一種快速熱解油氣處理系統(tǒng)及方法技術(shù)方案

本發(fā)明專利技術(shù)公開一種快速熱解油氣處理系統(tǒng)及方法。所述系統(tǒng)包括熱解爐、急冷塔、分餾塔；熱解爐設(shè)有熱解油氣出口、以及對立設(shè)置在爐體下部兩側(cè)的噴嘴；急冷塔設(shè)有熱解油氣入口、初冷油氣出口、重質(zhì)焦油出口；熱解油氣入口與熱解爐的熱解油氣出口連接；重質(zhì)焦油出口與噴嘴連接；分餾塔設(shè)有初冷油氣入口；初冷油氣入口與所述急冷塔的初冷油氣出口連接。所述處理方法應(yīng)用上述處理系統(tǒng)，包括：煤粉熱解產(chǎn)生熱解油氣；熱解油氣在急冷塔中被急冷，得到初冷油氣和重質(zhì)焦油；重質(zhì)焦油由噴嘴返回到熱解爐下部進行裂化脫碳；初冷油氣被所述分餾塔分餾。本發(fā)明專利技術(shù)使燃料在快速熱解過程中多產(chǎn)出輕質(zhì)焦油組分和熱解氣，不產(chǎn)出含塵重質(zhì)的焦油。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)屬于一種熱解油氣處理系統(tǒng)及方法。更具體的說，是在煤等燃料快速熱解過程中，耦合煤焦油回收及分離過程獲得輕質(zhì)餾分油及熱解氣的系統(tǒng)及方法。
技術(shù)介紹
煤炭分質(zhì)利用被認為是煤炭清潔高效利用的有效途徑，也是我國“十三五”煤化工重點發(fā)展的方向。煤炭的分質(zhì)利用就是通過熱解將煤炭中不同成分先分離出來，分離出來的產(chǎn)品包括煤氣、焦油和半焦等。煤焦油通過加氫可以生產(chǎn)出汽油、柴油；半焦通過熱解變成低揮發(fā)分、低硫的清潔燃料，代替散燒煤減少對大氣的污染；煤氣可直接作為燃料氣使用。煤炭分質(zhì)利用“龍頭”是煤的熱解技術(shù)，要提取規(guī)模產(chǎn)量的焦油、煤氣，煤分質(zhì)利用需要規(guī)?；?、大型化，單套煤熱解裝置規(guī)模越來越大型化，在低階煤的分質(zhì)利用過程中，快速熱解一般處理粉煤原料，粉煤在熱解爐中溫度升高快，停留時間短，油氣溢出速率快，熱解油氣攜帶了大量的粉塵，雖然經(jīng)過除塵器處理，但只能除去較大的固體顆粒，熱解油氣經(jīng)急冷塔冷卻后，細小粉塵進入焦油中，因此獲得的煤焦油中甲苯不溶物含量較高，不溶物的主要成分是煤灰、煤粉等，導(dǎo)致所得煤焦油黏度大、含重質(zhì)組分多、熱穩(wěn)定性較差，屬于重質(zhì)、劣質(zhì)焦油的范疇，這些缺點導(dǎo)致煤焦油的后續(xù)深加工難度較大；追求焦油高收率的熱解工藝，并不能帶來較好的經(jīng)濟效益。為了解決上述問題，現(xiàn)有一種針對煤熱解焦油的回收方法：將熱解氣與冷焦油在焦油回收塔中進行接觸換熱，使熱解氣中的焦油冷凝回收，一部分冷凝焦油經(jīng)熱量回收并經(jīng)固液分離出粉塵后作為熱解氣的冷卻介質(zhì)，一部分循環(huán)回焦油回收塔底部，提高焦油在焦油回收塔底部的流速，防止粉塵沉積堵塞回收塔。該工藝利用重質(zhì)焦油作為冷卻介質(zhì)，部分重質(zhì)焦油需要經(jīng)固液分離脫除粉塵，因此重質(zhì)焦油中的粉塵很難除去，固液分離后獲得一定量的難以利用的油泥，且重質(zhì)焦油的后續(xù)深加工難度較大。此外，該方法中焦油回收塔上端裝有填料，此段冷卻溫度低，熱解氣可能會攜帶少量重質(zhì)焦油在此冷凝，長時間運行會堵塞冷卻塔。目前還有一種提高煤熱解低溫焦油品質(zhì)的方法，該方法是將低溫煤焦油或其蒸餾殘渣加入原料煤中進行共熱解，獲取焦油和氣態(tài)烴產(chǎn)物。具體做法是將低溫煤焦油或其蒸餾殘渣與原料煤進行均勻混合，共同進入熱解爐中共熱解，獲得液體產(chǎn)物、熱解氣、半焦，液體產(chǎn)物為油水混合物，經(jīng)油水分離后得到低溫煤焦油。但該技術(shù)方案中低溫煤焦油或其蒸餾殘渣的粘度都較大，其與原料煤進行均勻混合的方式會使煤粉成塊狀或泥狀，給原料篩分、破碎等處理帶來困難。此外，熱解油氣采用水冷，會產(chǎn)生大量污水，同時熱解油氣熱量也沒有有效利用。
技術(shù)實現(xiàn)思路
針對上述現(xiàn)有快速熱解油氣中粉塵含量高，導(dǎo)致煤焦油后續(xù)加工困難的問題，本專利技術(shù)提出一種快速熱解油氣處理系統(tǒng)及方法將含粉塵重質(zhì)焦油進行二次脫碳，以便獲得更多的輕質(zhì)焦油和熱解氣。本專利技術(shù)是通過如下技術(shù)方案來實現(xiàn)上述目的：一種快速熱解油氣處理系統(tǒng)，包括熱解爐、急冷塔、分餾塔；所述熱解爐設(shè)有熱解油氣出口、以及對立設(shè)置在爐體下部兩側(cè)的噴嘴；所述急冷塔設(shè)有熱解油氣入口、初冷油氣出口、重質(zhì)焦油出口；所述熱解油氣入口與所述熱解爐的熱解油氣出口連接；所述重質(zhì)焦油出口與所述噴嘴連接；所述分餾塔設(shè)有初冷油氣入口；所述初冷油氣入口與所述急冷塔的初冷油氣出口連接。本專利技術(shù)還將所述分餾塔設(shè)有的重質(zhì)餾分出口與所述急冷塔的急冷油入口連接，將分餾塔所得的重質(zhì)餾分作為急冷塔的急冷油，冷卻所得重質(zhì)焦油進入熱解爐二次熱解；實現(xiàn)系統(tǒng)自給自足，節(jié)省能源。為了盡可能大地去除熱解油氣中的灰塵、雜質(zhì)，本專利技術(shù)進一步包括設(shè)置在所述熱解爐和所述急冷塔之間的除塵器，所述除塵器設(shè)有進氣口和出氣口，所述進氣口與所述熱解爐的熱解油氣出口連接；所述出氣口與所述急冷塔的熱解油氣入口連接。作為優(yōu)選實施方式，所述分餾塔在所述初冷油氣入口的上方還設(shè)有洗油入口，所述洗油入口與所述重蠟油出口連接。本專利技術(shù)還公開一種快速熱解油氣處理方法，應(yīng)用上述處理系統(tǒng)，處理方法包括：熱解：煤粉熱解產(chǎn)生熱解油氣；急冷：熱解油氣在所述急冷塔中被急冷，得到初冷油氣和重質(zhì)焦油；重質(zhì)焦油由噴嘴返回到熱解爐下部進行裂化脫碳；分餾：初冷油氣被所述分餾塔分餾。優(yōu)選地，所述分餾步驟得到的重質(zhì)餾分作為急冷油被導(dǎo)入急冷塔。優(yōu)選地，在急冷步驟之前，還包括將熱解油氣通入除塵器進行除塵的步驟。優(yōu)選地，將在分餾步驟中所得到的部分重質(zhì)餾分導(dǎo)回分餾塔，作為分餾塔進料的洗油。在熱解爐中的熱解溫度為600～850℃，熱解油氣在急冷塔中被冷卻至350～480℃，優(yōu)選365～450℃，進入分餾塔的未被冷凝的油氣溫度優(yōu)選為340～430℃。在所述急冷步驟中，通過控制急冷油量來控制被冷卻下來的重質(zhì)焦油的干點，所述急冷步驟為多級噴淋。本專利技術(shù)的有益效果在于：(1)本專利技術(shù)使燃料在快速熱解過程中多產(chǎn)出輕質(zhì)焦油組分和氣體，不產(chǎn)出含塵重質(zhì)的焦油，并可以充分利用熱解半焦的熱量使重質(zhì)焦油進一步裂化脫碳，生成的焦炭會附著在半焦上，與半焦一起利用，實現(xiàn)重質(zhì)焦油脫碳目的，獲得更多的輕質(zhì)焦油餾分和熱解氣；(2)本專利技術(shù)對熱解油氣實現(xiàn)急冷塔噴淋、分餾塔底部進料洗滌的措施，大大減少了熱解油氣中攜帶的粉塵，可有效防止分餾塔的結(jié)焦。(3)熱解油氣采用重質(zhì)餾分冷卻替代常規(guī)水或氨水冷卻，避免了焦油與水乳化難以分離的問題，可減少污水的產(chǎn)生。附圖說明圖1為本專利技術(shù)快速熱解油氣處理系統(tǒng)一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本專利技術(shù)快速熱解油氣處理方法一實施例的流程示意圖。附圖標記說明1、粉煤，2、熱解爐，3、半焦，4、熱解油氣，5、除塵器，6、除塵后熱解油氣，7、急冷塔，8、未冷凝熱解油氣，9、重質(zhì)焦油，10、11、12、13.噴嘴，14、分餾塔，16、重質(zhì)餾分，17、熱解氣，18、石腦油餾分，19、柴油餾分，20、蠟油餾分。具體實施方式本專利技術(shù)公開一種快速熱解油氣處理系統(tǒng)及方法，是將粉煤等燃料快速熱解，產(chǎn)生的熱解油氣通過急冷油冷卻，被冷卻下來的含塵重質(zhì)焦油返回熱解爐，與熱解爐中下行的熱解固體產(chǎn)物(半焦)接觸發(fā)生進一步裂化脫碳，提高熱解氣和輕質(zhì)焦油的轉(zhuǎn)化率，未被急冷油冷凝下來的熱解油氣經(jīng)分餾塔分離出熱解氣和各輕質(zhì)餾分，其中熱解氣可分離出的CO、H2可作合成原料，其它低碳烴可作熱解爐燃料氣，各輕質(zhì)餾分可再進一步深加工利用。換句話說，本專利技術(shù)耦合了煤的快速熱解和熱解油氣回收及分離過程，使煤的快速熱解過程中多產(chǎn)出輕質(zhì)組分和氣體，減少重質(zhì)焦油的產(chǎn)出，耦合工藝可以充分利用熱解半焦的熱量使重質(zhì)焦油進一步裂化，生焦會附著在半焦上，與半焦一起利用，實現(xiàn)重質(zhì)焦油脫碳目的，獲得更多的輕質(zhì)焦油和熱解氣。為了實現(xiàn)上述專利技術(shù)宗旨，本專利技術(shù)公開一種快速熱解油氣處理組合系統(tǒng)，包括熱解爐、急冷塔、分餾塔；熱解爐設(shè)有熱解油氣出口、以及對立設(shè)置在爐體下部兩側(cè)的噴嘴；急冷塔設(shè)有熱解油氣入口、初冷油氣出口、重質(zhì)焦油出口；熱解油氣入口與熱解爐的熱解油氣出口連接；重質(zhì)焦油出口與噴嘴連接；分餾塔設(shè)有初冷油氣入口；初冷油氣入口與急冷塔的初冷油氣出口連接。圖1為本專利技術(shù)快速熱解油氣處理系統(tǒng)一具體實施例的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，本實施例的快速熱解油氣處理組合系統(tǒng)包括熱解爐2、除塵器5、急冷塔7和分餾塔14。煤粉1有熱解爐2的進料口進入，在熱解爐內(nèi)熱解，生成熱解油氣4和半焦3。熱解油氣4中含有大量的粉塵，經(jīng)過除塵器5，除去較大的固體顆粒，得到除塵后的熱解油氣6。除塵后的熱解油氣6進入急冷塔7，在本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種快速熱解油氣處理系統(tǒng)，其特征在于，包括熱解爐、急冷塔、分餾塔；所述熱解爐設(shè)有熱解油氣出口、以及對立設(shè)置在爐體下部兩側(cè)的噴嘴；所述急冷塔設(shè)有熱解油氣入口、初冷油氣出口、重質(zhì)焦油出口；所述熱解油氣入口與所述熱解爐的熱解油氣出口連接；所述重質(zhì)焦油出口與所述噴嘴連接；所述分餾塔設(shè)有初冷油氣入口；所述初冷油氣入口與所述急冷塔的初冷油氣出口連接。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種快速熱解油氣處理系統(tǒng)，其特征在于，包括熱解爐、急冷塔、分餾塔；所述熱解爐設(shè)有熱解油氣出口、以及對立設(shè)置在爐體下部兩側(cè)的噴嘴；所述急冷塔設(shè)有熱解油氣入口、初冷油氣出口、重質(zhì)焦油出口；所述熱解油氣入口與所述熱解爐的熱解油氣出口連接；所述重質(zhì)焦油出口與所述噴嘴連接；所述分餾塔設(shè)有初冷油氣入口；所述初冷油氣入口與所述急冷塔的初冷油氣出口連接。2.如權(quán)利要求1所述的處理系統(tǒng)，其特征在于，所述分餾塔設(shè)有的重質(zhì)餾分出口與所述急冷塔的急冷油入口連接。3.如權(quán)利要求1所述的處理系統(tǒng)，其特征在于，進一步包括設(shè)置在所述熱解爐和所述急冷塔之間的除塵器，所述除塵器設(shè)有進氣口和出氣口，所述進氣口與所述熱解爐的熱解油氣出口連接；所述出氣口與所述急冷塔的熱解油氣入口連接。4.如權(quán)利要求1所述的處理系統(tǒng)，其特征在于，所述分餾塔在所述初冷油氣入口的上方還設(shè)有洗油入口，所述洗油入口與所述重蠟油出口連接。5.一種快速熱解油氣處理方法，應(yīng)用如權(quán)利要求1所述的處理系統(tǒng)...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：朱元寶，閆琛洋，杜少春，許梅梅，吳道洪，
申請(專利權(quán))人：北京神霧環(huán)境能源科技集團股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：北京;11