用于热解气的油洗净化和油品回收的装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于热解气的油洗净化和油品回收的装置和方法，该装置包括除尘器、一级急冷单元、二级急冷单元和水冷单元。该方法包括除尘步骤、一级急冷步骤、二级急冷步骤和水冷步骤。本发明专利技术将油洗冷却和水洗冷却结合，通过不同冷却单元进一步细分油品，最大程度降低冷凝后的热解气中的焦油含量，还能够分离出热解气中的水蒸气。多级换热器的加入最大限度实现了能量的回收。

Device and method for oil washing and oil recovery for thermal decomposition gas

The present invention relates to a device and method for oil cleaning and oil recovery of pyrolysis gas. The device comprises a dust collector, a primary quenching unit, a secondary quenching unit and a water cooling unit. The method includes dust removal step, first stage quench step, two stage quench step and water cooling step. The invention combines oil washing cooling with water washing cooling, further subdivides oil products through different cooling units, minimizes tar content in the pyrolysis gas after condensation, and can separate water vapor in the pyrolysis gas. The addition of multistage heat exchanger maximizes energy recovery.

【技术实现步骤摘要】
用于热解气的油洗净化和油品回收的装置和方法
本专利技术属于热解领域，具体地，涉及一种用于热解气的油洗净化和油品回收的装置，特别是用于粉煤热解气的油洗净化和油品回收的装置。
技术介绍
目前兰炭行业只能处理粒径大于8mm的块煤。粒径小于8mm的粉煤价格低廉，但利用价值不高。充分利用来源丰富，价廉易得的粉煤，热解生产半焦、煤焦油和煤气，是目前粉煤热解实现大规模生产和降低生产成本的主要发展方向之一。目前国内外利用粉煤为原料进行热解生产的工艺有外热式回转炉、固体热载体移动床和固体热载体流化床等。其中热解气中焦油的回收及降温除尘的主要方法是，先将热解气中所含的大部分半焦粉尘经旋风分离器分离脱除，然后通过高温电除尘、高温颗粒层过滤、陶瓷或金属过滤器等方法，最后通过换热器间接冷却或者直接水洗。换热器间接冷却存在冷却设备大，容易堵塞，且热量难以回收利用等问题。直接水洗冷却存在水循环量大，油水不易分离，易产生大量废水，热量难以回收利用等问题。而高温电除尘、高温颗粒层及陶瓷或金属过滤器等同样存在设备易堵塞等难以克服的缺点。CN104745237A专利文献介绍了一种热解煤气除尘冷却及焦油回收工艺方法。该工艺方法进行分级、分阶段除尘，即通过子母气旋除尘、螺旋电除尘和文丘里除尘。但电除尘所用的电极在长时间运行时容易被焦油及粉尘覆盖，文丘里洗油除尘后的热解气温度达380℃以上，还含有大量的轻质焦油和热解气未能回收。CN104498106A专利文献介绍了用一个焦油回收塔来冷凝热解气和洗涤热解气中的粉尘的方法。一个焦油回收塔很难做到轻重焦油和酚油的清晰分割，温度也较难精确控制；另外，外循环管线中的重质焦油，由于馏分较重，与蒸汽发生器换热时容易结焦。CN103965971A专利文献介绍了一种双塔式煤焦油回收系统，但该回收系统中没有任何过滤或者去除重质煤焦油中杂质的固液分离措施，使得重质煤焦油在塔底换热时容易结焦并且影响重质煤焦油的品质。另外，冷却后的热解气温度比较高，含有较多的轻质焦油，会加重后续的电捕焦油和其他设备的负荷。最后，该工艺不能分离煤气中含有的水蒸气。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于热解气的油洗净化和油品回收的装置，能够分级回收煤焦油的重质组分和轻质组分，克服重质油在换热时容易结焦的缺点，提高重质油的品质，并降低出塔的热解气中焦油含量。根据本专利技术的一方面，提供了一种用于热解气的油洗净化和油品回收的装置，该装置包括：1)除尘器，用于除去热解气中的大颗粒半焦及粉尘；2)与所述除尘器连接的一级急冷单元，用于接收来自除尘器的热解气，以进一步除去热解气中的粉尘及冷凝焦油，并回收重油和硬质沥青；3)与一级急冷单元连接的二级急冷单元，用于接收来自一级急冷单元的热解气以除去热解气中的轻油，并回收轻油；4)与二级急冷单元连接的水冷单元，用于接收来自二级急冷单元的热解气以除去热解气中的水分，并进一步回收轻油；其中，一级急冷单元包括：一级急冷塔，一级急冷塔的下部设有热解气入口，中部设有循环重油喷淋头，用于向塔内喷淋第一循环重油，以与上升的热解气逆流接触，与一级急冷塔的塔釜连接的重油分离器，用于从离开塔釜的重油中分离出硬质沥青，与重油分离器连接的第一重油循环泵，用于将经分离得到的重油升压；以及与第一重油循环泵连接的第一重油换热器，用于接收经升压的重油，并将其降温后一部分传送至循环重油喷淋头；另一部分作为重油产品取出。根据本专利技术的另一方面，提供了用于热解气的油洗净化和油品回收的方法，该方法包括：除尘步骤，除去热解气中的大颗粒半焦及粉尘；一级急冷步骤，进一步除去来自除尘步骤的热解气中的粉尘及冷凝焦油，并回收重油和硬质沥青；二级急冷步骤，除去来自一级急冷步骤的热解气中的轻油，并回收轻油；水冷步骤，除去来自二级急冷步骤的热解气中的水分，并进一步回收轻油；其中，一级急冷步骤包括采用一级急冷塔，一级急冷塔下部设有热解气入口，一级急冷塔中部设有循环重油喷淋头；来自除尘步骤的热解气与循环重油喷淋头喷淋的第一循环重油逆流接触冷却，采用重油分离器从离开塔釜的重油中分离出硬质沥青，采用第一重油循环泵将经分离得到的重油升压，采用第一重油换热器接收经升压的重油，并将其降温后一部分作为第一循环重油传送至所述一级急冷塔，另一部分作为重油产品取出。本专利技术将热解气中焦油的回收分为多级，首先除去热解气中的大颗粒半焦及粉尘，以防止大颗粒堵塞装置，一级急冷能够更进一步除去小粒径的粉尘，提升油品品质。将油洗冷却和水洗冷却结合，通过不同冷却单元进一步细分油品，最大程度降低冷凝后的热解气中的焦油含量，还能够分离出热解气中的水蒸气。多级换热器的加入最大限度实现了能量的回收。附图说明本专利技术的下列附图在此作为本专利技术的一部分用于理解本专利技术。附图中示出了本专利技术的实施例及其描述，用来解释本专利技术的原理。图1是根据本专利技术的一个实施方式所述的一种用于热解气的油洗净化和油品回收的装置的示意图。图2是根据本专利技术的另一个实施方式所述的一种用于热解气的油洗净化和油品回收的装置的示意图。具体实施方式在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本专利技术更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本专利技术可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本专利技术发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。图1示意性示出了根据本专利技术的一个实施方式。如图1所示，其为一种用于热解气的油洗净化和油品回收的装置，包括：除尘器1，一级急冷单元2，一级急冷塔21，热解气入口22，循环重油喷淋头23，重油分离器24，第一重油循环泵25，第一重油换热器26，二级急冷单元3，水冷单元4。该装置可以以下述工艺对热解气进行油洗净化和油品回收。高温热解气由上游热解装置进入除尘器1，经除尘器1分离出大颗粒的半焦后，从一级急冷塔下部的热解气入口22进入一级急冷塔21，与从设在一级急冷塔21中部的循环重油喷淋头23喷淋的第一循环重油逆流接触，热解气中的重油被冷凝冷却至塔釜，同时热解气中的粉尘也被洗涤下来。冷凝冷却后的重油进入与一级急冷塔21的塔釜连接的重油分离器24，经沉降分离或离心过滤后采出硬质沥青，经分离得到的重油经第一重油循环泵25升压后进入与第一重油循环泵25连接的第一重油换热器26，经换热器换热产生蒸汽，回收热量。换热降温后的重油一部分作为产品采出，另一部分作为第一循环重油返回一级急冷塔21。经一级急冷塔21冷却后的热解气进入二级急冷单元3，在二级急冷单元3中回收热解气中的轻油。经二级急冷单元3冷却后的热解气进入水冷单元4，在水冷单元4中进一步回收热解气中的轻油。在一个优选的实施方式中，一级急冷塔21上部可以设有循环冷却单元，所述循环冷却单元用于向一级急冷塔21的上部提供塔中循环油，以与上升至一级急冷塔21上部的热解气逆流接触进一步去除热解气中粉尘，同时使其降温至预定的出口温度。在一个优选的实施方式中，循环冷却单元可以包括位于循环重油喷淋头23上方的溢流塔板，位于溢流塔板上方的塔中循环油出口，位于一级急冷塔21上部的塔中循环油入口，塔中循环泵和塔中换热器，塔中循环泵用于向塔中换热器提供塔中循环油，塔中换热器用于将来自塔中循环泵的塔中循环油降温后提供至一级急冷塔21的上部。溢流塔板有助于进一步去除热解本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于热解气的油洗净化和油品回收的装置，该装置包括：1)除尘器，用于除去热解气中的大颗粒半焦及粉尘；2)与所述除尘器连接的一级急冷单元，用于接收来自所述除尘器的热解气，以进一步除去热解气中的粉尘及冷凝焦油，并回收重油和硬质沥青；3)与所述一级急冷单元连接的二级急冷单元，用于接收来自所述一级急冷单元的热解气以除去热解气中的轻油，并回收轻油；4)与所述二级急冷单元连接的水冷单元，用于接收来自所述二级急冷单元的热解气以除去热解气中的水分，并进一步回收轻油；其中，所述一级急冷单元包括：一级急冷塔，所述一级急冷塔的下部设有热解气入口，中部设有循环重油喷淋头，用于向塔内喷淋第一循环重油，以与上升的热解气逆流接触，与所述一级急冷塔的塔釜连接的重油分离器，用于从离开塔釜的重油中分离出硬质沥青，与所述重油分离器连接的第一重油循环泵，用于将经分离得到的重油升压；以及与所述第一重油循环泵连接的第一重油换热器，用于接收经升压的重油，并将其降温后一部分传送至所述循环重油喷淋头；另一部分作为重油产品取出。

【技术特征摘要】
1.用于热解气的油洗净化和油品回收的装置，该装置包括：1)除尘器，用于除去热解气中的大颗粒半焦及粉尘；2)与所述除尘器连接的一级急冷单元，用于接收来自所述除尘器的热解气，以进一步除去热解气中的粉尘及冷凝焦油，并回收重油和硬质沥青；3)与所述一级急冷单元连接的二级急冷单元，用于接收来自所述一级急冷单元的热解气以除去热解气中的轻油，并回收轻油；4)与所述二级急冷单元连接的水冷单元，用于接收来自所述二级急冷单元的热解气以除去热解气中的水分，并进一步回收轻油；其中，所述一级急冷单元包括：一级急冷塔，所述一级急冷塔的下部设有热解气入口，中部设有循环重油喷淋头，用于向塔内喷淋第一循环重油，以与上升的热解气逆流接触，与所述一级急冷塔的塔釜连接的重油分离器，用于从离开塔釜的重油中分离出硬质沥青，与所述重油分离器连接的第一重油循环泵，用于将经分离得到的重油升压；以及与所述第一重油循环泵连接的第一重油换热器，用于接收经升压的重油，并将其降温后一部分传送至所述循环重油喷淋头；另一部分作为重油产品取出。2.如权利要求1所述的装置，其中，所述一级急冷塔上部设有循环冷却单元，所述循环冷却单元用于向所述一级急冷塔的上部提供塔中循环油，以与上升至一级急冷塔上部的热解气逆流接触，进一步去除热解气中粉尘，同时使其降温至预定的出口温度。3.如权利要求2所述的装置，其中，所述循环冷却单元包括位于循环重油喷淋头上方的溢流塔板，位于溢流塔板上方的塔中循环油出口，位于一级急冷塔上部的塔中循环油入口，塔中循环泵和塔中换热器，所述塔中循环泵用于向所述塔中换热器提供塔中循环油，所述塔中换热器用于将来自塔中循环泵的塔中循环油降温后提供至所述一级急冷塔的上部。4.如权利要求1所述的装置，其中，所述二级急冷单元包括：二级急冷塔，用于接收来自一级急冷单元的热解气，使其与循环轻油逆流接触，所述二级急冷塔具有位于塔顶的循环轻油入口和位于塔底的热解气入口，与二级急冷塔的塔釜连接的轻油循环泵，以及设置在所述轻油循环泵和所述循环轻油入口之间的轻油换热器，其中，所述轻油循环泵用于将二级急冷塔塔釜采出的循环轻油输送至所述轻油换热器，所述轻油换热器用于将循环轻油降温后一部分输送至所述循环轻油入口，另一部分输出作为产品轻油I。5.如权利要求1所述的装置，其中，所述第一重油循环泵与所述第一重油换热器之间还设有轻油入口，用于接收来自所述二级急冷单元的轻油以改善经升压的重油的流动性。6.如权利要求1所述的装置，其中，所述水冷单元包括：一级水冷塔，用于接收来自所述二级急冷单元的热解气，使其与第一循环冷却水逆流接触而降温至第一水冷温度，所述一级水冷塔具有位于塔顶的第一循环冷却水入口和位于塔底的热解气入口，一级水冷循环泵，一级水冷换热器，第一油水分离罐，第一水泵以及第一油泵；其中，所述一级水冷循环泵用于将从一级水冷塔底采出的液体输送至所述一级水冷换热器，所述一级水冷换热器用于将液体降温后输送至所述第一油水分离罐，所述第一水泵用于采出所述第一油水分离罐中的水相并将一部分输送至所述第一循环冷却水入口作为第一循环冷却水，另一部分输出至废水处理，所述第一油泵用于采出所述第一油水分离罐中的油相并将其作为产品轻油II输出。7.如权利要求6所述的装置，其中，所述水冷单元还包括与所述一级水冷塔连接的二级水冷塔，用于接收来自所述一级水冷塔的热解气，使其与第二循环冷却水逆流接触而将其进一步降温至低于第一水冷温度的第二水冷温度，所述二级水冷塔具有位于塔顶的第二循环冷却水入口和位于塔底的热解气入口，二级水冷循环泵，二级水冷换热器，第二油水分离罐，第二水泵以及第二油泵；其中，所述二级水冷循环泵用于将从二级水冷塔底采出的液体输送至所述二级水冷换热器，所述二级水冷换热器用于将液体降温后输送至所述第二油水分离罐，所述第二水泵用于采出所述第二油水分离罐中的水相并将一部分输送至所述第二循环冷却水入口作为第二循环冷却水，另一部分输出至废水处理，所述第二油泵用于采出所述第二油水分离罐中的油相并将其作为产品轻油III输出。8.如权利要求1所述的装置，其中，所述重油分离器是沉降槽。9.如权利要求1所述的装置，其中，所述除尘器是旋风除尘器。10.如权利要求1所述的装置，其中，所述一级急冷塔的热解气入口的温度为500-900℃，所述第一循环重油的温度为150-250℃，所述一级急冷塔的塔釜的温度为180-250℃，与所述第一循环重油接触后的热解气的温度为230-280℃。11.如权利要求2所述的装置，其中，与所述塔中循环油接触后的热解气的温度为130-190℃。12.如权利要求4所述的装置，其中，所述循环轻油的温度为50-80℃，所述二级急冷塔的塔釜的温度为130-160℃，与所述循环轻油接触后的热解气的温度为100-120℃。13.如权利要求6所述的装置，其中，所述第一循环冷却水的温度为30-40℃，所述第一水冷温度为40-60℃，从一级水冷塔...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐彬，萧锦诚，吕俊德，
申请(专利权)人：易高环保能源研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：中国香港,81