專利名稱：一種熱解煤氣除塵冷卻及焦油回收工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種煤氣凈化工藝，尤其涉及一種熱解煤氣除塵冷卻及焦油回收工藝。
背景技術(shù)：
富含揮發(fā)分的煤炭經(jīng)熱解產(chǎn)生的熱解煤氣通過冷卻分離可以獲得煤氣和焦油，煤氣和焦油通過進一步的深加工可以獲得高品質(zhì)的燃料和化工產(chǎn)品，熱解所產(chǎn)生的半焦可用于燃燒或氣化，從而實現(xiàn)煤炭的分級分質(zhì)利用。煤 炭熱解技術(shù)在提高煤炭利用價值的同時減少燃煤造成的環(huán)境污染，適用于我國大量的煙煤和褐煤資源，具有廣闊的應(yīng)用前景。煤熱解工藝所產(chǎn)生的熱解煤氣的除塵、余熱利用及焦油回收技術(shù)是該類工藝技術(shù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。目前的熱解煤氣除塵冷卻及焦油回收主要是采用大量噴水或噴氨水直接快速急冷除塵及電捕焦油相結(jié)合的工藝，該工藝雖然能夠?qū)峤饷簹饫鋮s到適當(dāng)溫度，并且可以洗去煤氣中大部分的灰塵，但是除塵效率較低，在焦油冷凝時所析出的焦油與大量的灰塵顆?；祀s在一起，導(dǎo)致回收的焦油固體顆粒含量較高，高固體顆粒含量的焦油一方面影響了焦油的品質(zhì)，增加了焦油進一步深加工的難度，降低了焦油的利用價值，同時由于焦油中混入大量灰塵導(dǎo)致其流動性大大減弱，含灰焦油容易冷凝堆積在煤氣冷卻設(shè)備或管道內(nèi)，影響煤氣除塵及焦油回收效果，嚴(yán)重時會發(fā)生設(shè)備或管道的堵塞問題。與此同時，傳統(tǒng)的熱解煤氣除塵冷卻及焦油回收工藝由于工藝和設(shè)備的限制，熱解煤氣的余熱基本沒有被回收利用，熱解煤氣所含的大量顯熱被浪費，影響了各種煤熱解工藝的熱效率。公開號為CN102492490A的專利文獻公開了一種煤氣凈化工藝及裝置，其技術(shù)方案將原料煤在干燥器中進行預(yù)干燥，然后送入高溫?zé)峤鉅t熱解，熱解產(chǎn)生的粗煤氣送入高溫旋風(fēng)分離器除去大顆?；覊m，除去大顆?；覊m后的粗煤氣再經(jīng)過高溫過濾器進一步除塵，除塵后的煤氣再經(jīng)廢熱鍋爐回收余熱，換熱至300 350°C的煤氣進急冷塔與40 80 V的煤焦油液逆流接觸進行洗滌、冷卻，煤氣中含有的煤焦油進入煤焦油液中由塔底排出，潔凈煤氣送氣柜。該工藝采用了 2級除塵設(shè)備，雖然保證了除塵效果，但工藝復(fù)雜，增加了處理成本，且300 350°C的煤氣直接進急冷塔冷卻，沒有回收該冷卻過程中的余熱。該工藝對焦油和水的回收是通過在煤氣急冷塔中與煤焦油液的逆流洗滌來實現(xiàn)，該回收工藝比較復(fù)雜，同時難以回收低冷凝點的部分輕油。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種熱解煤氣除塵冷卻及焦油回收工藝，該工藝除塵率高，余熱回收效果好，焦油回收純度及回收率高?！N熱解煤氣除塵冷卻及焦油回收工藝，所采用的裝置包括依次連接的過熱器、高溫除塵器、余熱回收鍋爐、間冷器和電捕焦油器，包括以下步驟(I)將熱解煤氣通入過熱器冷卻至400 700°C ；
(2)然后通入高溫除塵器進行除塵；(3)接著通入余熱回收鍋爐，冷卻至50 100°C，同時冷凝析出水和焦油；(4)再通入間冷器，冷卻至10 30°C，再次冷凝析出水和焦油；(5)最后通入電捕焦油器，回收攜帶的焦油霧和水霧。本發(fā)明工藝采用過熱器以過熱蒸汽為冷卻介質(zhì)將高溫煤氣冷卻到高溫電除塵器或高溫過濾式除塵器所要求的工作溫度，以保證高溫除塵器安全穩(wěn)定工作。所述除塵器和余熱回收鍋爐之間有事故急冷塔，事故急冷塔可在高溫除塵器停運期間通過噴水快速冷卻熱解煤氣并除去所含固體顆粒和部分焦油，從而保證后續(xù)設(shè)備的安 全運行，在正常運行時事故急冷塔則作為煤氣通道使用。所述水和焦油的混合物通入油水分離器進行分離，油水分離器可對冷凝下來的焦油和水進行進一步分離，提高回收焦油的純度。所述步驟(I)中，過熱器采用的冷卻介質(zhì)為300°C以上的蒸汽，可保證過熱器受熱面管壁溫度高于熱解煤氣所含焦油冷凝溫度，避免焦油在受熱面上凝結(jié)。所述高溫除塵器為電除塵器或過濾式除塵器，除塵器工作溫度為400°C以上，保證了除塵階段的高溫，避免除塵階段熱解煤氣中的焦油冷凝析出與灰塵一起排放。所述步驟(2)中，除塵器的除塵率為95%以上，保證了除塵器的除塵效果。所述余熱回收鍋爐設(shè)有蒸汽吹掃裝置，蒸汽吹掃裝置吹掃粘結(jié)在余熱回收鍋爐受熱面的焦油，避免焦油凝結(jié)，影響鍋爐運行。所述蒸汽吹掃裝置的吹掃蒸汽由余熱回收鍋爐的冷卻介質(zhì)汽化形成。所述余熱回收鍋爐和間冷器的冷卻介質(zhì)為水，通過水與熱解煤氣的熱交換作用，進一步冷凝析出煤氣中所含焦油和水，冷卻水可循環(huán)使用。所述步驟(I)中，熱解煤氣冷卻至450 600°C，達到了除塵器的工作溫度要求。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下有益效果(I)本發(fā)明采用高效的高溫電除塵器或過濾式除塵器，在焦油冷凝之前除去了煤氣中所含灰塵顆粒，避免了煤氣冷卻過程中冷凝析出的焦油與灰塵顆?；煸谝黄?，在提高焦油品質(zhì)的同時，避免了設(shè)備堵塞、焦油含塵量高的問題；(2)本工藝在高溫條件下除去煤氣中所含的固體顆粒后，除塵后的煤氣在煤氣余熱回收過程中同時實現(xiàn)焦油和水的冷凝回收，簡化了焦油回收工藝，而且可以將煤氣冷卻到100°C以下，從而有效回收高溫煤氣余熱，大幅度提高余熱回收效率。


圖1是本發(fā)明熱解煤氣除塵冷卻及焦油回收裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。其中1_熱解氣化爐，2-過熱器，3-高溫除塵器，4-事故急冷塔，5-余熱回收鍋爐，6-間冷器，7-電捕焦油器，8-煤氣風(fēng)機，9-水封槽，10-油水分離器，11-焦油池，12-輕油池，13-循環(huán)水池，14-水泵。
具體實施例方式如圖1所示，一種熱解煤氣除塵冷卻及焦油回收裝置，包括通過管道依次連通的過熱器2、高溫除塵器3、事故急冷塔4、余熱回收鍋爐5、間冷器6和電捕焦油器7。
過熱器2采用蛇形管式受熱面，蛇形管內(nèi)冷卻介質(zhì)是進口溫度在300°C以上的過熱蒸汽，熱解煤氣從蛇形管與外殼之間的間隙通過，與蛇形管管內(nèi)的水蒸汽發(fā)生熱交換，以實現(xiàn)降溫。高溫除塵器3的工作溫度在400 800 °C之間，它可以是電除塵器(FAA2*25M-32-30)或過濾式除塵器(ZGK10001)，其主要功能是將熱解煤氣中的粉塵去除，除塵率一般需達到95%以上。事故急冷塔4包括塔體、多個設(shè)于塔體內(nèi)與冷卻水管連通的噴頭，塔體底部通過管道連通水封槽9，事故急冷塔4可在高溫除塵設(shè)備停運時通過噴水快速冷卻熱解煤氣并除去所含固體顆粒和部分焦油，保證后續(xù)設(shè)備運行安全，在正常運行時僅作為煤氣通道。
余熱回收鍋爐5為蛇形管式換熱器，它包括外部的煤氣煙道以及煤氣煙道內(nèi)的蛇形管受熱面，熱解煤氣在余熱回收鍋爐5內(nèi)冷卻，在冷卻過程中同時析出焦油和水，并落入余熱回收鍋爐5下部的油水分離器10內(nèi)。為避免受熱面表面焦油粘結(jié)，在受熱面區(qū)域還可以設(shè)置蒸汽吹掃裝置以吹掃粘附的焦油，蒸汽吹掃裝置的蒸汽可以來自余熱鍋爐出口的蒸汽。間冷器6同樣是一種換熱器，內(nèi)部設(shè)有換熱列管，換熱列管與外部的水泵14和循環(huán)水池13連通。間冷器底部通過管道與油水分離器10連通，使熱解煤氣在較低溫度下再次冷凝析出的焦油和水流入油水分離器10中。油水分離器10還連通焦油池11，將分離的焦油送入焦油池11中。電捕焦油器7主要用于捕捉熱解煤氣攜帶的焦油霧和水霧，提高熱解煤氣的凈化效果，其下方設(shè)有與焦油池11連通的輕油池12。電捕焦油器7為市售產(chǎn)品，如ClOO電氣濾清器。上述裝置的工作原理如下從熱解氣化爐I輸出的熱解煤氣溫度一般在800°C以下，為了滿足高溫除塵器3的工作要求，熱解煤氣首先通過過熱器2與蛇形管受熱面內(nèi)水蒸汽發(fā)生熱交換，降溫至400 700°C。降溫后的熱解煤氣通入高溫除塵器3進行除塵，除去絕大部分粉塵。除塵后的熱解煤氣再通入余熱回收鍋爐5進一步冷卻至50 100°C，析出大部分焦油和水，并送入油水分離器10進行分離。接著將熱解煤氣通入間冷器6，冷卻至10 30°C，進一步冷凝析出水和焦油，析出的水和焦油同樣進入油水分離器10進一步分離；最后將煤氣通入電捕焦油器7，回收所攜帶的焦油霧和水霧，并送入輕油池12。裝置尾部設(shè)有煤氣風(fēng)機8，將熱解煤氣送至下游工藝。實施例1熱解氣化爐I所產(chǎn)生的熱解煤氣經(jīng)分析溫度為600°C左右、含塵量為10g/Nm3、水蒸汽含量為25%、焦油含量為108g/Nm3 ;熱解煤氣先進入過熱器2被冷卻到500°C左右；再通過高溫電除塵器3除塵，其除塵率達到98% ;然后通過余熱回收鍋爐5回收余熱，煤氣經(jīng)余熱回收鍋爐5被冷卻至60°C左右，余熱回效率為88%，同時冷凝析出水和焦油；再將煤氣通入間冷器6，冷卻至25°C，再次冷凝析出水和焦油；最后將煤氣通入電捕焦油器7，回收攜帶的焦油霧和水霧；對工藝處理結(jié)束后的煤氣進行取樣分析，可知，采用該工藝處理熱解煤氣的除塵率為98%、總余熱回收率為90. 8%、焦油回收率為99. 5%，焦油含塵率O. 8%，煤氣凈化效果好。實施例2熱解氣化爐I所產(chǎn)生的熱解煤氣經(jīng)分析溫度為750°C左右、含塵量為8g/Nm3、水蒸汽含量為30%、焦油含量為90g/Nm3 ;熱解煤氣先進入過熱器2被冷卻到600°C左右；再通過高溫濾筒式除塵器3除塵，其除塵率達到99. 5% ;然后通過余熱回收鍋爐5回收余熱，煤氣經(jīng)余熱回收鍋爐5被冷卻至80°C左右，余熱回效率為87%，同時冷凝析出水和焦油；再將煤氣通入間冷器6，冷卻至15°C，再次冷凝析出水和焦油；最后將煤氣通入電捕焦油器7，回收其攜帶的焦油霧和水霧；對工藝處理結(jié)束后的煤氣進行取樣分析，可知，采用該工藝處理熱解煤氣的除塵率為99. 5%、總余熱回收率為89. 4%、焦油回收率為99. 8%，焦油含塵率O. 5%，煤氣凈化 效果好。
權(quán)利要求
1.一種熱解煤氣除塵冷卻及焦油回收工藝，所采用的裝置包括依次連接的過熱器、高溫除塵器、余熱回收鍋爐、間冷器和電捕焦油器，其特征在于，包括以下步驟(1)將熱解煤氣通入過熱器冷卻至400 700°C；(2)然后通入高溫除塵器進行除塵；(3)接著通入余熱回收鍋爐，冷卻至50 100°C，同時冷凝析出水和焦油；(4)再通入間冷器，冷卻至10 30°C，再次冷凝析出水和焦油；(5)最后通入電捕焦油器，回收攜帶的焦油霧和水霧。
2.如權(quán)利要求1所述的熱解煤氣除塵冷卻及焦油回收工藝，其特征在于，除塵器和余熱回收鍋爐之間有事故急冷塔。
3.如權(quán)利要求1所述的熱解煤氣除塵冷卻及焦油回收工藝，其特征在于，水和焦油的混合物通入油水分離器進行分離。
4.如權(quán)利要求1所述的熱解煤氣除塵冷卻及焦油回收工藝，其特征在于，步驟(I)中，過熱器采用的冷卻介質(zhì)為300°C以上的蒸汽。
5.如權(quán)利要求1所述的熱解煤氣除塵冷卻及焦油回收工藝，其特征在于，所述高溫除塵器為電除塵器或過濾式除塵器。
6.如權(quán)利要求1所述的熱解煤氣除塵冷卻及焦油回收工藝，其特征在于，步驟(2)中，除塵器的除塵率為95%以上。
7.如權(quán)利要求1所述的熱解煤氣除塵冷卻及焦油回收工藝，其特征在于，所述余熱回收鍋爐設(shè)有蒸汽吹掃裝置，蒸汽吹掃裝置吹掃粘結(jié)在余熱回收鍋爐受熱面的焦油。
8.如權(quán)利要求7所述的熱解煤氣除塵冷卻及焦油回收工藝，其特征在于，蒸汽吹掃裝置的吹掃蒸汽由余熱回收鍋爐的冷卻介質(zhì)汽化形成。
9.如權(quán)利要求1、7或8所述的熱解煤氣除塵冷卻及焦油回收工藝，其特征在于，余熱回收鍋爐和間冷器的冷卻介質(zhì)為水。
10.如權(quán)利要求1所述的熱解煤氣除塵冷卻及焦油回收工藝，其特征在于，步驟(I)中，熱解煤氣冷卻至450 600°C。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種熱解煤氣除塵冷卻及焦油回收工藝，該工藝所采用的裝置包括依次連接的過熱器、高溫除塵器、事故急冷塔、余熱回收鍋爐、間冷器和電捕焦油器，該工藝先將熱解煤氣通入過熱器冷卻至400～700℃，然后通入高溫除塵器進行除塵，接著通入余熱回收鍋爐，冷卻至50～100℃，同時冷凝析出水和焦油，再通入間冷器，冷卻至10～30℃，進一步冷凝析出水和焦油，最后通入電捕焦油器，回收攜帶的焦油霧和水霧。該工藝在焦油冷凝之前采用高效的高溫除塵設(shè)備除去了煤氣中所含灰塵顆粒，避免了煤氣冷卻過程中冷凝析出的焦油與灰塵顆?；煸谝黄?，在提高焦油品質(zhì)的同時，避免了設(shè)備堵塞、焦油含塵量高的問題。
文檔編號C10K1/04GK103013583SQ20121052787
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月5日
發(fā)明者王勤輝, 方夢祥, 駱仲泱, 程樂鳴, 施正倫, 余春江, 高翔, 周勁松, 倪明江, 岑可法 申請人:浙江大學(xué)