专用于热解气激冷除油降尘的高效分离设备的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种专用于热解气激冷除油降尘的高效分离设备，包括壳体、以及设置在所述壳体内部的液体分布器、文丘里洗涤器、旋流分离器、集液箱等结构。该专用于热解气激冷除油降尘的高效分离设备，可以用于高温热解荒煤气的处理，并有效回收洗涤水和降温水循环使用，同时可以通过沉降达到油品回收目的。该专用于热解气激冷除油降尘的高效分离设备，设备结构简单，容易维护。不仅可以使高温荒煤气油气充分降温净化，降低设备堵塞的可能，而且将分离的焦油最大程度的回收利用。
【专利说明】专用于热解气激冷除油降尘的高效分离设备
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及热解荒煤气处理装备，尤其涉及专用于热解气激冷除油降尘的高效分离设备。
【背景技术】
[0002]我国低阶煤储量丰富，已探明存量1300亿吨，低阶煤热解提质最显著的特点是使低阶煤作为能源介质实现了能量分阶和梯级利用，将低阶煤热解提质产生的煤气资源最大化综合利用符合我国建设节约型社会、保护环境和可持续发展的国策。
[0003]其中，在进行低阶煤热解提质生产作业过程中，煤热解荒煤气温度通常为550-600°C，需先后经过除尘(焦油)、降温处理，最后回收其中的油品。然而，以往的荒煤气冷却过程由于分离设备结构简单(其只是通过一根管道添加除尘装置来实现降温除尘处理)、存在除尘效果不好、设备易堵清理困难的缺点，以及存在气体冷却效率及油品回收率不高的缺点等，限制了工业应用的推广使用。
[0004]因此，如何克服现有技术中的分离设备的上述技术缺陷是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
实用新型内容
[0005]本实用新型所要解决的技术问题是针对上述技术的不足，提供一种能够对煤热解荒煤气进行洗涤降温除尘、同时实现油品回收的高效分离设备。本实用新型涉及一种专用于热解气激冷除油降尘的高效分离设备的设计及应用，可以用于高温热解荒煤气的处理，有效地降低煤气温度的同时，还实现了煤气、焦油、水的高效分离。
[0006]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:
[0007]本实用新型提供过了一种专用于热解气激冷除油降尘的高效分离设备，包括壳体、以及设置在所述壳体内部的液体分布器、文丘里洗涤器、旋流分离器、集液箱，其中:
[0008]所述液体分布器分布设置在所述壳体顶部；且所述文丘里洗涤器、所述旋流分离器、所述集液箱自上而下依次设置；所述文丘里洗涤器的顶部伸出所述壳体顶部并为高温荒煤气入口，所述文丘里洗涤器的底部与所述旋流分离器的顶部连通；所述旋流分离器的底部与所述集液箱连通；
[0009]所述文丘里洗涤器包括引液器、文式管以及脱液器；所述引液器与所述文式管连通，且所述引液器用于向所述文式管引入雾化状洗涤液；所述脱液器用于将洗涤液喷射成雾状；
[0010]所述旋流分离器用于旋转离心分离洗涤液与荒煤气的汽液混合物，并将螺旋上升的气流中旋带有灰尘的液体分离到外壁上并进入所述集液箱，以及将清洁后荒煤气分离出；其中，所述旋流分离器为塔式结构；
[0011]所述集液箱用于收集分离后气液混合物。
[0012]优选的，作为一种可实施方式，所述文丘里洗涤器的外层还套接有水夹套；所述水夹套用于储放洗涤液。
[0013]优选的,作为一种可实施方式,所述液体分布器用于喷洒含有氨水的冷却液；所述文丘里洗涤器的外层还设置有填料层；所述填料层用于所述冷却液沿所述填料层表面流动形成液膜，对经所述旋流分离器分离后且由底部上升的清洁气体实施液体均匀混合。
[0014]优选的，作为一种可实施方式，所述填料层为阶梯环。
[0015]优选的，作为一种可实施方式，所述文式管包括依次连通的入口段、收缩段、喉管和扩散段。
[0016]优选的，作为一种可实施方式，所述壳体的顶部设有两个净煤气出口、以及两个激冷降温水入口。
[0017]优选的，作为一种可实施方式，所述壳体的侧壁还设有人孔。
[0018]优选的，作为一种可实施方式，所述集液箱的内部竖直设置有一个隔板；
[0019]位于所述集液箱的隔板一侧的箱侧壁上设有清液出口 ；位于所述集液箱的隔板另一个侧的箱侧壁上设有焦油出口，底部设有排污口。
[0020]优选的，作为一种可实施方式，所述壳体的内壁还设置有耐磨耐腐蚀层。
[0021]优选的，作为一种可实施方式，所述文丘里洗涤器为喷射式文丘里洗涤器。
[0022]与现有技术相比，本实用新型实施例的优点在于:
[0023]本实用新型提供了一种专用于热解气激冷除油降尘的高效分离设备，分析上述专用于热解气激冷除油降尘的高效分离设备的结构可知:专用于热解气激冷除油降尘的高效分离设备主要由液体分布器、文丘里洗涤器、旋流分离器、集液箱等结构组成；在具体的结构中:所述文丘里洗涤器包括引液器、文式管以及脱液器；引液器可以向文式管引入雾化状洗涤液；脱液器可以将洗涤液喷射成雾状；同时文式管可以将高温荒煤气进行导流，并进入内部高速与引入的洗涤液进行充分接触混合和气体高效捕集。这样经过文丘里洗涤器洗涤后荒煤气在进入下部的旋流分离器；旋流分离器可对汽液混合物实施高效离心作用；所述旋流分离器用于对汽液混合物(即含有洗涤液与荒煤气的汽液混合物)旋转离心分离，并将螺旋上升的气流中旋带有灰尘的液体分离到外壁上并进入集液箱，以及将清洁后荒煤气分离出；这样经过洗涤、离心分离后荒煤气除尘效果更好，与此同时气液混合后冷却效率也将提升；将更加清洁。
[0024]在具体的技术效果中，具体结构所述液体分布器用于喷洒含有氨水的冷却液；所述文丘里洗涤器的外层还设置有填料层；所述填料层用于所述冷却液沿所述填料层表面流动形成液膜，对经所述旋流分离器分离后且由底部上升的清洁气体实施液体均匀混合。这样经旋流分离器分离后的气体向上流过填料层和液体分布器喷洒的液体充分接触降温，
[0025]综上所述，本实用新型提供的专用于热解气激冷除油降尘的高效分离设备，不仅可以使高温荒煤气油气充分降温净化，大幅改善了除尘效果，降低了设备堵塞的可能性，而且将分离的焦油最大程度的回收利用。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]图1为本实用新型实施例提供的专用于热解气激冷除油降尘的高效分离设备的结构剖面示意图；
[0027]图中:
[0028]液体分布器I ;水夹套2 ;文丘里洗涤器3 ;填料层4 ;旋流分离器5 ;集液箱6 ;隔板7 ;高温荒煤气入口 Al ;激冷水入口 A2a ;激冷水入口 A2b ;人孔A3 ;焦油出口 BI ;净煤气出口 B2a ;净煤气出口 B2b ;排污口 Dl ;清液出口 D2。
【具体实施方式】
[0029]下面通过具体的实施例子并结合附图对本实用新型做进一步的详细描述。
[0030]如图1所示，本实用新型实施例提供的一种专用于热解气激冷除油降尘的高效分离设备，包括壳体、以及设置在所述壳体内部的液体分布器1、水夹套2、文丘里洗涤器3、填料层4、旋流分离器5、集液箱6等结构，其中:
[0031]具有如下位置关系和连接方式构造:所述液体分布器I分布设置在所述壳体顶部；且所述文丘里洗涤器3、所述旋流分离器5、所述集液箱6自上而下依次设置；所述文丘里洗涤器3的顶部伸出所述壳体顶部并为高温荒煤气入口 Al，所述文丘里洗涤器3的底部与所述旋流分离器5的顶部连通；所述旋流分离器5的底部与所述集液箱6连通；
[0032]具体结构中:
[0033]所述文丘里洗涤器3包括引液器、文式管以及脱液器；所述引液器与所述文式管连通，且所述引液器用于向所述文式管引入雾化状洗涤液；所述脱液器用于将洗涤液喷射成雾状；
[0034]所述旋流分离器5用于旋转离心分离洗涤液与荒煤气的汽液混合物，并将螺旋上升的气流中旋带有灰尘的液体分离到外壁上并进入所述集液箱，以及将清洁后荒煤气分离出；其中，所述旋流分离器5为塔式结构；
[0035]所述集液箱6用于收集分离后气液混合物。
[0036]其中，所述液体分布器I用于喷洒含有氨水的冷却液；所述文丘里洗涤器3的外层设置上述填料层4 ;所述填料层4用于所述冷却液沿所述填料层表面流动形成液膜，对经所述旋流分离器分离后且由底部上升的清洁气体实施液体均匀混合。
[0037]分析上述专用于热解气激冷除油降尘的高效分离设备的实施除尘、净化、分离、降温等处理的过程可知:(I)荒煤气进入文丘里洗涤器，经文丘里洗涤器中的洗涤液洗涤后，进入下部旋流分离器，气流中的灰尘被离心力甩到外壁，被洗涤后的气流向上流过填料层液体分布器喷洒的液体充分接触降温并从设备顶部口出。(2)带有灰尘的洗涤液和液体分布器喷洒的液体以及荒煤气中的焦油等进入集液箱。(3)集液箱中上层清液流出作为循环激冷水重复利用，焦油去焦油储罐，固体废渣定期排放。
[0038]下面对本实用新型实施例提供的专用于热解气激冷除油降尘的高效分离设备的具体结构做一下详细说明:
[0039]具体地，所述填料层4为阶梯环。
[0040]需要说明的是，阶梯环的高径比可以减少了气体通过床层的阻力，并增大了通量。这样既增大了空隙率、减少了压降，而且又构成了液体沿填料表面流动的汇集或分散点，促进液膜表面更新和液体混合作用，使气液分布均匀，增加了气液接触表面而提高了传质效率。
[0041]在具体结构中，所述文丘里洗涤器为喷射式文丘里洗涤器。其中该结构最为重要的部件是文式管:所述文式管包括依次连通的入口段、收缩段、喉管(即喉道)和扩散段。
[0042]需要说明的是，文丘里洗涤器(喷射式文丘里洗涤器)是进行气体除尘洗涤最经济的方法之一。文丘里洗涤器将洗涤液雾化成细小液滴，由于气体与液滴间的相对速度很高，所以捕集效率也很高。由于没有运动部件并且低速下操作，文丘里洗涤器仅需要很少的保养和维护。文式管的原理就是把气流空腔由粗变细，以加快气体流速，经过喉管处气流速度最快，随后进入扩撒段这时气体量大量富集然后扩散，可充分地对引入的洗涤液进行接触混合。这就明显提升了雾化状的洗涤液液滴对高温荒煤气的捕集作用。另外，其捕集作用的大小还与文式管的收缩段和扩散管等的形状，通径及其相应位置和气源压力大小等诸多因素有关，对此本实用新型实施例不再一一赘述。
[0043]经过研究发现，文丘里洗涤器可广泛用于，石油、化工、冶金、电力等行业大管径流体的控制与计量。其具有如下技术优势:(I)对流体产生的阻力小，约150Pa因此能耗低。
(2)使用范围宽，一般气体、烟气、含杂质较多的高炉煤气等，长期使用不发生堵塞现象。(3)安装方便，便于长期维护。
[0044]另外，旋流分离器最适合捕集细小微粒。分离器中螺旋上升的气流中旋带的灰尘的液体在离心力作用下，被甩到外壁，进入集液箱。旋流器具有分散离心，易于清洗、连续操作、无污染等特点，且能高效分离出汽液混合物中大部份带有灰尘的混合液和荒煤气等。
[0045]优选的，作为一种可实施方式，所述壳体的顶部设有两个净煤气出口(即附图编号分别为净煤气出口 B2a和净煤气出口 B2b)、以及两个激冷降温水入口(即附图编号分别为激冷水入口 A2a和激冷水入口 A2b)。
[0046]优选的，作为一种可实施方式，所述壳体的侧壁还设有人孔A3。
[0047]优选的，作为一种可实施方式，所述集液箱6的内部竖直设置有一个隔板7 ；
[0048]位于所述集液箱6的隔板7 —侧的箱侧壁上设有清液出口 D2 ;位于所述集液箱6的隔板7另一个侧的箱侧壁上设有焦油出口 BI，底部设有排污口 Dl。
[0049]本实例的工作过程:温度为550_600°C的热解荒煤气由Al 口进入文式管后逐渐加速，到喉管时，速度达到最高，将该处引入的洗涤液雾化成细小液滴，由于气体与液滴间的相对速度很高，所以捕集效率也很高。经过文丘里洗涤器后荒煤气进入下部旋流分离器，螺旋上升的气流中旋带灰尘的液体在离心力作用下，被甩到外壁，液体与气体得到高效分离，进入集液箱。文丘里洗涤器外设有填料层，经旋流分离的气体向上流过填料层液体分布器喷洒的液体充分接触降温，液体为含氨水溶液由设备顶部激冷水入口 A2a和激冷水入口A2b进入液体分布器，降温后的净煤气约为80°C从设备顶部净煤气出口 B2a和净煤气出口B2b出，进入下一工段。进入集液箱的上层清液由D2 口流出作为循环激冷水重复利用，焦油由BI 口去焦油储罐，固体废渣由Dl 口定期排放。
[0050]优选的，作为一种可实施方式，所述壳体的内壁还设置有耐磨耐腐蚀层。
[0051]需要说明的是，壳体内壁涂有耐磨耐腐蚀层，高温荒煤气含有硫化氢等酸性气体，对壳体内壁有腐蚀性，壳体内部增加耐磨耐腐蚀层后，有助于提高设备的使用寿命。
[0052]综上所述，本实用新型实施例提供的专用于热解气激冷除油降尘的高效分离设备，不仅可以使高温荒煤气油气充分降温净化，大幅改善了除尘效果，降低了设备堵塞的可能性，而且将分离的焦油最大程度的回收利用；且高效分离设备具有耐高压、高耐磨、高寿命和防腐蚀的优点，又具有安装和使用的可靠性，同时能够大幅度提高油品的除尘效率和油品回收率。
[0053]以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种专用于热解气激冷除油降尘的高效分离设备，其特征在于， 包括壳体、以及设置在所述壳体内部的液体分布器、文丘里洗涤器、旋流分离器、集液箱，其中: 所述液体分布器分布设置在所述壳体顶部；且所述文丘里洗涤器、所述旋流分离器、所述集液箱自上而下依次设置；所述文丘里洗涤器的顶部伸出所述壳体顶部并为高温荒煤气入口，所述文丘里洗涤器的底部与所述旋流分离器的顶部连通；所述旋流分离器的底部与所述集液箱连通； 所述文丘里洗涤器包括弓I液器、文式管以及脱液器；所述引液器与所述文式管连通，且所述引液器用于向所述文式管引入雾化状洗涤液；所述脱液器用于将洗涤液喷射成雾状；所述旋流分离器用于旋转离心分离洗涤液与荒煤气的汽液混合物，并将螺旋上升的气流中旋带有灰尘的液体分离到外壁上并进入所述集液箱，以及将清洁后荒煤气分离出；所述集液箱用于收集分离后气液混合物。
2.如权利要求1所述的专用于热解气激冷除油降尘的高效分离设备，其特征在于， 所述文丘里洗涤器的外层还套接有水夹套；所述水夹套用于储放洗涤液。
3.如权利要求1所述的专用于热解气激冷除油降尘的高效分离设备，其特征在于， 所述液体分布器用于喷洒含有氨水的冷却液； 所述文丘里洗涤器的外层还设置有填料层；所述填料层用于所述冷却液沿所述填料层表面流动形成液膜，对经所述旋流分离器分离后且由底部上升的清洁气体实施液体均匀混口 ο
4.如权利要求3所述的专用于热解气激冷除油降尘的高效分离设备，其特征在于， 所述填料层为阶梯环。
5.如权利要求1所述的专用于热解气激冷除油降尘的高效分离设备，其特征在于， 所述文式管包括依次连通的入口段、收缩段、喉管和扩散段。
6.如权利要求1所述的专用于热解气激冷除油降尘的高效分离设备，其特征在于， 所述壳体的顶部设有两个净煤气出口、以及两个激冷降温水入口。
7.如权利要求1所述的专用于热解气激冷除油降尘的高效分离设备，其特征在于， 所述壳体的侧壁还设有人孔。
8.如权利要求1所述的专用于热解气激冷除油降尘的高效分离设备，其特征在于， 所述集液箱的内部竖直设置有一个隔板； 位于所述集液箱的隔板一侧的箱侧壁上设有清液出口 ；位于所述集液箱的隔板另一个侧的箱侧壁上设有焦油出口，底部设有排污口。
9.如权利要求1所述的专用于热解气激冷除油降尘的高效分离设备，其特征在于， 所述壳体的内壁还设置有耐磨耐腐蚀层。
10.如权利要求1所述的专用于热解气激冷除油降尘的高效分离设备，其特征在于， 所述文丘里洗涤器为喷射式文丘里洗涤器。
【文档编号】C10K1/10GK204162671SQ201420681534
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年11月10日 优先权日:2014年11月10日
【发明者】汪勤亚, 刘廷斌, 刘元鸿, 赵宇婧, 孙宝盛 申请人:北京华福工程有限公司