本發(fā)明涉及煤炭工業(yè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種煤氣中焦油的捕集方法、捕集系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

移動床煤氣化、煤炭干餾熱解過程中產(chǎn)生的粗煤氣和熱解荒煤氣(下文統(tǒng)稱為煤氣)通常含有少量的煤焦油，在進(jìn)入下游工序之前需要先將煤氣中的焦油進(jìn)行回收。

目前，煤氣中焦油的回收過程通常采用水洗的方法來洗滌、低溫，冷卻后的含油洗滌水進(jìn)行油水分離得到煤焦油，定期排放的洗滌廢水經(jīng)酚、氨回收后送污水處理裝置。然而，這種焦油回收工藝往往產(chǎn)生大量的難處理酚、氨廢水，造成廢水處理裝置的設(shè)備投資和生產(chǎn)運(yùn)行成本較高。

有鑒于此，亟待針對現(xiàn)有焦油的回收方法進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，在保證除油效果的基礎(chǔ)上，避免難處理的廢水產(chǎn)生，減少廢水處理設(shè)備的投資及生產(chǎn)成本。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的為提供一種煤氣中焦油的捕集方法，既能保證除油效果，又能避免難處理的廢水產(chǎn)生，從而減少廢水處理設(shè)備的投資及生產(chǎn)成本。在此基礎(chǔ)上，本發(fā)明的另一目的為提供對應(yīng)的煤氣焦油捕集系統(tǒng)。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種煤氣中焦油的捕集方法，包括如下步驟：

氣氣換熱步驟，利用低溫氣體與高溫煤氣進(jìn)行熱交換，回收高溫煤氣熱量，減少噴淋焦油使用量；

捕集步驟，選用低溫焦油對換熱后的高溫煤氣進(jìn)行噴淋，使煤氣中的焦油氣體冷凝析出并被捕集回收；

除霧步驟，采用兩級除霧器逐步回收即將逃逸的焦油霧滴。

采用這種焦油捕集方法，能夠多次對煤氣進(jìn)行除油(即通過油洗的方式達(dá)到較好的焦油回收效果)，與現(xiàn)有技術(shù)相比，上述焦油捕集過程中不會有難處理的廢水產(chǎn)生，從而減少廢水處理設(shè)備投資及生產(chǎn)運(yùn)行成本。

優(yōu)選地，所述捕集步驟具體為：

設(shè)置規(guī)整填料、過濾擋板，并利用低溫焦油對煤氣進(jìn)行兩次噴淋；使煤氣先通過所述過濾擋板、再與首次噴淋的低溫焦油逆向流動接觸，然后通過所述規(guī)整填料，同時與二次噴淋的低溫焦油逆向流動接觸。

優(yōu)選地，所述除霧步驟具體為：

設(shè)置旋流板除霧器、絲網(wǎng)除霧器或折流板除霧器，使經(jīng)過捕集步驟的煤氣依次通過所述旋流板除霧器、所述絲網(wǎng)除霧器或折流板除霧器。

優(yōu)選地，所述氣氣換熱步驟中使用的低溫氣體為煤氣經(jīng)過所述氣氣換熱步驟、所述捕集步驟和所述除霧步驟之后形成的低溫煤氣。

優(yōu)選地，將所述氣氣換熱步驟、所述捕集步驟、所述除霧步驟捕集到的焦油回收、冷卻后，一部分外送儲存，另一部分用于所述捕集步驟的低溫焦油。

優(yōu)選地，控制回收的焦油溫度介于140℃、190℃之間，并控制所述噴淋焦油的溫度介于70℃、110℃之間。

本發(fā)明還提供一種煤氣中焦油的捕集系統(tǒng)，包括激冷塔，所述激冷塔從下到上依次設(shè)置：

容置區(qū)，用于容置回收的煤氣中的焦油；

進(jìn)氣管，用于輸入高溫煤氣；

氣體分布器，設(shè)于所述進(jìn)氣管后的對應(yīng)位置；

氣氣換熱器，設(shè)有相間隔的低溫氣體通道、高溫煤氣通道；

捕集區(qū)，設(shè)有過濾擋板、規(guī)整填料及多個用于噴淋低溫焦油的噴嘴，用于煤氣中焦油氣體的捕集回收；

出氣管，用于輸出經(jīng)過除油之后的低溫煤氣。

經(jīng)過前序除塵步驟的煤氣為高溫、含焦油的煤氣，工作過程中，該煤氣通過進(jìn)氣管進(jìn)入激冷塔內(nèi)部、開始向上流動，首先通過氣氣換熱器，與低溫氣體通道中的低溫氣體進(jìn)行熱交換，低溫氣體被加熱回收了熱量，提高了熱量的利用效率，同時高溫煤氣被初步降溫，并回收高溫煤氣熱量，減少噴淋焦油使用量。煤氣繼續(xù)向上流動，與捕集區(qū)噴淋的低溫焦油逆向充分接觸，溫度進(jìn)一步降低，其包含的焦油氣體冷凝析出、滴落至容置區(qū)，而除油后的煤氣進(jìn)一步上升，從出氣管出激冷塔。

由此可見，采用這種焦油捕集系統(tǒng)，能夠多次對煤氣進(jìn)行除油即通過油洗的方式達(dá)到較好的焦油回收效果，與現(xiàn)有技術(shù)相比，其一，上述焦油捕集過程中不會產(chǎn)生大量難處理的廢水從而減少廢水處理設(shè)備投資及生產(chǎn)運(yùn)行成本。其二，捕集率高，減少了電捕焦油器的二次投資。

優(yōu)選地，所述捕集區(qū)從下到上依次包括：

過濾擋板，用于除去換熱后的高溫煤氣中夾帶的粉塵；

第一噴嘴，與低溫焦油輸入管連接，用于首次噴淋低溫焦油；

規(guī)整填料，使噴淋的低溫焦油和高溫煤氣充分接觸；

第二噴嘴，與低溫焦油輸入管連接，用于二次噴淋低溫焦油。

優(yōu)選地，所述激冷塔在所述捕集區(qū)、所述出氣管之間還設(shè)有除霧裝置。

優(yōu)選地，所述除霧裝置從下到上包括旋流板除霧器、絲網(wǎng)除霧器或折流板除霧器。

優(yōu)選地，所述氣氣換熱器的低溫煤氣通道的低溫氣體通道的入口與所述出氣管連接、出口與后續(xù)處理系統(tǒng)連接。

優(yōu)選地，還包括焦油輸送泵和焦油冷卻器，所述容置區(qū)、所述焦油輸送泵、所述焦油冷卻器順序連接，所述焦油冷卻器的另一端與所述捕集區(qū)、焦油罐均連接。

優(yōu)選地，所述激冷塔在除霧器的上方設(shè)有稀釋、沖洗油噴嘴。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所提供煤氣中焦油的捕集方法的一種具體實施方式的流程框圖；

圖2為本發(fā)明所提供煤氣中焦油的捕集系統(tǒng)的一種具體實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2中：

激冷塔1；

容置區(qū)11；

進(jìn)氣管12；

氣氣換熱器13；低溫氣體通道131；煤氣通道132；

捕集區(qū)14；第一噴嘴141；規(guī)整填料142；第二噴嘴143；

出氣管15；

除霧裝置16；旋流板除霧器161；絲網(wǎng)除霧器或折流板除霧器162；

焦油輸送泵20；

焦油冷卻器17；

氣體分布器18；

稀釋、沖洗油噴嘴19。

具體實施方式

本發(fā)明的核心為提供一種煤氣中焦油的捕集方法，既能保證除油效果，減少了電捕焦油器的投資，又能避免難處理的廢水的產(chǎn)生，從而減少廢水處理設(shè)備投資及生產(chǎn)成本。在此基礎(chǔ)上，本發(fā)明的另一核心為提供一種對應(yīng)的煤氣焦油捕集系統(tǒng)。

為了使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

需要說明的是，本文中的方位詞“上、下”均是以說明書附圖為基準(zhǔn)而設(shè)立的，它們的出現(xiàn)不應(yīng)當(dāng)對本發(fā)明的保護(hù)范圍構(gòu)成限制。

請參考圖1，圖1為本發(fā)明所提供煤氣中焦油的捕集方法的一種具體實施方式的流程框圖。

在一種具體實施方式中，本發(fā)明提供一種煤氣中焦油的捕集方法，包括如下步驟：

S11：氣氣換熱步驟，利用低溫氣體與高溫煤氣進(jìn)行熱交換，回收高溫煤氣熱量，減少噴淋焦油使用量；

S12：捕集步驟，選用低溫焦油對換熱后的高溫煤氣進(jìn)行噴淋，使煤氣中的焦油氣體冷凝析出并被捕集回收。

采用這種焦油捕集方法，能夠多次對煤氣進(jìn)行除油，即通過油洗的方式達(dá)到較好的焦油回收效果，達(dá)到較好的凈化效果，與現(xiàn)有技術(shù)相比，上述焦油捕集過程中不會產(chǎn)生難處理的廢水，從而減少廢水處理設(shè)備投資及生產(chǎn)成本。

具體的方案中，上述捕集步驟可以具體為：

設(shè)置規(guī)整填料、過濾擋板，并利用低溫焦油對煤氣進(jìn)行兩次噴淋；使煤氣先通過所述過濾擋板、再與首次噴淋的低溫焦油逆向流動接觸，然后通過所述規(guī)整填料，同時在規(guī)整填料上與二次噴淋的低溫焦油逆向流動接觸。

采用上述捕集步驟，煤氣與首次噴淋的低溫焦油接觸換熱的同時，其中包含的煤粉、焦粉等固體物質(zhì)撞擊擋板，與煤氣分離，防止煤氣進(jìn)入規(guī)整填料時堵塞填料，延長規(guī)整填料的使用時間。該煤氣再經(jīng)過規(guī)整填料，其含有的焦油氣體與二次噴淋的低溫焦油充分接觸進(jìn)而基本被完全冷凝析出。

上述擋板的結(jié)構(gòu)可以有多種多樣，例如圖2所示的人字形擋板，也可以設(shè)為平面擋板，或者弧形擋板等等。

由此可見，上述方法能夠多次、徹底地對煤氣進(jìn)行除油，進(jìn)一步增強(qiáng)焦油捕集回收的效果。

此外，上述煤氣的捕集方法還可以包括S13：除霧步驟：設(shè)置除霧裝置，使經(jīng)過捕集步驟的煤氣通過除霧裝置。

具體地，除霧步驟具體為：設(shè)置旋流板除霧器、絲網(wǎng)除霧器，或折流板除霧器，使經(jīng)過捕集步驟的煤氣依次通過旋流板除霧器、絲網(wǎng)除霧器或折流板除霧器。

采用這種方法，旋流板除霧器過濾掉煤氣中粒徑較大的霧滴，絲網(wǎng)除霧器或折流板除霧器進(jìn)一步過濾掉煤氣中粒徑較小的霧滴，既能完全捕集煤氣中夾帶的霧沫態(tài)焦油，增加焦油的回收量，又能保證進(jìn)入后續(xù)系統(tǒng)的煤氣品質(zhì)符合要求。

可以想到，上述除霧裝置并不僅限于兩層除霧的結(jié)構(gòu)，還可以采用其他結(jié)構(gòu)，也可以采用單層除霧，或者三層除霧的結(jié)構(gòu)。

在另一種具體實施方式中，氣氣換熱步驟中使用的低溫氣體為煤氣經(jīng)過氣氣換熱步驟、捕集步驟和除霧步驟之后形成的低溫煤氣。

這樣，該低溫氣體經(jīng)過換熱溫度升高后再進(jìn)入后系統(tǒng)，提高了能量利用效率；同時高溫煤氣被初步降溫，其內(nèi)部的部分煤焦油氣體冷凝析出，達(dá)到了一舉兩得的目的。

又一種具體實施方式中，可以將氣氣換熱步驟、捕集步驟、除霧步驟捕集到的焦油回收、冷卻后，一部分外送儲存，另一部分用作捕集步驟的低溫焦油。

類似地，這種方案實現(xiàn)了焦油的循環(huán)利用，同樣節(jié)約了煤氣凈化的成本。

另一種具體實施方式中，上述捕集方法中，將控制回收的焦油溫度介于140℃、190℃之間，并控制噴淋焦油的溫度介于70℃、110℃之間。

采用上述控制溫度的依據(jù)是要求降溫除油后的低溫煤氣的溫度高于其露點溫度，以達(dá)到出激冷塔1的低溫煤氣中沒有水分析出的目的。

請參考圖2，圖2為本發(fā)明所提供煤氣中焦油的捕集系統(tǒng)的一種具體實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。

在一種具體實施方式中，如圖2所示，本發(fā)明提供一種煤氣中焦油的捕集系統(tǒng)，包括激冷塔1，激冷塔1從下到上依次設(shè)置：

容置區(qū)11，用于回收煤氣中的焦油；

進(jìn)氣管12，用于輸入煤氣；

氣體分布器18，設(shè)于所述進(jìn)氣管12后的對應(yīng)位置；

氣氣換熱器13，設(shè)有相間隔的低溫氣體通道131、煤氣通道132；

捕集區(qū)14，設(shè)有多個用于噴淋低溫焦油的噴嘴；

出氣管15，用于輸出煤氣經(jīng)過除油之后形成的低溫煤氣。

經(jīng)過前序步驟的煤氣為高溫、含焦油的煤氣，工作過程中，該煤氣通過進(jìn)氣管12進(jìn)入激冷塔1內(nèi)部的氣體分布器18，使得煤氣均勻分布于激冷塔1的橫截面內(nèi)，避免出現(xiàn)后續(xù)氣體短路或換熱不均的現(xiàn)象。然后該煤氣開始向上流動，首先通過氣氣換熱器13，與低溫氣體通道中的低溫氣進(jìn)行熱交換，低溫氣體被加熱回收了熱量，提高了熱量的利用效率，同時高溫煤氣被初步降溫，其內(nèi)部的部分煤焦油氣體冷凝析出，匯聚成液滴狀后向下滴落至容置區(qū)11。煤氣繼續(xù)向上流動，與捕集區(qū)14噴出的低溫焦油逆向充分接觸，溫度進(jìn)一步降低，其包含的焦油氣體進(jìn)一步冷凝析出、滴落至容置區(qū)11，而除油后的煤氣進(jìn)一步上升，從出氣管15流出激冷塔1。

由此可見，采用這種焦油捕集系統(tǒng)，能夠多次對煤氣進(jìn)行除油(即通過油洗的方式達(dá)到較好的焦油回收效果)，與現(xiàn)有技術(shù)相比，上述焦油捕集過程中不會產(chǎn)生大量難處理的廢水等污染物，從而減少煤氣加工的成本。

具體的方案中，上述捕集區(qū)14從下到上依次包括：

過濾擋板，用于除去換熱后的高溫煤氣中夾帶的粉塵；

第一噴嘴141，與低溫焦油輸入管連接，用于首次噴淋低溫焦油；

規(guī)整填料142，設(shè)置能夠捕捉、吸收煤氣中的焦油的吸收填料，使噴淋的低溫焦油和高溫煤氣充分接觸；

第二噴嘴143，與低溫焦油輸入管連接，用于二次噴淋低溫焦油。

采用這種結(jié)構(gòu)，經(jīng)過氣氣換熱已經(jīng)析出部分焦油的煤氣繼續(xù)向上運(yùn)動，其中包含的煤粉、焦粉等固體物質(zhì)撞擊過濾擋板，與煤氣分離，防止被煤氣帶入規(guī)整填料142中堵塞填料，延長規(guī)整填料的使用時間。然后，煤氣繼續(xù)向上通過規(guī)整填料142，在規(guī)整填料上煤氣與二次噴淋的低溫焦油充分接觸換熱，煤氣中的焦油氣體進(jìn)一步被冷凝析出，匯成液滴落至激冷塔底部的容置區(qū)，即完成焦油的捕集回收。

由此可見，捕集區(qū)14采用油洗的方式多次、較徹底地對煤氣進(jìn)行除油，進(jìn)一步增強(qiáng)了捕集回收焦油的效果。

上述擋板的結(jié)構(gòu)可以有多種多樣，例如圖2所示的人字形擋板，也可以設(shè)為平面擋板，或者弧形擋板等等。

更進(jìn)一步的方案中，上述激冷塔1在捕集區(qū)14、出氣管15之間還設(shè)有除霧裝置16。

具體的方案中，除霧裝置16從下到上包括旋流板除霧器161、絲網(wǎng)除霧器或折流板除霧器162。

采用這種結(jié)構(gòu)，旋流板除霧器161過濾掉煤氣中粒徑較大的霧滴，絲網(wǎng)除霧器或折流板除霧器162進(jìn)一步過濾掉煤氣中粒徑較小的霧滴，既能完全捕集煤氣中的霧沫狀焦油，增加焦油的回收量，又能保證進(jìn)入后續(xù)系統(tǒng)的煤氣品質(zhì)符合要求。

可以想到，上述除霧裝置16并不僅限于兩層除霧的結(jié)構(gòu)，還可以采用其他結(jié)構(gòu)，也可以采用單層除霧，或者三層除霧的結(jié)構(gòu)。

另一種具體實施方式中，上述氣氣換熱器13的低溫氣體通道131的入口與出氣管15連接、出口與后續(xù)處理系統(tǒng)連接。

除油后的煤氣溫度相對沒有除油前的煤氣溫度已經(jīng)大大降低，采用這種結(jié)構(gòu)，低溫煤氣從出氣管15流出后流向氣氣換熱器13的低溫氣體通道中，與除油前的高溫煤氣進(jìn)行熱交換，一方面低溫氣體經(jīng)過換熱，溫度升高后再進(jìn)入后系統(tǒng)，提高了能量利用效率；另一方面，高溫煤氣被初步降溫，其內(nèi)部的部分煤焦油氣體被冷凝析出，達(dá)到了一舉兩得的目的。

另一種具體實施方式中，上述焦油捕集系統(tǒng)還包括焦油輸送泵20和焦油冷卻器17，所述容置區(qū)11、所述焦油輸送泵20、所述焦油冷卻器17順序連接，所述焦油冷卻器的另一端與捕集區(qū)14、焦油罐均連接。

這樣，回收于容置區(qū)11內(nèi)的焦油由泵加壓后經(jīng)過焦油冷卻器17溫度降低，一部分重新回到捕集區(qū)14作為低溫焦油噴淋，一部分作為生產(chǎn)原料進(jìn)入后續(xù)系統(tǒng)進(jìn)行深加工。

更進(jìn)一步的方案中，所述激冷塔1在除霧器的上方設(shè)有稀釋、沖洗油噴嘴(19)。

由于煤焦油性質(zhì)不穩(wěn)定、固體雜質(zhì)含量較高，易結(jié)焦、堵塞管道和塔內(nèi)件，使系統(tǒng)壓降急劇增加。此外，除霧器在使用一段時間之后，煙氣中的焦油霧滴會被攔截在除霧器上，導(dǎo)致除霧器容易被堵塞或結(jié)垢，這樣，脫硫過程中會影響低煙氣的流動。

因此，可以在激冷塔的對應(yīng)位置配套設(shè)置壓力檢測部件，當(dāng)檢測到系統(tǒng)壓降較大時，開啟稀釋、沖洗油噴嘴19，向除霧器噴減粘劑，不僅對除霧器進(jìn)行清洗，延長除霧器的使用壽命。此外，減粘劑與容置區(qū)的焦油混合后，減小了焦油的粘度，可以避免在運(yùn)輸過程中焦油結(jié)焦、堵塞管路，減少了運(yùn)行和維修費用。而在煤氣的焦油捕集過程中，該稀釋、沖洗油噴嘴19均處于關(guān)閉狀態(tài)，避免影響煤氣的除油效果。上述減粘劑的選擇可以多種多樣，例如汽油、柴油等等。

以上對本發(fā)明所提供的一種煤氣中焦油的捕集方法、捕集系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)介紹。本文中應(yīng)用了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進(jìn)行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。