煤气焦油三相分离工艺及煤气焦油三相分离设备的制作方法

本发明涉及煤焦油处理领域，且特别涉及一种煤气焦油三相分离工艺及煤气焦油三相分离设备。

背景技术：

在煤气生产的过程中，通过电捕焦和电捕轻后，会产生焦油。焦油的主要成分为煤气中杂质和水，如果不及时将煤气中的焦油排出，不但会损坏煤气输送设备，影响成品质量和产量，而且煤气经过焙烧后，焦油中的杂质进入焙烧尾气，造成环保排放指标超标。

目前，煤气生产企业对焦油进行油水分离处理，具体是将排出的焦油存入焦油池，直接加热后实现油水分离，然后将水分抽出进入酚水池，油水分离后的焦油可以外卖。由于油水分离后水分仍在焦油池内，需要靠人工探测水层将水抽出，能耗较高；而且按照上述方法处理后的焦油含水率为20％-30％，且其中的固体杂质并未脱除，这种焦油的含水率、含渣率仍很大，导致外卖滞后，经济性低，给生产带来困扰。

技术实现要素：

为了解决上述现有技术存在的至少一个技术问题，本发明实施例提供一种煤气焦油三相分离工艺及煤气焦油三相分离设备，处理能耗低，且处理后的焦油中水分和固体杂质含量低，经济性高。

本发明实施例解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。

第一方面，提供一种煤气焦油三相分离工艺，其包括以下步骤：

对煤气焦油进行间接加热，得到分层的第一水相和第一油相；

将第一油相进行离心分离，得到固体杂质、第二水相和第二油相。

上述技术方案中，将煤气焦油进行间接加热，能够分离出其中的部分水分，从而降低焦油的水分含量，再进行离心分离，利用油、水及固体杂质密度不同分离出焦油中的固体杂质和水分，从而进一步降低焦油的水分含量，并去除杂质，达到提纯的目的。

其中，间接加热也称二次换热，是将通过热媒介把热量传递给冷介质达到加热冷介质的目的，在加热过程中，热媒介(如蒸汽)与被加热的冷介质不直接接触。本实施例采用间接加热方式加热煤气焦油不仅能实现加热目的，而且能够避免热媒介(尤其是蒸汽)污染煤气焦油，降低煤气焦油的品质，另外回收的热媒介可重复利用，运行费用低，且加热时不产生噪声，运行安全稳定。离心分离是常用的分离方式，指借助于离心力，使不同比重的物质进行分离的方法，采用物理的方式就能使第一油相中的水相和固体杂质分离出，从而得到固体杂质、第二水相和水分、固体杂质含量低的第二油相。

本实施例先对煤气焦油进行间接加热，再进行离心分离，这样能逐步分离出其中的水分和固体杂质，如果直接先对水分含量较高的煤气焦油进行离心分离，分离效果较差，而且就算后续进行其他分离方式的效果也会比较差。本实施例的整个处理过程能耗低，且处理后的焦油中水分和固体杂质含量低，经济性高。

在一种可能的实现方式中，还包括对第二油相进行间接加热的步骤。

上述技术方案中，对第二油相进行间接加热，能够进一步分离出其中的水分，再次降低第二油相的水分含量，从而进一步提升最后焦油产品的品质。

在一种可能的实现方式中，使用蒸汽进行间接加热；和/或，加热的方法是：加热至85-95℃，并保温30-42h。

上述技术方案中，利用蒸汽作为热媒介进行间接加热，能够控制加热温度不超过100℃，而且蒸汽容易回收及补充；加热温度控制85-95℃，并保温30-42h，能够使煤气焦油中的水分和油分充分分离，形成第一水相和第一油相。

在一种可能的实现方式中，离心分离的转速为3500-3700转/分钟。

上述技术方案中，离心分离的转速控制在3500-3700转/分钟，能够使第一油相中的水相、油相和固体杂质充分分离，达到提纯焦油的目的。

在一种可能的实现方式中，第一油相的含水率为15％-20％；和/或，第二油相的含水率＜10％，含渣率＜0.5％。

上述技术方案中，煤气发生炉所产生的中温焦油，即煤气焦油的含水率>25％，含渣率>5％，经过本实施例的第一阶段间接加热处理后的第一油相的含水率能降至15％-20％，经过第二阶段的离心分离处理后的第二油相的含水率＜10％，含渣率＜0.5％，即处理后的焦油中水分和固体杂质含量低。需要说明的是，本实施例中的含水率是指水分的质量分数，含渣率是指固体杂质的质量分数。

第二方面，提供一种煤气焦油三相分离设备，其包括：

焦油罐，用于存储煤气焦油；

蒸汽盘管，位于焦油罐内，用于对焦油罐内进行间接加热；以及

离心分离机，与焦油罐连通，用于进行离心分离。

上述技术方案中，将煤气焦油存储至焦油罐，通过蒸汽盘管进行间接加热，降低其中的水分，再通过离心分离机进行离心分离，进一步降低其中的水分，并去除固体杂质，达到提纯的目的。

在一种可能的实现方式中，焦油罐上安装有排水阀，排水阀还连通有回水箱。

上述技术方案中，对焦油罐内的煤气焦油进过间接加热后，在焦油罐内得到分层的第一水相和第一油相，上层为第一水相，下层为第二油相，通过第一水相与第二油相分界处对应的排水阀，就可以将上层的第一水相排出焦油罐并存储至回水箱内，应用至其他方面，整个排水过程容易操作和控制。

在一种可能的实现方式中，焦油罐通过焦油泵与离心分离机连通。

上述技术方案中，通过焦油泵可以将焦油罐内的第一油相自动输送至离心分离机，从而进行离心分离处理。

在一种可能的实现方式中，离心分离机还与回水箱连通。

上述技术方案中，离心分离机分离出的第二水相可以直接流入回水箱内存储，应用至其他方面。

在一种可能的实现方式中，还包括辅助焦油罐，辅助焦油罐内设置有辅助蒸汽盘管，辅助焦油罐与离心分离机连通。

上述技术方案中，通过辅助焦油罐及辅助蒸汽盘管，可以将离心分离机处理后的第二油相进行间接加热处理，再次降低第二油相的水分含量，从而进一步提升最后焦油产品的品质。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明第一实施例提供的一种煤气焦油三相分离设备的工作原理示意图；

图2为本发明第二实施例提供的一种煤气焦油三相分离设备的工作原理示意图。

图标：100-煤气焦油三相分离设备；110-焦油罐；120-蒸汽盘管；130-离心分离机；140-回水箱；150-回水泵；160-焦油泵；171-污水站；172-外卖车辆；173-渣库；174-酚水池；200-煤气焦油三相分离设备；210-辅助焦油罐；220-辅助蒸汽盘管。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语上”、“下”、“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，或者是该发明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发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

第一实施例

参见图1所示，本实施例提供一种煤气焦油三相分离设备100，其包括两台焦油罐110和一台离心分离机130，每台焦油罐110内设置有蒸汽盘管120，每台焦油罐110的底部通过焦油泵160与离心分离机130连通。煤气焦油a输送至焦油罐110存储，蒸汽盘管120用于对焦油罐110内的煤气焦油进行间接加热，处理得到的第一油相进入离心分离机130内进行离心分离，处理得到水分和固体杂质含量低的第二油相。

本实施例中，煤气发生炉所产生的中温焦油，即煤气焦油直接输送至两台焦油罐110内。

本实施例中，蒸汽b持续往每台焦油罐110内的蒸汽盘管120输送，对焦油罐110内的煤气焦油进行间接加热，蒸汽冷凝成冷凝水，冷凝水排至与蒸汽盘管120连通的污水站171内。在其他实施例中，还可以使每台焦油罐110内的蒸汽盘管120配置有对应的蒸汽发生器，蒸汽发生器与蒸汽盘管120连通形成循环水系统，蒸汽盘管120循环流动的蒸汽对焦油罐110内的煤气焦油进行间接加热，蒸汽冷凝成冷凝水进入蒸汽发生器内再加热成蒸汽；蒸汽发生器还连通有水箱，用于补充循环水系统内的水量；蒸汽盘管120还连通至污水站171，用于将运行一段时间后的冷凝水排至污水站171。

为了将焦油罐110内的第一水箱排出，焦油罐110上安装有排水阀，可以根据煤气焦油的含水率，计算得到第一水相和第一油相的分界线，在该位置安装排水阀；还可以在焦油罐110由上至下安装多个排水阀，以对应第一水相和第一油相的不同分界线。本实施例的焦油罐110由上至下安装多个排水阀，每个排水阀均连通至回水箱140，回水箱140通过回水泵150与酚水池174连通，当回水箱140内的水存储至一定量后，由回水泵150输送至酚水池174。

本实施例中，离心分离机130还与回水箱140连通，离心分离机130对第一油相处理得到固体杂质、第二水相和第二油相，第二水箱输送至回水箱140内，固体杂质存入渣库173内，第二油相可以通过外卖车辆172输送出售。

采用上述煤气焦油三相分离设备100对煤气发生炉所产生的煤气焦油(含水率>25％，渣含量>5％)进行三相分离处理，具体工艺如下：

1、间接加热：煤气焦油首先进入焦油罐110，蒸汽盘管120间接加热至90℃，并保温36h；

2、排水：通过焦油罐110的排水阀将煤气焦油加热后分离出的第一水相排出，使剩余的第一油相中的水分降低至15％-20％；

3、离心分离：使水分降低的第一油相进入离心分离机130，控制进料量5-10t/h，离心分离机130转速控制3500-3700转/分钟，进行分离，去除固体杂质和进一步去除水分，固体杂质进入排渣口，并排入渣库173，第二水相进入回水箱140进行回收，最后达到煤气焦油分离提纯的目的，所产生的成品焦油，即第二油相的含水率<10％，含渣率<0.5％。

经过上述三相分离处理后，煤气焦油的含量水分含量可从25％降低至<10％，固体杂质含量可从5％降低至<0.5％，外卖价格从2100元/吨提升至2700元/吨，按现有产量20000吨/年计算，利润增加600*20000＝1200万元/年。

第二实施例

参见图2所示，本实施例提供一种煤气焦油三相分离设备200，其结构与第一实施例的结构大致相同，不同之处在于：还包括两台辅助焦油罐210，每台辅助焦油罐210内设置有辅助蒸汽盘管220，辅助焦油罐210与离心分离机130连通。辅助焦油罐210和焦油罐110相同，均采用焦油分离槽；辅助蒸汽盘管220和蒸汽盘管120相同。

各设备的参数如下：

焦油分离槽，φ5*6；

离心分离机130，z4e-4/441sp311；

焦油泵160，2cg-15；

回水泵150，cdlf16-2。

本实施例中，蒸汽b还持续往每台辅助焦油罐210内的辅助蒸汽盘管220输送，对辅助焦油罐210内的第二油相进行间接加热，蒸汽冷凝成冷凝水，冷凝水排至与蒸汽盘管120连通的污水站171内。

本实施例中，离心分离机130内的第二油相不是直接外卖，而是输送至辅助焦油罐210内进行间接加热，再将处理分层得到的油相通过外卖车辆172输送出售。

采用上述煤气焦油三相分离设备200对煤气发生炉所产生的煤气焦油(含水率>25％，渣含量>5％)进行三相分离处理，具体工艺如下：

1、间接加热：煤气焦油首先进入焦油罐110，蒸汽盘管120间接加热至90℃，并保温36h；

2、排水：通过焦油罐110的排水阀将煤气焦油加热后分离出的第一水相排出，使剩余的第一油相中的水分降低至15-20％；

3、离心分离：使水分降低的第一油相进入离心分离机130，控制进料量5-10t/h，离心分离机130转速控制3500-3700转/分钟，进行分离，去除固体杂质和进一步去除水分，固体杂质进入排渣口，并排入渣库173，第二水相进入回水箱140进行回收。

4、间接加热：离心分离后的第二油相进入辅助焦油罐210，辅助蒸汽盘管220间接加热至90℃，并保温36h，得到上下分层的第三水相和第三油相，最后达到煤气焦油分离提纯的目的，所产生的成品焦油，即第三油相的含水率<5％，含渣率<0.5％。

经过上述三相分离处理后，煤气焦油的含量水分含量可从25％降低至<5％，固体杂质含量可从5％降低至<0.5％。

综上所述，本发明实施例的煤气焦油三相分离工艺及煤气焦油三相分离设备的处理能耗低，且处理后的焦油中水分和固体杂质含量低，经济性高。

以上所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。