一种煤气初级净化冷却系统及其工艺的制作方法

1.本发明涉及焦化行业荒煤气净化技术领域，尤其涉及一种煤气初级净化冷却系统及其工艺。


背景技术：

2.从焦炉集气管出来的荒煤气与焦油、氨水混合液一起沿煤气管道自流至气液分离器，因此，焦炉煤气的净化及冷却工艺流程一般始于气液分离，再经脱硫、脱氨、终冷、脱苯工序，得到净煤气。气液分离主要是将气、液两相进行初级分离，气相进入洗涤塔、初冷器进一步净化，液相进入焦油氨水分离单元进行油、水两相分离。洗涤初冷前的煤气中杂质含量较多，因此该煤气称为荒煤气。
3.气液分离器后的荒煤气从下部进入洗涤塔，与塔顶喷淋下来的氨水逆流接触以脱除煤气中的焦油、煤粉等杂质。从洗涤塔出来的煤气进入初冷器，初冷器中部由断液盘将初冷器自上而下分为循环水冷却段和低温水冷却段，分别采用循环水和低温水与煤气间接换热，将煤气冷却，同时上段采用焦油氨水混合物对煤气进行直接喷洒，上段煤气冷凝液从断液盘引出，自流至焦油氨水分离单元；下段采用连续更新的煤气冷凝液循环喷洒，煤气中的杂质(主要指焦油和萘)进一步被脱除。
4.近几年，随着工艺的改进，初冷器的循环水冷却段又被细化为热水冷却段和循环水冷却段，分别采用氨水和焦油氨水混合物对煤气进行直接喷洒。热水与煤气换热后，将煤气的热量输送至用户，同时更节能环保。
5.以上工艺应用较多，成熟可靠，但该工艺流程长，设备数量多，投资大，占地大，不利于维护。


技术实现要素：

6.为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种改质沥青生产系统及其工艺，不但流程短、操作简单、设备数量少、投资少、占地小，而且产品质量高。
7.为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
8.一种煤气初级净化冷却系统，包括洗涤初冷器，所述洗涤初冷器通过断液盘分为上、中、下三段；荒煤气管道与洗涤初冷器顶部相连，上段底部通过第一管道与焦油氨水分离单元相连，第一管道、焦油氨水分离单元的氨水管道与第一喷洒管道相连，第一喷洒管道与上段顶部相连；中段的上部与底部分别通过第二管道与第三管道和焦油氨水分离单元相连；下段通过煤气管道与电捕焦油器单元相连，下段下部通过第四管道与焦油氨水分离单元相连，第四管道与第二喷洒管道相连，第二喷洒管道与下段上部相连；给排水系统管道进出中、下段。
9.所述上段为空喷段，中段为循环水冷却段，下段为低温水冷却段。
10.所述第一管道上设有洗涤冷凝液泵和液位调节阀，液位调节阀与洗涤初冷器上段下部的液位计自动调节；第四管道上设有初冷冷凝液泵和液位调节阀，液位调节阀与洗涤
初冷器下段下部的液位计自动调节。
11.所述焦油氨水分离单元的氨水管道上设有流量计与温度计；第一喷洒管道上设有流量计与温度计，第二管道上设有流量计，第三管道上设有温度计；煤气管道上设有温度计，第二喷洒管道上设有流量计，荒煤气管道上设有温度计。
12.所述给排水系统管道包括循环水供回水管道与低温水供回水管道；循环水供回水管道进出中段，低温水供回水管道进出下段。
13.所述给排水系统管道还包括热水供回水管道，热水管道供回水进出中段。
14.一种煤气初级净化冷却工艺，具体包括如下步骤：
15.1)荒煤气通过荒煤气管道从顶部进入空喷段，由焦油氨水分离单元送来的氨水通过氨水管道进入第一喷洒管道，空喷段循环喷洒液通过第一管道进入第一喷洒管道，氨水与空喷段循环喷洒液混合；通过氨水管道与第一喷洒管道的流量计和温度计测量流量和温度，以保证空喷段只对煤气进行洗涤除杂质而不降温；
16.煤气冷凝液从空喷段底部由洗涤冷凝液泵抽出，大部分与更新氨水混合后循环喷洒，少部分通过第一管道送往焦油氨水分离单元；第一管道的液位调节阀与空喷段下部的液位计形成自动调节，以保证空喷段下部液位稳定；
17.2)空喷段来的煤气从顶部进入循环水冷却段，来自给排水系统的循环水从底部进入，与煤气间接接触，上部排出；来自焦油氨水分离单元的焦油氨水混合物通过第二管道由上部进入喷洒，与煤气并流直接接触；煤气冷凝液通过第三管道从底部自流至焦油氨水分离单元；
18.3)循环水冷却段来的煤气从顶部进入低温水冷却段，来自给排水系统的低温水经温度调节阀从底部进入，与煤气间接接触，上部排出；
19.煤气冷凝液通过第四管道从底部由初冷冷凝液泵抽出，一部分经第二喷洒管道循环喷洒，另一部分经液位调节阀送往焦油氨水分离单元；
20.低温水冷却段第四管道的液位调节阀与低温水冷却段下部的液位计形成自动调节，以保证低温水冷却段下部液位稳定；洗涤初冷器后的煤气管道上温度计与低温水供回水管道温度调节阀形成自动调节，以保证煤气温度稳定，进而保证煤气中杂质含量低于工艺要求数值。
21.所述步骤1)洗涤初冷器前荒煤气温度为78～85℃，洗涤初冷器上段煤气温度为78～85℃，洗涤初冷器上段喷洒液温度为78～85℃，洗涤初冷器上段喷淋煤气密度为8～12l/nm3，洗涤初冷器上段循环喷洒液更新质量比例为8％～12％。
22.所述步骤2)洗涤初冷器中段煤气温度为36～45℃，循环水进出温差为13℃，洗涤初冷器中段煤气冷凝液温度为36～45℃，洗涤初冷器中段煤气喷淋密度为0.3～0.7l/nm3。
23.所述步骤3)洗涤初冷器后煤气温度为18～24℃，低温水进出温差为7℃，洗涤初冷器下段煤气喷淋密度为0.8～1.2l/nm3。
24.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
25.1)本发明流程短，操作简单，且能满足生产与产品质量要求。
26.2)本发明工艺合理，设备数量少，节省设备投资。
27.3)本发明设备布置紧凑合理，占地少，减少施工工程量，工期短，节省工程投资。
附图说明
28.图1是本发明实施例1结构示意及工艺原理图；
29.图2是本发明实施例2结构示意及工艺原理图；
30.图3是本发明洗涤初冷器结构示意图。
31.图中：1
‑
洗涤初冷器；2
‑
初冷冷凝液泵；3
‑
洗涤冷凝液泵；4
‑
煤气管道；6
‑
断液盘；11
‑
空喷段；12
‑
循环水冷却段；13
‑
低温水冷却段；51
‑
第一管道；52
‑
第二管道；53
‑
第三管道；54
‑
第四管道；55
‑
荒煤气管道；56
‑
第一喷洒管道；57
‑
氨水管道；58
‑
第二喷洒管道；59
‑
低温水供回水管道；60
‑
循环水供回水管道；61
‑
热水供回水管道；lv
‑
液位调节阀；lrca
‑
液位计；fr
‑
流量计；tr
‑
温度计；trc
‑
煤气温度计；tv
‑
温度调节阀。
具体实施方式
32.下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：
33.【实施例1】
34.如图1、图3所示，一种煤气初级净化冷却系统，包括洗涤初冷器1，洗涤初冷器1通过2个断液盘6分为上、中、下三段。上段为空喷段11，中段为循环水冷却段12，下段为低温水冷却段13。
35.荒煤气管道55与洗涤初冷器1顶部相连，空喷段11底部通过第一管道51与焦油氨水分离单元相连，第一管道51、焦油氨水分离单元的氨水管道57与第一喷洒管道56相连，第一喷洒管道56伸入空喷段11顶部，第一喷洒管道56端部设有喷头。
36.第一管道51上设有洗涤冷凝液泵3和液位调节阀lv，液位调节阀lv与空喷段11下部的液位计lrca自动调节。第一喷洒管道56上设有流量计fr与温度计tr，焦油氨水分离单元的氨水管道57上设有流量计fr与温度计tr。
37.循环水冷却段12上部通过第二管道52与焦油氨水分离单元相连，底部通过第三管道53与焦油氨水分离单元相连，第二管道52上设有流量计fr，第三管道上设有温度计tr。
38.低温水冷却段13通过煤气管道4与电捕焦油器单元相连，低温水冷却段13下部通过第四管道54与焦油氨水分离单元相连，第四管道54与第二喷洒管道58相连，第二喷洒管道58与低温水冷却段13上部相连，并伸入上部。
39.给排水系统管道包括循环水供回水管道60与低温水供回水管道59；循环水供回水管道60进出循环水冷却段12，低温水供回水管道59进出低温水冷却段13。
40.第四管道54上设有初冷冷凝液泵2和液位调节阀lv，，液位调节阀lv与低温水冷却段13下部的液位计lrca自动调节。循环水供回水管道60上设有温度计tr。低温水供回水管道59上设有温度计tr与温度调节阀tv，煤气管道上设有煤气温度计trc，煤气温度计trc与低温水供回水管道温度调节阀tv自动控制。
41.一种煤气初级净化冷却工艺，具体包括如下步骤：
42.1)荒煤气通过荒煤气管道55从顶部进入空喷段11，由焦油氨水分离单元送来的氨水通过氨水管道57进入第一喷洒管道56，空喷段循环喷洒液通过第一管道51进入第一喷洒管道56，氨水与空喷段循环喷洒液混合后通过第一喷洒管道56端部喷头喷洒由空喷段11顶部向下喷洒。
43.通过氨水管道57与第一喷洒管道56的流量计fr和温度计tr测量流量和温度，以保
证空喷段只对煤气进行洗涤除杂质而不降温。
44.煤气冷凝液从空喷段11底部由洗涤冷凝液泵3抽出，大部分与更新氨水混合后循环喷洒，少部分通过第一管道51送往焦油氨水分离单元；第一管道51的液位调节阀lv与空喷段11下部的液位计lrca形成自动调节，以保证空喷段11下部液位稳定。
45.洗涤初冷器前荒煤气温度为78～85℃，洗涤初冷器上段煤气温度为78～85℃，洗涤初冷器上段喷洒液温度为78～85℃，洗涤初冷器上段喷淋煤气密度为8～12l/nm3，洗涤初冷器上段循环喷洒液更新质量比例8％～12％。
46.2)空喷段11来的煤气从顶部进入循环水冷却段12，来自给排水系统的循环水通过循环水供回水管道60从底部进入，与煤气间接接触，上部排出；
47.来自焦油氨水分离单元的焦油氨水混合物通过第二管道52由上部进入喷洒，与煤气并流直接接触；煤气冷凝液通过第三管道53从底部自流至焦油氨水分离单元。
48.洗涤初冷器中段煤气温度为36～45℃，循环水进出温差为13℃，洗涤初冷器中段煤气冷凝液温度为36～45℃，洗涤初冷器中段煤气喷淋密度为0.3～0.7l/nm3。
49.3)循环水冷却段12来的煤气从顶部进入低温水冷却段13，来自给排水系统的低温水通过低温水供回水管道59经温度调节阀tv从底部进入，与煤气间接接触，上部排出。
50.煤气冷凝液通过第四管道54从底部由初冷冷凝液泵2抽出，一部分经第二喷洒管道58循环喷洒，另一部分经液位调节阀lv送往焦油氨水分离单元。
51.低温水冷却段第四管道54液位调节阀lv与低温水冷却段13下部的液位计lrca形成自动调节，以保证低温水冷却段下部液位稳定。洗涤初冷器后的煤气管道4上煤气温度计trc与低温水供回水管道温度调节阀tv形成自动调节，以保证煤气温度稳定，进而保证煤气中杂质含量低于工艺要求数值。
52.洗涤初冷器后煤气温度为18～24℃，低温水进出温差为7℃，洗涤初冷器下段煤气喷淋密度为0.8～1.2l/nm3。
53.【实施例2】
54.如图2、图3所示，一种煤气初级净化冷却系统，给排水系统管道包括热水供回水管道61、循环水供回水管道60与低温水供回水管道59。热水供回水管道61进出中段上部，循环水供回水管道60进出中段下部，低温水供回水管道59进出下段上部。热水供回水管道61上设有温度测量计tr。其他部分结构与实施例1相同。
55.实施例2将循环冷却水段细化为热水冷却段与循环水冷却段，以上两段分别采用氨水和焦油氨水混合物对煤气进行直接喷洒(见附图2)。其操作原理及工艺原理与实施例1相同，仅是循环水量相应减少，在此不再进行赘述。
56.本发明流程短，操作简单，且能满足生产与产品质量要求。工艺合理，设备数量少，节省设备投资。本发明设备布置紧凑合理，占地少，减少施工工程量，工期短，节省工程投资。
57.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。