一种煤热解气焦油回收设备和方法

日期:2019-04-07 01:48:28

一种煤热解气焦油回收设备和方法
【专利摘要】本发明提供了一种煤热解气焦油回收设备和方法。所述煤热解气焦油回收设备包括焦油回收塔(1),热解气和冷焦油在其中接触换热;第一外循环管路(2),用于循环焦油回收塔(1)塔底的部分焦油,并增加焦油回收塔(1)塔底焦油流速;第二外循环管路(3),沿着第二外循环管线(3)中物料的流向,第二外循环管路(3)上依次设置有蒸汽发生器(31)和固液分离器(32),来自焦油回收塔(1)塔底的另一部分焦油通过蒸汽发生器(31)回收热量并通过固液分离器(32)分离出粉尘后作为冷焦油循环回到焦油回收塔(1)中与热解气接触换热。该煤热解气焦油回收设备不仅能够从煤热解气中有效回收焦油和能量,而且还能够减少甚至避免设备的堵塞。
【专利说明】一种煤热解气焦油回收设备和方法

【技术领域】
[0001]本发明涉及一种煤热解气焦油回收设备以及采用该煤热解气焦油回收设备进行焦油回收方法。

【背景技术】
[0002]碎煤热解过程粉尘量较大,热解气经高温除尘后,粉尘含尘量依然较高。目前,从热解气中回收焦油的方法主要包括间接冷却和直接冷却两种方法,直接冷却又包括水洗和油洗两种。其中,所述间接冷却回收焦油主要是指以水或空气作为冷却介质与所述热解气进行间接接触以将热解气中的焦油冷凝回收。而直接冷却回收焦油主要是指以水或洗油作为冷凝介质与所述热解气进行直接接触以将热解气中的焦油冷凝回收。
[0003]例如,CN103013583B中公开了一种热解煤气除尘冷却及焦油回收方法,其中所采用的装置包括依次连接的过热器、高温除尘器、余热回收锅炉、间冷器和电捕焦油器,该方法包括:(1)将热解煤气通入过热器冷却至400-700°C ;(2)通入高温除尘器进行除尘,所述高温除尘器为电除尘器或过滤式除尘器;(3)通入余热回收锅炉,冷却至50-100°C,同时冷凝析出水和焦油,所述余热回收锅炉设有蒸汽吹扫装置,蒸汽吹扫装置吹扫粘结在余热回收锅炉受热面的焦油,所述蒸汽吹扫装置的吹扫蒸汽由余热回收锅炉的冷却介质汽化形成;⑷通入间冷器,冷却至10-30°C,再次冷凝析出水和焦油;(5)通入电捕焦油器,回收携带的焦油雾和水雾。所述余热锅炉和间冷器的冷却介质均为水,所述过热器采用的冷却介质为300°C以上的蒸汽。
[0004]CN103409175A公开了一种含灰和焦油高温煤气净化和焦油回收方法,该方法包括以下步骤:(I)来自于煤热解工艺的含灰和焦油的高温粗煤气依次经高温旋风除尘器和高温电除尘器进行高温除灰,所述高温旋风除尘器煤气入口处的煤气速度为20-25m/s,煤气温度为500-700 °C,所述高温电除尘器中的空塔速度为0.5-lm/s,煤气温度为400-600 °C ;
(2)经除灰的粗煤气在余热锅炉中采用冷却水进行余热回收,产生低压蒸汽,冷却捕集的焦油流入底部的第一焦油罐,所述余热锅炉中煤气在管内流动,冷却水在管外产生低压蒸汽,冷却水温度为80-120°C,余热锅炉的煤气出口温度为100-150°C ; (3)余热锅炉冷却后粗煤气进入一级电捕焦油器进行焦油捕集,捕集的焦油进入底部的第二焦油罐;(4) 一级电捕焦油器输出粗煤气经间冷器利用冷却水进行冷却,捕集的焦油进入底部的第三焦油罐,所述间冷器中煤气在管内流动,冷却水在管外流动,冷却水温度为10-20°C,间冷器出口煤气温度为20-30°C,管内煤气流速为5-lOm/s,煤气停留时间为l-2s ;(5)冷却器出口煤气进入二级电捕轻油器,捕集的焦油进入底部的第四焦油罐,不含灰和焦油的净煤气经过煤气排送机排出。
[0005]尽管采用间接冷却法能够较为有效地回收热解气中的焦油,但是采用间接冷却法从热解气中回收焦油时,存在冷却设备大、容易堵塞、热量难以回收利用等问题。采用直接冷却法可以解决上述一些问题,但是采用水洗法从热解气中回收焦油时,存在水循环量大、油水分离设备大、易产生大量废水、热量难以回收利用的缺陷。而采用油洗法回收焦油的方法主要包括将高温热解气与低温洗油直接接触换热,使得热解气中的焦油冷凝沉降而得以回收,不需要大规模的油水分离设备,同时可以有效回收利用热解气中的热量。其中,所述洗油通常可以为焦油。然而,采用油洗法从热解气中回收焦油,当热解气中粉尘含量较高时非常容易发生焦油回收设备的堵塞。


【发明内容】

[0006]本发明的目的是为了克服采用现有的油洗法对煤热解气中的焦油进行回收时存在焦油回收设备容易堵塞的问题,而提供一种新的煤热解气焦油回收设备以及采用该煤热解气焦油回收设备进行焦油回收方法。
[0007]具体地,本发明提供的焦油回收设备包括:
[0008]焦油回收塔,热解气和冷焦油在其中接触换热,使得所述热解气中的焦油基本冷凝回收;
[0009]第一外循环管路,用于循环所述焦油回收塔塔底的部分焦油,并增加所述焦油回收塔塔底焦油流速;
[0010]第二外循环管路,沿着所述第二外循环管线中物料的流向,所述第二外循环管路上依次设置有蒸汽发生器和固液分离器,来自所述焦油回收塔塔底的另一部分焦油通过所述蒸汽发生器回收热量并通过所述固液分离器分离出粉尘后作为所述冷焦油循环回到所述焦油回收塔中与热解气接触换热。
[0011]本发明提供的煤热解气焦油回收方法包括将温度为450-600°C的热解气与温度为30-200°C的冷焦油在焦油回收塔中进行接触换热,使得所述热解气中的焦油冷凝回收,所述焦油回收塔塔底的部分焦油通过外循环管路循环流通,所述焦油回收塔塔底的另一部分焦油经热量回收并经固液分离分离出粉尘后作为所述冷焦油循环回到所述焦油回收塔中与所述热解气接触换热。
[0012]本发明通过采用冷焦油作为冷却介质以将所述热解气中的焦油冷凝回收,同时巧妙地在焦油回收塔上设置第一外循环管线和第二外循环管线,并在所述第二循环管线上沿着物流方向依次设置蒸汽发生器和固液分离器,这样一方面可以通过第一外循环管线促进焦油回收塔塔底物料的流动,提高焦油在焦油回收塔底部的流速,从而避免了热解气中残留的粉尘在焦油回收塔底部的沉积堵塞,另一方面不仅能够实现能量的回收,而且还能够分离出焦油中的粉尘,从而避免了循环焦油中粉尘过多而造成的堵塞。换句话说,本发明提供的煤热解气焦油回收设备和煤热解气焦油回收方法不仅能够有效地回收焦油,而且还能够有效解决煤热解气含尘量过高时造成的设备堵塞的问题。此外,本发明提供的煤热解气焦油回收设备和煤热解气焦油回收方法不需要大规模的油水分离装置,焦油能够循环利用,与水洗法相比,显著减少了废水的排放。
[0013]本发明的其它特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。

【专利附图】

【附图说明】
[0014]附图是用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与下面的【具体实施方式】一起用于解释本发明,但并不构成对本发明的限制。在附图中:
[0015]图1是本发明提供的煤热解气焦油回收设备的一种【具体实施方式】的示意图。
[0016]附图标记说明
[0017]1-焦油回收塔;2_第一外循环管路;3_第二外循环管路;31_蒸汽发生器;32_固液分离器;4_文丘里引射器;5_除尘器;6_冷却器;7_油水分离器;8_电捕焦油器。

【具体实施方式】
[0018]以下对本发明的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的【具体实施方式】仅用于说明和解释本发明,并不用于限制本发明。
[0019]如图1所示,本发明提供的煤热解气焦油回收设备包括:焦油回收塔1,热解气和冷焦油在其中接触换热,使得所述热解气中的焦油基本冷凝回收;第一外循环管路2,用于循环所述焦油回收塔I塔底的部分焦油,并增加所述焦油回收塔I塔底焦油流速;第二外循环管路3,沿着所述第二外循环管线3中物料的流向,所述第二外循环管路3上依次设置有蒸汽发生器31和固液分离器32,来自所述焦油回收塔I塔底的另一部分焦油通过所述蒸汽发生器31回收热量并通过所述固液分离器32分离出粉尘后作为所述冷焦油循环回到所述焦油回收塔I中与热解气接触换热。
[0020]所述煤热解气焦油回收设备通常还包括冷却器6、油水分离器7和电捕焦油器8,来自所述焦油回收塔I塔顶的经接触换热后的热解气在所述冷却器6中进行冷却,经冷却后的热解气在所述油水分离器7中分离成轻焦油、水和雾气,所述雾气在所述电捕焦油器8中去除油雾和水雾后得到煤气。被所述电捕焦油器8捕获下来的油雾和水雾则可以通过管路返回至所述油水分离器7中。优选地,所述焦油回收设备还包括轻焦油管路,用于将来自所述油水分离器7的至少部分轻焦油作为冷焦油返回至所述焦油回收塔I中与热解气接触换热。
[0021]所述焦油回收塔I的具体结构可以为本领域技术的常规选择,只要能够将所述热解气中的焦油冷凝回收即可。通常来说,所述焦油回收塔I可以为空塔,温度较高的热解气与温度较低的冷焦油在所述焦油回收塔I中接触换热之后,热解气中的焦油由于冷凝而沉降于所述焦油回收塔I的底部。优选地,所述焦油回收塔I包括上、下两段,上段装有填料,用于热解气与冷轻焦油的接触换热,并回收和分离焦油中的酚油馏分,所述冷轻焦油为从所述油水分离器7返回至所述焦油回收塔I中的轻焦油;下段为空塔,用于热解气和冷重焦油的接触换热以回收得到重焦油,并从热解气中除尘,所述冷重焦油为从所述蒸汽发生器(31)和/或所述固液分离器32返回至所述焦油回收塔I中的焦油。所述填料可以为现有各种能够实现焦油中的酚油馏分与其他馏分分离的填充材料,对此本领域技术人员公知,在此不作赘述。采用这种优选的焦油回收塔I进行焦油回收时,温度较高(450-600°C)的热解气与温度较低(150-200°C)的冷重焦油可以先在下段空塔中接触换热,热解气中的重焦油通过冷凝沉降于所述焦油回收塔的底部(塔底焦油的温度通常为250-300°C )。然后热解气继续与温度为30-45°C的冷轻焦油在焦油回收塔上段进行接触换热,热解气被冷却至90-100°C,回收和分离得到焦油中的酚油馏分(焦油中馏程为170-230°C的馏分)。相应地,所述焦油回收塔I还包括酚油出口,用于引出酚油馏分,所述酚油出口设置在所述焦油回收塔I上段的底部。此外,为了将所述酚油馏分顺利引出,在引出酚油馏分的管路上还设置有泵。
[0022]在本发明中,重焦油是指焦油中比水重的部分,其比重为1.0-1.2g/cm3o所述轻焦油是指焦油中比水轻的部分,其比重为0.8-1.0g/cm3。
[0023]所述焦油回收塔I包括热解气入口、冷重焦油入口和冷轻焦油入口,分别用于引入热解气、冷重焦油和冷轻焦油。所述热解气入口、冷重焦油和冷轻焦油入口的设置位置可以为本领域的常规选择,只要能够使得引入所述焦油回收塔I中的热解气与冷重焦油和冷轻焦油顺利接触换热,并将所述热解气中的焦油冷凝沉降即可。优选地,所述热解气入口设置在所述焦油回收塔I的底部;所述冷重焦油入口设置在所述焦油回收塔I的上、下两段的连接处,使得热解气和冷重焦油逆流接触换热;所述冷轻焦油入口设置在所述焦油回收塔I的顶部,使得热解气和冷轻焦油逆流接触换热,这样更有利于所述热解气中焦油的回收。
[0024]为了使得所述第二外循环管路3上的物料顺利流通,所述第二外循环管路3上还优选设置有循环泵,所述循环泵可以设置在所述第二外循环管路3的任意位置上,优选设置在连通焦油回收塔I与蒸汽发生器31的管路上。
[0025]此外,优选地,所述焦油回收设备还包括:第一管路,用于将通过所述蒸汽发生器31回收热量后的部分焦油作为所述冷焦油直接返回至所述焦油回收塔I中与热解气接触换热;和/或,第二管路,用于将通过所述固液分离器32分离出粉尘后的部分焦油作为产品外送。当采用该优选的设备进行焦油回收时,来自所述焦油回收塔I塔底的焦油通过所述蒸汽发生器31进行热量回收,经热量回收后的部分焦油循环作为冷却介质直接返回至焦油回收塔I中,而经热量回收后的剩余部分焦油则通过所述固液分离器32进行固液分离,得到的富含粉尘的油泥外排,而得到的液态焦油一部分返回至所述焦油回收塔I中,剩余部分则作为产品引出设备,这样不仅能够实现能量和焦油的回收,而且还能够有效避免设备的堵塞。
[0026]所述蒸汽发生器31可以为现有的各种能够利用焦油中的热能将水加热成热水或蒸汽的设备,其具体种类和结构为本领域技术人员公知。在所述第二外循环管路3上设置蒸汽发生器31,能够充分回收所述焦油中的热量,从而避免了热量的损失。
[0027]所述固液分离器32的种类可以为本领域的常规选择,只要能够将循环焦油中的粉尘去除即可,例如,可以为离心分离机、过滤器或者两者的组合。
[0028]此外,为了使得所述第一外循环管路2顺利实现物料的循环,所述第一外循环管路2上设置有强制循环泵。
[0029]根据本发明提供的焦油回收设备,优选地,所述焦油回收设备还包括设置在所述热解气入口处的文丘里引射器4,用于将所述热解气引入所述焦油回收塔I中,这样能够减小焦油回收塔I塔内的负压程度,降低热解气引风机能耗。所述文丘里引射器4的具体结构以及工作原理为本领域技术人员公知,在此不作赘述。此外,所述文丘里引射器4采用的工作介质优选为焦油。因此,相应地,如图1所示,所述焦油回收设备还优选包括焦油管路,用于将所述第一外循环管路2上的部分焦油引入所述文丘里引射器4中作为工作介质。
[0030]根据本发明提供的焦油回收设备,优选地,所述焦油回收设备还包括除尘器5,用于将待引入所述焦油回收塔I中的热解气中的部分粉尘去除。所述除尘器5的具体种类可以为本领域的常规选择,例如,可以为旋风分离器、颗粒床过滤器或者两者的组合。
[0031]本发明的主要改进之处在于增设了第一外循环管路2和第二外循环管路3、优选增设了第一管路和第二管路以及文丘里引射器4并优选对所述焦油回收塔I的内部结构进行了改进,而所述冷却器6、油水分离器7和电捕焦油器8的具体结构均可以与现有技术相同或相似,对此本领域技术人员公知,在此不作赘述。
[0032]本发明提供的煤热解气焦油回收方法包括将温度为450_600°C的热解气与温度为30-200°C的冷焦油在焦油回收塔中进行接触换热,使得所述热解气中的焦油基本冷凝回收,所述焦油回收塔塔底的部分焦油通过外循环管路循环流通,所述焦油回收塔塔底的另一部分焦油经热量回收并经固液分离分离出粉尘后作为所述冷焦油循环回到所述焦油回收塔中与所述热解气接触换热。
[0033]根据本发明提供的焦油回收方法,优选地,该方法还包括将热量回收后的部分焦油作为所述冷焦油直接返回至所述焦油回收塔中与所述热解气接触换热;和/或,将固液分离分离出粉尘后的部分焦油作为产品外送。此时,来自所述焦油回收塔塔底的焦油先进行热量回收,经热量回收后的部分焦油循环作为冷却介质直接返回至焦油回收塔中,而经热量回收后的剩余部分焦油则进行固液分离,得到的富含粉尘的油泥外排,而得到的液态焦油一部分返回至所述焦油回收塔中,剩余部分则作为产品引出设备,这样不仅能够实现能量和焦油的回收,而且还能够有效避免设备的堵塞。
[0034]本发明对所述热量回收的方式没有特别地限定,可以在现有的各种能够实现热量回收的设备中进行。根据本发明的一种【具体实施方式】,所述热量回收在蒸汽发生器中进行。如上所述,所述蒸汽发生器为能够利用焦油中的热能将水加热成热水或蒸汽的设备,其具体种类和结构为本领域技术人员公知,在此不作赘述。
[0035]根据本发明提供的焦油回收方法,优选地,以进行所述热量回收并返回至所述焦油回收塔中的焦油的总重量为基准,不经固液分离而直接返回至所述焦油回收塔的焦油的量为80-98% wt,经固液分离后再返回至所述焦油回收塔的焦油的量为2-20% wt ;更优选地,以进行所述热量回收并返回至所述焦油回收塔中的焦油的总重量为基准,不经固液分离而直接返回至所述焦油回收塔的焦油的量为85-95% wt,经固液分离后再返回至所述焦油回收塔的焦油的量为5-15% wt。本发明的发明人经过深入研宄后发现,将循环焦油进行上述分配不仅能够有效防止设备的堵塞,确保设备能够长时间顺利运行,而且还能够最大限度地降低设备投资和能耗,极具工业应用前景。
[0036]所述煤热解气焦油回收方法还可以包括将经接触换热后的热解气冷却至30-45?,并将经冷却后的热解气进行油水分离成轻焦油、水和雾气,然后将所述雾气中的油雾和水雾去除后得到煤气。此外,所述轻焦油可以作为产品外送,也可以作为冷焦油返回至焦油回收塔中与热解气接触换热。优选地,所述煤热解气焦油回收的方法还包括将至少部分所述轻焦油作为冷焦油返回至所述焦油回收塔中与热解气接触换热。
[0037]根据本发明的一种【具体实施方式】,所述焦油回收塔包括上、下两段,上段装有填料,下段为空塔。采用这种焦油回收塔进行焦油回收时,温度较高(450-600°C)的热解气与温度较低(150-200?)的冷重焦油可以先在下段空塔中接触换热,热解气中的焦油通过冷凝沉降于所述焦油回收塔的底部而得以回收(塔底焦油的温度通常为250-300°C),然后热解气继续与温度为30-45°C的冷轻焦油在焦油回收塔上段进行接触换热,热解气被冷却至90-100°C,回收和分离得到焦油中的酚油馏分(焦油中馏程为170-230°C的馏分)。优选地,所述冷重焦油为经热量回收之后直接返回至所述焦油回收塔中的焦油和/或经所述热量回收和固液分离之后返回至所述焦油回收塔中的焦油,所述冷轻焦油为经所述油水分离后返回至所述焦油回收塔中的轻焦油。
[0038]本发明对所述冷重焦油和冷轻焦油的用量没有特别地限定,其通常应该根据热解气的量进行选择,所述冷重焦油的用量以使得热解气中的焦油基本冷凝回收为准,所述冷轻焦油的用量以将焦油中的酚油馏分分离和回收为准,对此本领域技术人员均能知悉,在此不作赘述。
[0039]本发明对热解气与冷焦油之间的接触方式没有特别地限定,例如,可以将热解气通入冷焦油中,也可以将热解气和冷焦油并流接触,还可以将热解气与冷焦油逆流接触。优选地,所述接触换热的方式为逆流接触换热,这样更有利于所述热解气中焦油的回收。
[0040]本发明对所述热解气的来源没有特别地限定,可以为现有的各种需要回收焦油且含有一定含量粉尘的高温气体,优选为煤热解气经高温除尘后的气体,且经高温除尘后的热解气中粉尘的浓度为l_50g/m3。针对这种优选的热解气,后续固液分离的条件优选使得经固液分离后的焦油中粉尘的浓度小于1% wt。
[0041]根据本发明的一种【具体实施方式】,所述煤热解气焦油回收方法在图1所示的焦油回收设备中进行。如图1所示,煤热解气焦油回收设备包括焦油回收塔1、第一外循环管路
2、第二外循环管路3、第一管路、第二管路、文丘里引射器4、除尘器5、冷却器6、油水分离器7和电捕焦油器8。所述焦油回收塔I包括上、下两段,上段装有填料,下段为空塔。所述焦油回收塔I上设置有热解气入口、冷重焦油入口、冷轻焦油入口和酚油出口,所述热解气入口设置在所述焦油回收塔I的底部,所述冷重焦油入口设置在所述焦油回收塔I的上、下两段的连接处,所述冷轻焦油入口设置在所述焦油回收塔I的顶部,所述酚油出口设置在所述焦油回收塔I上段的底部。沿着所述第二外循环管线3中物料的流向,所述第二外循环管路3上依次设置有蒸汽发生器31和固液分离器32。在煤热解气焦油回收过程中,热解气在除尘器5中进行粉尘去除,经粉尘去除后的温度为450-600°C的热解气通过设置在所述热解气入口处的文丘里引射器4引入焦油回收塔I中,先与通过冷重焦油入口引入的温度为150-200°C的冷重焦油进行逆流接触换热,再与通过冷轻焦油入口引入的温度为30-45°C的冷轻焦油进行逆流接触换热,热解气被冷却至90-100°C,使得所述热解气中的焦油基本冷凝回收(塔底焦油的温度为250-300°C ),来自所述焦油回收塔I塔底的部分焦油通过所述第一外循环管路2循环流通(来自所述第一外循环管路2上的部分焦油引入所述文丘里引射器4中作为工作介质),来自所述焦油回收塔I塔底的另一部分焦油通过所述蒸汽发生器31进行热量回收,经热量回收后的焦油一部分直接从所述冷重焦油入口返回至所述焦油回收塔I中与热解气接触换热,而经热量回收后的剩余部分焦油通过所述固液分离器32进行固液分离,得到油泥和液体焦油,油泥外送,部分液体焦油作为冷重焦油从所述冷重焦油入口循环回到焦油回收塔中与热解气接触换热,而剩余部分液体焦油作为产品(重焦油)外送,从焦油回收塔I的上段底部的酚油出口抽出170-230°C的馏分,作为酚油产品;来自所述焦油回收塔I塔顶的经接触换热后的热解气在所述冷却器6中冷却至30-45°C,经冷却后的热解气在所述油水分离器7中分离成轻焦油、水和雾气,所述雾气在所述电捕焦油器8中去除油雾和水雾后得到煤气,部分轻焦油从冷轻焦油入口返回至所述焦油回收塔I中与热解气接触换热,另一部分轻焦油外送,被所述电捕焦油器8捕获下来的油雾和水雾则通过管路返回至所述油水分离器7中。
[0042]以下将通过实施例对本发明进行详细描述。
[0043]以下实施例和对比例中,起始步骤所采用的冷轻焦油购自神木新能源煤焦油商务有限公司,密度为0.97g/cm3;起始步骤所采用的冷重焦油购自神木新能源煤焦油商务有限公司,密度为1.05g/cm3。
[0044]以下实施例中,所述煤热解气焦油回收方法在图1所示的煤热解气焦油回收设备中进行。如图1所示,煤热解气焦油回收设备包括焦油回收塔1、第一外循环管路2、第二外循环管路3、第一管路、第二管路、文丘里引射器4、除尘器5、冷却器6、油水分离器7和电捕焦油器8。所述焦油回收塔I包括上、下两段,上段装有填料(其中,所述填料为格栅),下段为空塔。所述焦油回收塔I上设置有热解气入口、冷重焦油入口、冷轻焦油入口和酚油出口,所述热解气入口设置在所述焦油回收塔I的底部,所述冷重焦油入口设置在所述焦油回收塔I的上、下两段的连接处,所述冷轻焦油入口设置在所述焦油回收塔I的顶部,所述酚油出口设置在所述焦油回收塔I上段的底部。沿着所述第二外循环管线3中物料的流向,所述第二外循环管路3上依次设置有蒸汽发生器31和固液分离器32。
[0045]实施例1
[0046]该实施例用于说明本发明提供的煤热解气焦油回收设备和方法。
[0047]以年处理100万吨神东碎煤(<25mm)系统为例,年操作时间为8000小时,采用固体热载体热解方法对碎煤进行热解,热解温度为600°C,热解气流量约为82350m3/h。将热解气在除尘器5(旋风分离器)中进行粉尘去除,经旋风除尘后的热解气中粉尘浓度约为25g/m3、焦油含量为102g/m3。将除尘后的温度为550°C的热解气通过设置在所述热解气入口处的文丘里引射器4引入焦油回收塔I的底部,先与从冷重焦油入口引入的温度为180°C的冷重焦油逆流接触换热,再与从冷轻焦油入口引入的温度为40 °C的冷轻焦油逆流接触换热,热解气被冷却至95°C,热解气中的大部分焦油被冷却下来,塔底焦油的温度为270°C。从塔底出来的焦油,一部分(约600t/h)通过强制循环泵经由第一外循环管路2返回至焦油回收塔I的塔底(来自所述第一外循环管路2上的一部分焦油(200t/h)引入所述文丘里引射器4中作为工作介质);另一部分(约400t/h)经循环泵送入蒸汽发生器31中冷却至170°C以回收热量,然后大部分(约360t/h)直接从所述冷重焦油入口返回至焦油回收塔I中对热解气进行喷淋,另一部分(约40^1!,粉尘浓度约5.9%被)送入固液分离器32 (高速离心分离机)中进行固液分离,分离后的焦油中粉尘含量约为0.8% wt,经固液分离后的液体焦油大部分(约33.2t/h)从所述冷重焦油入口返回至焦油回收塔I中,剩余部分(约4.6t/h)作为焦油产品外送。同时,从焦油回收塔I的酚油出口抽出170-230°C的馏分,作为酚油产品。从焦油回收塔I塔顶出来的热解气在冷却器6中用循环水进一步冷却至40°C,然后送入油水分离器7中分离成轻焦油、水和雾气。大部分轻焦油从冷轻焦油入口返回至焦油回收塔I的塔顶并进而作为冷轻焦油与热解气接触换热,剩余部分作为产品外送。所述雾气经电捕焦油器8去除油雾和水雾后,得到煤气,其热值为5500kCal/Nm3。所述油雾和水雾返回至油水分离器7中。焦油回收量为8.0t/h,煤热解气焦油回收设备运行12个月后,焦油回收塔仍未被堵塞。
[0048]实施例2
[0049]该实施例用于说明本发明提供的煤热解气焦油回收设备和方法。
[0050]以年处理100万吨神东碎煤(<25mm)系统为例,年操作时间为8000小时,采用固体热载体热解方法对碎煤进行热解,热解温度为650°C,热解气流量约为85500m3/h。将热解气在除尘器5(旋风分离器)中进行粉尘去除,经旋风除尘后的热解气中粉尘浓度约为50g/m3、焦油含量为105g/m3。将除尘后的温度为600°C的热解气通过设置在所述热解气入口处的文丘里引射器4引入焦油回收塔I的底部,先与从冷重焦油入口引入的温度为200°C的冷重焦油逆流接触换热,再与从冷轻焦油入口引入的温度为45 °C的冷轻焦油逆流接触换热,热解气被冷却至100°C,热解气中的大部分焦油被冷却下来,塔底焦油的温度为300°C。从塔底出来的焦油,一部分(约600t/h)通过强制循环泵经由第一外循环管路2返回至焦油回收塔I的塔底(来自所述第一外循环管路2上的一部分焦油(200t/h)引入所述文丘里引射器4中作为工作介质);另一部分(约400t/h)经循环泵送入蒸汽发生器31中冷却至200°C以回收热量,然后大部分(约320t/h)直接从所述冷重焦油入口返回至焦油回收塔I中对热解气进行喷淋,另一部分(约80^1!,粉尘浓度约6.2%被)送入固液分离器32 (高速离心分离机)中进行固液分离,分离后的焦油中粉尘含量约为0.9% wt,经固液分离后的液体焦油大部分(约70.7t/h)从所述冷重焦油入口返回至焦油回收塔I中,剩余部分(约4.6t/h)作为焦油产品外送。同时,从焦油回收塔I的酚油出口抽出170-230°C的馏分,作为酚油产品。从焦油回收塔I塔顶出来的热解气在冷却器6中用循环水进一步冷却至45°C,然后送入油水分离器7中分离成轻焦油、水和雾气。大部分轻焦油从冷轻焦油入口返回至焦油回收塔I的塔顶并进而作为冷轻焦油与热解气接触换热,剩余部分作为产品外送。所述雾气经电捕焦油器8去除油雾和水雾后,得到煤气,其热值为5300kCal/Nm3。所述油雾和水雾返回至油水分离器7中。焦油回收量为8.5t/h,煤热解气焦油回收设备运行12个月后,焦油回收塔仍未被堵塞。
[0051]实施例3
[0052]该实施例用于说明本发明提供的煤热解气焦油回收设备和方法。
[0053]以年处理100万吨神东碎煤(<25mm)系统为例,年操作时间为8000小时,采用固体热载体热解方法对碎煤进行热解,热解温度为500°C,热解气流量约为80150m3/h。将热解气在除尘器5(旋风分离器)中进行粉尘去除,经旋风除尘后的热解气中粉尘浓度约为Ig/m3、焦油含量为100g/m3。将除尘后的温度为450°C的热解气通过设置在所述热解气入口处的文丘里引射器4引入焦油回收塔I的底部,先与从冷重焦油入口引入的温度为150°C的冷重焦油逆流接触换热,再与从冷轻焦油入口引入的温度为30 °C的冷轻焦油逆流接触换热,热解气被冷却至90°C,热解气中的大部分焦油被冷却下来,塔底焦油的温度为250°C。从塔底出来的焦油,一部分(约600t/h)通过强制循环泵经由第一外循环管路2返回至焦油回收塔I的塔底(来自所述第一外循环管路2上的一部分焦油(200t/h)引入所述文丘里引射器4中作为工作介质);另一部分(约400t/h)经循环泵送入蒸汽发生器31中冷却至150°C以回收热量,然后大部分(约390t/h)直接从所述冷重焦油入口返回至焦油回收塔I中对热解气进行喷淋,另一部分(约10t/h,粉尘浓度约1.5% wt)送入固液分离器32 (高速离心分离机)中进行固液分离,分离后的焦油中粉尘含量约为0.5% wt,经固液分离后的液体焦油大部分(约7.9t/h)从所述冷重焦油入口返回至焦油回收塔I中,剩余部分(约2.1t/h)作为焦油产品外送。同时,从焦油回收塔I的酚油出口抽出170-230°C的馏分,作为酚油产品。从焦油回收塔I塔顶出来的热解气在冷却器6中用循环水进一步冷却至30°C,然后送入油水分离器7中分离成轻焦油、水和雾气。大部分轻焦油从冷轻焦油入口返回至焦油回收塔I的塔顶并进而作为冷轻焦油与热解气接触换热,剩余部分作为产品外送。所述雾气经电捕焦油器8去除油雾和水雾后,得到煤气,其热值为5800kCal/Nm3。所述油雾和水雾返回至油水分离器7中。焦油回收量为7.8t/h,煤热解气焦油回收设备运行15个月后,焦油回收塔仍未被堵塞。
[0054]对比例I
[0055]该对比例用于说明参比的煤热解气焦油回收设备和方法。
[0056]该对比例I采用的参比煤热解气焦油回收设备与实施例1采用的煤热解气焦油回收设备的区别在于,该对比例采用的参比煤热解气焦油回收设备不包括第一外循环管路2、第二外循环管路3、第一管路和第二管路,且焦油回收塔I内部为中空结构,即为空塔。采用该参比煤热解气焦油回收设备并按照实施例1的方法对热解气中的焦油进行回收,具体步骤如下:
[0057]以年处理100万吨神东碎煤(<25mm)系统为例,年操作时间为8000小时,采用固体热载体热解方法对碎煤进行热解,热解温度为600°C,热解气流量约为82350m3/h。将热解气在除尘器5(旋风分离器)中进行粉尘去除,经旋风除尘后的热解气中粉尘浓度约为25g/m3、焦油含量为102g/m3。将除尘后的温度为550°C的热解气通过设置在所述热解气入口处的文丘里引射器4引入焦油回收塔I的底部,与从焦油回收塔I塔顶的冷轻焦油入口引入的温度为40°C的冷轻焦油逆流接触换热,热解气被冷却至95°C,热解气中的大部分焦油被冷却下来,塔底焦油的温度为270°C。塔底焦油作为产品外送。从焦油回收塔I塔顶出来的热解气在冷却器6中用循环水进一步冷却至40°C,然后送入油水分离器7中分离成轻焦油、水和雾气。大部分轻焦油从冷轻焦油入口返回至焦油回收塔I的塔顶并进而作为冷轻焦油与热解气接触换热,剩余部分作为产品外送。所述雾气经电捕焦油器8去除油雾和水雾后,得到煤气,其热值为5500kCal/Nm3。所述油雾和水雾返回至油水分离器7中。焦油回收量为7.7t/h,参比煤热解气焦油回收设备运行I个月后,焦油回收塔被严重堵塞。
[0058]从以上结果可以看出,采用本发明提供的煤热解气焦油回收设备不仅能够实现从热解气中有效回收焦油和能量,而且还能够减少甚至避免设备的堵塞,极具工业应用前景。
[0059]以上详细描述了本发明的优选实施方式,但是,本发明并不限于上述实施方式中的具体细节,在本发明的技术构思范围内,可以对本发明的技术方案进行多种简单变型,这些简单变型均属于本发明的保护范围。
[0060]另外需要说明的是,在上述【具体实施方式】中所描述的各个具体技术特征,在不矛盾的情况下,可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复,本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
[0061]此外,本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合,只要其不违背本发明的思想,其同样应当视为本发明所公开的内容。
【权利要求】
1.一种煤热解气焦油回收设备,该设备包括: 焦油回收塔(I),热解气和冷焦油在其中接触换热,使得所述热解气中的焦油基本冷凝回收; 第一外循环管路(2),用于循环所述焦油回收塔(I)塔底的部分焦油,并增加所述焦油回收塔(I)塔底焦油流速; 第二外循环管路(3),沿着所述第二外循环管线(3)中物料的流向,所述第二外循环管路(3)上依次设置有蒸汽发生器(31)和固液分离器(32),来自所述焦油回收塔(I)塔底的另一部分焦油通过所述蒸汽发生器(31)回收热量并通过所述固液分离器(32)分离出粉尘后作为所述冷焦油循环回到所述焦油回收塔(I)中与热解气接触换热。
2.根据权利要求1所述的设备,其中,所述焦油回收设备还包括: 第一管路,用于将通过所述蒸汽发生器(31)回收热量后的部分焦油作为所述冷焦油直接返回至所述焦油回收塔(I)中与热解气接触换热;和/或, 第二管路,用于将通过所述固液分离器(32)分离出粉尘后的部分焦油作为产品外送。
3.根据权利要求1或2所述的设备,其中,所述焦油回收设备还包括冷却器(6)、油水分离器(7)和电捕焦油器(8),来自所述焦油回收塔(I)塔顶的经接触换热后的热解气在所述冷却器(6)中进行冷却,经冷却后的热解气在所述油水分离器(7)中分离成轻焦油、水和雾气,所述雾气在所述电捕焦油器(8)中去除油雾和水雾后得到煤气。
4.根据权利要求3所述的设备,其中,所述焦油回收设备还包括轻焦油管路,用于将来自所述油水分离器(7)的至少部分轻焦油作为冷焦油返回至所述焦油回收塔(I)中与热解气接触换热。
5.根据权利要求4所述的设备,其中,所述焦油回收塔(I)包括上、下两段,上段装有填料,用于热解气与冷轻焦油的接触换热,并回收和分离焦油中的酚油馏分,所述冷轻焦油为从所述油水分离器(7)返回至所述焦油回收塔(I)中的轻焦油;下段为空塔,用于热解气和冷重焦油的接触换热以回收得到重焦油,并完成热解气深度除尘,所述冷重焦油为从所述蒸汽发生器(31)和/或所述固液分离器(32)返回至所述焦油回收塔(I)中的焦油。
6.根据权利要求5所述的设备,其中,所述焦油回收塔(I)包括酚油出口,用于引出酚油馏分,所述酚油出口设置在所述焦油回收塔(I)上段的底部。
7.根据权利要求5所述的设备,其中,所述焦油回收塔(I)包括热解气入口、冷重焦油入口和冷轻焦油入口,分别用于引入热解气、冷重焦油和冷轻焦油;所述热解气入口设置在所述焦油回收塔(I)的底部;所述冷重焦油入口设置在所述焦油回收塔(I)的上、下两段的连接处,使得热解气和冷重焦油逆流接触换热;所述冷轻焦油入口设置在所述焦油回收塔(I)的顶部,使得热解气和冷轻焦油逆流接触换热。
8.根据权利要求7所述的设备,其中,所述焦油回收设备还包括设置在所述热解气入口处的文丘里引射器(4),用于将所述热解气引入所述焦油回收塔(I)中。
9.根据权利要求1或2所述的设备,其中,所述焦油回收设备还包括除尘器(5),用于将待引入所述焦油回收塔(I)中的热解气中的部分粉尘去除。
10.一种煤热解气焦油回收方法,该方法包括将温度为450-600 °C的热解气与温度为30-200°C的冷焦油在焦油回收塔中进行接触换热,使得所述热解气中的焦油基本冷凝回收,所述焦油回收塔塔底的部分焦油通过外循环管路循环流通,所述焦油回收塔塔底的另一部分焦油经热量回收并经固液分离分离出粉尘后作为所述冷焦油循环回到所述焦油回收塔中与所述热解气接触换热。
11.根据权利要求10所述的方法,其中,该方法还包括将热量回收后的部分焦油作为所述冷焦油直接返回至所述焦油回收塔中与所述热解气接触换热;和/或,将固液分离分离出粉尘后的部分焦油作为产品外送。
12.根据权利要求11所述的方法,其中,以进行所述热量回收并返回至所述焦油回收塔中的焦油的总重量为基准,不经固液分离而直接返回至所述焦油回收塔的焦油的量为80-98% wt,经固液分离后再返回至所述焦油回收塔的焦油的量为2-20% wto
13.根据权利要求10-12中任意一项所述的方法,其中,该方法还包括将经接触换热后的热解气冷却至30-45°C,并将经冷却后的热解气进行油水分离成轻焦油、水和雾气,然后将所述雾气中的油雾和水雾去除后得到煤气。
14.根据权利要求13所述的方法,其中,该方法还包括将至少部分所述轻焦油作为冷焦油返回至所述焦油回收塔中与热解气接触换热。
15.根据权利要求14所述的方法,其中,所述焦油回收塔包括上、下两段,上段装有填料,下段为空塔;该方法包括先将温度为450-600°C的热解气与温度为150-200°C的冷重焦油在焦油回收塔下段进行接触换热,使得所述热解气中的重焦油基本冷凝回收,并维持焦油回收塔塔底温度为250-300°C,与所述冷重焦油接触换热后的热解气再与温度为30-45°C的冷轻焦油在焦油回收塔上段进行接触换热,热解气被冷却至90-100°C,回收和分离得到焦油中的酚油馏分;所述冷重焦油为经热量回收之后直接返回至所述焦油回收塔中的焦油和/或经所述热量回收和固液分离之后返回至所述焦油回收塔中的焦油,所述冷轻焦油为经所述油水分离后返回至所述焦油回收塔中的轻焦油。
16.根据权利要求10-12、14和15中任意一项所述的方法,其中,所述接触换热为逆流接触换热。
17.根据权利要求10-12、14和15中任意一项所述的方法,其中,所述热解气为煤热解气经高温除尘后的气体,所述热解气中粉尘的浓度为l_50g/m3。
18.根据权利要求17所述的方法,其中,所述固液分离的条件使得经固液分离后的焦油中粉尘的浓度小于1% wt。
【文档编号】C10K1/02GK104498106SQ201410670434
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年11月20日 优先权日:2014年11月20日
【发明者】李初福, 翁力, 门卓武, 李晓峰, 陈微 申请人:神华集团有限责任公司, 北京低碳清洁能源研究所


购买说明
       资料可在线传送,如需邮寄光盘(即将电子文档刻录到光盘里),邮费另计。
       我们也可以为您提供个性化定制,欢迎咨询,客服微信/QQ: 690542
       X专利信息网竭诚为您服务!

相关文章 您可能喜欢 最新发布 热门文章 随机文章 相关发布