本发明涉及一种焦炉煤气净化装置，尤其涉及一种设于焦炉煤气管道上用于去除焦炉煤气中煤粉、焦粉及焦油等杂质的装置及方法。
背景技术：
在炼焦过程中，从焦炉炭化室经上升管逸出的荒煤气温度为650～750℃，荒煤气首先经桥管进入集气管，被喷洒的循环氨水冷却到80～85℃，然后经初冷器将煤气温度降至21～22℃。荒煤气中含有大量的煤粉、焦粉及焦油等物质，这些物质如果不能有效去除，将给后续净化过程带来重大影响，甚至会制约一些先进净化工艺的应用。
在现有技术中，常采用在初冷器进口前的煤气管道上预设氨水喷洒装置，去除部分煤粉、焦粉，同时在初冷器后增设直冷塔，使荒煤气中夹带的焦油以及固体颗粒物得到最大程度的净化。该方法虽然可以达到较好的净化效果，但由于增加了直冷塔，整套装置占地面积增大，投资增多，而且直冷塔需要外冷却器冷却循环水，造成动力消耗增加，此外，煤气阻力也会增大。
技术实现要素：
本发明提供了一种设于焦炉煤气管道上用于去除焦炉煤气杂质的装置及方法，所述装置结构简单，安装方便，占地面积小，能够有效去除煤气中的煤粉、焦粉及焦油等杂质，为后续净化工艺创造有利条件；另外该装置不额外消耗动力，煤气阻力小。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种设于焦炉煤气管道上用于去除焦炉煤气杂质的装置，包括外筒体、内筒体、煤气出口筒体、煤气入口箱体、外流道箱体及喷洒系统；所述外筒体、内筒体、煤气出口筒体自内而外依次同轴设置，煤气出口筒体的顶端伸出内筒体之外连接初冷器上游的煤气管道，煤气出口筒体的底部延伸到内筒体的下部；外筒体上方两侧分别设煤气入口箱体及外流道箱体，煤气入口箱体的煤气入口一端与吸煤气管道相连；煤气入口箱体、外流道箱体的底部均与外筒体连通，内侧均与内筒体连通，其中外流道箱体与内筒体通过切向煤气进口连通；煤气入口箱体、外筒体与内筒体之间的环形通道、外流道箱体依次连通形成煤气外层流道；内筒体与煤气出口筒体之间的环形通道、煤气出口筒体依次连通形成煤气内层流道；煤气入口箱体、外筒体与内筒体之间的环形通道及外流道箱体的顶部分别设喷洒系统，内筒体和外筒体的底部均开设排污口。
所述外筒体由圆柱形外筒体下接圆锥形外筒体组成，圆柱形外筒体的顶部一侧与煤气入口箱体连通，另一侧与外流道箱体连通；煤气入口箱体与外流道箱体之间的圆柱形外筒体的顶板为扇形顶板，两侧扇形顶板的下方分别对应地设有扇形环板；扇形环板沿周向设多个喷头组成环形喷洒系统，环形喷洒系统对应位置的内、外筒体之间的通道形成环形喷洒液流道，喷头的喷射方向朝向煤气流动方向且沿环形喷洒液流道切向设置。
所述圆锥形外筒体的一侧设循环喷洒液出口，通过喷洒液管道连接环形喷洒系统，喷洒液管道上设循环泵及新鲜喷洒液补充口；圆锥形外筒体的底部设排污口连接排污管道，排污管道上设排污阀。
所述内筒体由圆柱形内筒体下接圆锥形内筒体组成，圆锥形内筒体的锥度大于圆锥形外筒体的锥度。
所述煤气入口箱体和外流道箱体顶部的喷洒系统均由多个均匀分布的喷洒管组成，喷洒管竖直设置，喷洒管底部设喷嘴。
一种基于所述装置的去除焦炉煤气杂质的方法，包括如下步骤：
1)焦炉煤气经吸煤气管道进入煤气入口箱体，在煤气入口箱体内通过喷洒管对煤气进行预清洗；
2)经预清洗后的煤气向下流动进入环形喷洒液流道，循环喷洒液在环形喷洒系统各喷头的作用下细化成细小的液滴，均匀喷入环形喷洒液流道内，与煤气进行逆流充分接触，吸收煤气中的焦油，并可部分除去煤粉和焦粉；
3)吸收焦油后的喷洒液沿内筒体外壁和外筒体的内壁向下流淌，沉积到圆锥体外筒体的底部并保持一段高度的液位，起到液封的作用；部分喷洒液被循环泵抽出重新输送到环形喷洒系统中循环利用，同时通过喷洒液管道上的新鲜喷洒液补充口定期补充新鲜喷洒液；
4)去除焦油后的煤气继续流入外流道箱体，在外流道箱体内，由喷洒管对煤气进行进一步清洗；
5)在煤气外层流道经3次清洗后的煤气由开设在内筒体上的切向煤气进口沿切向流入煤气内层流道，在旋风分离作用下，煤气中的煤粉、焦粉及其它颗粒物沿内筒体的内壁流入到底部喷洒液中并逐渐沉淀，通过排污阀定期将沉淀物排出，洁净的煤气由煤气出口筒体流出。
所述环形喷洒系统中的喷头、煤气入口箱体及外流道箱体内的喷洒管所喷洒的喷洒液可以相同，也可以不同；喷洒液包括氨水、洗油中的一种或两种的混合物。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1)煤气进入初冷器之前，先在本发明所述装置内，通过煤气外层流道先后经3次喷洒清洗，经煤气内层流道实现旋风分离，有效去除煤气中的焦油、煤粉和焦粉，从而为后续净化工艺提供有利条件；
2)本发明所述装置设置在煤气管道上，结构简单，占用空间小，操作方便，投资少；
3)不额外消耗动力，煤气阻力小。
附图说明
图1是本发明所述一种设于焦炉煤气管道上用于去除焦炉煤气杂质的装置的结构示意图。
图中：1.外筒体2.内筒体3.煤气出口筒体4.煤气入口箱体5.外流道箱体6.吸煤气管道7.初冷器上游煤气管道8.扇形顶板9.扇形环板10.喷头11.喷洒管12.循环喷洒液出口13.喷洒液管道14.循环泵15.排污阀16.手孔
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：
如图1所示，本发明所述一种设于焦炉煤气管道上用于去除焦炉煤气杂质的装置，包括外筒体1、内筒体2、煤气出口筒体3、煤气入口箱体4、外流道箱体5及喷洒系统；所述外筒体1、内筒体2、煤气出口筒体3自内而外依次同轴设置，煤气出口筒体3的顶端伸出内筒体2之外连接初冷器上游的煤气管道7，煤气出口筒体3的底部延伸到内筒体2的下部；外筒体上1方两侧分别设煤气入口箱体4及外流道箱体5，煤气入口箱体4的煤气入口一端与吸煤气管道6相连；煤气入口箱体4、外流道箱体5的底部均与外筒体1连通，内侧均与内筒体2连通，其中外流道箱体5与内筒体2通过切向煤气进口连通；煤气入口箱体4、外筒体1与内筒体2之间的环形通道、外流道箱体5依次连通形成煤气外层流道；内筒体2与煤气出口筒体3之间的环形通道、煤气出口筒体3依次连通形成煤气内层流道；煤气入口箱体4、外筒体1与内筒体2之间的环形通道及外流道箱体5的顶部分别设喷洒系统，内筒体2和外筒体1的底部均开设排污口。
所述外筒体1由圆柱形外筒体下接圆锥形外筒体组成，圆柱形外筒体的顶部一侧与煤气入口箱体4连通，另一侧与外流道箱体5连通；煤气入口箱体4与外流道箱体5之间的圆柱形外筒体的顶板为扇形顶板8，两侧扇形顶板8的下方分别对应地设有扇形环板9；扇形环板9沿周向设多个喷头10组成环形喷洒系统，环形喷洒系统对应位置的内、外筒体2、1之间的通道形成环形喷洒液流道，喷头10的喷射方向朝向煤气流动方向且沿环形喷洒液流道切向设置。
所述圆锥形外筒体的一侧设循环喷洒液出口12，通过喷洒液管道13连接环形喷洒系统，喷洒液管道13上设循环泵14及新鲜喷洒液补充口；圆锥形外筒体的底部设排污口连接排污管道，排污管道上设排污阀15。
所述内筒体2由圆柱形内筒体下接圆锥形内筒体组成，圆锥形内筒体的锥度大于圆锥形外筒体的锥度。
所述煤气入口箱体4和外流道箱体5顶部的喷洒系统均由多个均匀分布的喷洒管11组成，喷洒管11竖直设置，喷洒管11底部设喷嘴。
一种基于所述装置的去除焦炉煤气杂质的方法，包括如下步骤：
1)焦炉煤气经吸煤气管道6进入煤气入口箱体4，在煤气入口箱体4内通过喷洒管11对煤气进行预清洗；
2)经预清洗后的煤气向下流动进入环形喷洒液流道，循环喷洒液在环形喷洒系统各喷头10的作用下细化成细小的液滴，均匀喷入环形喷洒液流道内，与煤气进行逆流充分接触，吸收煤气中的焦油，并可部分除去煤粉和焦粉；
3)吸收焦油后的喷洒液沿内筒体2外壁和外筒体1的内壁向下流淌，沉积到圆锥体外筒体的底部并保持一段高度的液位，起到液封的作用；部分喷洒液被循环泵14抽出重新输送到环形喷洒系统中循环利用，同时通过喷洒液管道13上的新鲜喷洒液补充口定期补充新鲜喷洒液；
4)去除焦油后的煤气继续流入外流道箱体5，在外流道箱体5内，由喷洒管11对煤气进行进一步清洗；
5)在煤气外层流道经3次清洗后的煤气由开设在内筒体2上的切向煤气进口沿切向流入煤气内层流道，在旋风分离作用下，煤气中的煤粉、焦粉及其它颗粒物沿内筒体2的内壁流入到底部喷洒液中并逐渐沉淀，通过排污阀15定期将沉淀物排出，洁净的煤气由煤气出口筒体3流出。
所述环形喷洒系统中的喷头10、煤气入口箱体4及外流道箱体5内的喷洒管11所喷洒的喷洒液可以相同，也可以不同；喷洒液包括氨水、洗油中的一种或两种的混合物。
为了方便检查或更换喷头10，在喷头10对应位置上方的扇形顶板8上开设若干手孔16。
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。