一种粉煤热解产焦油过程中的热解气处理装置的制作方法

本实用新型属于能源化工技术领域，尤其涉及一种粉煤热解产焦油过程中的热解气处理装置。

背景技术：

在我国，煤作为主要能源和化工原料，同时也是环境的主要污染源。因此，围绕煤的多级利用研发了各种相关技术。目前，煤热解技术根据热解器工艺主要有回转炉热解工艺、移动床热解工艺、流化床热解工艺及气流床热解工艺等。回转炉热解工艺和移动床热解工艺，主要利用块煤作为原料，焦油产率低，不适于煤热解制油技术；流化床热解工艺和气流床热解工艺，利用粉煤进料，焦油产量高，但焦油中粉焦含量高，且不易分离，利用现有的分离技术，如沉降器、旋风分离器、过滤器等都不能有效地对粉尘进行分离，严重制约了粉煤热解技术的推广和应用。

在中国实用新型专利，申请号：201410624018.9中介绍利用籽煤或籽煤半焦为过滤介质，进行荒煤气除尘。一方面由于籽煤粒径较大，床层空隙也较大，导致细粉过滤效果不理想，尤其用于粉煤热解荒煤气中粉尘量更多的情况下，除尘效果会不理想；另一方面利用该过滤器，荒煤气在过滤器中线速度不能太大，稍大就会将半焦携带入内管，破坏过滤床层流动状态，因此，过滤器结构会比较庞大。

因此，基于这些问题，提供一种不仅可以有效除尘，同时可以实现焦油的多级分离及收集的粉煤热解产焦油过程中的热解气处理装置，具有重要的现实意义。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种不仅可以有效除尘，同时可以实现焦油的两级分离和利用的粉煤热解产物荒煤气的粉尘脱除处理装置。

本实用新型解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种粉煤热解产焦油过程中的热解气处理装置，所述处理装置包括半焦过滤器、旋风分离器和喷淋塔模块，所述半焦过滤器出气口通过管路与所述旋风分离器进气口连接，所述旋风分离器出气口通过管路与喷淋塔模块连接；

所述半焦过滤器包括圆柱形外壳体，所述外壳体内部环形设置外管网及内管网，所述内管网及外管网的钢丝均采用横截面为三角形的钢丝，所述外管网与所述外壳体内壁之间距离不大于5mm，所述内管网竖直设于所述外壳体中央位置，且内管网顶部通过连接管伸出所述外壳体，所述外壳体底部收缩形成半焦出口，所述外壳体顶部固定设有半焦分布进料机构，所述外壳体侧壁下部设有热解气进气口；

所述半焦分布进料机构包括进料分散筒、分散扇和驱动电机，分散筒顶部固定设有盖板，所述驱动电机固定设于所述盖板顶部，分散扇位于分散筒内且通过驱动电机驱动，且分散扇的扇叶自上向下倾斜，倾斜角度为30°-60°；

所述喷淋塔模块包括一级喷淋塔、二级喷淋塔和冷凝器，所述一级喷淋塔出气口连接所述二级喷淋塔进气口，所述一级喷淋塔喷淋液采用循环油，所述二级喷淋塔喷淋液采用氨水，所述二级喷淋塔出气口连接冷凝器进气口，所述冷凝器出气口得到煤气；所述一级喷淋塔和二级喷淋塔的塔底分别连接一级集液罐和二级集液罐，所述冷凝器底部连接三级集液罐。

所述盖板上至少设有两个半焦入口，且半焦入口对称分布，所述半焦为粉煤热解半焦。

半焦由所述半焦入口进入进料分散筒，经所述分散扇分散后在所述外管网及内管网之间下落。

所述外管网、内管网均由若干不锈钢支撑柱和钢丝构成，所述钢丝为等直径圆环状，所述钢丝均匀套设固定在所述支撑柱上，且相邻钢丝之间距离为0.1mm，支撑柱在圆周方向上均匀分布，使得所述支撑柱和钢丝构成圆柱状的外管网及内管网。

所述喷淋塔可用填充塔、浮阀塔、筛板塔、折流板中的任意一种。

所述一级喷淋塔底部得到的焦油混合物部分经换热后循环作为喷淋液。

所述二级集液罐内部中央位置设有隔板，远离焦油混合物进口的一侧液面上设有喇叭形吸液嘴，吸液嘴与波纹管连接，波纹管经连接管路通过吸液泵连接到氨水存储箱，所述氨水存储箱内氨水经换热后循环作为喷淋液。

所述半焦过滤器、旋风分离器及管路温度不低于450℃。

本实用新型的优点和积极效果是：

1、本实用新型半焦过滤器实现热解气的粗脱尘，通过该环节，可以将荒煤气中的粉焦大量脱除，同时，粉焦会随着热半焦携带出系统，避免了粉焦在外排时结焦的情况；

2、本实用新型旋风分离器实现荒煤气的精脱尘，旋风分离器可以将经半焦过滤器过滤后的热解气中的细粉尘进一步脱除；

3、本实用新型一级喷淋塔采用温度大于180°的循环油作为喷淋液，能够对热解气中的重质焦油进行收集，二级喷淋塔采用氨水作为喷淋液，能够对热解气中的轻质焦油进行收集；二级喷淋塔塔顶排出的热解气经冷凝器冷凝能够将剩余部分轻质焦油及水分冷凝，并由三级集液罐对剩余轻质焦油和水分进行存储，经过三级处理，热解气中的焦油能最大限度的被分级收集；

4、外管网、内管网采用钢丝和支撑柱结构，相较于普通的钢丝网结构，连续的缝隙大大增加了过荒煤气的面积，且钢丝锲型结构，使得热解气通过钢丝进入内管网过程中，夹带的半焦易随半焦整体向下流动，有效防止内管网被堵，延长修整周期。

附图说明

以下将结合附图和实施例来对本实用新型的技术方案作进一步的详细描述，但是应当知道，这些附图仅是为解释目的而设计的，因此不作为本实用新型范围的限定。此外，除非特别指出，这些附图仅意在概念性地说明此处描述的结构构造，而不必要依比例进行绘制。

图1为本实用新型实施例提供的粉煤热解产焦油过程中的热解气处理装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的粉煤热解产焦油过程中的热解气处理装置的半焦过滤器的俯视图；

图3为本实用新型实施例提供的粉煤热解产焦油过程中的热解气处理装置的分散扇的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的粉煤热解产焦油过程中的热解气处理装置的内管网或者外管网的结构示意图；

图5为图4的纵剖面示意图；

图6为本实用新型实施例提供的粉煤热解产焦油过程中的热解气处理装置的二级集液罐的结构示意图；

图中：

1、半焦过滤器2、旋风分离器3、外壳体

4、外管网5、内管网6、半焦出口

7、热解气进气口8、进料分散筒9、分散扇

10、驱动电机11、盖板12、一级喷淋塔

13、二级喷淋塔14、冷凝器15、一级集液罐

16、二级集液罐17、三级集液罐18、半焦入口

19、支撑柱20、钢丝21、换热器

22、隔板23、吸液嘴24、波纹管

25、吸液泵26、氨水存储箱

具体实施方式

首先，需要说明的是，以下将以示例方式来具体说明本实用新型的具体结构、特点和优点等，然而所有的描述仅是用来进行说明的，而不应将其理解为对本实用新型形成任何限制。此外，在本文所提及各实施例中予以描述或隐含的任意单个技术特征，仍然可在这些技术特征(或其等同物)之间继续进行任意组合或删减，从而获得可能未在本文中直接提及的本实用新型的更多其他实施例。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面就结合图1至图6来具体说明本实用新型。

实施例1

图1为本实用新型实施例提供的粉煤热解产焦油过程中的热解气处理装置的结构示意图；图2为本实用新型实施例提供的粉煤热解产焦油过程中的热解气处理装置的半焦过滤器的俯视图；图3为本实用新型实施例提供的粉煤热解产焦油过程中的热解气处理装置的分散扇的结构示意图；图4为本实用新型实施例提供的粉煤热解产焦油过程中的热解气处理装置的内管网或者外管网的结构示意图；图5为图4的纵剖面示意图；图6为本实用新型实施例提供的粉煤热解产焦油过程中的热解气处理装置的二级集液罐的结构示意图；如图1～6所示，本实施例提供的粉煤热解产焦油过程中的热解气处理装置，所述处理装置包括半焦过滤器1、旋风分离器2和喷淋塔模块，所述半焦过滤器1出气口通过管路与所述旋风分离器2进气口连接，所述旋风分离器2出气口通过管路与喷淋塔模块连接；

所述半焦过滤器1包括圆柱形外壳体3，所述外壳体3内部环形设置外管网4及内管网5，所述内管网5及外管网4的钢丝均采用横截面为三角形的钢丝，所述外管网4与所述外壳体3内壁之间距离不大于5mm，所述内管网5竖直设于所述外壳体3中央位置，且内管网5顶部通过连接管伸出所述外壳体3，所述外壳体3底部收缩形成半焦出口6，所述外壳体3顶部固定设有半焦分布进料机构，所述外壳体3侧壁下部设有热解气进气口7；

所述半焦分布进料机构包括进料分散筒8、分散扇9和驱动电机10，进料分散筒8顶部固定设有盖板11，所述驱动电机10固定设于所述盖板11顶部，分散扇9位于进料分散筒8内且通过驱动电机10驱动，且分散扇9的扇叶自上向下倾斜，倾斜角度为30°-60°，所述盖板11上至少设有两个半焦入口18，且半焦入口18对称分布，所述半焦为粉煤热解半焦，半焦由所述半焦入口18进入进料分散筒8，经所述分散扇9分散后在所述外管网4及内管网5之间下落，由于分散扇9的扇叶为倾斜结构，所以分散扇在转动时，能够带动半焦旋转且使半焦下落，使得半焦更加均匀的散落在外管网4及内管网5之间，从而更好的与热解气接触除尘；

所述喷淋塔模块包括一级喷淋塔12、二级喷淋塔13和冷凝器14，所述一级喷淋塔12出气口连接所述二级喷淋塔13进气口，所述一级喷淋塔12喷淋液采用循环油，所述二级喷淋塔13喷淋液采用氨水，所述二级喷淋塔13出气口连接冷凝器14进气口，所述冷凝器14出气口得到煤气；所述一级喷淋塔12和二级喷淋塔13的塔底分别连接一级集液罐15和二级集液罐16，所述冷凝器14底部连接三级集液罐17。

所述外管网4、内管网5均由若干不锈钢支撑柱19和钢丝20构成，所述钢丝20为等直径圆环状，所述钢丝20均匀套设固定在所述支撑柱19上，且相邻钢丝20之间距离为0.1mm，支撑柱19在圆周方向上均匀分布，使得所述支撑柱19和钢丝20构成圆柱状的外管网4及内管网5，需要注意的是，截面为三角形的钢丝20在与支撑柱19形成管状结构时，管状结构的外表面为光滑结构，如图4、5所示，这种结构相较于普通的钢丝网结构，连续的缝隙大大增加了过荒煤气的面积，且钢丝锲型结构，使得热解气通过钢丝进入内管网过程中，夹带的半焦易随半焦整体向下流动，有效防止内管网被堵，延长修整周期。

所述喷淋塔可用填充塔、浮阀塔、筛板塔、折流板中的任意一种。

所述一级喷淋塔12底部得到的焦油混合物部分经换热器21后循环作为喷淋液。

所述二级集液罐16内部中央位置设有隔板22，远离焦油混合物进口的一侧液面上设有喇叭形吸液嘴23，吸液嘴23与波纹管24连接，波纹管24经连接管路通过吸液泵25连接到氨水存储箱26，所述氨水存储箱26内氨水经换热器21换热后循环作为喷淋液。

焦油与氨水分层后，隔板结构使远离焦油混合物入口的一侧更加稳定，便于吸液嘴吸取氨水，通过控制波纹管和吸液嘴的密度小于氨水密度，使得吸液嘴浮在氨水表面，从而简单的实现氨水作为循环喷淋液的功能。

所述半焦过滤器1、旋风分离器2及管路温度不低于450℃。

需要说明的是，本实用新型中的固定连接方式采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接等常规手段，在此不再赘述，但由于上述原因，不会影响本领域技术人员的重复再现。

为了便于该热解气处理装置各部件等结构的安装，可以根据地貌结构配备一些支架结构，具体形状根据安装空间设计。

实施例2

对粒径0-7mm粉煤在600℃下热解，热解过程中的热解气处理方法包括如下步骤：

(1)、粉煤热解产生的热解气先由半焦过滤器的热解气进气口进入外壳体内，然后经外管网进入外管网与内管网之间，与此同时，半焦由半焦分布进料机构落入到外管网与内管网之间，热解气与半焦相互接触，其中，半焦温度为450-800℃，半焦过滤器温度在500℃左右，热解气中的粉尘得到初步除尘，除下的粉焦随半焦作为半焦产品,初步除尘后的热解气经内管网上方排出；

(2)、步骤(1)中初步除尘后的热解气经内管网上方进入旋风分离器，温度维持在500℃左右，进行二级除尘，旋风分离器排放的粉尘也作为半焦产品；

(3)、步骤(2)中再次除尘后的热解气首先进入一级喷淋塔，一级喷淋塔采用温度大于180°的循环油作为喷淋液，并从一级喷淋塔塔底排出油渣和焦油混合物至一级集液罐；之后热解气通入二级喷淋塔，二级喷淋塔采用氨水作为喷淋液，并从二级喷淋塔塔底排出油渣和焦油混合物至二级集液罐；二级喷淋塔塔顶排出热解气进入冷凝器，经冷凝器冷凝轻质焦油及水分，并由三级集液罐对轻质焦油和水分进行存储，最后经冷凝器底部侧壁排出煤气。

经计算，粒径0-7mm粉煤投煤量10kg/h,热解产生的粉尘量为总投煤量的10％左右，经除尘后焦油中粉尘含量不足0.5％。

实施例3

对粒径0.3-3mm粉煤在600℃下热解，热解过程中的热解气处理方法包括如下步骤：

(1)、粉煤热解产生的热解气先由半焦过滤器的热解气进气口进入外壳体内，然后经外管网进入外管网与内管网之间，与此同时，半焦由半焦分布进料机构落入到外管网与内管网之间，热解气与半焦相互接触，其中，半焦温度为450-800℃，半焦过滤器温度在500℃左右，热解气中的粉尘得到初步除尘，除下的粉焦随半焦作为半焦产品,初步除尘后的热解气经内管网上方排出；

(2)、步骤(1)中初步除尘后的热解气经内管网上方进入旋风分离器，温度维持在500℃左右，进行二级除尘，旋风分离器排放的粉尘也作为半焦产品；

(3)、步骤(2)中再次除尘后的热解气首先进入一级喷淋塔，一级喷淋塔采用温度大于180°的循环油作为喷淋液，并从一级喷淋塔塔底排出油渣和焦油混合物至一级集液罐；之后热解气通入二级喷淋塔，二级喷淋塔采用氨水作为喷淋液，并从二级喷淋塔塔底排出油渣和焦油混合物至二级集液罐；二级喷淋塔塔顶排出热解气进入冷凝器，经冷凝器冷凝轻质焦油及水分，并由三级集液罐对轻质焦油和水分进行存储，最后经冷凝器底部侧壁排出煤气。

经计算，粒径0.3-3mm粉煤投煤量10kg/h，热解产生的粉尘量为总投煤量的10％左右，经除尘后焦油中粉尘含量不足0.5％。

实施例4

对粒径1-2mm粉煤在600℃下热解，热解过程中的热解气处理方法包括如下步骤：

(1)、粉煤热解产生的热解气先由半焦过滤器的热解气进气口进入外壳体内，然后经外管网进入外管网与内管网之间，与此同时，半焦由半焦分布进料机构落入到外管网与内管网之间，热解气与半焦相互接触，其中，半焦温度为450-800℃，半焦过滤器温度在500℃左右，热解气中的粉尘得到初步除尘，除下的粉焦随半焦作为半焦产品,初步除尘后的热解气经内管网上方排出；

(2)、步骤(1)中初步除尘后的热解气经内管网上方进入旋风分离器，温度维持在500℃左右，进行二级除尘，旋风分离器排放的粉尘也作为半焦产品；

(3)、步骤(2)中再次除尘后的热解气首先进入一级喷淋塔，一级喷淋塔采用温度大于180°的循环油作为喷淋液，并从一级喷淋塔塔底排出油渣和焦油混合物至一级集液罐；之后热解气通入二级喷淋塔，二级喷淋塔采用氨水作为喷淋液，并从二级喷淋塔塔底排出油渣和焦油混合物至二级集液罐；二级喷淋塔塔顶排出热解气进入冷凝器，经冷凝器冷凝轻质焦油及水分，并由三级集液罐对轻质焦油和水分进行存储，最后经冷凝器底部侧壁排出煤气。

经计算，粒径1-2mm粉煤投煤量10kg/h,热解产生的粉尘量为总投煤量的13％左右，经除尘后焦油中粉尘含量不足0.5％。

以上实施例对本实用新型进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。