本發(fā)明屬于石油化工技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種脫除熱解氣中焦油的系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

城市垃圾等有機(jī)類廢棄物等進(jìn)行熱解產(chǎn)生的熱解氣中存在難以分解的焦油狀成分，且熱解氣中含有氯化氫等腐蝕性氣體。該焦油附著到熱解設(shè)備及后續(xù)配管和熱機(jī)器等中，將導(dǎo)致熱機(jī)器等的功能降低或者發(fā)生堵塞而不能使用。

焦油去除方法主要包括焦油冷凝脫除及焦油高溫裂解。

焦油冷凝脫除方法主要包括間接冷卻和直接冷卻兩種方法。間接冷卻回收焦油主要是指以水或空氣作為冷卻介質(zhì)與所述熱解氣進(jìn)行間接接觸以將熱解氣中的焦油冷凝回收，而直接冷卻回收焦油主要是指以水作為冷凝介質(zhì)與所述熱解氣進(jìn)行直接接觸以將熱解氣中的焦油冷凝回收。

采用間接冷卻法能夠較為有效地回收熱解氣中的焦油，但是采用間接冷卻法從熱解氣中回收焦油時(shí)，存在冷卻設(shè)備大、容易堵塞、熱量難以回收利用等問(wèn)題。采用直接冷卻法可以解決上述一些問(wèn)題，但是采用水洗法從熱解氣中回收焦油時(shí)，存在水循環(huán)量大、油水分離設(shè)備大、易產(chǎn)生大量廢水、熱量難以回收利用的缺陷。如現(xiàn)有技術(shù)公開了一種含煤焦油粗煤氣的除焦油工藝，該工藝首先將含煤焦油粗煤氣送入激冷塔與來(lái)自冷卻器的煤焦油逆流接觸進(jìn)行洗滌、冷卻，初步除焦冷卻后的粗煤氣由塔頂進(jìn)入電捕焦油器再次進(jìn)行煤焦油捕集后送入下游工序；激冷塔底的煤焦油經(jīng)循環(huán)泵送至冷卻器冷卻后再送入激冷塔循環(huán)使用。該法也存在上述問(wèn)題，如水循環(huán)量大、油水分離設(shè)備大、易產(chǎn)生大量廢水以及熱量難以回收利用等缺陷。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明旨在提供一種脫除熱解氣中焦油的系統(tǒng)及方法，以實(shí)現(xiàn)焦油冷凝脫除及顯熱回收雙重效果。

本發(fā)明提供的脫除熱解氣中焦油的系統(tǒng)，包括焦油脫除裝置，所述焦油脫除裝置包括陶瓷球蓄熱體、熱解氣進(jìn)口閥、滲濾液霧化進(jìn)口閥、滲濾液沖洗進(jìn)口閥、熱解氣出口閥和滲濾液出口閥；

所述陶瓷球蓄熱體設(shè)有熱解氣進(jìn)口、滲濾液霧化進(jìn)口、滲濾液沖洗進(jìn)口、熱解氣出口和滲濾液出口，所述陶瓷球蓄熱體內(nèi)填充有蓄熱式陶瓷球；

所述熱解氣進(jìn)口閥與所述陶瓷球蓄熱體的熱解氣進(jìn)口相連，所述滲濾液霧化進(jìn)口閥與所述陶瓷球蓄熱體的滲濾液霧化進(jìn)口相連，所述滲濾液沖洗進(jìn)口閥與所述陶瓷球蓄熱體的滲濾液沖洗進(jìn)口相連，所述熱解氣出口閥與所述陶瓷球蓄熱體的熱解氣出口相連，所述滲濾液出口閥與所述陶瓷球蓄熱體的滲濾液出口相連。

進(jìn)一步地，所述蓄熱式陶瓷球的直徑為20mm～80mm。

進(jìn)一步地，所述系統(tǒng)由多個(gè)所述焦油脫除裝置以并聯(lián)方式連接。

本發(fā)明提供的利用上述系統(tǒng)脫除熱解氣中焦油的方法，按照如下步驟循環(huán)工作：

脫焦油：將所述熱解氣進(jìn)口閥、所述熱解氣出口閥打開，并關(guān)閉所述滲濾液霧化進(jìn)口閥、所述滲濾液沖洗進(jìn)口閥和所述滲濾液出口閥；將400℃～800℃的熱解氣送入所述陶瓷球蓄熱體中，所述熱解氣與所述蓄熱式陶瓷球換熱，所述蓄熱式陶瓷球升溫至100℃～800℃，所述熱解氣降溫至100℃～200℃，所述熱解氣中的焦油冷凝在所述蓄熱式陶瓷球的表面，然后將脫除焦油的熱解氣從所述熱解氣出口閥排出；

清洗蓄熱式陶瓷球：1)打開所述滲濾液霧化進(jìn)口閥，并關(guān)閉所述熱解氣進(jìn)口閥；將10℃～40℃、霧化后的滲濾液噴入所述陶瓷球蓄熱體中，與所述蓄熱式陶瓷球換熱，所述霧化后的滲濾液被蒸發(fā)到150℃～400℃，沖刷所述蓄熱式陶瓷球，然后從所述熱解氣出口閥排出；

2)打開所述滲濾液沖洗進(jìn)口閥和所述滲濾液出口閥，并關(guān)閉所述滲濾液霧化進(jìn)口閥和所述熱解氣出口閥；將滲濾液噴入所述陶瓷球蓄熱體中，沖刷所述蓄熱式陶瓷球，然后從所述滲濾液出口閥排出。

進(jìn)一步地，當(dāng)系統(tǒng)包括多個(gè)所述焦油脫除裝置時(shí)，相鄰所述焦油脫除裝置在同一時(shí)間內(nèi)分別處于脫焦油步驟或清洗蓄熱式陶瓷球步驟。

進(jìn)一步地，脫焦油步驟或清洗蓄熱式陶瓷球步驟的工作時(shí)間為30秒～600秒。

進(jìn)一步地，所述滲濾液中含有naoh。

進(jìn)一步地，所述naoh的質(zhì)量百分含量為5％～11％。

進(jìn)一步地，將從所述滲濾液出口閥排出的滲濾液送入所述滲濾液沖洗進(jìn)口閥，使所述滲濾液循環(huán)使用。

進(jìn)一步地，所述蓄熱式陶瓷球的溫度降至10℃～60℃后，再將所述滲濾液從所述滲濾液出口閥排出。

本發(fā)明采用陶瓷球蓄熱體直接冷卻熱解氣，可實(shí)現(xiàn)焦油冷凝脫除及顯熱回收的雙重效果。

本發(fā)明所使用的設(shè)備簡(jiǎn)便，且焦油脫除裝置可以單線使用，或根據(jù)情況多個(gè)裝置并聯(lián)使用，每條線路可以分別處于不同步驟，能高效的處理熱解氣。

此外，按照本發(fā)明的方法處理熱解氣，可很快的將焦油脫除，并完成蓄熱式陶瓷球的清洗。

本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過(guò)本發(fā)明的實(shí)踐了解到。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例中的一種焦油脫除裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例中的一種陶瓷球蓄熱體的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為兩個(gè)圖1所示的焦油脫除裝置組成的并聯(lián)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本發(fā)明的熱解氣和蓄熱式陶瓷球之間的換熱狀態(tài)變化圖。

圖5中，a為本發(fā)明的蓄熱式陶瓷球和霧化后的滲濾液之間的換熱狀態(tài)變化圖，b為蓄熱式陶瓷球和滲濾液之間的換熱狀態(tài)變化圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行更加詳細(xì)的說(shuō)明，以便能夠更好地理解本發(fā)明的方案以及其各個(gè)方面的優(yōu)點(diǎn)。然而，以下描述的具體實(shí)施方式和實(shí)施例僅是說(shuō)明的目的，而不是對(duì)本發(fā)明的限制。

本發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思為利用低溫的陶瓷球蓄熱體將熱解氣中的重焦油冷凝在陶瓷球蓄熱體內(nèi)部，達(dá)到脫除的目的。

本發(fā)明提供的脫除熱解氣中焦油的系統(tǒng)包括一個(gè)或多個(gè)焦油脫除裝置。如圖1所示，焦油脫除裝置包括陶瓷球蓄熱體1、熱解氣進(jìn)口閥2、滲濾液霧化進(jìn)口閥3、滲濾液沖洗進(jìn)口閥4、熱解氣出口閥5和滲濾液出口閥6。

本發(fā)明提供的焦油脫除裝置能實(shí)現(xiàn)焦油的脫除及蓄熱式陶瓷球的清洗。

本發(fā)明采用陶瓷球蓄熱體直接冷卻熱解氣，可實(shí)現(xiàn)焦油冷凝脫除及顯熱回收的雙重效果。

其中，陶瓷球蓄熱體1設(shè)有熱解氣進(jìn)口101、滲濾液沖洗進(jìn)口102、滲濾液霧化進(jìn)口103、熱解氣出口104和滲濾液出口105，陶瓷球蓄熱體1內(nèi)填充有蓄熱式陶瓷球106，如圖2所示。此外，圖2中，107為陶瓷球蓄熱體1的外殼。

熱解氣進(jìn)口閥2與陶瓷球蓄熱體1的熱解氣進(jìn)口101相連，滲濾液霧化進(jìn)口閥3與陶瓷球蓄熱體1的滲濾液霧化進(jìn)口103相連，滲濾液沖洗進(jìn)口閥4與陶瓷球蓄熱體1的滲濾液沖洗進(jìn)口102相連，熱解氣出口閥5與陶瓷球蓄熱體1的熱解氣出口104相連，滲濾液出口閥6與陶瓷球蓄熱體1的滲濾液出口105相連。

當(dāng)系統(tǒng)包括多個(gè)焦油脫除裝置時(shí)，所述系統(tǒng)由多個(gè)所述焦油脫除裝置以并聯(lián)方式連接，如圖3所示。

圖3所示的系統(tǒng)由兩個(gè)焦油脫除裝置并聯(lián)而成。其中，a為熱解氣進(jìn)口，b為滲濾液霧化進(jìn)口，c為滲濾液沖洗進(jìn)口，d為熱解氣出口，e為滲濾液出口。熱解氣進(jìn)口a與熱解氣進(jìn)口閥12、22相連，滲濾液霧化進(jìn)口b與霧化進(jìn)口閥13、23相連，滲濾液沖洗進(jìn)口c與滲濾液沖洗進(jìn)口閥14、24相連，熱解氣出口d與熱解氣出口閥15、25相連，滲濾液出口e與滲濾液出口閥16、26相連。熱解氣進(jìn)口閥12、霧化進(jìn)口閥13、滲濾液沖洗進(jìn)口閥14、熱解氣出口閥15、滲濾液出口閥16分別與陶瓷球蓄熱體11相連，熱解氣進(jìn)口閥22、霧化進(jìn)口閥23、滲濾液沖洗進(jìn)口閥24、熱解氣出口閥25、滲濾液出口閥26分別與陶瓷球蓄熱體21相連。

本發(fā)明中，陶瓷球蓄熱體1采用蓄熱式陶瓷球106進(jìn)行蓄熱。蓄熱式陶瓷球106的直徑過(guò)大，蓄熱和放熱慢；若直徑過(guò)小，陶瓷球蓄熱體1中的蓄熱式陶瓷球106之間的間隙小，不利于氣體流動(dòng)。在本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施例中，蓄熱式陶瓷球106的直徑為20mm～80mm。

本發(fā)明提供的利用上述系統(tǒng)脫除熱解氣中焦油的方法，包括脫焦油步驟和清洗蓄熱式陶瓷球106步驟，兩個(gè)步驟循環(huán)工作。以下參照?qǐng)D1、圖2、圖4和圖5對(duì)該方法進(jìn)行詳述。

脫焦油步驟具體為：

將熱解氣進(jìn)口閥2、熱解氣出口閥5打開，并關(guān)閉滲濾液霧化進(jìn)口閥3、滲濾液沖洗進(jìn)口閥4和滲濾液出口閥6；將400℃～800℃的熱解氣送入陶瓷球蓄熱體1中，熱解氣與蓄熱式陶瓷球106換熱，蓄熱式陶瓷球106升溫至100℃～800℃，熱解氣降溫至100℃～200℃，熱解氣中的焦油冷凝在蓄熱式陶瓷球106的表面，然后將脫除焦油的熱解氣從熱解氣出口閥5排出。

熱解氣和蓄熱式陶瓷球106之間的換熱狀態(tài)變化如圖4所示。當(dāng)蓄熱式陶瓷球106的起始溫度為10℃～60℃時(shí)，其能有效的吸收熱解氣的熱量，從而能使熱解氣中的焦油盡可能多的冷凝在蓄熱式陶瓷球106的表面。需要說(shuō)明的是蓄熱式陶瓷球106的起始溫度不需限定為10℃～60℃，蓄熱式陶瓷球106的溫度只要低于熱解氣的溫度，能將熱解氣從400℃～800℃降溫至100℃～200℃即可。

焦油脫除后，需對(duì)蓄熱式陶瓷球106進(jìn)行清洗，清洗蓄熱式陶瓷球106步驟包括以下兩步：

1)打開滲濾液霧化進(jìn)口閥3，并關(guān)閉熱解氣進(jìn)口閥2；將10℃～40℃、霧化后的滲濾液噴入陶瓷球蓄熱體1中，與蓄熱式陶瓷球106換熱，霧化后的滲濾液被蒸發(fā)到150℃～400℃，沖刷蓄熱式陶瓷球106，然后從熱解氣出口閥5排出。

蓄熱式陶瓷球106和霧化后的滲濾液之間的換熱狀態(tài)變化如圖5a所示。蓄熱式陶瓷球106與霧化后的滲濾液換熱后，其結(jié)束溫度為10℃～300℃。

2)打開滲濾液沖洗進(jìn)口閥4和滲濾液出口閥6，并關(guān)閉滲濾液霧化進(jìn)口閥3和熱解氣出口閥5；將滲濾液噴入陶瓷球蓄熱體1中，沖刷蓄熱式陶瓷球106，然后從滲濾液出口閥6排出。

蓄熱式陶瓷球106和滲濾液之間的換熱狀態(tài)變化如圖5b所示。在本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施例中，步驟2)使用的滲濾液的溫度為10℃～40℃，與步驟1)的溫度相同，方便前期操作(即不用配制不同溫度的滲濾液，減少操作)。需要說(shuō)明的是，步驟2)使用的滲濾液的溫度并不限定為10℃～40℃，只要能沖洗干凈蓄熱式陶瓷球106即可，但若滲濾液的溫度低于此時(shí)蓄熱式陶瓷球106的溫度(10℃～300℃)，不僅沖洗的效果好，而且能有效的降低蓄熱式陶瓷球106的溫度。

在本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施例中，當(dāng)系統(tǒng)包括多個(gè)焦油脫除裝置時(shí)，相鄰的焦油脫除裝置在同一時(shí)間內(nèi)分別處于脫焦油步驟或清洗蓄熱式陶瓷球106步驟，這樣有助于高效的處理熱解氣。以圖3為例，當(dāng)陶瓷球蓄熱體11、熱解氣進(jìn)口閥12、霧化進(jìn)口閥13、滲濾液沖洗進(jìn)口閥14、熱解氣出口閥15和滲濾液出口閥16組成的焦油脫除裝置處于脫焦油步驟時(shí)，陶瓷球蓄熱體21、熱解氣進(jìn)口閥22、霧化進(jìn)口閥23、滲濾液沖洗進(jìn)口閥24、熱解氣出口閥25和滲濾液出口閥26組成的焦油脫除裝置處于清洗蓄熱式陶瓷球106步驟，反之亦然。當(dāng)然，當(dāng)系統(tǒng)包括多個(gè)焦油脫除裝置時(shí)，相鄰的焦油脫除裝置在同一時(shí)間內(nèi)也可同時(shí)處于脫焦油步驟或清洗蓄熱式陶瓷球106步驟。

上述每個(gè)步驟所用的時(shí)間越長(zhǎng)，焦油脫除和蓄熱式陶瓷球106的清洗進(jìn)行得越徹底，但成本越高。在本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施例中，脫焦油步驟或清洗蓄熱式陶瓷球106步驟的工作時(shí)間為30秒～600秒。也就是說(shuō)，每隔30秒～600秒就可以將兩個(gè)步驟進(jìn)行調(diào)換。

在本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施例中，可往步驟2)所用的滲濾液中加入naoh，不僅能更好的清洗焦油，而且也能使?jié)B濾液循環(huán)使用，即可將從滲濾液出口閥6排出的滲濾液送入滲濾液沖洗進(jìn)口閥4，使?jié)B濾液循環(huán)使用。在本發(fā)明更優(yōu)選的實(shí)施例中，滲濾液中naoh的質(zhì)量百分含量為5％～11％。naoh的添加物優(yōu)選片堿，其好添加，且價(jià)格便宜。

按照上述方法處理熱解氣，可很快的將焦油脫除，并完成蓄熱式陶瓷球106的清洗。

下面參考具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說(shuō)明。下述實(shí)施例中所取工藝條件數(shù)值均為示例性的，其可取數(shù)值范圍如前述發(fā)明內(nèi)容中所示，對(duì)于未特別注明的工藝參數(shù)，可參照常規(guī)技術(shù)進(jìn)行。下述實(shí)施例所用的檢測(cè)方法均為本行業(yè)常規(guī)的檢測(cè)方法。

實(shí)施例1

本實(shí)施例采用圖1所示的焦油脫除裝置和圖2所示的陶瓷球蓄熱體脫除熱解氣中焦油，具體步驟如下：

脫焦油：

將熱解氣進(jìn)口閥2、熱解氣出口閥5打開，并關(guān)閉滲濾液霧化進(jìn)口閥3、滲濾液沖洗進(jìn)口閥4和滲濾液出口閥6；將400℃～700℃的熱解氣送入陶瓷球蓄熱體1中，熱解氣與蓄熱式陶瓷球106換熱，蓄熱式陶瓷球106從20℃～50℃升溫至100℃～600℃，熱解氣降溫至100℃～200℃，熱解氣中的焦油冷凝在蓄熱式陶瓷球106的表面，然后將脫除焦油的熱解氣從熱解氣出口閥5排出。

清洗蓄熱式陶瓷球106：

11)打開滲濾液霧化進(jìn)口閥3，并關(guān)閉熱解氣進(jìn)口閥2；將10℃～40℃、霧化后的滲濾液噴入陶瓷球蓄熱體1中，與蓄熱式陶瓷球106換熱，霧化后的滲濾液被蒸發(fā)到150℃～400℃，沖刷蓄熱式陶瓷球106，然后從熱解氣出口閥5排出。蓄熱式陶瓷球106從100℃～600℃降溫至50℃～300℃。

12)打開滲濾液沖洗進(jìn)口閥4和滲濾液出口閥6，并關(guān)閉滲濾液霧化進(jìn)口閥3和熱解氣出口閥5；將10℃～40℃的滲濾液噴入陶瓷球蓄熱體1中，沖刷蓄熱式陶瓷球106，然后從滲濾液出口閥6排出。蓄熱式陶瓷球106從50℃～300℃降溫至20℃～50℃。

脫焦油步驟和清洗蓄熱式陶瓷球106步驟循環(huán)進(jìn)行，每個(gè)步驟的工作時(shí)間為60秒。

實(shí)施例2

本實(shí)施例采用圖1所示的焦油脫除裝置和圖2所示的陶瓷球蓄熱體脫除熱解氣中焦油，具體步驟如下：

脫焦油：

將熱解氣進(jìn)口閥2、熱解氣出口閥5打開，并關(guān)閉滲濾液霧化進(jìn)口閥3、滲濾液沖洗進(jìn)口閥4和滲濾液出口閥6；將600℃～800℃的熱解氣送入陶瓷球蓄熱體1中，熱解氣與蓄熱式陶瓷球106換熱，蓄熱式陶瓷球106從40℃～60℃升溫至300℃～700℃，熱解氣降溫至100℃～150℃，熱解氣中的焦油冷凝在蓄熱式陶瓷球106的表面，然后將脫除焦油的熱解氣從熱解氣出口閥5排出。

清洗蓄熱式陶瓷球106：

21)打開滲濾液霧化進(jìn)口閥3，并關(guān)閉熱解氣進(jìn)口閥2；將20℃～30℃、霧化后的滲濾液噴入陶瓷球蓄熱體1中，與蓄熱式陶瓷球106換熱，霧化后的滲濾液被蒸發(fā)到150℃～300℃，沖刷蓄熱式陶瓷球106，然后從熱解氣出口閥5排出。蓄熱式陶瓷球106從300℃～700℃降溫至100℃～200℃。

22)打開滲濾液沖洗進(jìn)口閥4和滲濾液出口閥6，并關(guān)閉滲濾液霧化進(jìn)口閥3和熱解氣出口閥5；將20℃～30℃的滲濾液噴入陶瓷球蓄熱體1中，沖刷蓄熱式陶瓷球106，然后從滲濾液出口閥6排出。蓄熱式陶瓷球106從100℃～200℃降溫至10℃～40℃。其中，所用的滲濾液中加入了質(zhì)量百分含量為11％的naoh，滲濾液循環(huán)使用，從滲濾液出口閥6排出的滲濾液送入滲濾液沖洗進(jìn)口閥4。當(dāng)滲濾液中naoh的質(zhì)量百分含量為小于5％時(shí)，補(bǔ)加片堿，使naoh的質(zhì)量百分含量保持在5％～11％之間。

脫焦油步驟和清洗蓄熱式陶瓷球106步驟循環(huán)進(jìn)行，每個(gè)步驟的工作時(shí)間為90秒。

實(shí)施例3

本實(shí)施例采用圖3所示的系統(tǒng)脫除熱解氣中焦油，兩個(gè)焦油脫除裝置在同一時(shí)間內(nèi)分別處于脫焦油步驟和清洗蓄熱式陶瓷球106步驟，每個(gè)步驟的工作時(shí)間為40秒。其中，每個(gè)步驟的具體流程和工藝參數(shù)均與實(shí)施例1相同。

從上述實(shí)施例可知，本發(fā)明采用陶瓷球蓄熱體直接冷卻熱解氣，可實(shí)現(xiàn)焦油冷凝脫除及顯熱回收的雙重效果。

本發(fā)明所使用的設(shè)備簡(jiǎn)便，且焦油脫除裝置可以單線使用，或根據(jù)情況多個(gè)裝置并聯(lián)使用，每條線路可以分別處于不同步驟，能高效的處理熱解氣。

此外，按照本發(fā)明的方法處理熱解氣，可很快的將焦油脫除，并完成蓄熱式陶瓷球的清洗。

顯然，上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說(shuō)明本發(fā)明所作的舉例，而并非對(duì)實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在上述說(shuō)明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無(wú)需也無(wú)法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。而由此所引申出的顯而易見的變化或變動(dòng)仍處于本發(fā)明的保護(hù)范圍之中。