一种荒煤气除萘脱尘去焦油系统的制作方法

1.本实用新型涉及煤气净化领域，尤指一种荒煤气除萘脱尘去焦油系统。


背景技术：

2.煤气净化主要是脱除煤气中有害成分。出炉后的荒煤气中萘含量高达8～12g/m3，焦油含量32～45g/m3，传统焦炉煤气的净化流程大体为粗煤气
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初冷
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电捕焦油
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鼓风机
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脱硫
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脱氨
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终冷
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脱苯
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净煤气，然后净煤气经过压缩机输送至其他工艺段。
3.原则上，荒煤气经过传统净化工艺后可达到净化要求，使焦油尘含量低于0.02g/m3，萘含量冬季小于0.05g/m3，夏季小于0.1g/m3，但是现有的除萘工艺主要以初冷、洗苯附加除萘为主，效率较低，容易导致风机或压缩机前的萘及焦油尘含量超标，造成设备管道堵塞，严重影响生产；其它专门除萘的设备还包括洗萘塔、活性炭吸附等，但存在运行成本高、再生困难等问题。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种荒煤气除萘脱尘去焦油系统，利用脱苯工艺中的富油吸收煤气中的萘、焦油、粉尘等，吸收后的洗油随脱苯富油一同进入脱苯蒸馏装置，实现洗油再生，不仅净化效率高，而且节能环保，运行成本低。
5.本实用新型提供的技术方案如下：
6.提供一种荒煤气除萘脱尘去焦油系统，包括：
7.冲洗罐，用于与洗苯塔连接，以储存来自所述洗苯塔的部分富苯洗油；
8.净化装置，包括壳体和在所述壳体内沿高度方向从下到上依次设置的整流件、第一喷淋层、液滴去除机构和第二喷淋层，所述整流件用于使气体流场均布，所述第一喷淋层与所述壳体底部的喷淋液管路连接，所述第二喷淋层与所述冲洗罐管路连接，所述壳体的侧壁上设有进气管，所述进气管位于所述整流件的下方，且与所述壳体连接的一端朝向所述壳体的底部倾斜，所述壳体的顶部设有所述出气口，所述壳体的底部设有排液口；
9.粗苯蒸馏装置，包括进液口和出液口，所述进液口与所述排液口连通，所述出液口用于与洗苯塔连通。
10.进一步优选地，所述进气管与所述壳体的侧壁之间的夹角为5～45度。
11.进一步优选地，所述整流件上设有多个第一通孔和多个第二通孔，所述第一通孔的孔径小于所述第二通孔的孔径，所述第一通孔位于所述整流件远离所述进气管的一端，所述第二通孔位于所述整流件的另一端。
12.进一步优选地，所述液滴去除机构包括沿所述壳体的高度方向从下到上依次设置的粗分板组、细分板组和纤维床。
13.进一步优选地，所述第二喷淋层的数量为多个，所述粗分板组、所述细分板组和所述纤维床分别对应设置有一个所述第二喷淋层，分别用于对所述粗分板组、所述细分板组和所述纤维床进行冲洗。
14.进一步优选地，所述粗分板组和所述细分板组均包括多个间隔设置的叶片，所述粗分板组上的叶片间距大于所述细分板组上的叶片间距。
15.进一步优选地，所述叶片包括依次连接的第一水平段、弧形段和第二水平段，所述弧形段的凸面顶部设有钩状的阻挡件，所述阻挡件的凹陷部朝向所述弧形段设置。
16.进一步优选地，所述弧形段的顶部的折角为70～120度。
17.进一步优选地，所述纤维床包括多个纤维丝，多个所述纤维丝交叉排列，所述纤维丝外涂疏水性材料。
18.进一步优选地，所述第一喷淋层的喷射角度为60～120度，液气比为0.5～2.0。
19.本实用新型的技术效果在于：净化装置内先通过整流件使气体流场均布，增加气体与第一喷淋层喷淋出的富苯洗油的接触面积，提高传质效率，以利用富苯洗油吸收煤气中的萘、焦油、粉尘等，提高吸收效率，大液滴降落，小液滴被煤气夹带，然后经过第一喷淋层上方的液滴去除机构去除煤气中夹带的小液滴，实现对荒煤气的净化，吸收萘、焦油及粉尘后的洗油随脱苯富油一同进入脱苯蒸馏装置，实现洗油再生，不仅效率高，而且节能环保，运行成本低。
附图说明
20.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明：
21.图1是本实用新型的一种荒煤气除萘脱尘去焦油系统的结构示意图；
22.图2是本实用新型的整流件的结构示意图；
23.图3是气体在叶片之间流动时的示意图。
24.附图标号说明：
25.10、冲洗罐；20、净化装置；21、壳体；211、进气管；212、出气口；213、排液口；214、喷淋液流出口；215、冲洗接收口；22、整流件；221、第一通孔；222、第二通孔；23、第一喷淋层；241、粗分板组；242、细分板组；2410、叶片；2411、第一水平段；2412、弧形段；2413、第二水平段；2414、阻挡件；243、纤维床；25、第二喷淋层；26、喷淋液循环泵；30、粗苯蒸馏装置；31、进液口；32、出液口；40、储油槽；50、冲洗泵；60、排液泵。
具体实施方式
26.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
27.为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本实用新型相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。
28.还应当进一步理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
29.在本文中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连
接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
30.另外，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
31.本实用新型提供一种荒煤气除萘脱尘去焦油系统的具体实施例，如图1所示，包括冲洗罐10、净化装置20和粗苯蒸馏装置30，冲洗罐10用于与洗苯塔连接，以储存来自洗苯塔的富苯洗油，冲洗罐10中的富苯洗油提供给净化装置20，在净化装置20中通过富苯洗油去除荒煤气中的萘、焦油和粉尘杂质等。从洗苯塔来的富苯洗油可先储存在储油槽40内，冲洗罐10抽取部分富苯洗油提供给净化装置20，储油槽40内的富苯洗油还可提供给其他工序，以供其他工序使用。
32.净化装置20包括壳体21和在壳体21内沿高度方向从下到上依次设置的整流件22、第一喷淋层23、液滴去除机构和第二喷淋层25；整流件22可以为筛孔板或填料等，整流件22用于使气体流场均布，增加气液接触面积，提高吸收效率，为了降低整流件22的堵塞，整流件22优选为筛孔板。
33.第一喷淋层23与壳体21底部的喷淋液管路连接，第二喷淋层25与冲洗罐10管路连接，壳体21的侧壁上设有进气管211，进气管211位于整流件22的下方，且与壳体21连接的一端朝向壳体21的底部倾斜，壳体21的顶部设有出气口212，壳体21的底部设有排液口213。粗苯蒸馏装置30包括进液口31和出液口32，进液口31与排液口213连通，出液口32用于与洗苯塔连通。
34.本实施例中，壳体21底部预留一定体积的喷淋液，喷淋液为从第一喷淋层23和第二喷淋层25喷淋出的富苯洗油，壳体21底部设有喷淋液流出口214，喷淋液流出口214通过管路与第一喷淋层23连通，管路上设有喷淋液循环泵26。壳体21底部预留的喷淋液从喷淋液流出口214流出，通过喷淋液循环泵26进入第一喷淋层23进行内喷淋，喷淋液经过整流件22最终落入壳体21底部，形成内循环。为降低壳体21底部喷淋液的含萘浓度，提高吸收效率，从壳体21底部的排液口213连续或间断的排出洗油。
35.荒煤气从壳体21上的进气管211进入壳体21内，进气管211朝向壳体21的底部倾斜，荒煤气进入壳体21内后先向下运动，经过壳体21底部的液面及壳体21侧壁的反弹后向上运动，可扰动壳体21内的气体，产生较大的湍流度，使荒煤气向壳体21上方运动时更容易均布，以便更好地与第一喷淋层23喷淋出的富苯洗油均匀接触，提高气液接触面积。优选地，进气管211与壳体21的侧壁之间的夹角为5～45度，实际应用时，可根据荒煤气的流量和壳体21的直径，参照数值模拟计算结果，选择进气管211合适的倾斜角度，以增加入口端的湍流度，减少流场流动死区。
36.荒煤气进入壳体21内向上运动时，先经过整流件22整流，进一步使气体流场均布，然后与第一喷淋层23喷出的富苯洗油均匀接触，荒煤气中的大部分萘、焦油及粉尘杂质被富苯洗油捕捉润湿。大液滴降落，小液滴被荒煤气夹带，经过第一喷淋层23上方的液滴去除机构，脱除小液滴，净化后的煤气从壳体21上方的出气口212流出，进入后道工序。
37.第一喷淋层23采用壳体21底部预留的喷淋液作为循环液对荒煤气中的大部分萘、
焦油及粉尘进行捕捉，第一喷淋层23的喷射角度为60～120度，液气比为0.5～2.0，实际使用时，可根据工况调整第一喷淋层23的层数，以保证对荒煤气中的萘、焦油及粉尘的去除。第二喷淋层25与冲洗罐10管路连接，管路上设有冲洗泵50，使新鲜的富苯洗油进入壳体21上的冲洗接收口215，冲洗接收口215与第二喷淋层25连接。第二喷淋层25的冲洗接收口215可根据实际工况设置单个或多个，以减小冲洗泵50的流量及煤气的阻力损失。
38.第二喷淋层25主要对液滴去除机构进行定期冲洗，防止堵塞结垢，此外，第二喷淋层25喷出的富苯洗油经过液滴去除机构和整流件22后落入壳体21底部，可以作为对壳体21底部预留的喷淋液的补充，壳体21底部的富苯洗油通过排液口213定期或连续排出，以降低壳体21底部的富苯洗油中萘的含量，保证第一喷淋层23喷淋出的富苯洗油可以很好地捕捉并润湿荒煤气中的萘、焦油及粉尘，以保持较高的洗油除萘效率。
39.壳体21底部的排液口213与粗苯蒸馏装置30连接，从排液口213排出的富苯洗油通过排液泵60被送至粗苯蒸馏装置30后，在粗苯蒸馏装置30内进行不同沸点的蒸馏，以分离富苯洗油中的苯、萘及焦油等；经过粗苯蒸馏装置30处理后的洗油被送至洗苯塔进行洗苯形成富苯洗油，然后再进入冲洗罐10或储油槽40循环使用，实现再生洗油，资源循环利用，节能环保。
40.本实施例中，第二喷淋层25喷出的冲洗液与第一喷淋层23喷出的雾化循环液介质相同，在去除荒煤气中的萘、焦油及粉尘时，富苯洗油中不会引入水分，可减少富苯洗油对h2s、hcn等气体的吸收，以避免在粗苯蒸馏时与汽相粗苯一起部分解析出来而对粗苯蒸馏装置30中的汽相管和冷凝器产生强烈的化学腐蚀。
41.在一种实施方式中，如图2所示，整流件22上设有多个第一通孔221和多个第二通孔222，第一通孔221的孔径小于第二通孔222的孔径，第一通孔221位于整流件22远离进气管211的一端，第二通孔222位于整流件22的另一端。整流件22为筛孔板结构，筛孔板上设有孔径不同的第一通孔221和第二通孔222，孔径较小的第一通孔221远离壳体21上的进气管211设置，荒煤气从进气管211进入壳体21内后，大量流体进入到进气管211对面侧壁，然后再顺着侧壁往上运动会形成贴壁流，即在整流件22下方远离进气管211的区域流速较大，整流件22对应该流体较多的区域设置孔径较小的第一通孔221，可增大流体进入整流件22的阻力，使流体往另一边分布，以使流体分布更均匀，进一步提高富苯洗油对荒煤气中的萘、焦油及粉尘的吸收效率。
42.在一种实施方式中，液滴去除机构包括沿壳体21的高度方向从下到上依次设置的粗分板组241、细分板组242和纤维床243，用于去除不同直径的含萘液滴。荒煤气经过整流件22整流，并与第一喷淋层23喷出的富苯洗油均匀接触后，荒煤气中的大部分萘、焦油及粉尘杂质被捕捉润湿，大液滴降落，小液滴被荒煤气夹带，先后经过粗分板组241和细分板组242，去除8um以上的含萘液滴，然后进入纤维床243进行精除，脱除1um以上的液滴，提高对荒煤气的净化效果。
43.第二喷淋层25的数量为多个，粗分板组241、细分板组242和纤维床243分别对应设置有一个第二喷淋层25，分别用于对粗分板组241、细分板组242和纤维床243进行冲洗。多个第二喷淋层25均可喷出富苯洗油分别对粗分板组241、细分板组242及纤维床243进行冲洗，防止液滴去除机构堵塞结垢。最上层的第二喷淋层25喷淋出的冲洗液分别经过纤维床243、细分板组242、粗分板组241和整流件22后，落入壳体21底部作为第一喷淋层23循环液
的补充，第二喷淋层25定期运行，通过控制排液口213的排液量使系统补充液和排出液可达到平衡，并保持较高的洗油除萘效率。第二喷淋层25的喷淋覆盖率为120％～150％，冲洗强度30～80l/min
·
m2。实际设计时分区进行冲洗，防止系统瞬时阻力过大。冲洗液流入壳体21底部，作为循环液的补充液。
44.粗分板组241和细分板组242均包括多个间隔设置的叶片2410，粗分板组241上的叶片2410间距大于细分板组242上的叶片2410间距。粗分板组241与细分板组242可采用pp、pvc、pvdc或不锈钢等材料制成，粗分板组241与细分板组242的结构相同，只是粗分板组241上的叶片2410间距大于细分板组242上的叶片2410间距。粗分板组241和细分板组242的叶片2410间距可设置为10～35mm，通过合理选择粗分板组241和细分板组242的叶片2410间距，以实现去除不同直径的液滴。
45.如图3所示，叶片2410包括依次连接的第一水平段2411、弧形段2412和第二水平段2413，弧形段2412的凸面顶部设有钩状的阻挡件2414，阻挡件2414的凹陷部朝向弧形段2412设置。依次连接的第一水平段2411、弧形段2412和第二水平段2413使叶片2410形成截面为半波浪形的结构，当然叶片2410的截面也可以为多个半波浪形依次连接形成的波浪形结构，当叶片2410为波浪形结构时，每片叶片2410上仅设有一个阻挡件2414，避免过分增大气流的阻力。
46.本实施例中的粗分板组241和细分板组242是根据液滴的惯性、离心力、撞击及重力等原理实现除液滴；含液滴的荒煤气通过半波浪形的叶片2410时会改变方向，液滴在惯性和离心力的作用下，被甩在叶片2410上，从而实现气液分离，叶片2410上的小液滴汇集成大颗粒液滴，靠重力落下。
47.弧形段2412的凸面顶部设有钩状的阻挡件2414，且阻挡件2414的凹陷部朝向弧形段2412设置，如图3所示，图3中虚线代表气体的流动，阴影区域代表液滴，带液滴的气体在叶片2410之间通过时，部分带液滴的气体被阻挡件2414阻挡，气体可绕过阻挡件2414，液滴被阻挡件2414阻挡而掉落，以分离气体中的液滴，提高液滴脱除效率。优选地，弧形段2412的顶部的折角为70～120度。折角太小时，会增大对气体的阻力，不利于气体向上运动，折角太大时，不利于改变气体方向，会降低液滴脱除效果。
48.纤维床243包括多个纤维丝，多个纤维丝交叉排列形成纤维床，纤维丝直径在5～100um，纤维丝材料采用金属、玻璃纤维、聚酯等，纤维床243的厚度为20～200mm，纤维床243的密度为100～500kg/m3。此设计可保证纤维床243操作弹性大，压降小，不易堵塞。纤维丝外涂疏水性材料，优选改性氟材料和石墨烯材料，提高纤维床243的除湿性能和耐腐蚀性。
49.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。