一種粗煤焦油除塵凈化裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及能源化工領(lǐng)域中煤焦油的加工利用，具體涉及一種粗煤焦油除塵凈化裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]煤焦油是一種典型的分散體系，分散相以固、液、氣態(tài)微粒的形式分散在分散介質(zhì)中，通過有機化合物的多元混合和眾多的構(gòu)成體來起作用，這些分子結(jié)構(gòu)決定了煤焦油以液體狀態(tài)存在。然而，根據(jù)原料和工藝條件的不同，煤焦油中通常會含有不同含量的粉塵，如果直接燃燒，則浪費煤焦油資源，污染嚴重，利用效率也不高；如果直接利用，煤焦油中的粉塵又會對后續(xù)加工產(chǎn)生不良影響，例如粉塵對加氫生產(chǎn)設(shè)備和管道造成嚴重堵塞，尤其會對加氫反應(yīng)器床層造成嚴重堵塞，因此，為了提高經(jīng)濟效益和社會效益，減輕煤焦油后期加工設(shè)備的負荷和工況苛刻度，改善煤焦油品質(zhì)，需要對粗煤焦油進行除塵凈化處理。
[0003]目前常用的煤焦油除塵設(shè)備及方法存在一定的缺陷，比如重力分離技術(shù)遇到煤焦油中細粉含量大時，則除塵所需時間長，儲槽容積大，分離效率低；離心過濾技術(shù)生產(chǎn)能力較小，適用于分離固體顆粒濃度較濃、粒徑較大(0.1?5mm)的懸浮液；其他的除塵凈化工藝一定程度上存在能耗較大、操作復(fù)雜、經(jīng)濟效益低、產(chǎn)品質(zhì)量不易控制以及對環(huán)境有污染等缺點。
[0004]因此，如何將含塵粗煤焦油進行更加有效、經(jīng)濟效益好且環(huán)保的分離處理方法，成為行業(yè)亟待解決的問題之一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中對粗煤焦油除塵凈化效率低等缺陷，提供一種凈化效率高的粗煤焦油除塵凈化裝置及方法，從而有助于煤焦油的后續(xù)加工利用。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的除塵凈化裝置包括:包括與粗煤焦油相連通的內(nèi)安裝有濾芯的一臺或一臺以上并聯(lián)的反沖洗過濾器，反沖洗過濾器頂部與凈化焦油罐相連，底部與渣油緩沖罐相連，凈化焦油罐的出口經(jīng)反沖栗與安裝在反沖過濾器內(nèi)的濾芯的內(nèi)腔相連通，渣油緩沖罐與臥式螺旋離心機連通，臥式螺旋離心機的兩個出口分別與凈化焦油罐和油膏罐相連通，油膏罐的另一入口與循環(huán)溶劑相連通，出口與真空過濾器相連通，真空過濾器的焦渣經(jīng)過干燥器干燥后排出，真空過濾器出口的帶油溶劑與蒸餾裝置相連通，經(jīng)蒸餾裝置蒸餾后的溶劑與循環(huán)溶劑系統(tǒng)相連，分離得到的焦油與凈化焦油罐相連通。
[0007]所述的粗煤焦油經(jīng)進料閥與反沖洗過濾器底部入口相連通，濾芯內(nèi)腔與反沖洗過濾器頂部出口連通，并通過凈化油第一出料閥與凈化焦油罐連通。
[0008]所述的凈化焦油罐的出口與反沖栗之間安裝有第一反沖閥，反沖栗與反沖過濾器之間安裝有第二反沖閥，反沖洗過濾器底部經(jīng)排污閥與渣油緩沖罐相連通。
[0009]所述的渣油緩沖罐與臥式螺旋離心機之間還依次安裝有渣油出料閥、渣油栗和渣油進料閥。
[0010]所述的臥式螺旋離心機油相經(jīng)凈化油第二出料閥與凈化焦油罐相連，固相經(jīng)油膏出料閥與油膏罐連通。
[0011]所述的油膏罐內(nèi)設(shè)有攪拌器，頂部設(shè)有與循環(huán)溶劑相連的入口，底部設(shè)有與真空過濾器相連的出口，循環(huán)溶劑通過溶劑栗進入油膏罐。
[0012]所述的蒸餾裝置與凈化焦油罐之間安裝有凈化油第三出料閥。
[0013]本發(fā)明的除塵凈化方法，包括以下步驟:
[0014]1)除塵:初始狀態(tài)關(guān)閉所有閥門，裝置除塵時打開進料閥，粗煤焦油經(jīng)反沖洗過濾器底部入口進入反沖洗過濾器內(nèi)的濾芯外腔，粗煤焦油中粉塵攔截到濾芯的外表面，凈化煤焦油通過濾芯內(nèi)腔經(jīng)反沖洗過濾器頂部出口、凈化油第一出料閥進入凈化焦油罐；
[0015]2)反沖洗:當濾芯內(nèi)外腔壓差達到設(shè)定數(shù)值時，開啟反沖洗程序:
[0016]首先，關(guān)閉進料閥、凈化油第一出料閥，依次打開第一反沖閥、第二反沖閥和排污閥，啟動反沖栗，抽取部分凈化焦油罐中的凈化煤焦油對濾芯進行反沖洗，反沖洗后的渣油經(jīng)排污閥進入渣油緩沖罐；
[0017]3)液固分離:當渣油緩沖罐液位達到設(shè)定值時，開啟液固分離程序:
[0018]首先，打開渣油出料閥、渣油進料閥、凈化油第二出料閥和油膏出料閥；其次，開啟臥式螺旋離心機和渣油栗，渣油從渣油緩沖罐進入到臥式螺旋離心機中進行液固分離，分離出的凈化焦油進入凈化焦油罐，分離出的油膏進入油膏罐；
[0019]4)溶劑抽提:采用溶劑溶解抽提油膏中殘留的煤焦油組分:
[0020]開啟溶劑栗，循環(huán)溶劑經(jīng)溶劑栗進入油膏罐，油膏罐中的攪拌器不斷進行攪拌，抽提后的液固混合物進入真空過濾器，濾液經(jīng)蒸餾裝置回收溶劑，回收的溶劑進入循環(huán)溶劑系統(tǒng)，去除溶劑的凈化煤焦油經(jīng)凈化油第三出料閥進入凈化焦油罐，真空過濾器排出的濾餅經(jīng)干燥器烘干后得到不含油、干燥的焦渣。
[0021]所述的循環(huán)溶劑采用的溶劑為低沸點、高溶解性的丙酮、二氯甲烷或石油醚。
[0022]所述的粗煤焦油進料溫度為30?80°C，進料壓力為0.1?2.0MPa ;所述的真空過濾器操作溫度為20?30°C，操作壓力為5?50kPa ;所述的凈化焦油罐和渣油緩沖罐通入50?80°C低壓蒸汽伴熱；所述的干燥器操作溫度為60?90°C。
[0023]本發(fā)明的有益效果如下:
[0024]1)將過濾除塵技術(shù)、離心除塵技術(shù)以及抽提萃取技術(shù)有效結(jié)合起來，通過含塵煤焦油的分級分步處理即反沖洗過濾器對粗煤焦油進行一級除塵處理，反沖洗后的渣油通過臥式螺旋離心機進行二級除塵處理，最后得到的油膏通過循環(huán)溶劑系統(tǒng)進行三級除塵處理，發(fā)揮各除塵技術(shù)的優(yōu)勢，形成一種處理能力高、油品回收率高、運行穩(wěn)定可靠的粗煤焦油凈化除塵方法。
[0025]2)裝置處理能力靈活，可根據(jù)粗煤焦油的處理量適當增加或減少反沖洗過濾器并聯(lián)數(shù)量，實現(xiàn)不同規(guī)模的粗煤焦油除塵凈化。
[0026]3)經(jīng)過溶劑抽提后的焦渣為不含油、干燥的焦渣，實現(xiàn)最大程度回收粗煤焦油中液體收率的方法。
[0027]4)溶劑循環(huán)系統(tǒng)密閉進行，基本沒有溶劑損失，工藝節(jié)能環(huán)保。
【附圖說明】
[0028]圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]圖中:1、粗煤焦油；2、進料閥；3、反沖洗過濾器；4、濾芯；5、第二反沖閥；6、反沖洗過濾器頂部出口 ；7、凈化油第一出料閥；8、凈化焦油罐；9、第一反沖閥；10、反沖栗；11、排污閥；12、反沖洗過濾器底部入口 ；13、渣油緩沖罐；14、渣油出料閥；15、渣油栗；16、渣油進料閥；17、臥式螺旋離心機；18、第二出料閥；19、油膏出料閥；20、攪拌器；21、油膏罐；22、溶劑栗；23、循環(huán)溶劑系統(tǒng)；24、真空過濾器；25、干燥器；26、焦渣；27、蒸餾裝置；28、凈化油第三出料閥。
【具體實施方式】
[0030]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細描述。
[0031]參見圖1，本發(fā)明的裝置包括內(nèi)安裝有濾芯4的一臺或一臺以上并聯(lián)的反沖洗過濾器3，粗煤焦油1經(jīng)進料閥2與反沖洗過濾器底部入口 12相連通，濾芯4內(nèi)腔與反沖洗過濾器頂部出口 6連通，并通過凈化油第一出料閥7與凈化焦油罐8連通，反沖洗過濾器3底部經(jīng)排污閥11與渣油緩沖罐13相連通，凈化焦油罐8的出口依次經(jīng)第一反沖閥9、反沖栗10及第二反沖閥5與安裝在反沖過濾器3內(nèi)的濾芯4的內(nèi)腔相連通，渣油緩沖罐13出口依次經(jīng)渣油出料閥14、渣油栗15及渣油進料閥16與臥式螺旋離心機17連通，臥式螺旋離心機17油相經(jīng)凈化油第二出料閥18與凈化焦油罐8相連，固相經(jīng)油膏出料閥19與油膏罐21連通，油膏罐21內(nèi)設(shè)有攪拌器20，頂部設(shè)有與循環(huán)溶劑系統(tǒng)23相連的入口，底部設(shè)有與真空過濾器24相連的出口，循環(huán)溶劑系統(tǒng)23通過溶劑栗22進入油膏罐21，真空過濾器24的焦渣26經(jīng)過干燥器25干燥后排出，真空過濾器24出口的帶油溶劑與蒸餾裝置27相連通，經(jīng)蒸餾裝置27蒸餾后的溶劑與循環(huán)溶劑系統(tǒng)23相連，分離得到的焦油經(jīng)凈化油第三出料閥28與凈化焦油罐8相連通。
[0032]本發(fā)明的濾芯4包括燒結(jié)金屬粉末材質(zhì)、金屬纖維材質(zhì)或陶瓷材質(zhì)等。
[0033]本發(fā)明除塵凈化裝置和方法進行處理的粗煤焦油1來源于煤炭高溫熱解、中溫熱解以及低溫熱解后的產(chǎn)物，含有一定量的粉塵雜質(zhì)，其中大部分為粒徑較細的熱解油氣分離不徹底的焦渣。為了不影響煤焦油的后續(xù)加工利用，必須對粗煤焦油進行除塵凈化處理。
[0034]本發(fā)明的除塵凈化方法包括以下步驟:
[0035]1)除塵:初始狀態(tài)關(guān)閉所有閥門，裝置除塵時打開進料閥2，粗煤焦油1經(jīng)反沖洗過濾器底部入口 12進入反沖洗過濾器3內(nèi)的濾芯4外腔，粗煤焦油1中粉塵攔截到濾芯4的外表面，凈化煤焦油通過濾芯4內(nèi)腔經(jīng)反沖洗過濾器頂部出口 6、凈化油第一出料閥7進入凈化焦油罐8 ;濾芯4包括燒結(jié)金屬粉末材質(zhì)、金屬纖維材質(zhì)或陶瓷材質(zhì)等，可以過濾煤焦油中粒徑大于25 μπι的固體顆粒；
[0036]2)反沖洗:隨著過濾的進行，濾芯外表面積累的固體顆粒會增多，濾芯內(nèi)外腔壓差會逐漸增大，當內(nèi)外腔壓差達到設(shè)定數(shù)值時，開啟反沖洗程序。首先，關(guān)閉進料閥2、凈化油第一出料閥7，依次打開第一反沖閥9、第二反沖閥5和排污閥11，啟動反沖栗10，抽取部分凈化焦油罐8中的凈化煤焦油對