一种一体式荒煤气及煤焦油净化分离装置的制作方法

本实用新型涉及荒煤气除尘及煤焦油净化除尘装置，尤其是一种一体式荒煤气及煤焦油净化分离装置。

背景技术：

随着我国国民经济的迅速发展，能源与经济消费的日益增加，煤炭的地位显得日趋重要。煤炭长期以来占一次能源消费总量的70%左右，在我国能源生产与消费结构中发挥着不可代替的作用。因此，煤炭洁净生产、合理开发以及充分有效的利用已成为国家工业发展的一项重要课题。

传统的荒煤气除尘方式是将从炉子出来的高温荒煤气直接进入集气管，用大量氨水给荒煤气除尘降温，这样的方式虽然可以达到除尘降温的目的，但是荒煤气中的酚类等溶解到水里，产生大量难处理的污水，同时高温荒煤气的热量没有得到很好的利用。

中国发明专利CN2013101059313公开了一种含固体粉尘、含焦油气的气体的分离方法，特别适合于粉煤干馏过程产生的高温煤气的分离，采用二级或多级油洗冷凝方式，实现“固体粉尘与重质焦油组分、轻质焦油组分、水”多组分之间的分离，提高“固体粉尘与重质焦油组分”组成物料的温度，为其过滤过程创造高温、低粘度的有利条件。在第一油洗段，原料煤气中的粉尘和重质焦油组分进入第一富洗涤油中成为第一气体离开第一油洗段，第一富洗涤油分为两路，第一路第一富洗涤油经过过滤除尘步骤和冷却降温步骤后，作为第一贫洗涤油循环使用，第二路第一富洗涤油作为第一油洗段冷凝油产品 ；在第二油洗段，第一气体中的焦油组分进入第二富洗涤油中，第二富洗涤油中不含游离水。该方案的缺点在于：设备台数多，工程造价高，不能得到干净的重质煤焦油。

中国发明专利CN2015104966951公开了一种热解荒煤气的液相除尘系统和方法，该系统包括文丘里洗涤器、油洗塔以及减压塔，热解得到的荒煤气通过文丘里洗涤器急冷降温、油洗塔降温与洗尘以后，使荒煤气中的焦油及粉尘冷凝、洗涤到洗油中，含尘洗油经过减压蒸馏后得到合格的焦油产品，本发明的系统设计简单，运行稳定，经济高效，安全性能好。但缺点是设备台数多，工程造价高，减压蒸馏后的油渣含油量高。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种结构简单、充分给荒煤气降温除尘，在净化荒煤气的同时分离出无水轻质油和干净的重质煤焦油的一体式荒煤气及煤焦油净化分离装置。

本实用新型解决现有技术问题所采用的技术方案：一种一体式荒煤气及煤焦油净化分离装置，包括分离器筒体，所述分离器筒体包括相互独立的常压段筒体和负压段筒体，常压段筒体位于负压段筒体的上方；常压段筒体的顶部封头开设气相出口，常压段筒体的侧壁上开设有无水轻质油采出口、无水轻质油回流口、第一煤焦油输入口、第二煤焦油输入口及含尘煤焦油出口；常压段筒体的下端设有伸入常压段筒体内的荒煤气输入管，荒煤气输入管中设有煤焦油喷头；所述荒煤气输入管的上方依次设有煤焦油喷淋管、抗堵塔盘及凝油器；凝油器的出油口端通过下导流板与无水轻质油采出口相连；所述煤焦油喷头和煤焦油喷淋管的流体输入端分别与第一煤焦油输入口和第二煤焦油输入口相连通；常压段筒体底部通过导流板与含尘煤焦油出口相连；所述负压段筒体内设有波纹导流换热斜板，波纹导流换热斜板的上端固定于负压段筒体的内侧壁上并使波纹导流换热斜板的下端与负压段筒体内侧壁之间设有流体通道，波纹导流换热斜板的内部设有热媒传输腔；负压段筒体上设有抽气口和第三煤焦油输入口，负压段筒体的底部封头处设有尘渣出料口。

所述热媒传输腔中设有隔板，隔板的一端固定于波纹导流换热斜板的下端以将所述热媒传输腔分为热媒进入腔和热媒输出腔；隔板的另一端与波纹导流换热斜板的上端之间留有热媒流转空间；在隔板固定端的两侧分别设有与热媒进入腔和热媒输出腔相对应的热媒入口和热媒出口。

所述负压段筒体内设有多个纵向排列的波纹导流换热斜板，上下相邻的波纹导流换热斜板的上端和下端交错设置。

所述荒煤气输入管的荒煤气输出端为缩颈结构。

所述煤焦油喷头为二流体喷头，煤焦油喷淋管上设有若干二流体喷头，煤焦油喷头的流体输入端分别与所述第一煤焦油输入口和带压煤气供给端相连，煤焦油喷淋管上流体输入端分别与所述第二煤焦油输入口和带压煤气供给端相连。

所述抗堵塔盘的一端固定于常压段筒体的内侧壁，另一端与常压段筒体的内侧壁之间留有降液通道。

凝油器的上端设有上导流板，上导流板的两端分别与常压段筒体顶部封头的内侧壁及无水轻质油导流板相连，无水轻质油导流板的末端穿过凝油器并位于所述下导流板的上方。

所述煤焦油喷头设置于荒煤气输入管的上方，煤焦油喷头的喷液端穿过荒煤气输入管的上管壁插入荒煤气输入管内。

所述无水轻油回流口位于最上层抗堵塔盘上端。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型结构简单，通过将在荒煤气输入管中设置二流体喷头，使荒煤气输入管向常压段筒体内高速输入荒煤气时通过二流体喷头喷入雾化的煤焦油，充分润湿荒煤气，为后续除尘做准备；煤焦油喷淋管上的若干二流体喷头喷入雾化的煤焦油，提高降温除尘效率，常压段筒体上端的凝油器，在保证气相出口的温度的同时采出一股无水轻质油。常压段底部流出的含尘煤焦油一部分提供给煤焦油喷淋管，另一部分流入负压段筒体经过与波纹导流换热斜板的热媒传输腔内的热媒进行热交换，在负压状态下使煤焦油被气化抽出，得到干净的煤焦油，从而使尘渣中带走的煤焦油大大减少，浓缩的尘渣通过负压段底部的螺旋出料器送出。本实用新型采用一体式结构占地面积小，造价低，解决了现有技术中含尘煤焦油难处理的问题，提高了煤焦油的收率。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图。

图2是图1的A-A剖面图。

图3是本实用新型的波纹导流换热斜板的热媒流向示意图。

图4是本实用新型负压段筒体中的煤焦油及油气的流向示意图。

图5是本实用新型使用时的设备连接状态图。

图中：1-常压段筒体、2-负压段筒体、3-荒煤气输入管、4-煤焦油喷头、5-煤焦油喷淋管、6-抗堵塔盘、7-凝油器、8-波纹导流换热斜板、9-抽气口端凝油器、101-气相出口、102-第一煤焦油输入口、 103-第二煤焦油输入口、104-降液通道、105-无水轻质油采出口、106-导流板、107-含尘煤焦油出口、108-无水轻质油回流口、201-热媒入口、202-热媒出口、203-抽气口、204-第三煤焦油输入口、205-螺旋出料器、206-尘渣出料口、701-下导流板、702-上导流板、703-无水轻质油导流板、801-流体通道、802-隔板、803-热媒进入腔、804-热媒输出腔、805-热媒流转空间。

具体实施方式

以下结合附图及具体实施方式对本实用新型进行说明：

图1是本实用新型一种一体式荒煤气及煤焦油净化分离装置的整体结构示意图。一种一体式荒煤气及煤焦油净化分离装置，包括相互独立的常压段筒体1和内部为负压环境的负压段筒体2，常压段筒体1位于负压段筒体2的上方；常压段筒体1的顶部封头开设有用于煤气输出的气相出口101，常压段筒体1侧壁上由上至下设有无水轻质油采出口105、无水轻质油回流口108、第二煤焦油输入口103、第一煤焦油输入口102和含尘煤焦油出口107。常压段筒体1的下端设有伸入常压段筒体1内部的荒煤气输入管3，荒煤气输入管3的荒煤气输出端为缩颈结构，荒煤气输入管3的上方设有煤焦油喷头4，该煤焦油喷头4为二流体喷头，煤焦油喷头4的喷液端穿过荒煤气输入管3的上管壁插入荒煤气输入管3内，煤焦油喷头4的两个流体输入端分别与第一煤焦油输入口102及带压煤气供给端相连通，以使煤焦油喷头4喷出由煤焦油及带压煤气混合从而形成充分雾化的煤焦油小液滴，使荒煤气充分湿润；荒煤气输入管3的上方依次设有煤焦油喷淋管5、抗堵塔盘6及凝油器7。为增强喷淋效果，优选采用多层上下平行的煤焦油喷淋管5，其中，煤焦油喷淋管5包括喷液端为多个二流体喷头并联而成的二流体喷管，二流体喷管的流体输入端分别与对应的第二煤焦油输入口103及带压煤气相连通；同样，抗堵塔盘6采用多个塔盘纵向平行设置，每个抗堵塔盘6的一端固定于常压段筒体1的内侧壁，另一端与常压段筒体1的内侧壁之间留有降液通道104，通常，上下相邻的两抗堵塔盘6的固定端与降液通道104交错设置。凝油器7的底部设有向下倾斜的下导流板701，下导流板701的两端分别与凝油器7底部的出油口端和无水轻质油采出口105相连，为便于常压段筒体1上封头内侧壁上凝聚的无水轻质油采出,同时，增长了气体穿过凝油器的流程，保证气体能冷却到所需的温度，优选在凝油器7的上端设有向下倾斜的上导流板702，上导流板702的上端与常压段筒体1的顶部封头的内侧壁相连，上导流板702的下端固定有无水轻质油导流板703，该无水轻质油导流板703的末端穿过凝油器7并位于下导流板701的上方。常压段筒体1底部通过导流板106与含尘煤焦油出口107相连。

负压段筒体2内设有波纹导流换热斜板8，波纹导流换热斜板8的上端固定于负压段筒体2的内侧壁上并使波纹导流换热斜板8的下端与负压段筒体2内侧壁之间设有流体通道801（如图2所示），波纹导流换热斜板8为多个且纵向排列，上下相邻的波纹导流换热斜板8的上端和下端交错设置。图2示出了波纹导流换热斜板8的具体结构，其中，波纹导流换热斜板8的内部设有热媒传输腔，热媒传输腔中设有隔板802，隔板802的一端固定于波纹导流换热斜板8的下端将热媒传输腔分为热媒进入腔803和热媒输出腔804；隔板802的另一端与波纹导流换热斜板8的上端之间留有空隙作为热媒流转空间805；在隔板802固定端的两侧分别设有与热媒进入腔803和热媒输出腔804相对应的热媒入口201和热媒出口202；图3是本实用新型的波纹导流换热斜板8的热媒流向示意图，当波纹导流换热斜板8中通入热媒时，热媒从热媒入口201进入，绕过隔板802端部的热媒流转空间805，从热媒出口202流出，从而实现与波纹导流换热斜板8上表面的煤焦油的换热。

负压段筒体2的侧壁上设有抽气口203及第三煤焦油输入口204，其中第三煤焦油输入口204开设于负压段筒体2的上部。负压段筒体2的底部设有尘渣出料口206，尘渣出料口206端连接螺旋出料器205。图4示出了负压段筒体2内的煤焦油流向及气化煤焦油的流向。当含尘煤焦油进口向负压段筒体2中输入含尘煤焦油时，煤焦油由波纹导流换热斜板8的上表面自然铺开向下逐层流动，含尘煤焦油在波纹导流换热斜板8上面流动的同时与波纹导流换热斜板8中间通过的热媒换热，在负压段筒体2的负压条件下被加热气化的煤焦油的油气由抽气口203抽出，被气化抽出的煤焦油在进一步冷凝后将得到干净的重质油，尘渣被浓缩。

图5是本实用新型使用时的设备连接状态图。即在使用本实用新型进行荒煤气除尘分离时，将煤焦油出口通过油泵由第一煤焦油输入口102和第二煤焦油输入口103输入每个二流体喷头中，同时通过煤气输入口向每个二流体喷头中输入带压煤气，以将粘度较高的煤焦油充分雾化成小液滴，同时将含尘煤焦油出口107通过输油管与第三煤焦油输入口204相连，负压段筒体2上的抽气口203通过真空机与凝油器9相连得到干净的重质油，在实际应用时，可以将得到的部分的重质油输入上层的第二煤焦油输入口103中作为喷淋使用，无水轻质油采出口105采出的部分无水轻质油通过无水轻质油回流口108流入最上层的抗堵塔盘6。

本实用新型的工作原理如下：

500～600℃的荒煤气通过荒煤气输入管3进入到常压段筒体1中，在输入荒煤气的同时，荒煤气输入管3中的二流体喷头喷洒出的煤焦油小液滴与带压煤气混合的二流体与流速由快变慢散开的荒煤气，充分的混合，同时给荒煤气中的粉尘润湿，此时，被润湿的粉尘经过多层带有二流体喷头的煤焦油喷淋管5喷洒出90～100℃的煤焦油小液滴从荒煤气中洗下来，同时煤焦油喷淋管5喷出的煤焦油和带压煤气给高温的荒煤气的温度降到200～250℃，重质的煤焦油也被冷凝到常压段筒体1的底部并经含尘煤焦油出口107输出，极小的粉尘在经过多层抗堵塔盘6后从荒煤气中除去，净化后的荒煤气在由气相出口101输出前经过凝油器7把温度降到100～110℃，保证不让荒煤气中的水分冷凝出来，被冷凝下来100～210℃的无水轻质油由无水轻质油采出口输出105一部分回流向无水轻质油回流口108，一部分采出，煤气由气相出口101输出。含尘煤焦油出口107处输出的含尘煤焦油一部分循环至第一煤焦油输入口102、第二煤焦油输入口103，另一部分由含尘煤焦油进口进入负压段筒体2，流到多层波纹导流换热斜板8上的煤焦油先沿波纹方向展开，然后向下流动并与波纹导流换热斜板8中的热媒换热后，大部分煤焦油在负压状态下被加热气化，从抽气口203抽出。被浓缩的尘渣经负压段筒体2底部尘渣出料口206通过螺旋出料器205送出。

以上内容是结合具体的优选技术方案对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。