[發明專利]一體化冷卻分離器及其工作方法

在審

• 申請號: 201810401577.1
• 申請日: 2018-04-28
• 公開（公告）號: CN108424792A
• 公開（公告）日: 2018-08-21
• 發明（設計）人: 曲斌;于濤;段有龍
• 申請（專利權）人: 中冶焦耐（大連）工程技術有限公司
• 主分類號: C10K1/02
• 分類號: C10K1/02;C10K1/04;C10K1/08
• 代理公司: 鞍山嘉訊科技專利事務所 21224
• 代理人: 張群

本發明涉及一種一體化冷卻分離器及其工作方法，所述一體化冷卻分離器包括分離器本體、煤氣進口管、循環液噴管、旋流板除霧器及底座；分離器本體由錐形封頭、圓筒和橢圓形封頭組成，錐形封頭的頂部設煤氣出口，煤氣進口管由水平管段、90°彎頭及豎直管段組成，循環液噴管伸入煤氣進口管的豎直管段中，其噴嘴的噴液方向豎直向上；煤氣進口管的豎直管段與圓筒側壁之間設旋流板除霧器。本發明在同一裝置內集冷卻、洗滌、分離工藝于一體，采用粗煤氣與循環液逆向撞擊的方式，對粗煤氣進行冷卻和洗滌，擴大循環液與粗煤氣的接觸面積；利用離心力及氣液比重不同的原理，改善氣液分離方式，以提高冷卻、洗滌、分離效率，達到降低成本的目的。

技術領域

本發明涉及煤高溫氣化技術領域，尤其涉及一種用于高溫煤氣的一體化冷卻分離器及其工作方法。

背景技術

在煤炭加壓氣化工藝流程中，煤氣化生產的粗煤氣溫度很高，目前常規采用的冷卻分離方法如下：先在洗滌冷卻器中用循環液噴灑冷卻粗煤氣，清洗夾帶的煤粉和雜質。從洗滌冷卻器來的、攜帶大量循環液的粗煤氣進入廢熱鍋爐入口管，在下室內油氣分開，粗煤氣進入換熱管，與管外的水進行換熱冷凝。下室是倒錐體，用于粗分離循環液與焦油。上述冷卻分離方法中，采用循環液噴淋粗煤氣的降溫方式，但是實際應用過程中發現，由于常規洗滌冷卻器中氣液接觸不充分，降溫洗滌效率較低；廢熱鍋爐下室只能實現初步的氣液分離，其分離效率也較低；致使粗煤氣中夾帶的循環液及焦油附著在換熱管內壁，大幅降低傳熱系數，使所需的換熱面積大大增加。上述工作流程的冷卻、洗滌、冷凝、分離效率嚴重影響生產成本，不利于煤化工廠的長久經營。

發明內容

本發明提供了一種一體化冷卻分離器及其工作方法，在同一裝置內集冷卻、洗滌、分離工藝于一體，采用粗煤氣與循環液逆向撞擊的方式，對粗煤氣進行冷卻和洗滌，擴大循環液與粗煤氣的接觸面積；利用離心力及氣液比重不同的原理，改善氣液分離方式，以提高冷卻、洗滌、分離效率，達到降低成本的目的。

為了達到上述目的，本發明采用以下技術方案實現：

一體化冷卻分離器，包括分離器本體、煤氣進口管、循環液噴管、旋流板除霧器及底座；所述分離器本體設置在底座上，分離器本體自上至下由錐形封頭、圓筒和橢圓形封頭依次連接組成，錐形封頭的頂部設煤氣出口，橢圓形封頭及圓筒的下部存有設定高度的循環液，循環液液面下方的圓筒側壁開設循環液出口，橢圓形封頭的底部設焦油渣排出口；煤氣進口管由依次連接的水平管段、90°彎頭及豎直管段組成，其中豎直管段位于分離器本體的中心，其底部的煤氣混合物出口位于循環液液面上方，水平管段自錐形封頭上部伸出；循環液噴管的一端通過循環液管道連接循環液出口，另一端自分離器本體外伸入煤氣進口管的豎直管段中，其噴嘴的噴液方向豎直向上；煤氣進口管的豎直管段與圓筒側壁之間設旋流板除霧器。

所述循環液噴管由依次連接的水平噴管、彎頭及噴嘴組成，水平噴管靠近錐形封頭的底部設置。

所述錐形封頭、圓筒、煤氣進口管的豎直管段及噴嘴的中心線同軸設置。

所述旋流板除霧器靠近煤氣進口管的煤氣混合物出口設置，旋流板除霧器的氣體出口朝向上方。

所述旋流板除霧器通過定位板固定在圓筒中，旋流板除霧器的外壁與圓筒內壁之間留有環形縫隙。

所述循環液管道上設循環液泵。

所述的一體化冷卻分離器的工作方法，包括：

1)煤氣從煤氣進口管的水平管段進入后，在豎直管段內與循環液噴管噴出的循環液逆向撞擊，形成高速運動的湍動層，湍動層中流體不斷更新，極大地擴展了氣液接觸面積，氣液兩相充分混合后急速傳熱傳質，將煤氣快速冷卻，同時捕集煤氣中夾帶的焦油及固體雜質；