本實用新型涉及焦?fàn)t煤氣冷卻及凈化技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種對焦?fàn)t煤氣冷卻的同時去除焦?fàn)t煤氣中的雜質(zhì)的焦?fàn)t煤氣冷卻裝置。

背景技術(shù)：

焦?fàn)t煤氣從焦?fàn)t出來時夾帶了很多雜質(zhì)，需要把這些雜質(zhì)盡可能地在前段工序中進行去除，從而使后段工序不易發(fā)生堵塞和腐蝕問題。焦?fàn)t煤氣的常規(guī)冷卻工藝是在焦?fàn)t橋管中由循環(huán)氨水冷卻到80～90℃后進入煤氣初步冷卻器，通過不同的冷卻設(shè)備，最終將煤氣冷卻到21-23℃，然后進入后續(xù)工序。因此，焦?fàn)t煤氣的初步冷卻是煤氣凈化工藝的基礎(chǔ)。目前，焦?fàn)t煤氣冷卻采用直接冷卻、間接冷卻、間接和直接相結(jié)合的冷卻工藝，具體分析如下：

1)焦?fàn)t煤氣的直接冷卻工藝可分為帶填充物和無填充物兩種，一般采用無充填式的多段空噴塔。煤氣流向為由下而上，噴淋氨水由上而下與煤氣逆流接觸。噴淋用氨水經(jīng)液液換熱器與冷卻水換熱后循環(huán)使用。采用直接式冷卻工藝時，由于水與煤氣直接接觸，在冷卻的同時可以起到洗滌煤氣的效果，煤氣中雜質(zhì)可以得到較好的凈化。但直接式冷卻由于存在先用冷卻水冷卻循環(huán)洗滌氨水，再用洗滌氨水冷卻煤氣這樣兩個溫差，一般同樣溫度的冷卻水，直接冷卻后的煤氣溫度較高。此外，由于液氣比較大，循環(huán)泵的電耗也較高，換熱器的面積及臺數(shù)多，占地面積大，我國現(xiàn)有設(shè)計中已不再采用。

2)焦?fàn)t煤氣的間接冷卻工藝多數(shù)采用高效橫管初冷器。整個設(shè)備可按需分為三段(熱水段、循環(huán)水段、低溫水段)或二段(循環(huán)水段、低溫水段)。煤氣流向由上而下，與煤氣冷凝液的流向一致，冷卻水在換熱管內(nèi)由下而上流動。冷凝液與煤氣順流而下時，起到了沖洗和冷卻管壁的雙重作用。但在實際應(yīng)用中，橫管初冷器由于低溫水段溫度較低，煤氣中的萘經(jīng)常凝結(jié)在換熱管管壁處，增加了橫管初冷器的阻力，降低了傳熱效率。通常，橫管初冷器需設(shè)置備品，當(dāng)煤氣阻力升高、傳熱效果差時，需倒換橫管初冷器以便在停止運行后進行清洗。

3)根據(jù)上述兩種煤氣冷卻工藝的特點，發(fā)展了間接冷卻與直接冷卻相結(jié)合的煤氣冷卻工藝，即間直冷工藝。煤氣在高溫段由80～90℃冷卻到50～55℃時采用間接初冷器，這時由于冷卻溫差大、冷凝液量大，但冷凝的萘量相對較少，傳熱系數(shù)高，可大為減少傳熱面積；在煤氣溫度達到50～55℃時采用直接式冷卻器，可充分發(fā)揮直接冷卻煤氣效果好的優(yōu)點，對降低煤氣的萘和腐蝕性雜質(zhì)的含量起到了重要的作用。但此工藝相對比較復(fù)雜，設(shè)備多、能耗大、占地面積大，我國只在寶鋼工程中采用此工藝。

常規(guī)工藝中，焦?fàn)t煤氣經(jīng)過冷卻后，進入電捕焦油器進一步脫除煤氣中夾帶的焦油霧。在高壓電場的作用下，絕大部分懸浮在煤氣中的焦油霧滴在沉淀極沉淀下來，煤氣從電捕焦油器頂部出來進入后續(xù)工序。煤氣中的焦油霧被捕集下來，在電捕焦油器底部形成焦油排出。由于焦油需要一定液封高度，導(dǎo)致電捕焦油器通常都是被環(huán)形基礎(chǔ)架設(shè)在地面以上，而非直接落地布置，導(dǎo)致電捕焦油器的下部空間浪費。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型提供了一種焦?fàn)t煤氣冷卻裝置，將焦?fàn)t煤氣通過橫管冷卻器進行初步冷卻后，進入具備捕集焦油霧功能的煤氣洗凈冷卻器中進一步冷卻，實現(xiàn)將焦?fàn)t煤氣冷卻的同時，盡可能降低焦?fàn)t煤氣中雜質(zhì)含量的目的，并且能夠有效克服焦?fàn)t煤氣冷卻器阻力增高和換熱效率降低的弊端。

為了達到上述目的，本實用新型采用以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種焦?fàn)t煤氣冷卻裝置，包括通過煤氣管道依次連接的橫管初冷器和煤氣洗凈冷卻器；所述煤氣洗凈冷卻器由塔體，自下至上集成在塔體內(nèi)的氣液分離槽、電捕焦油器以及與塔體相連的逆噴管組成；塔體頂部設(shè)凈煤氣出口，逆噴管底部通過一彎管連通下部的塔體；塔體一側(cè)設(shè)氨水循環(huán)裝置，氨水循環(huán)裝置由氨水循環(huán)管道、循環(huán)泵和外置冷卻器組成，氨水循環(huán)管道的氨水入口設(shè)在塔體底部氣液分離槽一側(cè)，氨水出口設(shè)在彎管段，沿氨水流動方向氨水循環(huán)管道上依次設(shè)置循環(huán)泵、外送氨水出口、外置冷卻器以及焦油氨水乳化液補充口。

所述橫管初冷器為一段式或二段式，一段式橫管初冷器中設(shè)循環(huán)水段，循環(huán)水段連接外部循環(huán)水管道；二段式橫管初冷器分上、下兩部分，分別設(shè)置熱水段和循環(huán)水段，其中熱水段連接外部熱水管道，循環(huán)水段連接外部循環(huán)水管道；橫管初冷器的頂部設(shè)焦?fàn)t煤氣入口，底部分別設(shè)煤氣出口及冷凝液出口。

所述外置冷卻器連接外部低溫水管道。

所述塔體為動力波洗滌塔。

所述電捕焦油裝置下方設(shè)有除霧器和斷液板，斷液板上方一側(cè)塔體上設(shè)焦油出口。

所述電捕焦油裝置采用蜂窩式電捕焦油器。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是：

1)與直接冷卻工藝相比，減少了設(shè)備臺數(shù)，節(jié)省了占地；

2)與間接冷卻工藝相比，避免了煤氣在低溫冷卻區(qū)的結(jié)萘現(xiàn)象帶來的冷卻器堵塞現(xiàn)象；

3)與間直冷工藝相比，工藝相對簡單，設(shè)備數(shù)量少，節(jié)省能耗和占地；

4)采用動力波洗滌技術(shù)，能夠更加高效地達到去除雜質(zhì)和粉塵的作用，為后續(xù)工序提供更好的煤氣凈化效果；

5)煤氣的低溫冷卻為液液換熱，換熱效率高于氣液換熱，可降低換熱設(shè)備的投資；

6)將動力波洗滌與電捕焦油合二為一，且氣液分離槽位于電捕焦油裝置下部，充分利用空間，節(jié)省了占地和設(shè)備造價。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例1所述焦?fàn)t煤氣冷卻裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本實用新型實施例1所述煤氣洗凈冷卻器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本實用新型實施例2所述焦?fàn)t煤氣冷卻裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是本實用新型實施例2所述煤氣洗凈冷卻器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1.橫管初冷器 2.煤氣洗凈冷卻器 3.外置冷卻器 4.循環(huán)泵 5.逆噴管 6.氣液分離槽 7.電捕焦油裝置 8.斷液板

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本實用新型的具體實施方式作進一步說明：

如圖1-圖2所示，本實用新型所述一種焦?fàn)t煤氣冷卻裝置，包括通過煤氣管道依次連接的橫管初冷器1和煤氣洗凈冷卻器2；所述煤氣洗凈冷卻器2由塔體，自下至上集成在塔體內(nèi)的氣液分離槽6、電捕焦油器7以及與塔體相連的逆噴管5組成；塔體頂部設(shè)凈煤氣出口，逆噴管5底部通過一彎管連通下部的塔體；塔體一側(cè)設(shè)氨水循環(huán)裝置，氨水循環(huán)裝置由氨水循環(huán)管道、循環(huán)泵4和外置冷卻器3組成，氨水循環(huán)管道的氨水入口設(shè)在塔體底部氣液分離槽6一側(cè)，氨水出口設(shè)在彎管段，沿氨水流動方向氨水循環(huán)管道上依次設(shè)置循環(huán)泵4、外送氨水出口、外置冷卻器3以及焦油氨水乳化液補充口。

所述橫管初冷器1為一段式或二段式，一段式橫管初冷器中設(shè)循環(huán)水段，循環(huán)水段連接外部循環(huán)水管道；二段式橫管初冷器分上、下兩部分，分別設(shè)置熱水段和循環(huán)水段，其中熱水段連接外部熱水管道，循環(huán)水段連接外部循環(huán)水管道；橫管初冷器1的頂部設(shè)焦?fàn)t煤氣入口，底部分別設(shè)煤氣出口及冷凝液出口。

所述外置冷卻器3連接外部低溫水管道。

所述塔體為動力波洗滌塔。

所述電捕焦油裝置7下方設(shè)有除霧器和斷液板8，斷液板8上方一側(cè)塔體上設(shè)焦油出口。

所述電捕焦油裝置7采用蜂窩式電捕焦油器。

基于所述裝置的一種焦?fàn)t煤氣冷卻工藝，包括如下步驟：

1)從焦?fàn)t出來的80～90℃焦?fàn)t煤氣，進入橫管初冷器1；在橫管初冷器1中，煤氣由上而下流動，煤氣冷凝液與其流向一致，冷卻水在換熱管內(nèi)由下而上流動；冷卻至45～55℃的煤氣進入煤氣洗凈冷卻器2，冷凝液收集后外送；

2)煤氣通過逆噴管5進入煤氣洗凈冷卻器2，通過氨水洗滌進一步冷卻至20～23℃，采用動力波洗滌方式，在逆噴管5內(nèi)煤氣與氨水逆流接觸，氣液接觸區(qū)形成泡沫區(qū)，在此區(qū)域內(nèi)完成煤氣冷卻；煤氣在得到冷卻的同時，還可去除其中的H₂S、NH₃、HCN腐蝕性介質(zhì)以及煤粉、焦粉和焦油霧；

3)氣液分離槽6中的循環(huán)洗滌氨水通過外置冷卻器3與低溫水換熱，通過循環(huán)泵4在氨水循環(huán)裝置內(nèi)循環(huán)輸送，并補充焦油氨水乳化液；

4)經(jīng)過冷卻及氨水清洗后的煤氣與氨水混合物在氣液分離槽6中進行氣液分離，分離出的煤氣通過除霧器除霧后進入電捕焦油裝置7捕集煤氣中的焦油，然送往下一工序；分離出的液體作為循環(huán)洗滌氨水循環(huán)使用；

5)電捕焦油裝置7下方設(shè)或不設(shè)斷液板8；設(shè)有斷液板8時電捕焦油裝置7捕集下來的焦油由斷液板8收集，然后經(jīng)焦油入口外排；不設(shè)斷液板8時，電捕焦油裝置7捕集下來的焦油直接進入底部氣液分離槽6中，經(jīng)循環(huán)洗滌氨水洗滌后進一步去除其中的萘；氨水循環(huán)裝置中多余的氨水清洗液外送。

以下實施例在以本實用新型技術(shù)方案為前提下進行實施，給出了詳細(xì)的實施方式和具體的操作過程，但本實用新型的保護范圍不限于下述的實施例。下述實施例中所用方法如無特別說明均為常規(guī)方法。

【實施例1】

如圖1所示，本實施例中的焦?fàn)t煤氣冷卻裝置包括橫管冷卻器1、煤氣洗凈冷卻器2、外置冷卻器3和循環(huán)泵4。

所述的橫管初冷器1可采用二段(設(shè)熱水段、循環(huán)水段)式或一段(設(shè)循環(huán)水段)式冷卻方式，通過熱水管道+循環(huán)水管道或循環(huán)水管道進行間接換熱來初步冷卻焦?fàn)t煤氣。焦?fàn)t煤氣管道進入橫管初冷器1后，再通過橫管初冷器1底部引出的煤氣管道與煤氣洗凈冷卻器2相連通。

所述煤氣洗凈冷卻器2的結(jié)構(gòu)組成見圖2，包括逆噴管5、氣液分離槽6、電捕焦油裝置7、斷液板8。橫管初冷器1來的煤氣首先進入逆噴管5，與循環(huán)洗滌氨水逆向接觸后，進入氣液分離槽6進行氣液分離。分離后的氣相煤氣通過斷液板8后進入電捕焦油裝置7，捕集焦油霧后從煤氣洗凈冷卻器2頂部凈煤氣出口離開去往下一工序。

煤氣經(jīng)過電捕焦油裝置7時被捕集下來的焦油霧形成焦油，經(jīng)斷液板8隔斷后排出，送往下一工序。

氣液分離槽6內(nèi)的循環(huán)洗滌氨水通過循環(huán)泵3送至外置冷卻器3與低溫水換熱后進入逆噴管5循環(huán)使用。在進入逆噴管5前，從氨水循環(huán)管道上的補入焦油氨水乳化液。

【實施例2】

如圖3所示，本實施例中的焦?fàn)t煤氣冷卻裝置包括橫管冷卻器1、洗凈冷卻器2、外置冷卻器3和循環(huán)泵4。

所述的橫管初冷器1可采用二段(熱水段、循環(huán)水段)式或一段(循環(huán)水段)式冷卻方式，分別可通過熱水管道+循環(huán)水管道或循環(huán)水管道進行間接換熱來初步冷卻焦?fàn)t煤氣。焦油煤氣管道進入橫管初冷器1后，再通過橫管初冷器1底部引出的煤氣管道與煤氣洗凈冷卻器2相連通。

所述洗凈冷卻器2的結(jié)構(gòu)組成見圖4，包括逆噴管5、氣液分離槽6和電捕焦油裝置7。橫管初冷器1來的煤氣首先進入逆噴管5，與循環(huán)洗滌氨水逆向接觸后，進入氣液分離槽6進行氣液分離。分離后的氣相煤氣進入電捕焦油裝置7，捕集焦油霧后從煤氣洗凈冷卻器2頂部凈煤氣出口離開去往下一工序。

煤氣經(jīng)過電捕焦油裝置7時被捕集下來的焦油霧形成焦油進入氣液分離槽6。循環(huán)洗滌氨水通過循環(huán)泵3送至外置冷卻器3與低溫水換熱后進入逆噴管5循環(huán)使用。在進入逆噴管5前氨水循環(huán)管道上，通過焦油氨水乳化液補充口補入焦油氨水乳化液。

以上所述，僅為本實用新型較佳的具體實施方式，但本實用新型的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本實用新型的技術(shù)方案及其實用新型構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。