一種組合式回收煤焦油設備及其回收煤焦油方法
2023-10-24 14:51:22
專利名稱：一種組合式回收煤焦油設備及其回收煤焦油方法
技術領域：
本發明涉及一種回收煤焦油設備及其方法，具體地說，是一種包括離心分離回收部分、旋風分離回收部分和循環焦油噴灑回收部分的組合式回收荒煤氣中煤焦油的設備及其回收煤焦油的方法。
背景技術：
現有焦爐煤氣洗滌淨化及焦油回收裝置有橫管間接冷卻器、空噴塔、機械氨水焦油澄清槽和電捕焦油器，其煤焦油的回收方法有冷卻洗滌法、電捕焦油法和吸附法。冷卻洗滌法的主要設備有上升管、橋管、集氣管、初冷卻器。煤氣在橋管和集氣管中被氨水初步冷卻洗滌，煤氣中未冷卻的焦油在初冷器中初冷。初冷一般有間接冷卻、直接冷卻和間冷直冷相結合三種。所述三種煤焦油回收方法各有不同，可因生產規模、工藝要求以及其他條件選擇採用。電補焦油法的主要設備是電捕焦油器，電捕焦油器其結構均由殼體、沉澱極、電暈極、上下吊架、煤氣再分布板、絕緣箱和饋電箱等部件組成。利用高電壓直流電流，使設備內產生巨大電場，焦油帶電，在電場力的作用下被收集到極板上從而達到淨化效果，這種設備的淨化效率較高，工作阻力小，但在運行過程中，電極表面容易集聚油垢形成油膜層，阻礙電極放電，嚴重降低處理效果，此外還存在著積聚油垢不易清洗、設備造價高，佔地面積大。吸附法是通過吸收劑吸收煤氣中的焦油，此法吸收設備龐大，佔地廣，吸收劑再生操作困難，難以循環再生利用。現有公開號為CN2315117Y的一種「焦爐煤氣淨化與回收裝置」，採用了循環氨水吸收焦油，由上升管、橋管、吸氣管、集氣箱連接而成，焦油回收部分由沉渣池、沉清散熱分隔池、焦油中間池、氨水中間池。其回收方法為在橋管處噴灑氨水初步冷卻煤氣，回收部分煤焦油，最後在集氣箱中使煤氣穿過集氣箱中的水，由水吸收煤氣中的焦油。該法使用大量的水，且處理水困難並浪費資源。公開號為CN20149(^92 U的一種「焦油煙氣回收裝置」，主要有煙道，該煙道的進口與排煙口相連通，所述煙道由吸附室和緩衝室串接而成，吸附室內有吸附煙氣的固化淨化板，該固化淨化板為土坯，該土坯的一端與所述吸附室連接，相鄰兩土坯交錯平行地設置在吸附室相對應的內壁上。該裝置結構簡單，所排出的氣體基本上消除了焦油煙氣，不能實現過程工業化。發明專利為CN18M369A公開了一種「利用超重力技術淨化含油煙氣體的方法及裝置」，其方法是通過引風機葉片將油煙氣體從下面引入一個帶負壓的煙氣通道，經過一個旋轉填料層，其中的固體顆粒、液滴、固液結合物等在高速旋轉的填料層中被捕獲，在強大離心力作用下，由填料帶動並沿填料向外側運動，進而擺脫氣體被甩向煙氣通道內壁並流向底部，經匯集由液體出口收集。分離後的乾淨氣體穿過填料層排空。由於焦化廠煤焦油粘度大，產量高，此法處理量少，能耗高，不適用於處理煤氣焦油。
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上述回收焦爐煤氣中煤焦油的設備及其方法，優缺點各有不同，其存在的問題是煤焦油回收率不高或者是不回收煤焦油，而且設備龐大且不符合節能環保要求。煤氣中回收不完全的焦油還影響後續設備的使用壽命以及後續的產品質量。
發明內容
基於現有煤焦油回收設備及其回收煤焦油的方法，本發明的問題在於簡化焦油回收設備，降低投資，提高煤焦油回收收率，並提供一種組合式回收煤焦油設備及其回收煤焦油方法。一種組合式回收煤焦油設備，包含一所述回收煤焦油設備中設置一離心分離回收部分、一旋風分離回收部分和一循環焦油噴灑回收部分；其中
所述離心分離回收部分是由一電機軸中部連接有葉片，軸端頭連接有煤氣擋板；煤氣通道延伸至垂直中心線的葉片上面；
所述旋風分離回收部分是葉片和煤氣擋板與相對應的回收煤焦油設備的圓周內壁面構成；
所述循環焦油噴灑回收部分是一循環油泵及其焦油管連通有回收煤焦油設備下端的液封焦油儲罐和回收煤焦油設備中上部煤氣通道內的焦油噴嘴；煤氣中心通道位於回收煤焦油設備中軸線連通煤氣出口。一種用於上述的一種組合式回收煤焦油設備的回收煤焦油方法，包括離心分離方法、旋風分離方法和煤焦油相互吸附分離方法；其中
所述離心分離方法是荒煤氣在葉片的作用下產生強大的離心力，使荒煤氣與煤焦油實現初步分離；
所述旋風分離方法是荒煤氣在葉片的作用下形成旋流體，使得煤氣中的煤焦油旋流到煤焦油設備的圓周內壁面而實現煤氣與焦油的分離；
所述煤焦油相互吸附分離方法是焦油噴嘴噴灑的焦油與荒煤氣中的焦油顆粒相互吸附，形成大顆粒的焦油液滴，使煤氣與焦油進行分離開。本發明一種組合式煤焦油回收設備，與現有技術相比，其煤焦油回收設備將離心分離回收部分、旋風分離回收部分和循環焦油噴灑部分三部分結構集於一體，使得煤焦油回收設備的結構大大簡單，節約了成本，而且設備運行安全可靠；
本發明一種用於煤焦油回收設備的煤焦油回收方法，與現有技術相比，通過離心分離回收、旋風分離回收和循環焦油噴灑回收三部分焦油回收方法集於一體，有效地提高了煤焦油的收率，節約了能源，降低了成本，簡化了後續工段及副產品的處理，也使得結構和工藝更加簡化，操作更加便。
圖1是本發明煤焦油回收設備的結構示意圖。圖中1-電機；2-煤氣通道；3-葉片；4-煤氣擋板；5-吸收室；6_煤氣出口 ；7_煤氣中心通道；8-旋風分離器；9-焦油出口 ；10-分離焦油出口 ；11-液封焦油儲罐；12-循環油泵；13-焦油管；14-煤氣入口 ；15-焦油噴嘴。
具體實施例方式結合附圖進一步詳細說明如下 具體實施例1
實施本發明所提供的一種組合式回收煤焦油設備，是基於離心分離和吸附的原理設計的，包括在組合式回收煤焦油設備中設置的一離心分離回收部分、一旋風分離回收部分和一循環焦油噴灑回收部分三部分有機結合構成。基於吸附的原理，設計出焦油噴灑系統。噴灑的焦油與煤氣中的焦油吸附，形成大顆粒焦油液滴。焦油與煤氣分離採用離心分離，離心分離出大顆粒焦油，旋轉分離小顆粒焦油。離心分離回收部分是吸收室5，由電機1、機座、葉片3、煤氣擋板4、煤氣出口 6構成。在焦油吸收室5頂部有煤氣通道2，用於煤氣導入吸收室5。吸收室5上端設有機座，機座上固定有電機1，電機1軸上有用於旋轉甩出煤氣的葉片3，葉片3下面設有一固定擋板4，用於改變煤氣流動方向，煤氣擋板4用支架支撐，煤氣入口位於葉片3上面。吸收室5 —側有淨煤氣出口 6，吸收室5中，煤氣通道2尾端中部有循環焦油噴嘴15噴灑焦油。焦油吸收室 5下端與旋風分離器8連接的是一傾斜的通道。斜通道下部是旋風分離器8，旋風分離器8 下面是液封焦油儲罐11。由於煤氣管道末端有風機葉片3，為便於煤氣旋轉甩出，選擇煤氣從設備上面進入。為減少高速電機1運轉時對電機軸的離心力，儘量減少了機軸的長度，高速電機1運轉需要支架支撐，選擇支架設計在設備頂部，將電機直接安裝在設備上面。旋風分離回收部分是由旋風分離器8、焦油出口 9、煤氣中心通道7構成。煤氣可在旋風分離器8 上部、中部、下部進入，由於製造成本、現有技術以及設備的連接性和一體化，本設備選擇了煤氣從上部進入旋風分離器8。循環焦油噴灑部分是由液封焦油儲槽11、循環焦油泵12和焦油噴嘴15組成。為了避免煤氣外洩和焦油中的氣體散發到空氣中，本設計選擇液封焦油儲罐11。循環焦油選擇在離心之前噴灑，可使煤氣中的焦油顆粒與噴灑的循環焦油充分混合，更有利於荒煤氣中煤焦油的吸收，煤氣和焦油旋轉甩出後，可使更多的焦油被甩在吸收室5的器壁上，減少了進入旋風分離回收部分的煤氣焦油含量。具體實施例2
荒煤氣進入負壓煤氣通道2後，流動的過程中，噴灑的循環焦油與煤氣中的焦油相互吸附而聚集，形成大顆粒焦油液滴，焦油下落過程中也可相互吸附變大，可以看到淡黃色的荒煤氣顏色明顯變淺，實現了煤氣與焦油初步分離。在經過葉片3時，荒煤氣在葉片3的作用下產生強大的旋轉離心力，焦油隨煤氣旋轉甩出，大顆粒的焦油液滴被甩在器壁上而實現初步分離。煤氣旋轉甩出後，在旋風分離器中向下旋轉過程中，小顆粒的焦油液滴也被旋轉到器壁上而與煤氣分離，脫除焦油後的煤氣進入裝置的中心通道7後，繼續旋轉上升，可進一步分離細小顆粒的焦油液滴。煤氣最後由煤氣中心通道7引出設備，分離的焦油最後匯集進入設備下面的液封焦油罐11。用分光光度計可測得本設備淨化後的煤氣滿足化產的後續生產中對焦油含量的要求。具體實施例3
稱取6. 68kg呼倫貝爾褐煤(空幹基)放入熱解箱中熱解，從室溫開始加熱，以15°C /min 的升溫速率加熱到500°C，恆溫池。用水間接冷卻的方式收集煤熱解產生的焦油，焦油收率為4. 37%。重複上述實驗，用間接冷卻的方式收集煤焦油，在冷卻管上面噴灑循環焦油，焦油收率為4. 73%。
重複上述實驗，稱取6. 68kg呼倫貝爾褐煤(空幹基)放入熱解箱中熱解，從室溫開始加熱，以15°C /min的升溫速率加熱到500°C，恆溫池。用本設備及其方法收集煤焦油，測得焦油收率為5. 11%。
權利要求
1.一種組合式回收煤焦油設備，包括回收煤焦油設備中設置的一離心分離回收部分、 一旋風分離回收部分和一循環焦油噴灑回收部分；所述離心分離回收部分是由一電機(1)軸中部連接有葉片(3)，軸端頭連接有煤氣擋板(4)；煤氣通道(2)延伸至垂直中心線的葉片(3)上面；所述旋風分離回收部分是葉片(3)和煤氣擋板(4)與相對應的回收煤焦油設備的圓周內壁面構成；所述循環焦油噴灑回收部分是一循環油泵(12)及其焦油管(13)連通有回收煤焦油設備下端的液封焦油儲罐(11)和回收煤焦油設備中上部煤氣通道(2)內的焦油噴嘴(15);煤氣中心通道(7)位於回收煤焦油設備中軸線連通有煤氣出口(6)。
2.一種用於權利要求1所述的組合式回收煤焦油設備的煤焦油回收方法，包括離心分離方法、旋風分離方法和煤焦油相互吸附分離方法；所述離心分離方法是荒煤氣在葉片(3)的作用下產生離心力，使荒煤氣與煤焦油實現初步分離；所述旋風分離方法是荒煤氣在葉片(3)的作用下形成旋流體，使得煤氣中的煤焦油旋流到煤焦油設備的圓周內壁面而實現煤氣與焦油的分離；所述煤焦油相互吸附分離方法是煤焦油噴嘴(15)噴灑的焦油與荒煤氣中的焦油顆粒相互吸附，形成大顆粒的焦油液滴，使煤氣與焦油進行分離開。
全文摘要
一種組合式回收煤焦油設備及其回收煤焦油方法，所述設備是由離心分離回收部分、旋轉分離回收部分和循環焦油噴灑部分構成；所述方法是將荒煤氣導入負壓煤氣通道，進入旋轉裝置，煤氣中的焦油在吸收室中與循環焦油形成大顆粒焦油液滴，沿管壁進入帶有液封裝置的焦油收集器內，荒煤氣中未被吸收的焦油經組合式煤焦油回收設備下部所設置的旋風分離器進一步分離回收，淨化後的煤氣從旋風分離裝置的中心管排出。本發明設備結構簡單，體積小，投資低，處理量大；本發明方法操作簡單，運行成本低，對荒煤氣中焦油的回收效率高。
文檔編號C10G5/04GK102304381SQ20111022316
公開日2012年1月4日 申請日期2011年8月5日 優先權日2011年8月5日
發明者孫亞玲, 張國傑, 張永發, 徐英, 陸桃軍 申請人:太原理工大學