[发明专利]一种含固体粉尘、含焦油气的气体的分离方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种含固体粉尘、含焦油气的气体的分离方法；特别地讲，本发明涉及一种粉煤热解过程产生的含固体粉尘、含焦油的煤气的分离方法，通过逐级冷凝，实现固体粉尘、重质焦油组分、轻质焦油组分、水分、不凝气的高效分离。

背景技术

在煤炭的分质利用过程中，煤热解过程产生的煤气属于含固体粉尘焦油、含焦油气的煤气，尤其是粉煤热解过程出热解器或出热解器后旋风分离器的煤气属于含大量固体粉尘、含焦油气的高温煤气。

第一种含固体粉尘、含焦油气的煤气的分离方法，是目前块煤煤气分离过程的常用方法，比如生产捣鼓焦过程的煤气的分离方法或长焰煤制兰炭过程的煤气的分离方法。兰炭装置的出兰炭炉煤气，温度约100～200℃，经过直接水洗降温至约80℃后分离脱除大部分粉尘、焦油和水，然后经过循环水间接冷却降低温度至20～45℃，间冷后完成气液分离得到间冷后脱液煤气，间冷后脱液煤气经过鼓风机压缩升压后，经过电捕焦油器脱焦油成为电捕后煤气，电捕后煤气分为两部分，第一部分返回兰炭炉(作循环载热气和燃料气)，第二部分作为煤热解外排煤气使用。该过程的分离目标是单一地获得净化的气体，在液体表面张力作用下实现液滴对粉尘附着，在重力的作用下，实现气流中液滴相和固体颗粒相的沉降，从而将煤气中的非不凝气物质即固体粉尘、焦油、水等作为一个固、液混合物聚集在一起排出气液分离系统，流程简单，但是没有设置固体粉尘、重质焦油组分、轻质焦油组分、水分的分离步骤，使得在气相中已经相对分离的固体粉尘、重质焦油组分、轻质焦油组分、水分等，在一个冷凝过程中混合进入了一个固液混合相中，发生了与分离目标完全反向的混合过程，即常规的煤气分离过程，对固体粉尘、焦油、水等组成而言是一个混合过程，当然同时实现了物料浓缩(也就是脱离了气体)。而为了实现固、油、水的分离，上述由固体粉尘、焦油、水等组成的固、液混合物进一步进入机械化澄清池，在此主要在重力作用下完成粉尘沉淀、焦油与水的分层等相对沉降分离，可以分离为含焦油污水物流(水上油)、含水含尘焦油物流(水下油)、含焦油含水含固体的澄清池底物。进一步地，为了获得无水或贫水焦油馏分，需要在分馏系统的加热炉中将含水含尘焦油物流汽化，然后在分馏塔中建立冷凝过程使不同沸点的煤焦油组分在不同温度的塔盘位置实现冷凝从而从混合气相中分离出来，然而这一切应该在出兰炭炉煤气的初次分离过程中完成，含水含尘焦油物流的汽化过程实质上是前述的常规煤气分离过程中固体粉尘、重质焦油组分、轻质焦油组分、水分等的冷凝混合过程的反向过程，由此增加了工艺步骤、增加了投资、增加了能耗和物耗，增加了一个煤焦油中不安定烃类组分的受热过程从而增加了受热缩合的几率，增加了操作难度。上述常规兰炭装置的出兰炭炉煤气分离为净化气、水、轻质焦油馏分、重质焦油馏分、固体粉尘的总体分离过程，包含“分离-冷凝混合-加热分离”过程，流程不合理、能耗物耗高、投资大、占地大，其中的混合过程应尽可能避免。