括冷却机（11）和固体收集器（12），所述粗滤器（2）的出口和所述金属纤维烧结滤芯精细过滤器（3）的出口分别与冷却机（11）的入口连通，冷却机（11）的出口与固体收集器（12）连通。

3.如权利要求1或2所述的高效荒煤气冷却净化系统，其特征在于：还包括依次连接的余热回收单元（13）、立式油水分离器（14）、溴化锂吸收式制冷机（15）和废水槽（16），所述一级动力波逆喷塔（4）的出口与余热回收单元（13）的入口连通，余热回收单元（13）的出口与二级动力波逆喷塔（5）的入口连通，二级动力波逆喷塔（5）的出口、冷却液收集槽（17）、一级动力波逆喷塔（4）的入口依次通过管线连通；

所述低温冷却单元（6）的出口和电捕焦油器（7）的出口分别通过管线与立式油水分离器（14）的入口连通，立式油水分离器（14）的出口连接着焦油罐（18）；

所述溴化锂吸收式制冷机（15）的出口通过管线与低温冷却单元（6）的入口连接。

4.如权利要求3所述的高效荒煤气冷却净化系统，其特征在于：还包括脱氨反应器（19）和脱苯反应器（20），所述脱硫装置（8）的出口与脱氨反应器（19）的入口连接，脱氨反应器（19）的出口与脱苯反应器（20）的入口连接，脱苯反应器（20）的出口与风机（9）入口连接。

5.如权利要求1所述的高效荒煤气冷却净化系统，其特征在于：所述粗滤器（2）为高效旋风除尘器或者沉降箱。

6.如权利要求3所述的高效荒煤气冷却净化系统，其特征在于：所述低温冷却单元（6）和余热回收单元（13）均为间壁式换热器。