[发明专利]一种煤热解气冷却及余热回收的装置

说明书

技术领域

本发明属煤化工技术领域，具体涉及一种煤热解工艺过程中热解气的冷却和余热回收装置。

背景技术

在采用多加热管回转式热解窑或类似装置进行煤的热解作业时，从热解装置产生的热解气，通常温度可达450~650℃，其所含显热仍十分可观。而且在排出的热解气中，类似焦炉煤气，通常含有焦油气。温度降低时，焦油会逐渐冷凝并从气体中析出。为从热解气中收焦焦油并保持其较高的纯净度，目前倾向性的方法是，先将热解气在高温状态下采用陶瓷或金属基滤管过滤器将粉尘滤除，之后再将气体冷却，在温度不断降低的过程中焦油陆续冷凝析出，完成焦油和煤气的分离。之后，再分别进行各自的后续处理。

在传统的煤气冷却工艺中，也即目前的通用方法，是直接用氨水对高温热解气喷淋冷却，使其温度降至80~90℃。这一方法虽然实现了煤气冷却和焦油的冷凝，但由于气体中所含粉尘和冷凝焦油混在一起，使得焦油纯度较低，不便后续处理。同时在此过程中，热解气的显热也未实现回收，白白产生浪费，而且也会消耗大量冷却水，产生了较多需要处理的含有机物且难以处理的废水，会大大增加生产成本。查询到的现有专利中，也有采用轻质焦油或洗油直接对热解气进行喷淋冷却，虽然减少了废水生成量，但余热回收仍未能实现，焦油纯度也较低。

多年来，人们一直试图在将含焦油气的高温气体进行冷却的同时，回收其所含的余热。为此出现了许多相关的专利，先后提出了套筒式、套管式、热管换热器式、余热锅炉式等多种形式，并进行了大量的工业试验。但上述方法由于均无法解决余热回收过程中的焦油冷凝而导致换热面热阻增大、换热效率逐渐下降等难题，因而一直未能得以应用，这一问题也始终未能解决。

基于上述，为提升煤热解工艺的整体技术水平，提高焦油品质和系统综合能效，应基于回收余热及减少废水生成量，同时又能实现气体和焦油冷却分离的原则，尽快开发出新的高效冷却工艺方法及装置。

发明内容

本发明的目的是克服余热回收过程中的焦油冷凝而导致换热面热阻增大、换热效率逐渐下降的问题。

为此，本发明的技术方案是提供了一种煤热解气冷却及余热回收的装置，包括外壳体、液封槽、分离池、控制器及循环泵；所述外壳体包括相连通的水平壳体和立式壳体；所述水平壳体上端左边设置有冷却介质出口，上端右边设置有冷却介质进口，左端设置有热解气进口，内部两端分别设置有入口气体分布板和出口气体分布板，内部中间设置有换热体，且换热体外部设置有喷管；所述立式壳体上端设置有热解气出口，内部设置有喷管；所述换热体外部的喷管和立式壳体内部的喷管均通过管线连接于控制器，所述控制器通过循环泵连接于分离池；所述外壳体底部连接液封槽，液封槽连接于分离池。

所述入口气体分布板和出口气体分布板上均设置有通气孔。

所述外壳体下部设置有锥斗。

所述外壳体外部包装有硅酸铝或岩棉保温材料。

所述分离池中设置有冷却水管，冷却水管进口连接冷却水，出口排出热水。

所述换热体一侧上端设置有冷却介质进口一，另一侧下端冷却介质出口一，且沿冷却介质流动方向设置有导流板。

所述换热体的两侧外表面均对称分布有一组散热片。

所述换热体外表面喷涂有不粘涂料。

所述换热体采用1-4mm厚的不锈钢板或耐热钢板焊接为中空的腔体，换热体沿水平壳体宽度方向设置有4-20组，沿水平壳体长度方向设置有3-4组。

本发明的有益效果：

(1)本发明提供的这种煤热解气冷却及余热回收的装置结构简单，操作简便，可将400~650℃的已滤除固体粉尘的热解气连续不断地冷却至60~90℃，不仅实现了焦油和煤气的分离收集，同时有效回收了余热，回收介质温度可达200~300℃，可用于工艺线上煤的干燥及预热。系统除采用冷却介质间接换热外，还采用了洗油直接冲洗和换热，这种组合换热方式大大减少了直接换热介质的消耗。采用洗油喷洒冲洗，可及时冲洗去表面沉降焦油，恢复传热性能，还可避免产生更多难以处理的含酚废水，解决了余热回收过程中的焦油冷凝而导致换热面热阻增大、换热效率逐渐下降的技术问题。

(2)本发明提供的这种煤热解气冷却及余热回收的装置，通过在入口气体分布板和出口气体分布板上均设置通气孔，保证热解气进入水平壳体1后均匀分布。

(3)本发明提供的这种煤热解气冷却及余热回收的装置，通过在外壳体下部设置锥斗，有利于收集外壳体10内的液体进入液封槽3，避免发生飞溅，造成污染。