一种脱除热解气中焦油的系统的制作方法

本实用新型属于石油化工技术领域，具体地，涉及一种脱除热解气中焦油的系统。

背景技术：

城市垃圾等有机类废弃物等进行热解产生的热解气中存在难以分解的焦油状成分，且热解气中含有氯化氢等腐蚀性气体。该焦油附着到热解设备及后续配管和热机器等中，将导致热机器等的功能降低或者发生堵塞而不能使用。

焦油去除方法主要包括焦油冷凝脱除及焦油高温裂解。

焦油冷凝脱除方法主要包括间接冷却和直接冷却两种方法。间接冷却回收焦油主要是指以水或空气作为冷却介质与所述热解气进行间接接触以将热解气中的焦油冷凝回收，而直接冷却回收焦油主要是指以水作为冷凝介质与所述热解气进行直接接触以将热解气中的焦油冷凝回收。

采用间接冷却法能够较为有效地回收热解气中的焦油，但是采用间接冷却法从热解气中回收焦油时，存在冷却设备大、容易堵塞、热量难以回收利用等问题。采用直接冷却法可以解决上述一些问题，但是采用水洗法从热解气中回收焦油时，存在水循环量大、油水分离设备大、易产生大量废水、热量难以回收利用的缺陷。如现有技术公开了一种含煤焦油粗煤气的除焦油工艺，该工艺首先将含煤焦油粗煤气送入激冷塔与来自冷却器的煤焦油逆流接触进行洗涤、冷却，初步除焦冷却后的粗煤气由塔顶进入电捕焦油器再次进行煤焦油捕集后送入下游工序；激冷塔底的煤焦油经循环泵送至冷却器冷却后再送入激冷塔循环使用。该法也存在上述问题，如水循环量大、油水分离设备大、易产生大量废水以及热量难以回收利用等缺陷。

技术实现要素：

针对上述问题，本实用新型旨在提供一种脱除热解气中焦油的系统，以实现焦油冷凝脱除及显热回收双重效果。

本实用新型提供的脱除热解气中焦油的系统，包括焦油脱除装置，所述焦油脱除装置包括陶瓷球蓄热体、热解气进口阀、渗滤液雾化进口阀、渗滤液冲洗进口阀、热解气出口阀和渗滤液出口阀；

所述陶瓷球蓄热体设有热解气进口、渗滤液雾化进口、渗滤液冲洗进口、热解气出口和渗滤液出口，所述陶瓷球蓄热体内填充有蓄热式陶瓷球；

所述热解气进口阀与所述陶瓷球蓄热体的热解气进口相连，所述渗滤液雾化进口阀与所述陶瓷球蓄热体的渗滤液雾化进口相连，所述渗滤液冲洗进口阀与所述陶瓷球蓄热体的渗滤液冲洗进口相连，所述热解气出口阀与所述陶瓷球蓄热体的热解气出口相连，所述渗滤液出口阀与所述陶瓷球蓄热体的渗滤液出口相连。

进一步地，所述蓄热式陶瓷球的直径为20mm～80mm。

进一步地，所述系统由多个所述焦油脱除装置以并联方式连接。

本实用新型所使用的设备简便，且焦油脱除装置可以单线使用，或根据情况多个装置并联使用，每条线路可以分别处于不同步骤，能高效的处理热解气。

此外，按照本实用新型的工艺处理热解气，可很快的将焦油脱除，并完成蓄热式陶瓷球的清洗。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

图1为本实用新型实施例中的一种焦油脱除装置的结构示意图。

图2为本实用新型实施例中的一种陶瓷球蓄热体的结构示意图。

图3为两个图1所示的焦油脱除装置组成的并联系统的结构示意图。

图4为本实用新型的热解气和蓄热式陶瓷球之间的换热状态变化图。

图5中，A为本实用新型的蓄热式陶瓷球和雾化后的渗滤液之间的换热状态变化图，B为蓄热式陶瓷球和渗滤液之间的换热状态变化图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式进行更加详细的说明，以便能够更好地理解本实用新型的方案以及其各个方面的优点。然而，以下描述的具体实施方式和实施例仅是说明的目的，而不是对本实用新型的限制。

本实用新型的实用新型构思为利用低温的陶瓷球蓄热体将热解气中的重焦油冷凝在陶瓷球蓄热体内部，达到脱除的目的。

本实用新型提供的脱除热解气中焦油的系统包括一个或多个焦油脱除装置。如图1所示，焦油脱除装置包括陶瓷球蓄热体1、热解气进口阀2、渗滤液雾化进口阀3、渗滤液冲洗进口阀4、热解气出口阀5和渗滤液出口阀6。

本实用新型提供的焦油脱除装置能实现焦油的脱除及蓄热式陶瓷球的清洗。

本实用新型采用陶瓷球蓄热体直接冷却热解气，可实现焦油冷凝脱除及显热回收的双重效果。

其中，陶瓷球蓄热体1设有热解气进口101、渗滤液冲洗进口102、渗滤液雾化进口103、热解气出口104和渗滤液出口105，陶瓷球蓄热体1内填充有蓄热式陶瓷球106，如图2所示。此外，图2中，107为陶瓷球蓄热体1的外壳。

热解气进口阀2与陶瓷球蓄热体1的热解气进口101相连，渗滤液雾化进口阀3与陶瓷球蓄热体1的渗滤液雾化进口103相连，渗滤液冲洗进口阀4与陶瓷球蓄热体1的渗滤液冲洗进口102相连，热解气出口阀5与陶瓷球蓄热体1的热解气出口104相连，渗滤液出口阀6与陶瓷球蓄热体1的渗滤液出口105相连。

当系统包括多个焦油脱除装置时，所述系统由多个所述焦油脱除装置以并联方式连接，如图3所示。

图3所示的系统由两个焦油脱除装置并联而成。其中，a为热解气进口，b为渗滤液雾化进口，c为渗滤液冲洗进口，d为热解气出口，e为渗滤液出口。热解气进口a与热解气进口阀12、22相连，渗滤液雾化进口b与雾化进口阀13、23相连，渗滤液冲洗进口c与渗滤液冲洗进口阀14、24相连，热解气出口d与热解气出口阀15、25相连，渗滤液出口e与渗滤液出口阀16、26相连。热解气进口阀12、雾化进口阀13、渗滤液冲洗进口阀14、热解气出口阀15、渗滤液出口阀16分别与陶瓷球蓄热体11相连，热解气进口阀22、雾化进口阀23、渗滤液冲洗进口阀24、热解气出口阀25、渗滤液出口阀26分别与陶瓷球蓄热体21相连。

本实用新型中，陶瓷球蓄热体1采用蓄热式陶瓷球106进行蓄热。蓄热式陶瓷球106的直径过大，蓄热和放热慢；若直径过小，陶瓷球蓄热体1中的蓄热式陶瓷球106之间的间隙小，不利于气体流动。在本实用新型优选的实施例中，蓄热式陶瓷球106的直径为20mm～80mm。

利用上述系统脱除热解气中焦油的方法，包括脱焦油步骤和清洗蓄热式陶瓷球106的步骤，两个步骤循环工作。以下参照图1、图2、图4和图5对该方法进行详述。

脱焦油步骤具体为：

将热解气进口阀2、热解气出口阀5打开，并关闭渗滤液雾化进口阀3、渗滤液冲洗进口阀4和渗滤液出口阀6；将400℃～800℃的热解气送入陶瓷球蓄热体1中，热解气与蓄热式陶瓷球106换热，蓄热式陶瓷球106升温至100℃～800℃，热解气降温至100℃～200℃，热解气中的焦油冷凝在蓄热式陶瓷球106的表面，然后将脱除焦油的热解气从热解气出口阀5排出。

热解气和蓄热式陶瓷球106之间的换热状态变化如图4所示。当蓄热式陶瓷球106的起始温度为10℃～60℃时，其能有效的吸收热解气的热量，从而能使热解气中的焦油尽可能多的冷凝在蓄热式陶瓷球106的表面。需要说明的是蓄热式陶瓷球106的起始温度不需限定为10℃～60℃，蓄热式陶瓷球106的温度只要低于热解气的温度，能将热解气从400℃～800℃降温至100℃～200℃即可。

焦油脱除后，需对蓄热式陶瓷球106进行清洗，清洗蓄热式陶瓷球106步骤包括以下两步：

1)打开渗滤液雾化进口阀3，并关闭热解气进口阀2；将10℃～40℃、雾化后的渗滤液喷入陶瓷球蓄热体1中，与蓄热式陶瓷球106换热，雾化后的渗滤液被蒸发到150℃～400℃，冲刷蓄热式陶瓷球106，然后从热解气出口阀5排出。

蓄热式陶瓷球106和雾化后的渗滤液之间的换热状态变化如图5A所示。蓄热式陶瓷球106与雾化后的渗滤液换热后，其结束温度为10℃～300℃。

2)打开渗滤液冲洗进口阀4和渗滤液出口阀6，并关闭渗滤液雾化进口阀3和热解气出口阀5；将渗滤液喷入陶瓷球蓄热体1中，冲刷蓄热式陶瓷球106，然后从渗滤液出口阀6排出。

蓄热式陶瓷球106和渗滤液之间的换热状态变化如图5B所示。在本实用新型优选的实施例中，步骤2)使用的渗滤液的温度为10℃～40℃，与步骤1)的温度相同，方便前期操作(即不用配制不同温度的渗滤液，减少操作)。需要说明的是，步骤2)使用的渗滤液的温度并不限定为10℃～40℃，只要能冲洗干净蓄热式陶瓷球106即可，但若渗滤液的温度低于此时蓄热式陶瓷球106的温度(10℃～300℃)，不仅冲洗的效果好，而且能有效的降低蓄热式陶瓷球106的温度。

在本实用新型优选的实施例中，当系统包括多个焦油脱除装置时，相邻的焦油脱除装置在同一时间内分别处于脱焦油步骤或清洗蓄热式陶瓷球106步骤，这样有助于高效的处理热解气。以图3为例，当陶瓷球蓄热体11、热解气进口阀12、雾化进口阀13、渗滤液冲洗进口阀14、热解气出口阀15和渗滤液出口阀16组成的焦油脱除装置处于脱焦油步骤时，陶瓷球蓄热体21、热解气进口阀22、雾化进口阀23、渗滤液冲洗进口阀24、热解气出口阀25和渗滤液出口阀26组成的焦油脱除装置处于清洗蓄热式陶瓷球106步骤，反之亦然。当然，当系统包括多个焦油脱除装置时，相邻的焦油脱除装置在同一时间内也可同时处于脱焦油步骤或清洗蓄热式陶瓷球106步骤。

上述每个步骤所用的时间越长，焦油脱除和蓄热式陶瓷球106的清洗进行得越彻底，但成本越高。在本实用新型优选的实施例中，脱焦油步骤或清洗蓄热式陶瓷球106步骤的工作时间为30秒～600秒。也就是说，每隔30秒～600秒就可以将两个步骤进行调换。

在本实用新型优选的实施例中，可往步骤2)所用的渗滤液中加入NaOH，不仅能更好的清洗焦油，而且也能使渗滤液循环使用，即可将从渗滤液出口阀6排出的渗滤液送入渗滤液冲洗进口阀4，使渗滤液循环使用。在本实用新型更优选的实施例中，渗滤液中NaOH的质量百分含量为5％～11％。NaOH的添加物优选片碱，其好添加，且价格便宜。

按照上述方法处理热解气，可很快的将焦油脱除，并完成蓄热式陶瓷球106的清洗。

下面参考具体实施例，对本实用新型进行说明。下述实施例中所取工艺条件数值均为示例性的，其可取数值范围如前述实用新型内容中所示，对于未特别注明的工艺参数，可参照常规技术进行。下述实施例所用的检测方法均为本行业常规的检测方法。

实施例1

本实施例采用图1所示的焦油脱除装置和图2所示的陶瓷球蓄热体脱除热解气中焦油，具体步骤如下：

脱焦油：

将热解气进口阀2、热解气出口阀5打开，并关闭渗滤液雾化进口阀3、渗滤液冲洗进口阀4和渗滤液出口阀6；将400℃～700℃的热解气送入陶瓷球蓄热体1中，热解气与蓄热式陶瓷球106换热，蓄热式陶瓷球106从20℃～50℃升温至100℃～600℃，热解气降温至100℃～200℃，热解气中的焦油冷凝在蓄热式陶瓷球106的表面，然后将脱除焦油的热解气从热解气出口阀5排出。

清洗蓄热式陶瓷球106：

11)打开渗滤液雾化进口阀3，并关闭热解气进口阀2；将10℃～40℃、雾化后的渗滤液喷入陶瓷球蓄热体1中，与蓄热式陶瓷球106换热，雾化后的渗滤液被蒸发到150℃～400℃，冲刷蓄热式陶瓷球106，然后从热解气出口阀5排出。蓄热式陶瓷球106从100℃～600℃降温至50℃～300℃。

12)打开渗滤液冲洗进口阀4和渗滤液出口阀6，并关闭渗滤液雾化进口阀3和热解气出口阀5；将10℃～40℃的渗滤液喷入陶瓷球蓄热体1中，冲刷蓄热式陶瓷球106，然后从渗滤液出口阀6排出。蓄热式陶瓷球106从50℃～300℃降温至20℃～50℃。

脱焦油步骤和清洗蓄热式陶瓷球106步骤循环进行，每个步骤的工作时间为60秒。

实施例2

本实施例采用图1所示的焦油脱除装置和图2所示的陶瓷球蓄热体脱除热解气中焦油，具体步骤如下：

脱焦油：

将热解气进口阀2、热解气出口阀5打开，并关闭渗滤液雾化进口阀3、渗滤液冲洗进口阀4和渗滤液出口阀6；将600℃～800℃的热解气送入陶瓷球蓄热体1中，热解气与蓄热式陶瓷球106换热，蓄热式陶瓷球106从40℃～60℃升温至300℃～700℃，热解气降温至100℃～150℃，热解气中的焦油冷凝在蓄热式陶瓷球106的表面，然后将脱除焦油的热解气从热解气出口阀5排出。

清洗蓄热式陶瓷球106：

21)打开渗滤液雾化进口阀3，并关闭热解气进口阀2；将20℃～30℃、雾化后的渗滤液喷入陶瓷球蓄热体1中，与蓄热式陶瓷球106换热，雾化后的渗滤液被蒸发到150℃～300℃，冲刷蓄热式陶瓷球106，然后从热解气出口阀5排出。蓄热式陶瓷球106从300℃～700℃降温至100℃～200℃。

22)打开渗滤液冲洗进口阀4和渗滤液出口阀6，并关闭渗滤液雾化进口阀3和热解气出口阀5；将20℃～30℃的渗滤液喷入陶瓷球蓄热体1中，冲刷蓄热式陶瓷球106，然后从渗滤液出口阀6排出。蓄热式陶瓷球106从100℃～200℃降温至10℃～40℃。其中，所用的渗滤液中加入了质量百分含量为11％的NaOH，渗滤液循环使用，从渗滤液出口阀6排出的渗滤液送入渗滤液冲洗进口阀4。当渗滤液中NaOH的质量百分含量为小于5％时，补加片碱，使NaOH的质量百分含量保持在5％～11％之间。

脱焦油步骤和清洗蓄热式陶瓷球106步骤循环进行，每个步骤的工作时间为90秒。

实施例3

本实施例采用图3所示的系统脱除热解气中焦油，两个焦油脱除装置在同一时间内分别处于脱焦油步骤和清洗蓄热式陶瓷球106步骤，每个步骤的工作时间为40秒。其中，每个步骤的具体流程和工艺参数均与实施例1相同。

从上述实施例可知，本实用新型采用陶瓷球蓄热体直接冷却热解气，可实现焦油冷凝脱除及显热回收的双重效果。

本实用新型所使用的设备简便，且焦油脱除装置可以单线使用，或根据情况多个装置并联使用，每条线路可以分别处于不同步骤，能高效的处理热解气。

此外，按照本实用新型的工艺处理热解气，可很快的将焦油脱除，并完成蓄热式陶瓷球的清洗。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。