[实用新型]一种焦化荒煤气高温直接急冷制取工艺热媒水的装置

说明书

技术领域

本实用新型属于煤化工炼焦领域，涉及一种焦化荒煤气高温直接急冷制取工艺热媒水的装置。具体就是在现有荒煤气急冷工艺基础上，通过增设蒸氨废水循环、焦油循环，采用焦油-水混合液于集气管中对荒煤气进行高温急冷操作，提升集气管出口煤气温度，并配置煤气预冷器，在保证荒煤气冷却效果(传热效果)及除焦效果(传质效果)不变的前提下，进一步回收荒煤气余热，制取85℃左右工艺热媒水，用于加热后续与之匹配的工艺热阱。此外，由于在初冷器前回收荒煤气余热，与现有流程相比，初冷器冷公用工程耗量大幅降低。

背景技术

在炼焦过程中，从焦炉炭化室经上升管逸出的荒煤气温度为650～750℃，此时煤气中含有焦油汽、苯族烃、水汽、氨、硫化氢、氰化氢、萘及其他化合物，并蕴含了焦化过程中大约三分之一的热量。荒煤气需冷却降温，并进行净化后才能得到合格的煤气。荒煤气初步冷却是煤气净化的基础，其操作运行效果不仅对煤气净化后续单元操作有影响，而且对化工产品加工及焦炉操作有影响。荒煤气的初步冷却分两步进行：第一步是在集气管中用大量循环氨水进行直接急冷；第二步是在煤气初冷器中用循环水及低温水进行间接冷却。

目前煤焦化工业，荒煤气在桥管和集气管内被0.15～0.2MPa(表压)、质量浓度为5％的循环氨水以喷洒形式的直接急冷。当细雾状的氨水与煤气充分接触时，由于煤气温度很高且水蒸气饱和度很低，氨水温度较低，所以荒煤气被氨水瞬间冷却降温，重组分不断冷凝析出，放出大量热量，而氨水被荒煤气加热瞬间大量气化，吸收荒煤气中的热量，从而使整个体系温度降低，起到急冷效果。可见瞬间急冷过程进行着剧烈的传热和传质过程。通过上述急冷过程，煤气温度由650～700℃降至82～86℃，同时有60％左右的焦油汽冷凝下来。在实际生产上，煤气温度可冷却至高于其急冷后的组成所对应的露点温度1～3℃。82℃荒煤气进入初冷器被循环水及低温水冷却至23℃左右后进入后续净化工段。

现有荒煤气急冷工艺虽然能将煤气由650～700℃冷却至82～86℃，降低初冷器的冷却负荷，并将60％左右的焦油汽冷却下来，缓解初冷器结焦现象，但是由于喷洒氨水的质量浓度为5％，其泡点温度为82℃左右，导致集气管出口荒煤气温度在82～86℃，回收的余热温度太低，无法在后续回收工段进一步有效利用。此外，由于荒煤气热量无法在初冷器前回收，热量最终散失在循环水(55℃)、低温水(23℃)中，不仅造成热量的浪费，也增加了冷量的消耗。

同时，化产回收工段存在大量中低温位热阱，如热水型溴化锂制冷机发生器热源(85℃)、真空碳酸钾脱硫工艺再生塔底再沸器热源(55℃)、负压蒸氨塔底再沸器热源(80℃)等，此外需要向系统中供给大量热量，以实现管路伴热、罐区维热等作用。现有工艺中，上述低温热阱普遍采用低压蒸汽(0.3MPa)供热，而0.3MPa蒸汽温位一般在130℃以上，这将导致高热低用，造成能量浪费。从能量回收方面分析，用能瓶颈在于荒煤气蕴含的大量余热无法在高温段进行回收，而回收的低温热量无法与低温热阱合理匹配。因此，应设法提高荒煤气余热的回收温度(≥85℃)。

中冶焦耐工程技术有限公司申请开发了一种利用荒煤气余热，加热真空碳酸钾法脱硫工艺的脱硫富液的余热回收方法，荒煤气余热代替了脱硫富液解析所用蒸汽热源，降低了工艺能耗，但是使用的仍是荒煤气82℃以下的热量，回收热量品位较低。该专利号为：CN200710086480.8。

东北大学开发了一种采用导热油回收荒煤气热量，并用于加热化产相关工序的余热回收技术，但需要增加一套封闭的导热油系统，且导热油的取热换热器易结焦。改专利号为：CN201110437813.3。

上海宝钢节能技术有限公司申请开发了一种焦炉荒煤气余热发电装置，上升管内设置过热器，桥管内设置蒸发器，液态工质经取热子系统后形成过热蒸汽，过热蒸汽将发电子系统内的工质加热并带动发电子系统内的动力发电机组发电。但是暴露在荒煤气中取热设备易结焦，导致传热效果下降，需频繁清焦。该专利号为：CN201210318033.1。

实用新型内容