一种粉煤热解装置油气分离系统的制作方法

1.本实用新型涉及粉煤热解技术领域，具体涉及一种粉煤热解装置油气分离系统。

背景技术：

2.煤的热化学转化是煤炭加工的最主要的方法，包括煤的干馏、气化和液化等，而煤的热解是煤的热化学转化的基础。粉煤热解装置主要采用低阶粉煤气固热载体双循环快速热解技术(sm-sp)，通过气固流态化保障物料的充分混合接触，在高温条件下，粉煤中的有机挥发分通过裂解和部分缩合，最终反应生成热解轻油、热解焦油、煤气和粉焦。其中，热解轻油和热解焦油作为下游装置的原料，煤气作为动力站的燃料气，粉焦作为气化装置的原料。
3.现有的粉煤热解装置的结构如图1所示，粉煤热解装置开车时，首先需要通过启动主风机给烧炭器升温至150℃，然后再通过点燃辅助燃烧室产生烟气给烧炭器升温至约350℃，接着通过将燃料气切换成燃料油给烧炭器升温至500℃，升温结束后对提升管器、沉降器进行氮气置换，然后烧炭器装焦，两器流化；两器流化正常，投用粉焦输送系统，进行调试；调试结束，切断两器循环，烧炭器撤主风，通事故氮气，闷床；两器惰性化合格，分馏塔惰性化完成，热态拆除油气大盲板，然后分馏系统进行油运，油运结束，反应开始进粉煤，分馏系统准备接收油气。
4.上述结构中，采用热态拆除油气大盲板，由于反应烧炭系统进行升温、装焦，即使进行闷床，温度也较高，拆除盲板时人需要长时间在高温下进行工作，增加了作业时的风险，同时系统已进行惰性化，管道中存在大量的惰性气体，存在令作业人员窒息的风险，还要注意管道中粉焦的漏出和外界空气的进入，防止粉焦的着火以及管道中可能存在粉焦的爆燃。这些问题造成了装置开工时存在较大安全的隐患，也有可能造成一定的经济损失。
5.另外，上述结构在热态拆除油气大盲板后反应开始进粉煤时，油气中携带的粉焦会随油气进入沉降器与分馏塔之间的油气管线，有很大的几率会导致油气管线堵塞，造成反应系统憋压，存在较大安全的隐患。

技术实现要素：

6.为解决上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种粉煤热解装置油气分离系统，通过增设蒸汽吹扫系统和开工水洗塔，用以预防在拆除盲板时粉焦的泄漏着火以及令作业人员窒息的风险；且能够避免在拆除盲板后反应开始进粉煤时导致的油气管线堵塞，造成反应系统憋压的安全风险。
7.为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下。
8.一种粉煤热解装置油气分离系统，包括反应烧炭系统和分馏系统，所述反应烧炭系统包括沉降器；所述分馏系统包括分馏塔；所述沉降器的顶部油气出口通过油气管线与所述分馏塔的底部一侧进口连接；所述油气管线靠近所述分馏塔的一端设置有油气大盲板；
9.还包括开工水洗塔和蒸汽吹扫系统；
10.所述开工水洗塔的底部一侧进口通过管线与所述油气管线连接；所述开工水洗塔的顶部出口通过管线与所述分馏塔的塔顶出口管线连接；
11.所述蒸汽吹扫系统包括蒸汽吹扫装置和蒸汽吹扫管线；所述蒸汽吹扫管线的一端与所述蒸汽吹扫装置的出口端连接；所述蒸汽吹扫管线的另一端与所述开工水洗塔和所述分馏塔之间的油气管线连接。
12.进一步，所述反应烧炭系统、所述分馏系统、所述开工水洗塔与所述蒸汽吹扫系统之间相连接的各管线上均设置有控制阀门。
13.进一步，所述分馏系统还包括塔顶气密系统、一中油气密系统、二中油气密系统和塔底气密系统；所述分馏塔的塔顶出口管线与所述塔顶气密系统连接；所述分馏塔的塔身一侧出口管线与所述一中油气密系统连接；所述分馏塔的底部一侧出口管线与所述二中油气密系统连接；所述分馏塔的塔底出口管线与所述塔底气密系统连接。
14.更进一步，所述塔顶气密系统包括分馏塔顶空冷器、分馏塔顶水冷器、分馏塔顶回流罐、电捕焦油器、循环煤气压缩机和煤气缓冲罐，且通过管线依次连接；
15.所述分馏塔的塔顶出口管线与所述分馏塔顶空冷器的进口端连接；所述煤气缓冲罐的顶部设置有煤气出口管线。
16.更进一步，所述一中油气密系统包括一中油循环泵、一中油换热器和中油空冷器，且通过管线依次连接；所述分馏塔的塔身一侧出口管线与所述一中油循环泵的进口端连接；所述中油空冷器的出口端与所述分馏塔的塔身一侧进口管线连接。
17.更进一步，所述二中油气密系统包括二中油循环泵、二中油蒸汽发生器和二中油冷却器，且通过管线依次连接；所述分馏塔的底部一侧出口管线与所述二中油循环泵的进口端连接；所述二中油冷却器的出口端设置有二中油出口管线。
18.更进一步，所述塔底气密系统包括热解焦油泵、热解焦油蒸汽发生器和换热器，且通过管线依次连接；所述分馏塔的塔底出口管线与所述热解焦油泵的进口端连接；所述换热器的出口端设置有分馏塔底油出口管线。
19.进一步，所述反应烧炭系统还包括烧炭器、反应提升管、主风机、辅助燃烧室、燃料油加压泵、燃料油缓冲罐、燃料油喷嘴和烧炭器立管；
20.所述燃料油缓冲罐的进口管线与所述燃料油加压泵连接；所述燃料油缓冲罐的出口管线与所述燃料油喷嘴的进口端连接；所述燃料油喷嘴的出口端设置于所述烧炭器的底部一侧内；
21.所述辅助燃烧室的进口端连接有燃料气进口管线；所述辅助燃烧室的出口端连接有燃料气出口管线；所述燃料气出口管线的出口端与所述烧炭器的底部进口连接；所述主风机的出口端通过两根管线分别与所述辅助燃烧室的进口端、所述燃料气出口管线连接；
22.所述烧炭器的底部出口与烧炭器立管的进口端连接；所述烧炭器立管的出口端与所述反应提升管的进口端连接；所述反应提升管的进口端还连接有粉煤进料管线和提升煤气管线；所述反应提升管的出口端与所述沉降器的底部进口连接；所述烧炭器的底部一侧出口与所述烧炭器的底部一侧进口连接。
23.本实用新型的有益效果：
24.1、本实用新型中，通过增设吹扫装置和开工水洗塔，能够实现开工冷态拆除油气
大盲板，且在开工冷态拆除油气大盲板后装粉焦时，可防止粉焦进入分馏塔，避免造成分馏塔的堵塞，还能防止油气中携带的粉焦进入循环煤气压缩机；同时还能防止沉降器至分馏塔之间的油气管线堵塞，避免造成反应系统憋压。
25.2、本实用新型中，冷态拆除油气大盲板，操作人员在常温下进行工作，消除了人员在高温工作的风险，管道中不存在惰性气体，降低了人员在拆除大盲板时可能存在的窒息风险，还降低了粉焦泄漏着火的风险以及空气进入管道造成粉焦在管道发生爆燃的可能，同时节省了开工所需时间，减少了能源的损耗。
附图说明
26.图1是对比例1中粉煤热解装置油气分离系统的结构示意图。
27.图2是对比例1中沉降器与分馏塔的结构组成示意图。
28.图3是对比例1和实施例1中反应烧炭系统的结构组成示意图。
29.图4是本实用新型实施例1中粉煤热解装置油气分离系统的结构示意图。
30.图5是本实用新型实施例1中沉降器与分馏塔的结构组成示意图。
31.图6是本实用新型实施例1中分馏系统的结构组成示意图。
32.图中：1、反应烧炭系统；11、烧炭器；12、反应提升管；13、沉降器；14、燃料油加压泵；15、燃料油缓冲罐；16、燃料油喷嘴；17、辅助燃烧室；18、主风机；19、烧炭器立管；
33.2、分馏系统；21、分馏塔；22、塔顶气密系统；221、分馏塔顶空冷器；222、分馏塔顶水冷器；223、分馏塔顶回流罐；224、电捕焦油器；225、循环煤气压缩机；226、煤气缓冲罐；23、一中油气密系统；231、一中油循环泵；232、一中油换热器；233、中油空冷器；24、二中油气密系统；241、二中油循环泵；242、二中油蒸汽发生器；243、二中油冷却器；25、塔底气密系统；251、热解焦油泵；252、热解焦油蒸汽发生器；253、换热器；
34.3、油气管线；4、油气大盲板；5、开工水洗塔；
35.6、蒸汽吹扫系统；61、蒸汽吹扫装置；62、蒸汽吹扫管线。
具体实施方式
36.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
37.基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
38.实施例1
39.请参阅图3至图6，一种粉煤热解装置油气分离系统，包括反应烧炭系统1和分馏系统2。反应烧炭系统1的结构如图3所示，与对比例1的反应烧炭系统1的结构基本相同，此处不再赘述。
40.请参阅图5，反应烧炭系统1包括沉降器13；分馏系统2包括分馏塔21；沉降器13的顶部油气出口通过油气管线3与分馏塔21的底部一侧进口连接；油气管线3靠近分馏塔21的一端设置有油气大盲板4。
41.请再次参阅图5，粉煤热解装置油气分离系统还包括开工水洗塔5和蒸汽吹扫系统
6；开工水洗塔5的底部一侧进口通过管线与油气管线3连接；开工水洗塔5的顶部出口通过管线与分馏塔21的塔顶出口管线连接。开工水洗塔5的作用是利用溶剂的淋洗作用来实现气体的降温、除尘和净化作用。
42.蒸汽吹扫系统6包括蒸汽吹扫装置61和蒸汽吹扫管线62；蒸汽吹扫管线62的一端与蒸汽吹扫装置61的出口端连接；蒸汽吹扫管线62的另一端与开工水洗塔5和分馏塔21之间的油气管线3连接。本实施例中，蒸汽吹扫装置61主要包括高压蒸汽泵和蒸汽缓冲室，利用高压蒸汽泵将蒸汽缓冲室内的蒸汽进行反向吹扫，使通过沉降器13提供的携带粉焦的油气在蒸汽反向吹扫作用下进入开工水洗塔5，避免油气中携带粉焦进入分馏塔21以及后续分馏系统2中造成油气管线3、分馏塔21以及后续分馏系统2的堵塞现象，且能够实现开工冷态拆除油气大盲板，提高操作安全性，且还能降低粉焦泄漏着火的风险以及空气进入管道造成粉焦在管道发生爆燃的可能，同时节省了开工所需时间，减少了能源的损耗。
43.请参阅图4，为了方便控制相应管线的开启和关闭，反应烧炭系统1、分馏系统2、开工水洗塔5与蒸汽吹扫系统6以及其相连接的各管线上均设置有控制阀门。例如，分馏塔21的顶部出口设置有油气蝶阀。蒸汽吹扫管线62上设置有蒸汽吹扫阀门。
44.请参阅图4和图6，为了方便将油气进行分馏，分馏系统2还包括塔顶气密系统22、一中油气密系统23、二中油气密系统24和塔底气密系统25；分馏塔21的塔顶出口管线与塔顶气密系统22连接；分馏塔21的塔身一侧出口管线与一中油气密系统23连接；分馏塔21的底部一侧出口管线与二中油气密系统24连接；分馏塔21的塔底出口管线与塔底气密系统25连接。
45.如图6，塔顶气密系统22包括分馏塔顶空冷器221、分馏塔顶水冷器222、分馏塔顶回流罐223、电捕焦油器224、循环煤气压缩机225和煤气缓冲罐226，且通过管线依次连接；分馏塔21的塔顶出口管线与分馏塔顶空冷器221的进口端连接；煤气缓冲罐226的顶部设置有煤气出口管线。
46.一中油气密系统23包括一中油循环泵231、一中油换热器232和中油空冷器233，且通过管线依次连接；分馏塔21的塔身一侧出口管线与一中油循环泵231的进口端连接；中油空冷器233的出口端与分馏塔21的塔身一侧进口管线连接。
47.二中油气密系统24包括二中油循环泵241、二中油蒸汽发生器242和二中油冷却器243，且通过管线依次连接；分馏塔21的底部一侧出口管线与二中油循环泵241的进口端连接；二中油冷却器243的出口端设置有二中油出口管线。
48.塔底气密系统25包括热解焦油泵251、热解焦油蒸汽发生器252和换热器253，且通过管线依次连接；分馏塔21的塔底出口管线与热解焦油泵251的进口端连接；换热器253的出口端设置有分馏塔底油出口管线。
49.粉煤热解开工时，冷态拆除油气大盲板按照以下步骤实施：
50.(1)吹扫，装置各系吹扫完毕，拆除油气大盲板；
51.(2)反应烧炭系统气密：主风机
→
烧炭器
→
烧炭器立管滑阀
→
反应提升管
→
沉降器
→
分馏塔；
52.(3)分馏系统气密：
53.a)塔顶流程气密：油气
→
分馏塔
→
煤气
→
分馏塔顶空冷器
→
分馏塔顶水冷器
→
分馏塔顶回流罐
→
电捕焦油器
→
循环煤气压缩机
→
煤气缓冲罐
→
出煤气；
54.b)一中油流程气密：一中油
→
一中油循环泵
→
一中油换热器
→
一中油空冷器
→
分馏塔；
55.b)二中油流程气密：二中油
→
二中油循环泵
→
二中油蒸汽发生器
→
二中油冷却器
→
出装置；
56.b)塔底油流程气密：分馏塔底油
→
热解焦油泵
→
热解焦油蒸汽发生器
→
换热器
→
出装置；
57.(4)反应系统升温，此时反应系统的气走开工水洗塔；
58.(5)分馏系统油运，关闭分馏塔顶油气蝶阀，打开油气自沉降器至分馏塔油气管线吹扫蒸汽手阀进行反吹，防止粉焦进入分馏塔；
59.(6)分馏系统油运结束，反应系统准备进粉煤，产生油气后，油气改进分馏塔，开工水洗塔切除；
60.(7)分馏系统运行正常，分离出的油品合格，开始往装置外送。
61.对比例1
62.请参阅图1至图3，一种粉煤热解装置油气分离系统，包括反应烧炭系统1和分馏系统2，其中，反应烧炭系统1包括括烧炭器11、反应提升管12、沉降器13、燃料油加压泵14、燃料油缓冲罐15、燃料油喷嘴16、辅助燃烧室17、主风机18和烧炭器立管19。
63.请参阅图1和图3，燃料油缓冲罐15的进口管线与燃料油加压泵14连接；燃料油缓冲罐15的出口管线与燃料油喷嘴16的进口端连接；燃料油喷嘴16的出口端设置于烧炭器11的底部一侧内。
64.辅助燃烧室17的进口端连接有燃料气进口管线；辅助燃烧室17的出口端连接有燃料气出口管线；燃料气出口管线的出口端与烧炭器11的底部进口连接；主风机18的出口端通过两根管线分别与辅助燃烧室17的进口端、燃料气出口管线连接。
65.烧炭器11的底部出口与烧炭器立管19的进口端连接；烧炭器立管19的出口端与反应提升管12的进口端连接；反应提升管12的进口端还连接有粉煤进料管线和提升煤气管线；反应提升管12的出口端与沉降器13的底部进口连接；烧炭器11的底部一侧出口与烧炭器11的底部一侧进口连接。
66.反应烧炭系统1的工作过程如下：
67.启动主风机，主风机18通过对应的管线向烧炭器11提供粉焦燃烧所需的氧气，使烧炭器11升温至150℃。主风机18通过对应的管线向辅助燃烧室17提供燃料气燃烧所需的氧气；燃料气通过燃料气进口管线进入辅助燃烧室17，然后再通过点燃辅助燃烧室17向烧炭器11提供粉焦燃烧所需的高温烟气，使烧炭器11升温至约350℃。接着将燃料气切换成燃料油，启动燃料油加压泵14，燃料油经燃料油加压泵14加压，使燃料油缓冲罐15内地燃料油经燃耗油喷嘴送入烧炭器内，用于向烧炭器提供粉焦燃烧所需的热源，使烧炭器升温至500℃。升温结束后对反应提升管和沉降器进行氮气置换。
68.烧炭器11中粉焦燃烧产生的高温烟气，经烧炭器11内的烧炭器旋风分离器分离后，进入其他系统进行循环利用。烧炭器11的底部连接烧炭器立管19，烧炭器立管19上设有烧炭器立管滑阀，烧炭器立管19的出口端伸入反应提升管12的入口端内，反应提升管12的入口端分别与粉煤进料管线和提升煤气管线连接。粉煤进料管线用于提供粉煤；提升煤气管线用于提供煤气，输送的煤气和粉煤在反应提升管12的入口端先混合，然后与来自烧炭
器立管19的粉焦混合，并输送至沉降器13进行反应，在输送的过程中粉焦给粉煤提供热量，而粉煤热解反应产生的焦油、煤气和粉焦进入沉降器13，经沉降器内的沉降器旋风分离器分离后，粉焦进入沉降器立管，在输送风的作用下进入烧炭器11；油气仅后续系统提纯得到煤气，煤气可作为气体热载体进行循环利用。
69.分馏系统2包括分馏塔21。沉降器13的顶部油气出口通过油气管线3与分馏塔21的底部一侧进口连接；油气管线3靠近分馏塔21的一端设置有油气大盲板4。反应烧炭系统1与分馏系统2以及两者相连接的各管线上均设置有控制阀门。
70.分馏系统2的工作过程如下：
71.粉煤热解反应产生的焦油、煤气和粉焦进入沉降器13，经沉降器13内的沉降器旋风分离器分离后，焦油、煤气由沉降器13的顶部油气出口进入油气管线3，然后经油气管线输送至分馏塔21，经分馏塔21进行分馏处理。
72.在分馏塔接收油焦油和煤气之前需要进行分馏塔惰性化，然后热态拆除油气大盲板，采用热态拆除油气大盲板，由于反应烧炭系统进行升温、装焦，即使进行闷床，温度也较高，拆除盲板时人需要长时间在高温下进行工作，增加了作业时的风险，同时系统已进行惰性化，管道中存在大量的惰性气体，存在令作业人员窒息的风险，还要注意管道中粉焦的漏出和外界空气的进入，防止粉焦的着火以及管道中可能存在粉焦的爆燃。这些问题造成了装置开工时存在较大安全的隐患，也有可能造成一定的经济损失。在热态拆除油气大盲板后反应开始进粉煤时，油气中携带的粉焦会随油气进入沉降器与分馏塔之间的油气管线，有很大的几率会导致油气管线堵塞，造成反应系统憋压，存在较大安全的隐患。
73.以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：

1.一种粉煤热解装置油气分离系统，包括反应烧炭系统(1)和分馏系统(2)，所述反应烧炭系统(1)包括沉降器(13)；所述分馏系统(2)包括分馏塔(21)；所述沉降器(13)的顶部油气出口通过油气管线(3)与所述分馏塔(21)的底部一侧进口连接；所述油气管线(3)靠近所述分馏塔(21)的一端设置有油气大盲板(4)；其特征在于，还包括开工水洗塔(5)和蒸汽吹扫系统(6)；所述开工水洗塔(5)的底部一侧进口通过管线与所述油气管线(3)连接；所述开工水洗塔(5)的顶部出口通过管线与所述分馏塔(21)的塔顶出口管线连接；所述蒸汽吹扫系统(6)包括蒸汽吹扫装置(61)和蒸汽吹扫管线(62)；所述蒸汽吹扫管线(62)的一端与所述蒸汽吹扫装置(61)的出口端连接；所述蒸汽吹扫管线(62)的另一端与所述开工水洗塔(5)和所述分馏塔(21)之间的油气管线(3)连接。2.根据权利要求1所述的粉煤热解装置油气分离系统，其特征在于，所述反应烧炭系统(1)、所述分馏系统(2)、所述开工水洗塔(5)与所述蒸汽吹扫系统(6)之间相连接的各管线上均设置有控制阀门。3.根据权利要求1所述的粉煤热解装置油气分离系统，其特征在于，所述分馏系统(2)还包括塔顶气密系统(22)、一中油气密系统(23)、二中油气密系统(24)和塔底气密系统(25)；所述分馏塔(21)的塔顶出口管线与所述塔顶气密系统(22)连接；所述分馏塔(21)的塔身一侧出口管线与所述一中油气密系统(23)连接；所述分馏塔(21)的底部一侧出口管线与所述二中油气密系统(24)连接；所述分馏塔(21)的塔底出口管线与所述塔底气密系统(25)连接。4.根据权利要求3所述的粉煤热解装置油气分离系统，其特征在于，所述塔顶气密系统(22)包括分馏塔顶空冷器(221)、分馏塔顶水冷器(222)、分馏塔顶回流罐(223)、电捕焦油器(224)、循环煤气压缩机(225)和煤气缓冲罐(226)，且通过管线依次连接；所述分馏塔(21)的塔顶出口管线与所述分馏塔顶空冷器(221)的进口端连接；所述煤气缓冲罐(226)的顶部设置有煤气出口管线。5.根据权利要求3所述的粉煤热解装置油气分离系统，其特征在于，所述一中油气密系统(23)包括一中油循环泵(231)、一中油换热器(232)和中油空冷器(233)，且通过管线依次连接；所述分馏塔(21)的塔身一侧出口管线与所述一中油循环泵(231)的进口端连接；所述中油空冷器(233)的出口端与所述分馏塔(21)的塔身一侧进口管线连接。6.根据权利要求3所述的粉煤热解装置油气分离系统，其特征在于，所述二中油气密系统(24)包括二中油循环泵(241)、二中油蒸汽发生器(242)和二中油冷却器(243)，且通过管线依次连接；所述分馏塔(21)的底部一侧出口管线与所述二中油循环泵(241)的进口端连接；所述二中油冷却器(243)的出口端设置有二中油出口管线。7.根据权利要求3所述的粉煤热解装置油气分离系统，其特征在于，所述塔底气密系统(25)包括热解焦油泵(251)、热解焦油蒸汽发生器(252)和换热器(253)，且通过管线依次连接；所述分馏塔(21)的塔底出口管线与所述热解焦油泵(251)的进口端连接；所述换热器(253)的出口端设置有分馏塔底油出口管线。

技术总结

本实用新型提供一种粉煤热解装置油气分离系统，属于粉煤热解技术领域，包括反应烧炭系统和分馏系统，反应烧炭系统包括沉降器；分馏系统包括分馏塔；沉降器的顶部油气出口通过油气管线与分馏塔的底部一侧进口连接；油气管线的一端设置有油气大盲板；还包括开工水洗塔和蒸汽吹扫系统；开工水洗塔通过管线与油气管线连接；开工水洗塔的顶部出口通过管线与分馏塔的塔顶出口管线连接；蒸汽吹扫系统包括蒸汽吹扫装置和蒸汽吹扫管线；蒸汽吹扫管线的一端与蒸汽吹扫装置的出口端连接；蒸汽吹扫管线的另一端与油气管线连接。该系统通过增设开工水洗塔和蒸汽吹扫系统，用以预防在拆除盲板时粉焦的泄漏着火以及令作业人员窒息的风险。焦的泄漏着火以及令作业人员窒息的风险。焦的泄漏着火以及令作业人员窒息的风险。