本发明涉及一种煤热解技术，尤其涉及一种热解荒煤气除尘和油冷回收焦油的系统及方法。
背景技术：
随着石油及天然气资源的日趋匮乏及人们对资源的利用效率和环保的内在要求，煤炭的利用形式发生了重大的变化。煤热解技术是煤炭分质高效清洁转化利用的重要途径之一，通过煤热解可以生产清洁的气、液、固三种不同形态的产品，继而对煤中不同成分进行分质利用，即气、液产品作为化学品使用，固态煤焦作为进一步气化的原料。煤热解技术实现了煤炭的梯级分质利用，既提高了煤炭资源的综合利用率和产品的附加值，又减少燃煤造成的环境污染，具有显著的经济效益、社会效益和环保效益。
热解荒煤气除尘和焦油回收是煤热解工艺中非常重要环节。目前工业上热解煤气冷却和焦油回收主要采用大量氨水喷淋直接快速急冷及电捕焦油相结合的工艺，该工艺虽然能够将热解煤气冷却到适当温度，但是该过程有如下显著的缺点：第一，煤气冷却和焦油回收过程中产生大量高浓度有机物废水，环境污染严重；第二，煤气冷却和焦油回收过程中热解煤气所携带大量显热被白白浪费，无法合理高效回收该部分的热量，因此采用氨水喷淋直接快速急冷煤气的煤热解工艺热效率较低。第三，目前热解工业中焦油回收工艺中所得到的焦油夹带着大量的热解水，后续油水分离难度大，加工成本高。因此，目前国内很多生产企业及科研单位都在积极改进或升级现有的煤气净化系统，试图开发一种高效节能环保、工艺简单的热解荒煤气净化和焦油回收的系统及方法。
现有技术一：
中国专利cn103509608a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。
现有技术一的缺点：
系统复杂工业化不具有可操作性；把焦油加工工艺嫁接到荒煤气冷却过程中，创新性不强。
现有技术二：
中国专利cn103254942a利用冷却水对高温荒煤气进行直接冷却的装置和方法，其装置包括第一夹套直接冷却器、溢油槽、筛板塔、油水分离单元、第二夹套直接冷却器，无夹套直接冷却单元；其中所述第一夹套直接冷却器依次与所述溢油槽、筛板塔、油水分离单元相连接，所述筛板塔依次与第二夹套直接冷却器、无夹套直接冷却单元相连接，所述第一夹套直接冷却器通过煤气出口管与所述筛板塔连接。采用本发明，不仅保证了荒煤气的冷却效果，而且大大降低了含油污水的处理量。本发明所述装置结构简单，全部为静设备，没有动力消耗，故障率低，操作维护方便。
现有技术二的缺点：
没有摆脱传统荒煤气冷却的基本套路，只是把传统的荒煤气冷却方式变为复杂的冷却系统，可操作性不强。
现有技术三：
中国专利cn104629816a自制冷型焦炉荒煤气初步冷却装置，包括煤气热量回收冷却器、煤气循环水冷却器、煤气制冷水冷却器，煤气热量回收冷却器顶部设有煤气进口，煤气制冷水冷却器下部设有煤气出口，煤气热量回收冷却器与发生蒸发器连接，发生蒸发器和发生冷凝器组合成整体，发生冷凝器与吸收蒸发器连接，发生蒸发器与溶液换热器连接，溶液换热器与吸收冷凝器连接；溶液换热器与溶液循环泵相连，溶液换热器与煤气热量回收冷却器连接；吸收蒸发器与吸收冷凝器组合成整体，吸收蒸发器与煤气制冷水冷却器连接，吸收冷凝器与溶液循环泵连接，溶液循环泵与溶液换热器连接；吸收蒸发器、吸收冷凝器、发生蒸发器、发生冷凝器与真空泵连接。本发明换热效率高。
现有专利三的缺点：
在实际操作过程中，系统堵塞问题突出，系统无法长周期运行。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种热解荒煤气除尘和油冷回收焦油的系统及方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明的热解荒煤气除尘和油冷回收焦油的系统，包括具有荒煤气入口的喷淋塔，所述喷淋塔的煤气出口连接煤气初冷器的煤气入口，所述煤气初冷器的煤气出口连接电捕焦油器的煤气入口，所述电捕焦油器的煤气出口连接煤气风机入口，所述煤气风机出口与煤气净化处理系统连接，所述喷淋塔上部设置有循环焦油喷淋口。
本发明的热解荒煤气除尘和油冷回收焦油的系统实现热解荒煤气除尘和油冷回收焦油的方法，包括以下步骤：
步骤一：热解荒煤气首先进入喷淋塔，荒煤气从喷淋塔底部进入经气体分布板实现荒煤气在喷淋塔内均匀分布，煤焦油从喷淋塔顶部入口进入喷淋塔，经塔体上部设置的循环焦油喷头实现焦油的喷淋，使焦油与荒煤气逆流接触，达到荒煤气冷却除尘的作用；
步骤二：初步冷却及除尘后的荒煤气从喷淋塔的顶部导出进入初冷器的顶部，与来自于循环水制冷系统的制冷水顺流间接换热使荒煤气进一步冷却，荒煤气走壳程，制冷水走管程，冷却后的荒煤气从初冷器的底部管路引出，升温后的制冷水从初冷器的底部流出进入循环水制冷系统，荒煤气冷凝过程中产生的油水混合物从初冷器底部进入油水分离槽；
步骤三：从从初冷器出来的荒煤气从顶部进入电捕焦油器，从电捕焦油器底部引出，荒煤气在电捕焦油器中实现荒煤气夹带煤焦油的进一步捕集，捕集的油水混合物从煤气冷却塔底部排出进入油水分离槽；
步骤四：从电捕焦油器引出的荒煤气，经风机输送到界外进一步净化处理。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的热解荒煤气除尘和油冷回收焦油的系统及方法，用荒煤气中含有的煤焦油做冷却介质，使荒煤气在冷却过程中尽量少产生冷凝水，能够解决目前低温热解荒煤气净化工艺中系统热效率低、回收热量品质差、回收焦油水分含量高、焦油回收工艺复杂等问题。
附图说明
图1为本发明实施例提供的热解荒煤气除尘和油冷回收焦油的系统示意图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例作进一步地详细描述。本发明实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
本发明的热解荒煤气除尘和油冷回收焦油的系统，其较佳的具体实施方式如图1所示：
包括具有荒煤气入口的喷淋塔，所述喷淋塔的煤气出口连接煤气初冷器的煤气入口，所述煤气初冷器的煤气出口连接电捕焦油器的煤气入口，所述电捕焦油器的煤气出口连接煤气风机入口，所述煤气风机出口与煤气净化处理系统连接，所述喷淋塔上部设置有循环焦油喷淋口。
所述煤气初冷器和电捕焦油器底部均开设有焦油与冷凝水排出口，所述焦油与冷凝水排出口连接油水分离槽，所述油水分离槽设置有焦油出口和冷凝水出口，所述油水分离槽的焦油出口连接焦油缓冲槽的焦油入口，所述焦油缓冲槽的焦油出口经过管线与喷淋塔焦油喷淋口相连，所述焦油缓冲槽与焦油离心分离器连接。
所述喷淋塔包括塔体，塔体的下部开设有塔煤气入口和塔焦油出口，塔体内塔煤气入口上方设置有气体分布塔板，塔体顶部开设有塔煤气出口，塔体上部设置有循环焦油喷头。
所述煤气初冷器是间冷列管式换热器，主体包括管程和壳程，管程上方设置有焦油喷头，壳程设置有循环冷却水进出口并连接于循环水制冷系统。
所述焦油离心分离器的焦油出口与所述焦油缓冲槽相连，所述焦油离心分离器的焦油渣出口与煤系统连接。
本发明的上述的热解荒煤气除尘和油冷回收焦油的系统实现热解荒煤气除尘和油冷回收焦油的方法，其较佳的具体实施方式是：
包括以下步骤：
步骤一：热解荒煤气首先进入喷淋塔，荒煤气从喷淋塔底部进入经气体分布板实现荒煤气在喷淋塔内均匀分布，煤焦油从喷淋塔顶部入口进入喷淋塔，经塔体上部设置的循环焦油喷头实现焦油的喷淋，使焦油与荒煤气逆流接触，达到荒煤气冷却除尘的作用；
步骤二：初步冷却及除尘后的荒煤气从喷淋塔的顶部导出进入初冷器的顶部，与来自于循环水制冷系统的制冷水顺流间接换热使荒煤气进一步冷却，荒煤气走壳程，制冷水走管程，冷却后的荒煤气从初冷器的底部管路引出，升温后的制冷水从初冷器的底部流出进入循环水制冷系统，荒煤气冷凝过程中产生的油水混合物从初冷器底部进入油水分离槽；
步骤三：从从初冷器出来的荒煤气从顶部进入电捕焦油器，从电捕焦油器底部引出，荒煤气在电捕焦油器中实现荒煤气夹带煤焦油的进一步捕集，捕集的油水混合物从煤气冷却塔底部排出进入油水分离槽；
步骤四：从电捕焦油器引出的荒煤气，经风机输送到界外进一步净化处理。
所述步骤一中，煤焦油与荒煤气逆向接触后，从喷淋塔底部一处进入焦油缓冲槽，再经焦油循环泵从焦油循环槽内引出经换热器实现焦油降到适当的温度，在进入喷淋塔，喷淋冷却荒煤气，所述的焦油缓冲槽内的焦油部分引出经焦油分离器实现焦油与粉尘的分离，焦油返回焦油缓冲槽，含粉尘的焦油渣送煤系统。
所述步骤二、步骤三中，初冷器内荒煤气产生的冷凝油水混合物和电捕焦油器捕集的油水混合物进入油水分离槽，冷凝水水从油水分离槽的水出口排出去污水处理系统，焦油从油水分离槽焦油出口送到焦油缓冲槽，焦油缓冲槽中的焦油随着荒煤气的冷却，焦油量不断累积，满足喷淋塔荒煤气喷淋后富裕焦油从焦油循环管线换热器后引出进入焦油加工系统，上述焦油槽中焦油含水量为2.0％～2.5％。
本发明的热解荒煤气除尘和油冷回收焦油的系统及方法，能够解决目前低温热解荒煤气净化工艺中系统热效率低、回收热量品质差、回收焦油水分含量高、焦油回收工艺复杂等问题。
具体实施例一：
一种热解荒煤气除尘和油冷回收焦油的系统，包括具有荒煤气入口的喷淋塔，喷淋塔的煤气出口连接初冷器的煤气入口，初冷器煤气出口连接电捕焦油器煤气入口，电捕焦油器煤气出口连接煤气风机入口，煤气风机实现煤气外送净化处理。
喷淋塔上部设置有循环焦油喷淋口。
所述煤气初冷器和电捕焦油器底部均开设有焦油与冷凝水排出口，并连接油水分离槽，油水分离槽设置有焦油出口和冷凝水出口，油水分离槽的焦油出口连接焦油缓冲槽的焦油入口，焦油缓冲槽的焦油出口经过管线与喷淋塔焦油喷淋口相连。
所述喷淋塔包括塔体，塔体的下部开设有塔煤气入口和塔焦油出口，塔体内塔煤气入口上方设置有气体分布塔板，塔体顶部开设有塔煤气出口，塔体上部设置有循环焦油喷头。
所述煤气初冷器是间冷列管式换热器，主体包括管程和壳程，管程上方设置有焦油喷头，壳程设置有循环冷却水进出口并连接于循环水制冷系统。
所述的焦油离心分离器实现焦油与粉尘的离心分离，实现焦油缓冲罐内的焦油夹带粉尘的脱除。
一种热解荒煤气除尘和油冷回收焦油的方法，包括以下步骤：
步骤一：从热解炉导出的600℃的热解荒煤气，煤气流量为5000nm3,首先进入喷淋塔，荒煤气从喷淋塔底部进入经气体分布板实现荒煤气在喷淋塔内均匀分布，煤焦油从喷淋塔顶部入口进入喷淋塔，煤焦油的喷洒量为200m3/h,经塔体上部设置的循环焦油喷头实现焦油的喷淋，循环煤焦油喷头采用旋转喷嘴，使焦油与荒煤气逆流接触，达到荒煤气冷却除尘的作用；
步骤二：初步冷却及除尘后的82℃荒煤气，从喷淋塔的顶部导出进入初冷器的顶部，与来自于循环水制冷系统的制冷水顺流间接换热使荒煤气进一步冷却，循环制冷水的循环量为200m3/h荒煤气走壳程，制冷水走管程，冷却后的荒煤气从初冷器的底部管路引出，升温后的制冷水从初冷器的底部流出进入循环水制冷系统，荒煤气冷凝过程中产生的油水混合物从初冷器底部进入油水分离槽；
步骤三：从初冷器出来的荒煤气温度23℃，从顶部进入电捕焦油器，从电捕焦油器底部引出，荒煤气在电捕焦油器中实现荒煤气夹带煤焦油的进一步捕集，捕集的油水混合物从煤气冷却塔底部排出进入油水分离槽；荒煤气焦油含量为50mg/m3.
步骤四：从电捕焦油器引出的荒煤气，经风机输送到界外进一步净化处理。
所述步骤一中，煤焦油与荒煤气逆向接触后，从喷淋塔底部一处进入焦油缓冲槽，再经焦油循环泵从焦油循环槽内引出经换热器实现焦油降到适当的温度，在进入喷淋塔，喷淋冷却荒煤气，所述的焦油缓冲槽内的焦油部分引出经焦油分离器实现焦油与粉尘的分离，焦油返回焦油缓冲槽，含粉尘的焦油渣送煤系统。
所述步骤二、步骤三中，初冷器内荒煤气产生的冷凝油水混合物和电捕焦油器捕集的油水混合物进入油水分离槽，冷凝水水从油水分离槽的水出口排出去污水处理系统，焦油从油水分离槽焦油出口送到焦油缓冲槽，焦油缓冲槽中的焦油随着荒煤气的冷却，焦油量不断累积，满足喷淋塔荒煤气喷淋后富裕焦油从焦油循环管线换热器后引出进入焦油加工系统，上述焦油槽中焦油含水量为2.0％。
具体实施例二：
一种热解荒煤气除尘和油冷回收焦油的系统，包括具有荒煤气入口的喷淋塔，喷淋塔的煤气出口连接初冷器的煤气入口，初冷器煤气出口连接电捕焦油器煤气入口，电捕焦油器煤气出口连接煤气风机入口，煤气风机实现煤气外送净化处理。
喷淋塔上部设置有循环焦油喷淋口。
所述煤气初冷器和电捕焦油器底部均开设有焦油与冷凝水排出口，并连接油水分离槽，油水分离槽设置有焦油出口和冷凝水出口，油水分离槽的焦油出口连接焦油缓冲槽的焦油入口，焦油缓冲槽的焦油出口经过管线与喷淋塔焦油喷淋口相连。
所述喷淋塔包括塔体，塔体的下部开设有塔煤气入口和塔焦油出口，塔体内塔煤气入口上方设置有气体分布塔板，塔体顶部开设有塔煤气出口，塔体上部设置有循环焦油喷头。
所述煤气初冷器是间冷列管式换热器，主体包括管程和壳程，管程上方设置有焦油喷头，壳程设置有循环冷却水进出口并连接于循环水制冷系统。
所述的焦油离心分离器实现焦油与粉尘的离心分离，实现焦油缓冲罐内的焦油夹带粉尘的脱除。
一种热解荒煤气除尘和油冷回收焦油的方法，包括以下步骤：
步骤一：从热解炉导出的700℃的热解荒煤气，煤气流量为5000nm3,首先进入喷淋塔，荒煤气从喷淋塔底部进入经气体分布板实现荒煤气在喷淋塔内均匀分布，煤焦油从喷淋塔顶部入口进入喷淋塔，煤焦油的喷洒量为250m3/h,经塔体上部设置的循环焦油喷头实现焦油的喷淋，循环煤焦油喷头采用旋转喷嘴，使焦油与荒煤气逆流接触，达到荒煤气冷却除尘的作用；
步骤二：初步冷却及除尘后的82℃荒煤气，从喷淋塔的顶部导出进入初冷器的顶部，与来自于循环水制冷系统的制冷水顺流间接换热使荒煤气进一步冷却，循环制冷水的循环量为200m3/h荒煤气走壳程，制冷水走管程，冷却后的荒煤气从初冷器的底部管路引出，升温后的制冷水从初冷器的底部流出进入循环水制冷系统，荒煤气冷凝过程中产生的油水混合物从初冷器底部进入油水分离槽；
步骤三：从初冷器出来的荒煤气温度23℃，从顶部进入电捕焦油器，从电捕焦油器底部引出，荒煤气在电捕焦油器中实现荒煤气夹带煤焦油的进一步捕集，捕集的油水混合物从煤气冷却塔底部排出进入油水分离槽；荒煤气焦油含量为40mg/m3.
步骤四：从电捕焦油器引出的荒煤气，经风机输送到界外进一步净化处理。
所述步骤一中，煤焦油与荒煤气逆向接触后，从喷淋塔底部一处进入焦油缓冲槽，再经焦油循环泵从焦油循环槽内引出经换热器实现焦油降到适当的温度，在进入喷淋塔，喷淋冷却荒煤气，所述的焦油缓冲槽内的焦油部分引出经焦油分离器实现焦油与粉尘的分离，焦油返回焦油缓冲槽，含粉尘的焦油渣送煤系统。
所述步骤二、步骤三中，初冷器内荒煤气产生的冷凝油水混合物和电捕焦油器捕集的油水混合物进入油水分离槽，冷凝水水从油水分离槽的水出口排出去污水处理系统，焦油从油水分离槽焦油出口送到焦油缓冲槽，焦油缓冲槽中的焦油随着荒煤气的冷却，焦油量不断累积，满足喷淋塔荒煤气喷淋后富裕焦油从焦油循环管线换热器后引出进入焦油加工系统，上述焦油槽中焦油含水量为2.2％。
本发明利用煤料中低温热解产生的煤焦油作为荒煤气降温的冷去介质，有效得克服了传统荒煤气用循环氨水冷却焦油、氨水、粉尘难以分离的难题；在利用煤焦油对荒煤气的喷淋冷却过程中，对煤焦油进行了除尘及侧线离心分离，充分保证了循环煤焦油中的杂质含量不超标，保住了喷淋效果；把初冷器冷却过程中以及电捕焦油器捕下来的焦油，提供油水分离槽实现焦油和冷凝水的分离，把焦油回配到循环煤焦油中，省去传统工艺中庞大的机械化氨水澄清槽，节省了投资。
本发明的技术与保护点：热解荒煤气除尘和油冷回收焦油工艺。技术关键点：用荒煤气中含有的煤焦油做冷却介质，使荒煤气在冷却过程中尽量少产生冷凝水。
具体实施例中，技术方案可做多种组合的情况，比如：转底炉之后既可以链接燃气熔分，也可以使用电熔分；有些炉型上可以用辐射管也可以用燃烧器，等等。
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披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。