[发明专利]一种基于重油吸收的气化气焦油深度脱除系统

说明书

技术领域

本发明属于产气脱焦油技术领域，更具体地，涉及一种基于重油吸收的气化气焦油深度脱除系统。

背景技术

焦油作为含碳固体燃料在进行气化反应时的副产物之一，对气化系统会造成很大的不利影响。例如，焦油低温下会凝结，累积到一定程度会堵塞气化系统后续管路，造成安全隐患；它含有大量碳氢元素，容易降低气化效率及经济性；此外，还会影响监测仪器测量精度并降低正常运行时间，给工业生产带来损失。

目前处理焦油的措施主要包括化学脱除和物理脱除两大类。对于物理脱除而言，水洗法作为最常见的湿式脱除方法，在燃气冷却后进行，操作温度一般为20度至60度，但很难将焦油浓度降至低于50mg/m³，同时产生大量废液，后续处理操作成本高。具体而言，水洗的本质是降温作用，对第1类和第5类重焦油具有良好的脱除效果，但是操作温度较低，使焦油易于凝结，堵塞管道和阀门；水的强极性可实现第2类杂环原子类焦油的溶解和洗脱，但致使洗焦废水成为复杂含酚悬浊液，处理费用极高；此外，水对第3类和第4类烃类焦油没有亲和性，因而脱除效果很差，而这类焦油实际上控制着燃气中焦油的露点。因此，从净化度、可再生性和连续操作的角度来看，水洗法不能取得令人满意的脱焦油效果。

此外，荷兰能源中心开发了一种OLGA(油基气体洗刷器)，其分为两级工作模式，第一级采用溶剂将重焦油冷却凝结，第二级利用吸收剂来脱除轻质焦油；又如，CN201210037246.7中公开了一种生物质燃气耦合吸附脱焦油系统，并由喷淋冷却塔、焦油吸收塔、冷却器、储罐及辅助的管线和阀门来组成系统。然而，进一步的研究表明，上述这些油基脱焦油技术仍然存在以下的缺陷或不足：1)焦油的粘度较大，雾化困难，吸附速率慢；2)焦油低温运行困难，必须借助相应的保温措施或者外加热装置,投资及运行成本都比较高；3)焦油里有许多含氧基团，具有腐蚀性，同时由于其稳定性不高，长期循环使用可导致其品质进一步恶化；4)焦油成分复杂种类繁多，焦油之间的混溶性不强，混在一起易出现分层现象；5)吸收剂吸附轻质焦油后的废液，存在二次处理问题。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种基于重油吸收的气化气焦油深度脱除系统，其中通过对其内部构造的连接设置方式以及关键组件如鼓泡塔、冷却塔等的特定结构和脱除工序等进行研究设计，同时采用了重油吸收产气焦油的反应机理，测试表明能够很好地执行焦油的深度脱除，并且系统装置可长时间稳定运行且无废液产生，并具备运行成本低、低污染和适应面广等优势。

为实现上述目的，按照本发明，提供了一种基于重油吸收的气化气焦油深度脱除系统，其特征在于，该系统包括产气输入管路、冷却塔、中间输送管路、鼓泡塔、产气输出管路、除雾装置和重油排放管路，其中：

所述产气输入管路用于将富含焦油且温度为330℃～350℃的气化气输入至所述冷却塔中；

所述冷却塔的塔腔内配备换热管盘，并在底部安装有焦油收集箱，用于使进入冷却塔的气化气降温至100℃～120℃,同时使气化气中的部分焦油冷凝流入该焦油收集箱，由此执行对气化气的首次焦油脱除处理；

所述中间输送管路的入口一端设置在所述冷却塔上部，出口一端通入至所述鼓泡塔底部，并且在该入口一端附近设置有温度检测及调节单元，由此用于对从冷却塔输送至鼓泡塔的气化气的温度执行实时检测，并进一步调节至所需温度；

所述鼓泡塔的内部贮存有液态重油，其中央部位设置沿着轴向方向分布的螺带式搅拌器，并在所述中间输送管路的出口一端设置有气流破碎器；以此方式，进入鼓泡塔的气化气由上向下流动并由气流破碎器排出，延长在鼓泡塔中的停留时间和增大接触面积，然后与重油充分接触以实现焦油的二次脱除；

所述产气输出管路设置在所述鼓泡塔的上部，被重油吸收焦油后的气化气浮出重油液面，并经由该产气输出管路继续输送至所述除雾装置；该除雾装置用于将气化气中包含的大量液滴执行去除，由此进一步净化产气并避免后续管线堵塞；

所述重油排放管路设置在所述鼓泡塔的底部，并分别连接至所述焦油收集箱和高温反应炉，由此用于将执行焦油吸收后的液态重油、以及焦油收集箱中所积蓄的焦油输送至高温反应炉中予以完全燃烧。

作为进一步优选地，所述冷却塔内的换热管盘优选被设定为膜式水冷壁结构，并且在执行气化气降温过程中所获得的蒸汽被继续输送作为工业使用。