[发明专利]干馏煤气干法净化回收工艺及混合式气冷装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种干馏煤气干法净化回收工艺及混合式气冷装置。

背景技术

目前对干馏煤气的回收主要采用的工艺为：先将工业窑炉排出的高温干馏煤气送入旋风除尘器进行高温旋风除尘，然后直接采用二级喷淋冷却方式对除尘后的气体进行喷淋冷却并回收焦油，尾气用于燃烧或发电。该工艺存在的主要问题是：第一，喷淋冷却时由于气体中的粉尘含量大，从而产生大量不易处理油泥，容易堵塞系统管道；第二，喷淋冷却方式产生大量含酚废水，处理麻烦；第三，焦油回收率低，回收的焦油品质低，且无法在回收过程中直接将沸点较高的焦油与沸点较低的轻油彻底、精确分离；第四，环境污染严重，PM2.5颗粒物排放超标问题突出。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种油泥少、基本不产生废水并且能够将沸点较高的焦油与沸点较低的轻油分别回收的干馏煤气干法净化回收工艺。此外，本发明还要提供一种混合式气冷装置，克服目前喷淋冷却产生大量废水的问题，且便于对被冷却气的温度进行快速、精确控制。

本发明的干馏煤气干法净化回收工艺，其步骤包括：1）对工业窑炉排出的高温干馏煤气进行干式除尘净化，使煤气中的粉尘含量降低至20－50mg/Nm³以下；2）将除尘净化后的煤气导入第一冷却装置，使煤气在第一冷却装置中非喷淋冷却后析出焦油，焦油从该装置流出并回收；3）将第一冷却装置排出的降温后的煤气导入第二冷却装置，使煤气在第二冷却装置中非喷淋冷却后析出轻油，轻油从该装置流出并回收，尾气进入后续处理；所述第一冷却装置和第二冷却装置中，至少第一冷却装置为混合式气冷装置，该混合式气冷装置通过将煤气与冷却气进行混合而使煤气迅速冷却；所述混合式气冷装置包括由壳体所构成的气流混合腔以及位于气流混合腔底部的收液器，壳体上分别设置有与该气流混合腔连通的被冷却气入口、被冷却气出口和冷却气入口，被冷却气在气流混合腔中流动时与冷却气混合而被冷却，冷却气入口通过流量调节装置与冷却气源连接。其中，所述第二冷却装置可以使用混合式气冷装置，但出于使用经济性方面的考虑最好采用间壁式换热器。

上述工艺使用了一种混合式气冷装置。该混合式气冷装置的冷却原理是通过将冷却气掺入被冷却气（对于上述工艺而言，被冷却气即为煤气，但该混合式气冷装置也可以用于冷却除煤气外的其他气体时）而使被冷却气迅速降温。只要控制好冷却气的掺入量，被冷却气的温度就能够被精确的控制，这对于煤气的冷却而言，意义重大。因为，焦油的沸点范围较宽（一般为450－1000℃），可分为低温干馏焦油（450－650℃），中温干馏焦油（600－800℃）以及高温干馏焦油（900－1000℃），在采用混合式气冷装置的情况下，该混合式气冷装置可根据工业窑炉排出的高温干馏煤气的实际温度精确调整煤气在混合式气冷装置中的降温幅度，从而既可获得特定馏程的焦油，同时也为第二冷却装置冷却得到轻油（轻油的沸点一般为30-220℃）创造温度条件。除了冷却迅速、温度可精确控制的特点外，由于该混合式气冷装置通过在气流混合腔的有限空间内将冷却气掺入被冷却气使被冷却气降温，压力作用增强了油液分子团聚，因此还可提高焦油的回收率。另外，混合式气冷装置的冷却方式决定了其冷却过程中几乎不不产生废水，且由于煤气中的粉尘含量先被降低至了20－50mg/Nm³以下，故油泥的生成量也很少。

在本发明的干馏煤气干法净化回收工艺中，所述混合式气冷装置所使用的冷却气优选来自液氮源或液化天然气源。液氮或液化天然气温度低，冷却效果好，且不会向原煤气中引入对煤气干法净化回收有害的物质。当该混合式气冷装置用于冷却除煤气外的其他气体时，可根据被冷却气具体性质等情况选择合适的冷却气。

当工业窑炉排出的高温干馏煤气温度较高，而实际回收的焦油沸点温度又相对较低时，最好在所述步骤1）与步骤2）之间增加第一附加步骤，即将除尘净化后的煤气导入一间壁式换热器进行高温余热回收利用，然后再将间壁式换热器排出的煤气导入第一冷却装置。这样能够充分利用干馏煤气余热，节省能源消耗。