一种荒煤气冷却分馏方法及炼焦装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种荒煤气冷却分馏方法及炼焦装置，该荒煤气冷却分馏方法是用于将自焦炉炭化室排出的荒煤气回收利用，将自焦炉炭化室排出的所述荒煤气直接逐级冷却，并在逐级冷却所述荒煤气的过程中，按照馏分沸点由高到低的顺序逐级提取所述荒煤气中的不同馏分。该荒煤气冷却分馏方法不仅减少了能耗和污染，降低了生产成本；而且提高了荒煤气的回收效率。
【专利说明】一种荒煤气冷却分馏方法及炼焦装置
【技术领域】
[0001]本发明属于焦化领域，具体涉及一种荒煤气冷却分馏方法及炼焦装置。
【背景技术】
[0002]在焦化领域，将焦炉炭化室排出的荒煤气(或称粗煤气)回收利用不仅可以减少环境污染，而且可以节约能源。
[0003]图1为常见的荒煤气回收装置示意图。如图1所示，荒煤气回收装置包括上升管2、桥管3以及集气管4。其中，上升管2用于连接焦炉炭化室I与桥管3。在桥管3内设有氨水喷嘴6，氨水喷嘴6通过管路与氨水管(或称氨水存储装置)5连通。利用氨水喷嘴6使氨水形成细雾状，以使其与荒煤气充分接触，从而达到冷却荒煤气。桥管3的另一端与集气管4连通，冷却后的荒煤气被输送至集气管4。[0004]目前荒煤气的回收方式是先降温，再回收利用，具体过程如下:自焦炉炭化室I排出的高温荒煤气(温度为650~700°C )经上升管2进入桥管3，在桥管3内经氨水冷却至90°C左右后进入集气管4，荒煤气、焦油以及多余的氨水被送往回收车间进行回收。
[0005]然而，在实际回收过程中，上述回收方式存在以下问题:
[0006]第一，由于进入桥管3的荒煤气的温度较高，不仅会增加氨水的用量，增加荒煤气的回收成本；而且荒煤气中的可凝性成分容易对桥管3造成堵塞和腐蚀。
[0007]第二，由于仅在桥管3进行冷却，冷却后的荒煤气的温度仍然较高，需要在后续的冷凝鼓风工段进一步冷却降温，温度较高的荒煤气增加了冷凝鼓风工段的用水量，从而增加了荒煤气的回收成本。
[0008]第三，在利用氨水冷却荒煤气的过程中，部分氨水被汽化并与荒煤气混合，导致荒煤气体积的增加；而且进入桥管3的荒煤气温度越高，荒煤气的体积增加越多，因此目前的冷却方式会增加后续的冷凝鼓风工段的用水量，从而增加了荒煤气的回收成本。
[0009]第四，在回收车间，冷却后的焦油需要被再次升温以蒸馏切取馏分，这将增加能耗，进而增加了荒煤气的回收成本。
【发明内容】
[0010]本发明要解决的技术问题就是针对现有技术中存在的上述缺陷，提供一种荒煤气冷却分馏方法及炼焦装置，其可以充分利用荒煤气中的热量，降低荒煤气的回收成本。
[0011]解决上述技术问题的所采用的技术方案是提供一种荒煤气冷却分馏方法，一种荒煤气冷却分馏方法，用于将自焦炉炭化室排出的荒煤气回收利用，将焦炉炭化室排出的所述荒煤气自700~650°C逐级冷却至200~150°C，并在逐级冷却所述荒煤气的过程中，按照馏分沸点由高到低的顺序逐级提取所述荒煤气中的不同馏分。
[0012]其中，在所述荒煤气自700~650°C逐级冷却至200~150°C的过程中，依次分馏出浙青、二蒽油、一蒽油、洗油以及萘油。
[0013]其中，还包括:将所述荒煤气的温度进一步降至80°C以下。[0014]其中，采用氨水直冷方式将所述荒煤气的温度进一步降至80°C以下。
[0015]本发明还提供一种炼焦装置，包括焦炉炭化室和冷凝鼓风工段，自所述焦炉炭化室排出的荒煤气被输送至所述冷凝鼓风工段，在所述焦炉炭化室和所述冷凝鼓风工段之间还设有荒煤气冷却分馏装置，用于将自焦炉炭化室排出的荒煤气回收利用，
[0016]所述荒煤气冷却分馏装置逐级冷却所述荒煤气，并在逐级冷却所述荒煤气的过程中，按照馏分的沸点由高到低的顺序逐级提取所述荒煤气中的不同馏分。
[0017]其中，所述荒煤气冷却分馏装置包括依次相连的η级分馏器，其中，η为大于或等于I的整数；
[0018]所述η级分馏器将所述荒煤气自700~650°C逐级冷却至200~150°C，并在逐级冷却的过程中将浙青、二蒽油、一蒽油、洗油以及萘油依次分馏。
[0019]其中，所述分馏器包括塔体、喷淋器以及储存槽，
[0020]在所述塔体的底部设有煤气入口和分馏物出口，在所述塔体的顶部设有煤气出Π ；
[0021]所述喷淋器设置在所述塔体内的顶部，用于向所述塔体内喷洒与该分馏器所分馏的馏分匹配的辅助分馏物；
[0022]所述储存槽与所述分馏物出口连通，用于储存自所述荒煤气中分馏的馏分。
[0023]其中，在所述塔体和所述储存槽的底部分别设有用于调节所述塔体和所述储存槽内部温度的温度调节装置。
[0024]其中，所述辅助分馏物 为所述分馏器所分馏的馏分；
[0025]所述分馏器还包括回流泵，所述回流泵的输入端与所述储存槽连通，所述回流泵的输出端与所述喷淋器连通，借助所述回流泵和所述喷淋器将部分由所述分馏器所分馏的馏分返回至所述塔体内。
[0026]其中，所述荒煤气冷却分馏装置包括:
[0027]塔体，在所述塔体的底部设有煤气入口，在所述塔体的顶部设有煤气出口 ；
[0028]在所述塔体内设有m-Ι个隔离板，借助m-Ι个所述隔离板将所述塔体内部由低到高分为m级分馏器，其中，m为大于I的整数；
[0029]在所述隔离板的中部设有向上凸出的凸部，在所述凸部设有通孔，所述通孔将相邻的两个所述分馏器连通；
[0030]所述荒煤气自所述煤气入口进入所述塔体内，借助所述隔离板上的通孔依次经过m级分馏器后，从所述煤气出口排出所述塔体；
[0031]在每一级所述分馏器的顶部设有喷淋器，用于向所述分馏器内喷洒与该分馏器所分馏的馏分匹配的辅助分馏物；
[0032]所述分馏器的底部设有分馏物出口，所述分馏物出口与一储存槽连通，所述储存槽用于储存自所述荒煤气中分馏的馏分。
[0033]其中，在每一所述分馏器的底部设有用于调节所述分馏器内部温度的温度调节装置；
[0034]在每一所述储存槽的底部设有用于调节所述储存槽内部温度的温度调节装置。
[0035]其中，所述辅助分馏物为所述分馏器所分馏的馏分；
[0036]所述荒煤气冷却分馏装置还包括m个回流泵，每一所述回流泵对应一所述分馏器，所述回流泵的输入端与所述储存槽连通，所述回流泵的输出端与所述喷淋器连通，借助所述回流泵和所述喷淋器将部分由所述分馏器所分馏的馏分返回至所述分馏器内。
[0037]其中，还包括氨水冷却器，所述氨水冷却器的输入口与所述荒煤气冷却分馏装置煤气出口连通，其用于将所述荒煤气的温度降至80°C以下。
[0038]本发明具有以下有益效果:
[0039]本发明提供的荒煤气冷却分馏方法，使荒煤气逐级冷却，并在逐级冷却的过程中，将所述荒煤气中馏分沸点由高到低的不同馏分逐级提取，因此，该荒煤气冷却分馏方法具有以下优点:
[0040]第一，在荒煤气的冷却过程中将各馏分提取，充分利用了荒煤气中的热量，无需再次加热已冷却的焦油，不仅减少了能耗和污染，降低了生产成本；而且提高了荒煤气的回收效率。
[0041]第二，在焦油馏分中，浙青占50%以上。本发明提供的荒煤气冷却分馏方法首先将浙青分离，可以提高后续的分级处理效率，从而可以提高荒煤气的回收效率。
[0042]第三，荒煤气中容易造成堵塞和腐蚀的可凝性物质被冷凝下来，从而避免了堵塞和腐蚀向后续工序(如冷凝鼓风工段)蔓延。
[0043]作为本发明的一个优选实施例，本发明提供的荒煤气冷却分懼方法在利用氨水直冷方式冷却时，荒煤气的温度较低，从而减少了氨水的喷洒量，同时使氨水的汽化减少，进而减少了荒煤气的体积，这使得冷凝鼓风工段的工业用水量降低，从而降低能耗和生产成本。
[0044]本发明提供的炼焦装置由于使荒煤气逐级冷却，并在逐级冷却的过程中，将所述荒煤气中馏分沸点由高到低的不同馏分逐级提取，因此，该炼焦装置具有以下优点:
[0045]第一，在荒煤气的冷却过程中将各馏分提取，充分利用了荒煤气中的热量，无需再次加热已冷却的焦油，不仅减少了能耗和污染，降低了生产成本；而且提高了荒煤气的回收效率。
[0046]第二，在焦油馏分中，浙青占50%以上。本发明提供的荒煤气冷却分馏方法首先将浙青分离，可以提高后续的分级处理效率，从而可以提高荒煤气的回收效率。
[0047]第三，荒煤气中容易造成堵塞和腐蚀的可凝性物质被冷凝下来，从而避免了堵塞和腐蚀向后续工序(如冷凝鼓风工段)蔓延。
【专利附图】
【附图说明】
[0048]图1为常见的荒煤气回收装置示意图；
[0049]图2为荒煤气冷却分馏装置的原理框图；
[0050]图3为本发明实施例二提供的分馏器的结构简图；
[0051]图4为本发明实施例四提供的另一种荒煤气冷却分馏装置的结构简图。
【具体实施方式】
[0052]为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明提供的荒煤气冷却分馏方法及炼焦装置进行详细描述。
[0053]实施例一提供一种荒煤气冷却分馏方法，其用于将自焦炉炭化室排出的荒煤气回收利用，而且该荒煤气冷却分馏方法是在荒煤气从焦炉炭化室排出但未冷却的情况下进行回收利用，也就是说，本实施例不需要先将荒煤气冷却再加热分解回收，而且直接利用焦炉炭化室排出的高温荒煤气(温度为700~650°C)中热量将其回收利用。
[0054]实施例一提供的荒煤气冷却分馏方法是将高温荒煤气逐级冷却，并在逐级冷却的过程中，按照馏分沸点由高到低的顺序逐级提取荒煤气中的不同馏分，从而将荒煤气回收利用。
[0055]具体地，首先将荒煤气自700~650°C逐级冷却至200~150°C的过程中，并在逐级冷却的过程中，依次分馏出浙青、二蒽油、一蒽油、洗油以及萘油；然后，再将荒煤气的温度降至80°C以下后被输送至冷凝鼓风工段。
[0056]本实施例，荒煤气温度大于360°C时分馏浙青，荒煤气温度在330~360°C时分馏二蒽油，荒煤气温度在300~330°C时分馏一蒽油，荒煤气温度在230~300°C时可分馏洗油，荒煤气温度在300~330°C时分馏萘油。
[0057]本实施例是采用氨水直冷方式将荒煤气的温度进一步降至80°C以下。
[0058]实施例一提供的荒煤气冷却分馏方法，使荒煤气逐级冷却，并在逐级冷却的过程中，将所述荒煤气中馏分沸点由高到低的不同馏分逐级提取，因此，该荒煤气冷却分馏方法具有以下优点:
[0059]第一，在荒煤气的冷却过程中将各馏分提取，充分利用了荒煤气中的热量，无需再次加热已冷却的焦油，不仅减少了能耗和污染，降低了生产成本；而且提高了荒煤气的回收效率。
[0060]第二，在焦油馏分中，浙青占50%以上。本发明提供的荒煤气冷却分馏方法首先将浙青分离，可以提高后续的分级处理效率，从而可以提高荒煤气的回收效率。
[0061]第三，荒煤气中容易造`成堵塞和腐蚀的可凝性物质被冷凝下来，从而避免了堵塞和腐蚀向后续工序(如冷凝鼓风工段)蔓延。
[0062]实施例二提供一种荒煤气冷却分馏装置，图2为荒煤气冷却分馏装置的原理框图。请参阅图2，荒煤气冷却分馏装置包括焦炉炭化室21和冷凝鼓风工段23，自焦炉炭化室21排出的荒煤气被输送至冷凝鼓风工段23，在焦炉炭化室21和冷凝鼓风工段23之间还设有荒煤气冷却分馏装置22，用于将自焦炉炭化室21排出的荒煤气回收利用。
[0063]荒煤气冷却分馏装置22对荒煤气采用逐级冷却方式，并在逐级冷却的过程中，按照馏分的沸点由高到低的顺序逐级提取荒煤气中的不同馏分。
[0064]在实施例二中，荒煤气冷却分馏装置22包括依次相连的η级分馏器，其中，η为大于或等于I的整数级分馏器将焦炉炭化室21排出的温度约为700~650°C的荒煤气逐级冷却至200~150°C，并在荒煤气逐级冷却的过程中将浙青、二蒽油、一蒽油、洗油以及萘油依次分馏。
[0065]图3为本发明实施例二提供的分馏器的结构简图。请参阅图3，分馏器包括塔体31、喷淋器32以及储存槽33。
[0066]其中，在塔体31的底部设有煤气入口 34和分馏物出口 35，煤气入口 34用于将荒煤气输入塔体31内，分馏物出口 35用于将自荒煤气中分馏出来的馏分排出塔体31。在塔体31的顶部设有煤气出口 36，用于将荒煤气排出塔体31。
[0067]喷淋器32设置在塔体31内的顶部，用于向塔体31内喷洒与该分馏器所分馏的馏分匹配的辅助分馏物。辅助分馏物是指有利于将馏分从荒煤气中分馏的物质。优选地，分馏器分离什么馏分，喷淋器32对应的喷洒什么辅助分馏物。例如，如果该分馏器是从荒煤气中分馏浙青，那么，喷淋器32对应的喷洒浙青。
[0068]储存槽33与分馏物出口 35连通，用于储存自荒煤气中分馏的馏分。
[0069]在本实施例中，在塔体31设有用于调节塔体31内部温度的温度调节装置37。借助温度调节装置37可以调节塔体31内的温度，从而提高分馏的效率。在储存槽33的底部设有用于调节储存槽33内部温度的温度调节装置37。
[0070]优选地，分馏器还包括回流泵38，回流泵的输入端与储存槽33连通，回流泵的输出端与喷淋器32连通，借助回流泵38和喷淋器32将部分由该分馏器所分馏的馏分返回至塔体31内，即，将分馏器分馏出的分馏物作为辅助分馏物返回至塔体31内，以提高该分馏器的分馏效率。
[0071]优选地，在回流泵38和喷淋器32的连接管路上设有冷却器39，借助冷却器39可以调节回流至塔体31内的辅助分馏物的温度，从而提高分馏器的分馏效率。
[0072]在实施例三中，荒煤气冷却分馏装置包括η级分馏器，每一级分馏器为独立的单元，前一级分馏器的煤气出口 36与后一级分馏器的煤气入口 34连通，荒煤气依次流经η级分馏器，控制各级分馏器内部的温度，可以从荒煤气中分馏出不同的馏分。
[0073]本发明炼焦装置还可以采用其它的形式，图4为本发明实施例四提供的另一种荒煤气冷却分馏装置的结构简图。请参阅图4，荒煤气冷却分馏装置包括塔体31、喷淋器32以及储存槽33。
[0074]其中，煤气入口 34设置在塔体31的底部，煤气出口 35设置在所述塔体的顶部，荒煤气从煤气入口 34进入塔体31内，然后从煤气出口 35排出。
`[0075]在塔体31内设有3个隔尚板41, 3个隔尚板将塔体31内部由低到闻分为4级分馏器。在隔离板41的中部设有向上凸出的凸部42，在凸部42的顶端设有通孔43，通孔43将相邻的两个分馏器连通。荒煤气通过通孔43由低到高依次经过4级分馏器。
[0076]在每一级分馏器的顶部设有喷淋器32，用于向分馏器内喷洒与该分馏器所分馏的馏分匹配的辅助分馏物。在分馏器的底部设有分馏物出口 35，分馏物出口 35与一储存槽33连通，储存槽33用于储存自荒煤气中分馏的馏分。也就是说，每一级分馏器对应地分馏一种分馏物，因此，每一级分馏器对应设置一个储存槽33。
[0077]优选地，在每一分馏器的底部设有用于调节分馏器内部温度的温度调节装置37，用于调节该分馏器的内部温度。在每一储存槽33的底部设有用于调节储存槽33内部温度的温度调节装置，用以控制储存槽33的内部温度。
[0078]优选地，辅助分馏物为分馏器所分馏的馏分。荒煤气冷却分馏装置还包括4个回流泵38，每一回流泵38对应一分馏器，回流泵38的输入端与储存槽33连通，回流泵的输出端与喷淋器32连通，借助回流泵38和喷淋器32将部分由第m级分馏器所分馏的馏分返回至第m级分馏器内，这样不仅有利于从荒煤气中将第m级分馏器分馏的馏分分馏，而且可以提高分馏的效率。
[0079]在本实施例中，炼焦装置还包括氨水冷却器(图中未示出)，氨水冷却器的输入口与荒煤气冷却分馏装置煤气出口连通，其用于将荒煤气的温度进一步降低，如降至80°C以下。[0080]需要说明的是，在实施例四中，荒煤气冷却分馏装置的塔体31内设置了 3个隔离板41，从而将塔体31隔离出4级分馏器，然而，本发明并不局限于此。在塔体31内可以设置m-Ι个隔离板41，从而将塔体31隔离成m级分馏器，其中，m为大于I的整数。这同样能够达到本发明的目的，同样属于本发明的保护范围。[0081]本实施例提供的炼焦装置，由于使荒煤气逐级冷却，并在逐级冷却的过程中，将所述荒煤气中馏分沸点由高到低的不同馏分逐级提取，因此，该炼焦装置具有以下优点:
[0082]第一，在荒煤气的冷却过程中将各馏分提取，充分利用了荒煤气中的热量，无需再次加热已冷却的焦油，不仅减少了能耗和污染，降低了生产成本；而且提高了荒煤气的回收效率。
[0083]第二，在焦油馏分中，浙青占50%以上。本发明提供的荒煤气冷却分馏方法首先将浙青分离，可以提高后续的分级处理效率，从而可以提高荒煤气的回收效率。
[0084]第三，荒煤气中容易造成堵塞和腐蚀的可凝性物质被冷凝下来，从而避免了堵塞和腐蚀向后续工序(如冷凝鼓风工段)蔓延。
[0085]可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种荒煤气冷却分馏方法，用于将自焦炉炭化室排出的荒煤气回收利用，其特征在于，将焦炉炭化室排出的所述荒煤气自700~650°C逐级冷却至200~150°C，并在逐级冷却所述荒煤气的过程中，按照馏分沸点由高到低的顺序逐级提取所述荒煤气中的不同馏分。
2.根据权利要求1所述的荒煤气冷却分懼方法，其特征在于，在所述荒煤气自700~650°C逐级冷却至200~150°C的过程中，依次分馏出浙青、二蒽油、一蒽油、洗油以及萘油。
3.根据权利要求2所述的荒煤气冷却分馏方法，其特征在于，还包括: 将所述荒煤气的温度进一步降至80°C以下。
4.根据权利要求3所述的荒煤气冷却分馏方法，其特征在于，采用氨水直冷方式将所述荒煤气的温度进一步降至80°C以下。
5.一种炼焦装置，包括焦炉炭化室和冷凝鼓风工段，自所述焦炉炭化室排出的荒煤气被输送至所述冷凝鼓风工段，其特征在于，在所述焦炉炭化室和所述冷凝鼓风工段之间还设有荒煤气冷却分馏装置，用于将自焦炉炭化室排出的荒煤气回收利用， 所述荒煤气冷却分馏装置逐级冷却所述荒煤气，并在逐级冷却所述荒煤气的过程中，按照馏分的沸点由高到低的顺序逐级提取所述荒煤气中的不同馏分。
6.根据权利要求5所述的炼焦装置，其特征在于，所述荒煤气冷却分馏装置包括依次相连的η级分馏器，其中，η为大于或等于I的整数； 所述η级分馏器将所述荒煤气自700~650°C逐级冷却至200~150°C，并在逐级冷却的过程中将浙青、二蒽油、一蒽油、洗油以及萘油依次分馏。`
7.根据权利要求6所述的炼焦装置，其特征在于，所述分馏器包括塔体、喷淋器以及储存槽， 在所述塔体的底部设有煤气入口和分馏物出口，在所述塔体的顶部设有煤气出口 ； 所述喷淋器设置在所述塔体内的顶部，用于向所述塔体内喷洒与该分馏器所分馏的馏分匹配的辅助分馏物； 所述储存槽与所述分馏物出口连通，用于储存自所述荒煤气中分馏的馏分。
8.根据权利要求6所述的炼焦装置，其特征在于，在所述塔体和所述储存槽的底部分别设有用于调节所述塔体和所述储存槽内部温度的温度调节装置。
9.根据权利要求6所述的炼焦装置，其特征在于， 所述辅助分馏物为所述分馏器所分馏的馏分； 所述分馏器还包括回流泵，所述回流泵的输入端与所述储存槽连通，所述回流泵的输出端与所述喷淋器连通，借助所述回流泵和所述喷淋器将部分由所述分馏器所分馏的馏分返回至所述塔体内。
10.根据权利要求6所述的炼焦装置，其特征在于，所述荒煤气冷却分馏装置包括: 塔体，在所述塔体的底部设有煤气入口，在所述塔体的顶部设有煤气出口 ； 在所述塔体内设有m-1个隔离板，借助m-Ι个所述隔离板将所述塔体内部由低到高分为m级分馏器，其中，m为大于I的整数； 在所述隔离板的中部设有向上凸出的凸部，在所述凸部设有通孔，所述通孔将相邻的两个所述分馏器连通； 所述荒煤气自所述煤气入口进入所述塔体内，借助所述隔离板上的通孔依次经过m级分馏器后，从所述煤气出口排出所述塔体； 在每一级所述分馏器的顶部设有喷淋器，用于向所述分馏器内喷洒与该分馏器所分馏的馏分匹配的辅助分馏物； 所述分馏器的底部设有分馏物出口，所述分馏物出口与一储存槽连通，所述储存槽用于储存自所述荒煤气中分馏的馏分。
11.根据权利要求10所述的炼焦装置，其特征在于，在每一所述分馏器的底部设有用于调节所述分馏器内部温度的温度调节装置； 在每一所述储存槽的底部设有用于调节所述储存槽内部温度的温度调节装置。
12.根据权利要求10所述的炼焦装置，其特征在于， 所述辅助分馏物为所述分馏器所分馏的馏分； 所述荒煤气冷却分馏装置还包括m个回流泵，每一所述回流泵对应一所述分馏器，所述回流泵的输入端与所述储存槽连通，所述回流泵的输出端与所述喷淋器连通，借助所述回流泵和所述喷淋器将部分由所述分馏器所分馏的馏分返回至所述分馏器内。
13.根据权利要求5所述的炼焦装置，其特征在于，还包括氨水冷却器，所述氨水冷却器的输入口与所述荒煤气冷却分馏装置煤气出口连通，其用于将所述荒煤气的温度降至80°C以下。
【文档编号】C10K1/04GK103509608SQ201210208372
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2012年6月19日 优先权日:2012年6月19日
【发明者】徐列, 马科伟, 顾伟民 申请人:北京华泰焦化工程技术有限公司