[发明专利]焦炉荒煤气的多级冷却工艺与装置

说明书

本发明涉及焦炉高温荒煤气冷却、焦油馏分采取及余热回收技术领域，具体涉及一种焦炉荒煤气的多级冷却装置及其工艺。本发明的技术方案为：焦炉煤气离开焦炉，通过上升管后依次通过一级换热器、一级闪蒸罐、二级换热器、二级闪蒸罐、三级换热器、三级闪蒸罐，最后进入初冷器，通过调节除氧水的流量来控制荒煤气的冷却后温度。本发明的有益效果在于：通过对焦炉荒煤气采用多段分级冷却，实现荒煤气由650～750℃冷却到80～90℃，并发生高、中和低压蒸汽，同时分离焦油高温馏分、中温馏分和轻油馏分。本发明有以下优势：（1）充分回收了荒煤气余热；（2）实现了荒煤气中馏分的粗分离；（3）多级冷凝温度可调控。

技术领域

本发明涉及焦炉高温荒煤气冷却、焦油馏分分离及余热回收技术领域，具体涉及一种焦炉荒煤气的多级冷却工艺与装置。

背景技术

炼焦工业是伴随着钢铁企业的发展而发展的，也是钢铁工业的基础产业之一，同时焦化工业也是耗能大户，其中炼焦过程加热消耗约占煤气产量的45％～50％，因此焦化行业也是节能减排的重要行业。煤在炼焦时除了有75％左右变成焦炭外，还有约25％生成各种化学产品及煤气。回收这些化学产品对综合利用煤炭资源和经济建设有着重要的意义。

现有的焦炉荒煤气冷却工艺中通常的做法是：将来自焦炉炭化室的650～750℃荒煤气，经焦炉上升管，后进入集气槽。在集气槽内喷洒循环氨水与荒煤气直接接触冷却，靠循环氨水大量汽化，使荒煤气急剧降温至80～90℃，然后在初冷器中冷却到25～35℃后送至后续工序。此过程大量的热能未被利用，且需要大量的循环氨水。

发明内容

本发明旨在提供一种焦炉荒煤气的多级冷却工艺及装置，同步实现焦炉荒煤气冷却、余热回收和焦油馏分分离。

本发明为解决上述提出的问题所采用的技术方案为：

一种焦炉荒煤气的多级冷却装置，主要包括焦炉炭化室、一级换热器、一级闪蒸罐、二级换热器、二级闪蒸罐、三级换热器、三级闪蒸罐、初冷器，其中，焦炉炭化室的荒煤气出口与一级换热器的荒煤气入口相连，一级换热器的荒煤气出口与一级闪蒸罐的进料口相连，一级闪蒸罐顶部与二级换热器的荒煤气入口相连，二级换热器的荒煤气出口与二级闪蒸罐的进料口相连，二级闪蒸罐顶部与三级换热器的荒煤气入口相连，三级换热器的荒煤气出口与三级闪蒸罐的进料口相连，三级闪蒸罐顶部与初冷器的入口相连。

进一步地，一级换热器、二级换热器、三级换热器上均分别开设有除氧水的入口以及蒸汽出口。

进一步地，一级换热器、二级换热器、三级换热器的除氧水入口处均安装有除氧水流量控制阀。更进一步地，还包括三个控制流量调节的温度显示控制器，每个控制流量调节的温度显示控制器的两端分别连接同一个换热器除氧水入口处的除氧水流量控制阀和荒煤气出口。

本发明还提供一种焦炉荒煤气的多级冷却工艺，是将荒煤气由650～750℃冷却到80～90℃，并回收煤气余热产生高、中和低压蒸汽，同时分离焦油高温、中温和低温馏分，具体操作步骤如下：

(1)来自焦炉炭化室的650～750℃高温荒煤气，先经一级换热器冷却，荒煤气温度降至275～285℃后，再经过一级闪蒸罐进行气液分离，底部分离出高温馏分，顶部分离出的荒煤气通往二级换热器；

(2)来自一级闪蒸罐的荒煤气经过二级换热器冷却，荒煤气温度降至165～175℃后，再经过二级闪蒸罐进行气液分离，底部分离出中温馏分，顶部分离出的荒煤气通往三级换热器；

(3)来自二级闪蒸罐的荒煤气经过三级换热器冷却，荒煤气温度降至80～90℃后，再经过三级闪蒸罐进行气液分离，底部分离出低温馏分，顶部分离出的荒煤气通往初冷器冷却，冷却至25～35℃后送至后续工序。

按上述方案，在一级换热器、二级换热器、三级换热器中分别通过3.5MPa、1.0MPa和0.35MPa的除氧水发生蒸汽以回收荒煤气的热量。