本实用新型涉及煤气化技术领域，具体而言，涉及一种煤焦油分段间接冷凝装置。
背景技术：
煤的中低温煤气化是指煤与气化介质在温和条件下，例如在小于800℃的条件下，发生气化反应生成粗煤气的技术。由于气化温度较低，因此从气化炉出口的粗煤气中含有一定量的煤焦油，这些焦油若不及时除去，会造成管线与设备的堵塞，进而影响装置的正常运行。
常见的除去焦油方法有直接冷凝与间接冷凝两种，直接冷凝是指粗煤气直接与换热介质(水、氨水等)接触，从而使焦油降温冷凝，例如氨水喷淋、水洗塔洗涤等方式，此方法存在焦油分离成本高、焦化废水量大、污染严重等问题；间接冷凝是指粗煤气与换热介质之间通过换热器的间壁进行换热，此方法不产生洗焦废水，较为环保，但传统的间接冷凝未考虑焦油馏分分布特点，将不同冷凝温度段的馏分收集在同一个容器中，会造成后续分离成本高、深加工难度大、易堵塞等问题。
技术实现要素：
鉴于此，本实用新型提出了一种煤焦油分段间接冷凝装置，旨在解决目前焦油间接冷凝将不同馏分统一收集导致的后续分离成本高、深加工难度大且设备易发生堵塞的问题。
本实用新型提出了一种煤焦油分段间接冷凝装置，该装置包括：用以根据煤焦油的不同馏分的冷凝点来分段回收不同馏分的多级冷凝分离单元，其沿煤气流动方向依次设置且相连通。
进一步地，上述煤焦油分段间接冷凝装置中，每级冷凝分离单元均包括：冷凝段和分离槽；其中，冷凝段和分离槽沿煤气流动方向依次设置，并且，冷凝段与分离槽相连通；位于上级的冷凝分离单元中的分离槽与位于下级的冷凝分离单元中的冷凝段相连通。
进一步地，上述煤焦油分段间接冷凝装置中，冷凝段包括：输送管道和冷却管；其中，输送管道与分离槽相连通，冷却管置于输送管道内。
进一步地，上述煤焦油分段间接冷凝装置中，至少末级冷凝分离单元中的输送管道下壁面开设有进液口，至少首级冷凝分离单元中的输送管道上壁面开设有出液口；或至少末级冷凝分离单元中的输送管道上壁面开设有进液口，至少首级冷凝分离单元中的输送管道下壁面开设有出液口。
进一步地，上述煤焦油分段间接冷凝装置中，各级冷凝分离单元中的输送管道的下壁面均开设有进液口，各级冷凝分离单元中的输送管道的上壁面均开设有出液口；各级冷凝分离单元中的冷却管的两端分别与相对应的进液口和出液口相连通。
进一步地，上述煤焦油分段间接冷凝装置中，各级冷凝分离单元中的冷却管相串联。
进一步地，上述煤焦油分段间接冷凝装置中，除首级外的各级冷凝分离单元中的冷却管相串联，以形成串联冷却管。
进一步地，上述煤焦油分段间接冷凝装置中，首级冷凝分离单元中的输送管道的下壁面开设有进液口，首级冷凝分离单元中的输送管道的上壁面，开设有出液口；首级冷凝分离单元中的冷却管的两端分别与首级冷凝分离单元中的进液口和出液口相连通。
进一步地，上述煤焦油分段间接冷凝装置中，末级冷凝分离单元中的输送管道的下壁面开设有进液口，二级冷凝分离单元中的输送管道的下壁面均开设有出液口；串联冷却管的两端分别与末级冷凝分离单元中的进液口和二级冷凝分离单元中的出液口相连通。
进一步地，上述煤焦油分段间接冷凝装置中，各出液口和进液口均沿煤气流动方向依次设置。
进一步地，上述煤焦油分段间接冷凝装置中，除末级外的各级冷凝分离单元中的冷凝段均沿煤气流动方向向下倾斜。
进一步地，上述煤焦油分段间接冷凝装置中，首级冷凝分离单元中的冷凝段内设置有喷管，以向冷凝段内喷射减粘介质。
进一步地，上述煤焦油分段间接冷凝装置中，喷管的壁面开设有多个通孔。
进一步地，上述煤焦油分段间接冷凝装置中，喷管为多个，各喷管均位于冷却管的内侧且沿输送管道的内部空间的周向设置。
进一步地，上述煤焦油分段间接冷凝装置中，冷凝分离单元的级数大于等于5。
与现有技术中的焦油间接冷凝将不同馏分统一收集相比，本实用新型中，根据煤焦油中不同馏分的不同冷凝温度的特点，通过沿煤气流动方向依次设置的多级冷凝分离单元，可以对煤焦油中的不同馏分进行分段回收，避免了不同温度段的焦油流到其它馏分段而降温，从而导致焦油粘度增加，流动性下降而堵塞装置的问题；同时，由于实现了对不同馏分的分段回收，从而可以降低焦油后续分离、加工的成本。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1为本实用新型实施例提供的煤焦油分段间接冷凝装置的结构示意图；
图2为本实用新型实施例提供的煤焦油分段间接冷凝装置中，冷却管为列管的结构示意图；
图3为本实用新型实施例提供的煤焦油分段间接冷凝装置中，冷却管为盘管的结构示意图；
图4为本实用新型实施例提供的煤焦油分段间接冷凝装置中，首级冷凝分离单元中的输送管道与喷管的位置示意图；
图5为本实用新型实施例提供的煤焦油分段间接冷凝装置中，喷管的结构示意图；
图6为本实用新型实施例提供的煤焦油分段间接冷凝装置中，喷管与盘管的位置示意图；
图7为本实用新型实施例提供的煤焦油分段间接冷凝装置中，喷管与列管的位置示意图；
图8为本实用新型实施例提供的煤焦油分段间接冷凝装置中，喷管的位置示意图；
图9为本实用新型实施例提供的煤焦油分段间接冷凝装置中，喷管的又一位置示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
参见图1，图中示出了本实施例提供的煤焦油分段间接冷凝装置的优选结构。如图所示，该装置可以包括：多级冷凝分离单元1。
其中，多级冷凝分离单元1沿煤气流动的方向依次设置，并相互连通，以根据煤焦油的不同馏分的冷凝点来对不同馏分进行分段回收。即煤气A从首级冷凝分离单元1进入，并依次经过各级冷凝分离单元1，由于煤焦油中的不同馏分的冷凝点是不同的，所以通过控制各级冷凝分离单元1的不同冷凝温度，可以实现对煤焦油中的不同馏分进行分级回收。每一级冷凝分离单元1可以只回收一种馏分。
与现有技术中的焦油间接冷凝将不同馏分统一收集相比，本实施例中，根据煤焦油中不同馏分的不同冷凝温度的特点，通过沿煤气流动方向依次设置的多级冷凝分离单元1，可以对煤焦油中的不同馏分进行分段回收，避免了不同温度段的焦油流到其它馏分段而降温，从而导致焦油粘度增加，流动性下降而堵塞装置的问题；同时，由于实现了对不同馏分的分段回收，从而可以降低焦油后续分离、加工的成本。
上述实施例中，每级冷凝分离单元1均可以包括：冷凝段11和分离槽12。其中，冷凝段11和分离槽12沿煤气流动方向设置，并且，冷凝段11和分离槽12相连通。位于上级的冷凝分离单元1中的分离槽12与位于下级的冷凝分离单元1中的冷凝段11相连通。也就是说，沿煤气流动方向，依次设置一级冷凝段、一级分离槽、二级冷凝段、二级分离槽、N级冷凝段和N级分离槽，按照馏分段划分的精确度，N级分离槽接收N级冷凝段冷凝下来的馏分。具体实施时，N大于等于5，即冷凝分离单元1的级数大于等于5。每个分离槽12 的底部均可以开设有馏分出液口121。
本实施例中，煤焦油在上一级冷凝段11中进行冷凝，冷凝得到的馏分流到本级分离槽12中；然后未冷凝的煤焦油进入下一级冷凝段11中再次进行冷凝，冷凝得到的馏分流到本级分离槽12中；以此方式依次对煤焦油进行冷凝，可以实现对煤焦油中不同馏分的分段回收。
参见图2和图3，上述实施例中，冷凝段11可以包括：输送管道111和冷却管112。其中，输送管道111与分离槽12相连通，冷却管112可以置于输送管道111内。冷却管112内流通有冷却液，以对输送管道111内的煤焦油进行冷凝。具体实施时，冷却管112可以为列管或盘管，优选为盘管。
至少末级冷凝分离单元1中的输送管道111下壁面开设有进液口113，至少首级冷凝分离单元1中的输送管道111上壁面开设有出液口114。或者至少末级冷凝分离单元1中的输送管道111上壁面开设有进液口113，至少首级冷凝分离单元1中的输送管道111下壁面开设有出液口114。
各级冷凝分离单元1中的输送管道111的下壁面均开设有进液口113，各级冷凝分离单元1中的输送管道111的上壁面均开设有出液口114。各级冷凝分离单元1中的冷却管112的两端分别与相对应的进液口113和出液口114相连通，此时，各级冷凝分离单元1中的冷却管112均可以单独设置。当然，各冷却管1也可以相互串联，串联后的冷却管的壁面可以开设有与各进液口113 和各出液口114相连通的通孔。
由于煤气A在首级冷凝分离单元1中的冷凝段11的温度降较大，因此该冷凝段11可以单独设置冷却管112，二级冷凝分离单元1至末级冷凝分离单元 1中的冷却管112可以相串联，以形成串联冷却管。
首级冷凝分离单元1中的输送管道111的下壁面和末级冷凝分离单元1中的输送管道111的下壁面均开设有进液口113，首级冷凝分离单元1中的输送管道111的上壁面和二级冷凝分离单元1中的输送管道111的下壁面均开设有出液口114。首级冷凝分离单元1中的冷却管112的两端分别与首级冷凝分离单元1中的进液口113和出液口114相连通。串联冷却管的两端分别与末级冷凝分离单元1中的进液口113和二级冷凝分离单元1中的出液口114相连通。
上述各实施例中，各出液口114和进液口113均可以沿煤气流动方向依次设置，从而使冷却液的流动方向与煤气A的流动方向相反，以对煤气A起到最大的冷却作用。
上述实施例中，除末级外的各级冷凝分离单元1中的各冷凝段11均可以沿煤气流动方向向下倾斜一定的角度α，α可以为1°～45°，以使冷凝段11 中冷凝得到的馏分可以顺利进入分离槽12中。具体实施时，各冷凝段11均可以沿煤气流动方向向下倾斜30°，优选15°。
上述实施例中，首级冷凝分离单元1中的冷凝段11内可以设置有喷管2，以向冷凝段11内喷射减粘介质B，例如减粘剂，从而防止重质焦油粘结在首级冷凝分离单元1中的输送管道111的内壁而影响传热效率，进而避免了设备的堵塞。具体实施时，参见图4，首级冷凝段11的输送管道111可以开设有穿设孔，以供喷管2穿设，喷管2可以部分置于输送管道111内。参见图5，喷管2可以为圆柱形的喷管2，喷管2置于输送管道111内的壁面可以沿喷管2 的周向和轴向开设有多个通孔21，通孔21的孔径可以为0.5mm-2mm，进一步可以为1mm。喷管2的壁面开孔率可以为1％-10％，进一步可以为5％。参见图6和图7，喷管2可以为多个，各喷管2均位于冷却管112的内侧且沿输送管道111的内部空间均匀分布，具体实施时，各喷管2可以位于冷却管112与输送管道111的中轴线之间，且靠近冷却管112的位置。参见图8和图9，喷管2的个数可以依据煤气处理量以及输送管道111的内径而定，设置的原则是确保减粘剂能够全方位、均匀的喷洒到每根冷却管112。
下面将以馏分为五段(N＝5)为例，对该装置的工作过程进行介绍：
煤焦油各馏分的冷凝温度段可以参见表1：
表1煤焦油各馏分的冷凝温度段
经过除尘的约500℃煤气A由该装置的进口进入到首级冷凝分离单元1的冷凝段11，并与冷却管112内的冷却液进行换热而降温，依据表1中的煤焦油的馏分分布，将首级冷凝分离单元1的冷凝段11的出口温度控制在270℃，此温度下有沥青与蒽油的混合物C析出。将沥青与蒽油同时析出的主要原因是沥青流动性较差，而蒽油流动性较好，因此将二者混合有利于提高沥青的流动性，从而降低装置堵塞的风险。析出的沥青与蒽油顺着输送管道111的管壁向下流动到首级冷凝分离单元1中的分离槽12中。
考虑到沥青与蒽油均为重质组分，随着该装置的运行，会有部分重质焦油粘结在管壁，影响传热效率，严重的会引起设备堵塞，因此，当发现输送管道 111发生堵塞时，应及时通入用于提高重油流动性的减粘剂，以清理附着在管壁的重质焦油。
脱除了沥青及蒽油的煤气A进入到二级冷凝分离单元1的冷凝段11，煤气A的温度由270℃降低至230℃，此时洗油D在此段冷凝析出，由二级冷凝分离单元1的分离槽12收集，类似的，三级冷凝分离单元1的分离槽12收集萘油E，四级冷凝分离单元1的分离槽12收集酚油F，五级冷凝分离单元1的分离槽12收集轻油与水的混合物G。除末级外的各级冷凝分离单元1中的冷凝段11均沿煤气流动方向向下倾斜一定的角度α。
综上，与现有技术中的焦油间接冷凝将不同馏分统一收集相比，本实施例中，根据煤焦油中不同馏分的不同冷凝温度的特点，通过沿煤气流动方向依次设置的多级冷凝分离单元，可以对煤焦油中的不同馏分进行分段回收，避免了不同温度段的焦油流到其它馏分段而降温，从而导致焦油粘度增加，流动性下降而堵塞装置的问题；同时，由于实现了对不同馏分的分段回收，从而可以降低焦油后续分离、加工的成本。
显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。