一种转换吸收设备、荒煤气回收利用系统以及荒煤气回收利用的方法

摘要

本发明涉及炼焦及煤干馏领域，具体地，涉及转换吸收塔、荒煤气回收利用系统以及利用该荒煤气回收利用系统进行荒煤气回收利用的方法。转换吸收塔包括转换吸收塔和轻循环油塔盘，将转换吸收塔的内部分隔为轻质油循环区域和重质油循环区域，其中，在轻质油循环区域内，从上到下依次设置有轻循环油喷洒装置和第一填料层；重质油循环区域内设置有重循环油喷洒装置、第二填料层以及喷射器，喷射器的气体入口与转换吸收塔的气体入口连通，转换吸收塔的顶部设置有气体出口。本装置能够分质回收重质焦油、轻质焦油和洁净煤气，并回收荒煤气余热副产蒸汽，对炼焦而言节能效果显著，完全不需要氨水循环，回收的煤焦油和煤气不含粉尘杂质。

说明书

技术领域

本发明涉及炼焦及煤干馏领域，具体地，涉及一种转换吸收设备、一种荒煤气回收利用系统以及利用该荒煤气回收利用系统进行荒煤气回收利用的方法。

背景技术

我国是焦炭生产大国，2014年焦炭产量达4.7亿吨，干馏一吨干煤大约产生400Nm³的大约750℃的高温荒煤气，荒煤气带出的热量约占焦炉支出热的36％。煤干馏副产的重要化学产品都是通过一系列净化手段从荒煤气中分离获得，比如净煤气、焦油、粗苯、吡啶、萘等，所以煤干馏的化学产品的回收、煤气净化、余热回收等对煤干馏装置来讲非常重要。

传统的荒煤气净化工艺是750℃左右的荒煤气从焦炉上升管导出后，在集气管大量的喷洒循环氨水，通过氨的蒸发将荒煤气温度降到85℃左右，同时大部分焦油冷凝，后续再经过焦油氨水分离、冷凝鼓风、脱硫、脱氨、洗苯等工序净化煤气并回收化学产品。

很显然，传统的荒煤气净化工艺存在的第一个问题是粉尘污染焦油，使得后续焦油的加工还需超级离心或者精密过滤等复杂的方法净化。炼焦或者煤干馏过程中产生的焦粉及煤粉被荒煤气携带出来，最终转化到了煤焦油里面，所以氨水喷洒工艺会产生大量的焦油渣，一方面污染焦油的品质，造成焦油的损失，另一方面焦油渣是固体废物，难以处理。特别是以获取煤焦油煤气为主要目的的低阶煤中低温干馏装置，荒煤气夹带粉尘的问题已经成了制约装置稳定运行的最大难题，目前已经建成的装置和在研工艺都不能有效解决这个问题。

传统的荒煤气净化工艺存在的第二个问题是荒煤气余热得不到很好的回收利用。对传统的循环氨水喷洒工艺，只能利用80℃左右的氨水热量用于取暖、淋浴、预热物料等，热利用品位低，利用效率低。

焦炉炼焦所耗热量约70％被成熟焦炭和高温干馏产生的荒煤气带走，随着国内外干熄焦(CDQ)技术的发展和普及，红热焦炭所含显热已有了成熟的回收途径，取得了巨大的效益，但荒煤气余热回收目前尚处于探索阶段，尚无可靠的技术。

曾经试验过的荒煤气余热回收技术无论是焦炉上升管汽化冷却技术还是导热油夹套冷却技术还是热管式换热技术，都存在一个致命的问题，就是煤焦油在受热面冷凝，在高温的反复作用下结焦、结石墨，使得生产难以进行。并且用热媒间壁换热的方法只能回收煤气500℃以上的余热，这只占荒煤气余热的一小部分。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述问题，提供一种转换吸收设备、一种荒煤气回收利用系统以及利用该荒煤气回收利用系统进行荒煤气回收利用的方法。本发明的转换吸收设备、荒煤气回收利用系统和方法能够充分利用荒煤气的余热并且能够得到重质焦油、轻质焦油和蒸汽。

本发明的发明人经过大量的深入研究，发现了一种能够充分利用荒煤气的余热分别对重循环油和轻循环油进行加热的装置，并基于该装置巧妙地设置了使得煤气、重循环油、轻循环油和蒸汽能够循环并相互换热的工艺流程，使得热量得以充分利用，并能够得到多种产品。

本发明第一方面提供了一种转换吸收塔，其中，该转换吸收设备包括转换吸收塔和设置于该转换吸收塔内的轻循环油塔盘，该轻循环油塔盘将所述转换吸收塔的内部分隔为位于上部的轻质油循环区域和位于下部的重质油循环区域，其中，在所述轻质油循环区域内，从上到下依次设置有轻循环油喷洒装置、第一填料层和轻循环油出口；所述重质油循环区域内设置有重循环油喷洒装置、第二填料层以及喷射器，所述喷射器上下贯穿所述第二填料层并且包括位于所述第二填料层上方的气相入口和重循环油入口以及位于所述第二填料层下方的混合物料出口，所述喷射器的气相入口与所述转换吸收塔的气体入口连通，所述转换吸收塔的顶部设置有气体出口，底部设有重循环油出口。

本发明第二方面提供了一种荒煤气回收利用系统，其中，该荒煤气回收利用系统包括荒煤气预处理设备、本发明的所述的转换吸收设备和煤气冷却设备，经过所述荒煤气预处理设备处理后的荒煤气进入所述转换吸收设备进行处理，经过所述转换吸收设备处理后的气体进入所述煤气冷却设备进行冷却处理。

本发明第三方面提供了使用本发明的荒煤气回收利用系统进行荒煤气回收利用的方法，其中，该方法包括：

将荒煤气从转换吸收塔的气体入口进入喷射器，与一股来自外取热器的重循环油在喷射器中混合成油气混合物并从喷射器下方的出口喷出，喷出后发生油气分离，分离出的荒煤气在重质油循环区域中自下而上流动，与重循环油喷洒装置喷洒的一股重循环油在第二填料层中接触，然后通过轻循环油塔盘进入轻质油循环区域，荒煤气在该轻质油循环区域中自下而上流动，与轻循环油喷洒装置喷洒的一股轻循环油在第一填料层中接触，然后从转换吸收塔顶部的气体出口排出。

与现有技术相比，本发明的系统和方法的优势至少在于：

(1)本发明实现了荒煤气的余热回收，一是余热回收的温度范围宽，能回收荒煤气70％以上的余热，二是解决了传统的荒煤气余热回收存在的受热面焦油冷凝、结焦、结石墨等难题，运行稳定可靠；

(2)本发明处理高温荒煤气不需要大量的氨水循环，全部设备密闭生产，节能环保；

(3)本发明在实现高温荒煤气余热回收的同时还能实现煤焦油产品的馏程切割和热态回收，可以和后续的焦油加工装置无缝对接，简化加工流程，降低能耗；

(4)本发明回收的焦油产品质量好，重焦油含水量＜0.1％，轻焦油乳化轻或不乳化，易于油水分离，焦油基本上不含碳粉、煤粉、灰分等机械杂质，喹啉不溶物(QI)极低，特别适用于加工高附加值优质煤沥青产品。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是根据本发明一种具体实施方式的转换吸收设备。

图2是根据本发明一种具体实施方式的荒煤气回收利用系统。

图3是根据本发明一种具体实施方式的除尘装置。

附图标记说明

101-高温荒煤气集气管；102-蒸汽过热器；103-导热油换热器；104-导热油循环泵；105-导热油高位膨胀槽；

2-除尘装置；201-高温除尘器壳体；202-高温除尘组件；203-在线自动清灰装置；204-收尘装置；2011-含尘空间连接煤气入口；2012-洁净空间连接煤气出口；2013-粉尘出口；2014-反吹接口；2015-压差控制器；2031-反吹气包；2032反吹气源；2033-脉冲反吹阀；

300-转换吸收设备；301-转换吸收塔；302-重油循环泵；303-外取热器；304-轻油循环泵；305-轻循环油取热器；306-重焦油冷却器；401-一级煤气冷却器；4011-轻油循环泵；402-二级煤气冷却器；4021-冷凝液循环泵；403-煤气风机；3011-煤气入口；3012-喷射器；3013-煤气出口；3014-重循环油出口；3015-第二填料层；3016-重循环油喷洒装置；3017-轻循环油塔盘；3018-轻循环油出口；3019-第一填料层；3020-轻循环油喷洒装置；3021-重循环油入口；3022-混合物料出口；3031-重循环油换热管；3032-导热油换热管；3033-蒸汽气包。

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下”通常是指参考附图所示的上、下，使用的连接术语通常是指参考附图所示的连接关系。

本发明第一方面提供了一种转换吸收设备，其中，该转换吸收设备300包括转换吸收塔301和设置于该转换吸收塔301内的轻循环油塔盘3017，该轻循环油塔盘3017将所述转换吸收塔301的内部分隔为位于上部的轻质油循环区域和位于下部的重质油循环区域，其中，在所述轻质油循环区域内，从上到下依次设置有轻循环油喷洒装置3020、第一填料层3019和轻循环油出口3018；所述重质油循环区域内设置有重循环油喷洒装置3016、第二填料层3015以及喷射器3012，所述喷射器3012上下贯穿所述第二填料层3015并且包括位于所述第二填料层3015上方的气相入口3011和重循环油入口3021以及位于所述第二填料层3015下方的混合物料出口3022，所述喷射器3012的气相入口3011与所述转换吸收塔301的气体入口连通，所述转换吸收塔301的顶部设置有气体出口3013，底部设有重循环油出口3014。所述重循环油喷洒装置3016位于所述喷射器3012的上方。

在本发明中，在所述重质油循环区域中至少设置有以下物料出入口：两个重循环油入口，其中一个位于所述重循环油喷洒装置3016，另一个为位于所述喷射器3012上的重循环油入口3021；一个气体入口，即为将待处理的荒煤气进入转换吸收塔301的气体入口3011，该转换吸收塔301的气体入口3011与所述喷射器3012的气体入口连通；以及，一个重循环油出口3014，该重循环油出口位于转换吸收塔301的底部，即位于所述第二填料层3015下方的储油区域。

所述重质油循环区域中的焦煤气自喷射器3012下部的喷射器出口喷出，自然油气分离后自下而上流动，最终穿过所述轻循环油塔盘3017进入所述轻质油循环区域。所述轻循环油塔盘可以为本领域常规的塔盘，其作用是可以使气体通过并阻拦大部分液体，例如可以为泡罩塔盘或者浮阀塔盘。

在本发明中，在所述轻质油循环区域至少设置以下物料出入口：一个轻循环油入口，位于轻循环油喷洒装置3020；一个轻循环油出口3018，位于所述第一填料层3019的下方，优选位于所述轻循环油塔盘3017上以使油层保持在一定高度以下而不会溢出，气体穿过轻循环油塔盘3017进入轻质油循环区域；一个气体出口3013，位于该转换吸收塔301的顶部，即为换热和传质后的荒煤气离开转换吸收塔301的出口。

在本发明中，所述转换吸收设备300还可以包括轻循环油取热器305，从而所述转换吸收塔301的轻循环油出口3018、所述轻循环油取热器305和所述轻循环油喷洒装置3020依次通过管路连通，由此形成一个循环的回路。另外，所述轻循环油取热器305还可以具有一个轻循环油出口连接界外，用于收集轻质焦油作为轻质焦油产品。另外，所述转换吸收设备300还可以包括轻油循环泵304，该轻油循环泵304可以设置于轻循环油出口3018和轻循环油取热器305之间。

在本发明中，所述转换吸收设备300还可以包括外取热器303，该外取热器303包括用于提供汽水空间的壳体和位于该汽水空间内的重循环油换热管3031，所述重循环油换热管3031的入口与所述转换吸收塔301的重循环油出口3014连通，所述重循环油换热管3031的出口分至少三路，一路连接到所述喷射器3012的重循环油入口3021，一路连接到所述重循环油喷洒装置3016，一路作为收集管路用以回收重循环油产品。另外，所述转换吸收设备300还可以包括循环泵302，该轻油循环泵302可以设置于重循环油换热管3031重循环油入口与转换吸收塔301的重循环油出口3014之间。

在本发明中，所述转换吸收设备300还包括重焦油冷却器306，用于对来自所述外取热器303的一股重循环油进行冷却并收集重质焦油。换句话说，所述重循环油换热管3031还可以另外具有一个重循环油出口，该重循环油出口与所述重焦油冷却器306连通，重循环油在所述重焦油冷却器306中冷却后，收集得到的重质焦油作为重质焦油产品。

如图1和图2所示，根据本发明一种具体的实施方式的转换吸收设备300包括：在所述转换吸收塔301的中部设有煤气入口3011，在所述转换吸收塔301内中部靠下的位置设有喷射器3012，所述喷射器3012可以是一台或者多台的组合，所述喷射器3012的气相入口与所述煤气入口3011相连通；在所述转换吸收塔301的顶部设有煤气出口3013，底部设有重循环油出口3014，在所述重循环油出口3014的上部与所述煤气入口3011的下部之间的区域设有填料层3015，所述喷射器3012的扩散管穿过所述填料层3015；在所述转换吸收塔301的中部还设有重循环油入口3021，所述重循环油入口3021与所述喷射器3012的喷射口相连通；在所述重循环油入口3021的上方还设置重循环油喷洒装置3016；所述重循环油喷洒装置3016的上部设置有轻循环油塔盘3017，所述轻循环油塔盘3017的上部还设置有轻循环油出口3018，所述轻循环油出口3018的上部设置有填料层3019，所述填料层3019的上部设置有轻循环油喷洒装置3020。另外，该转换吸收设备300还包括重油循环泵302、外取热器303、轻油循环泵304、轻循环油取热器305和重焦油冷却器306；其中，所述转换吸收设备300的底部重循环油出口3014与所述重油循环泵302的入口联通，所述重油循环泵302的出口连接到所述外取热器303的重油入口，所述外取热器303的重油出口分三路，一路联通到所述转换吸收塔301内部的喷射器3012液体入口，一路连通到所述转换吸收塔301中部的重循环油喷洒装置3016入口，另一路连通到所述重焦油冷却器306。所述转换吸收塔301的中上部有轻循环油出口3018与所述轻油循环泵304、轻循环油取热器305、上部轻循环油入口依次通过管路连接成一个循环回路，所述轻循环油取热器305的循环油出口还有一个轻焦油管路连接到外部。

本发明第二方面提供了一种荒煤气回收利用系统，其中，该荒煤气回收利用系统包括荒煤气预处理设备100、本发明的转换吸收设备300和煤气冷却设备400，经过所述荒煤气预处理设备100处理后的荒煤气进入所述转换吸收设备300进行处理，经过所述转换吸收设备300处理后的气体进入所述煤气冷却设备400进行冷却处理。

在本发明中，所述煤气冷却设备400包括一级煤气冷却器401和二级煤气冷却器402，所述一级煤气冷却器401的气体入口与所述转换吸收设备300的气体出口连通，所述一级煤气冷却器401的气体出口与所述二级煤气冷却器402的气体入口连通。

在本发明中，所述一级煤气冷却器401的底部的轻油出口可以分为两路，一路循环回该一级煤气冷却器401的顶部的喷洒装置，一路连接到界外用以收集所得的轻油产品。所述二级煤气冷却器402的底部的液体出口可以分为两路，一路循环回该二级煤气冷却器402的顶部的喷洒装置，一路连接到界外。

在本发明中，所述煤气冷却设备400还可以包括轻油循环泵4011，该轻油循环泵4011可以设置于一级煤气冷却器401的底部轻油出口和一级煤气冷却器401的上部喷洒装置之间，用于将一级煤气冷却器401的底部的部分轻油循环回该一级煤气冷却器401的上部进行喷洒。在本发明中，所述煤气冷却设备400还可以包括冷凝液循环泵4021，该冷凝液循环泵4021设置于二级煤气冷却器402的底部液体出口和二级煤气冷却器402的上部喷洒装置之间，用于将二级煤气冷却器402的底部的部分液体循环回该二级煤气冷却器402的上部进行喷洒。在本发明中，所述煤气冷却设备400还可以包括煤气风机403，该煤气风机403用于将二级煤气冷却器402的气体出口得到的处理后的干净煤气引出。

在本发明中，所述荒煤气预处理设备100包括除尘装置2，荒煤气经过所述除尘装置2处理后进入所述转换吸收设备300。

在本发明中，所述除尘装置2可以为本领域常规的除尘装置。根据本发明一种优选的具体实施方式，所述除尘装置2可以包括高温除尘器壳体201、高温除尘组件202、在线自动清灰装置203以及收尘装置204，其中所述高温除尘组件202为吊挂试管式金属粉末烧结多孔滤芯，安装在高温除尘器壳体201内部，在金属粉末烧结多孔滤芯的外侧与所述高温除尘器壳体201之间构成含尘空间，在所述金属粉末烧结多孔滤芯的内部空间构成洁净空间，所述除尘装置2的煤气入口2011与所述含尘空间连接，所述除尘装置2的煤气出口2012与所述洁净空间连接；优选地，在线自动清灰装置203设置在高温除尘器壳体201的顶部，通过反吹接口2014与高温除尘器壳体201相连，所述在线自动清灰装置203包括反吹气包2031、反吹气源2032和脉冲反吹阀2033，反吹气包2031的入口与反吹气源2032相连，出口与脉冲反吹阀2033相连并连接到反吹接口2014；优选地，高温除尘器壳体201上还设置压差控制器2015，压差控制器2015有两个测量端，一端与所述含尘空间相连，另一端与所述洁净空间相连，压差控制器2015还与在线自动清灰装置203相连，所述压差控制器2015检测所述含尘空间和所述洁净空间的压差值，通过所述压差控制器2015检测的压差信号对所述在线自动清灰装置203进行控制，控制方式例如为当压差控制器2015检测到所述压差值超出设定范围，控制所述在线自动清灰装置203对所述高温除尘组件202进行清灰操作；优选地，高温除尘器壳体201底部还设置粉尘出口2013，粉尘出口2013连接到收尘装置204。优选地，所述高温除尘组件202的材质可以是多孔金属材质或者是多孔陶瓷材质，所述高温除尘组件202的类型可以是过滤管式或者是过滤板式。

在本领域中，所得的荒煤气常常温度较高，可以达到750℃左右。因此当荒煤气温度较高(例如高于550℃)时，在进入所述除尘装置2之前最好先进行换热降温。因此，在本发明中，所述荒煤气预处理设备100还可以包括荒煤气集气管101、蒸汽过热器102和导热油换热器103，来自所述荒煤气集气管101的荒煤气依次经过所述蒸汽过热器102和所述导热油换热器103换热后进入所述除尘装置2进行处理。

本发明的荒煤气预处理设备100没有在图2中标出，该荒煤气预处理设备100至少包括荒煤气集气管101、蒸汽过热器102和导热油换热器103和除尘装置2。

在本发明中，优选地，所述外取热器303还包括位于汽水空间内的导热油换热管3032和与所述外取热器303的壳体连通的蒸汽气包3033，具体地，所述外取热器303的包括重循环油换热管3031和导热油换热管3032，该重循环油换热管3031和导热油换热管3032将所述外取热器303内部的空间分隔为油空间和汽水空间，所述蒸汽气包3033汽水空间相连。优选地，所述蒸汽过热器102的蒸汽入口与所述外取热器303的蒸汽气包3033的出口相连；更优选地，所述蒸汽过热器102的蒸汽出口分为至少两路，一路进行回收过热蒸汽，另一路连接到所述除尘装置2进行反吹清灰。

在本发明中，优选地，所述导热油换热器103的导热油入口与所述外取热器303的导热油换热管3032的导热油出口相连，所述导热油换热器103的导热油出口与所述导热油换热管3032的导热油入口相连；进一步优选地，所述导热油换热器103的导热油入口与所述导热油换热管3032的导热油出口之间设置有导热油高位膨胀槽105。在本发明中还可以设置导热油循环泵104，位于所述导热油换热器103的导热油入口与所述外取热器303的导热油换热管3032的导热油出口之间，用于将导热油进行循环；优选地，所述导热油高位膨胀槽105位于所述导热油循环泵104与所述导热油换热管3032的导热油出口之间。

本发明的荒煤气回收利用系统还包括水的循环利用，具体思路包括：在本发明的外取热器中可以使用脱盐水进行换热，换热后的温度升高的脱盐水送入外取热器303中在重循环油和导热油的热作用下蒸发得到蒸汽，蒸汽一部分作为蒸汽产品回收，一部分进入蒸汽过热器102中换热得到过热蒸汽。根据本发明一种具体实施方式，所述轻循环油取热器305、重焦油冷却器306、一级煤气冷却器401、二级煤气冷却器402均设有脱盐水入口和脱盐水出口，脱盐水管道分别与所述轻循环油取热器305、重焦油冷却器306、一级煤气冷却器401、二级煤气冷却器402的脱盐水入口相连通，所述轻循环油取热器305、重焦油冷却器306、一级煤气冷却器401、二级煤气冷却器402的脱盐水出口汇集到一条脱盐水管道上然后与外取热器303的脱盐水入口相连通。

本发明第三方面提供了一种使用本发明的荒煤气回收利用系统进行荒煤气回收利用的方法，其中，该方法包括：

将荒煤气从转换吸收塔301的气体入口3011进入喷射器3012，与一股来自外取热器303的重循环油在喷射器3012中混合成油气混合物并从喷射器3012下方的出口喷出，喷出后发生油气分离，分离出的荒煤气在重质油循环区域中自下而上流动，与重循环油喷洒装置3016喷洒的一股重循环油在第二填料层3015中接触，然后通过轻循环油塔盘3017进入轻质油循环区域，荒煤气在该轻质油循环区域中自下而上流动，与轻循环油喷洒装置3020喷洒的一股轻循环油在第一填料层3019中接触，然后从转换吸收塔301顶部的气体出口3013排出。

在本发明中，所述方法还包括：将在重质油循环区域底部得到的重循环油在重循环油换热管3031中进行降温，将降温后的重循环油分为至少2股，将一股重循环油引入重循环油喷洒装置3016，将一股重循环油引入喷射器3012的重油入口；优选地，所述降温后的重循环油还分出一股进入重焦油冷却器306进行冷却后收集重质焦油。

本发明所得的重质焦油产品和轻质焦油产品可根据需要从取热器前抽出或者从取热器后经各自的焦油冷却器抽出。一般，独立焦化装置焦油是作为产品外送的，选择从取热器后经各自的焦油冷却器抽出去储罐，而同时建设焦油加工能力的联合联合装置则直接从取热器前抽出去焦油装置加工。

在本发明中，所述方法还包括：将在轻质油循环区域底部得到的轻循环油在轻循环油取热器305中进行降温，将降温后的轻循环油的至少部分引入轻循环油喷洒装置3020。另外，轻循环油取热器305中降温得到的轻循环油还分出一股至外部进行收集得到轻质焦油产品。

因此，在本发明的转换吸收塔301中可以包括两条重循环油循环回路，一条为重循环油依次经过喷射器3012-重循环油出口3014-重油循环泵302-重循环油换热管3031-喷射器3012；另一条为重循环油依次经过重循环油喷洒装置3016-第二填料层3015重循环油出口3014-重油循环泵302-重循环油换热管3031-重循环油喷洒装置3016；其中重循环油在转换吸收塔301内部经过与荒煤气的换热与传质后温度升高，在重循环油换热管3031中温度降低。另外，在本发明的转换吸收塔301中还可以一条轻循环油循环回路，轻循环油依次经过轻循环油喷洒装置3020-第一填料层3019-轻循环油塔盘3017-轻循环油出口3018-轻循环油取热器305-轻循环油喷洒装置3020，其中轻循环油在转换吸收塔301内部经过与荒煤气的换热与传质后温度升高，在轻循环油取热器305中温度降低。

在转换吸收塔中发生重循环油与荒煤气和传质和换热以及发生轻循环油与荒煤气和传质和换热，其中重循环油的取热通常可以占换吸收塔总取热量的50-70％，轻循环油的取热通常可以占换吸收塔总取热量的30-50％。

在本发明中，重循环油进入转换吸收塔301的温度可以为180-250℃，优选为200-215℃，重循环油出口3014所得重循环油的温度可以为250-330℃，优选为280-310℃；

在本发明中，轻循环油进入转换吸收塔301的温度可以为80℃-120℃，优选为90-100℃，轻循环油出口3018所得轻循环油的温度可以为150℃-220℃，优选为180-200℃；

在本发明中，荒煤气进入转换吸收塔301的温度可以为400-600℃，优选为520-560℃，煤气出口3013中荒煤气的温度可以为120℃-220℃，优选为120-155℃。

在本发明中，所述方法还包括将转换吸收塔301的煤气出口3013所得煤气进行冷却处理，该冷却处理包括一级冷却冷凝和二级冷却冷凝；

优选地，所述一级冷却冷凝包括：将转换吸收塔301的煤气出口3013所得煤气送入一级煤气冷却器401中进行热交换，热交换所得煤气的温度为85-60℃，一级煤气冷却器401冷凝下来的轻油一部分循环回一级煤气冷却器401顶部循环喷洒换热面，另一部分作为轻油产品送出装置；

优选地，所述二级冷却冷凝包括：从一级煤气冷却器401出来的煤气从顶部进入二级煤气冷却器402，二级煤气冷却器402分两段冷却煤气，上段使用脱盐水，该脱盐水的进水温度在30-60℃之间，将煤气冷却到35-60℃，优选为35-45℃，下段使用低温水，该低温水的进水温度在8-16℃之间，将煤气冷却到20-35℃，从二级煤气冷却器402冷凝下来的煤气冷凝液一部分循环回二级煤气冷却器402顶部循环喷洒二级煤气冷却器402内部受热面，另一部分送出装置进行回收其中的轻油、氨和提酚等。

在本发明中，所述方法还包括：将荒煤气进入转换吸收塔301之前先在所述除尘装置2中进行除尘处理。除尘处理的条件没有特别的限定，例如，煤气经过除尘装置2除尘后粉尘含量可以＜15mg/m³，优选＜10mg/m³。所述除尘装置2的除尘条件没有特别的限定，一般地，为了保证高温除尘器的稳定连续运行，在高温除尘组件运行的压差超出设定值(5KPa左右)或者连续运行时间达到30分钟左右时在线自动清灰装置自动对高温除尘组件进行反吹清灰，以恢复高温过滤器的过滤能力，例如所述除尘装置2的除尘条件可以包括：阻力为1-6KPa，过滤器每隔20-60分钟清灰一次，清灰时间1-5秒。

在本领域中，所得的荒煤气常常温度较高，可以达到750℃左右。因此当荒煤气温度较高(例如高于500℃，优选高于550℃，更优选高于600℃)时，在进入所述除尘装置2之前最好先进行冷却预处理。当所得荒煤气为中低温干馏煤气时温度通常在500℃左右，在这种情况下可以不进行冷却预处理而直接进入除尘装置2进行除尘，并且在这种情况下可以不设置导热油的循环，另外由于不产生过热蒸汽，因此除尘装置2所需要用于清灰的过热蒸汽可以从外部引入。本发明的方法优选用于焦炉或者干馏炉逸出的温度为500-900℃的高温荒煤气，更优选用于焦炉或者干馏炉逸出的温度为700-900℃的高温荒煤气。

在本发明中，当荒煤气温度较高时，所述方法还包括：将荒煤气汇集到荒煤气总管101，然后依次经过蒸汽过热器102和导热油换热器103进行换热，最后进入除尘装置2进行除尘处理。优选地，所述换热后的荒煤气的温度为450-550℃。

在本发明中，在蒸汽过热器102中使用饱和蒸汽为换热介质，通常消耗高温荒煤气高温段约20-40％左右的热量将饱和蒸汽过热；在导热油换热器103中使用导热油换热，通常吸收高温荒煤气高温段约60-80％左右的热量，导热油出导热油换热器103的温度通常在250-300℃左右，去后续的外取热器与脱盐水换热产饱和蒸汽冷却到180-220℃左右经导热油循环泵返回导热油换热器103循环使用。特别地，所述导热油换热器还可以使用后续外取热器后的低温热油作为换热介质，低温热油接入温度控制在180-220℃左右。

在本发明中，所述方法还包括蒸汽生产过程，该过程包括：从轻循环油取热器305、重焦油冷却器306、一级煤气冷却器401以及二级煤气冷却器402上段加入脱盐水，脱盐水经过换热加热后进入外取热器303中蒸发，在所述外取热器303内有两股热源，一股是来自换吸收塔301塔底的重循环油所取的高温煤气中温段余热，其携带热量占高温煤气余热总量的30％-40％；另一股是来自导热油换热器103的循环导热油所取的高温煤气高温段余热，其携带热量占高温煤气余热总量的20％-30％，在外取热器303内发生的蒸汽送到蒸汽过热器102过热，过热蒸汽大部分送出装置，小部分回到高温荒煤气除尘装置2的自动清灰装置203用于高温除尘组件202的反吹清灰。脱盐水的给水温度可以为30-50℃。

在本发明中，所述高温段指550℃以上温度段，所述中温段指200℃——550℃温度段，高温煤气余热总量是指煤气从60℃以上所携带的显热总量，所述携带热量占高温煤气余热总量的百分比的定义为所述温度段余热占余热总量的比例。

本发明的装置、系统和方法能够高效地回收荒煤气中的余热，本发明中所述回收高温荒煤气余热的效率折合为每吨焦炭产量产蒸汽的量可以达到280-450Kg。所产蒸汽参数可根据实际需要进行调整，比如用于发电的比较适合的蒸汽参数为1.28MPa、340℃。

以下将通过实施例对本发明进行详细描述。下面的实施例将有助于说明本发明，但不局限其范围。

实施例1用于说明本发明的转换吸收设备、荒煤气回收利用系统。

实施例1

本实施例的荒煤气回收利用系统如图2所示，其中转换吸收塔301如图1所示，除尘装置2如图3所示。

荒煤气预处理设备100包括依次用管道联接的荒煤气集气管101、蒸汽过热器102和导热油换热器103以及除尘装置2。其中，所述蒸汽过热器102的煤气入口与荒煤气集气管101相连，蒸汽过热器102的煤气出口与导热油换热器103的煤气入口相连，蒸汽过热器102的蒸汽入口与外取热器303的蒸汽气包3033的出口相连，蒸汽过热器102的蒸汽出口分为两路，一路用于回收过热蒸汽产品，另一路连接到高温荒煤气除尘装置2中进行反吹清灰。所述导热油换热器103的导热油入口通过导热油循环泵104与外取热器303的导热油换热管3032的导热油出口相连，导热油换热器103的导热油出口与外取热器303的导热油换热管3032的导热油入口相连，由此形成一个导热油的循环回路，另外导热油循环泵104与外取热器303的导热油换热管3032的导热油出口之间还设置有导热油高位膨胀槽105。

所述除尘装置2包括高温除尘器壳体201、高温除尘组件202、在线自动清灰装置203以及收尘装置204。其中所述高温除尘组件202是吊挂试管式金属粉末烧结多孔滤芯，安装在高温除尘器壳体201内部，将高温除尘器壳体201分隔成含尘空间和洁净空间，含尘空间连接煤气入口2011，与导热油换热器103的煤气出口相联通，洁净空间连接煤气出口2012，与转换吸收设备300相联通。在线自动清灰装置203设置在高温除尘器壳体201的含尘空间顶部，通过反吹接口2014与高温除尘器壳体201相连。在线自动清灰装置203包括反吹气包2031、反吹气源2032、脉冲反吹阀2033，反吹气包2031入口与反吹气源2032相连，出口与脉冲反吹阀2033相连并联接到反吹接口2014。高温除尘器壳体201上还设置压差控制器2015，压差控制器2015有两个测量端，一端与高温除尘器壳体201上的含尘空间相连，另一端与高温除尘器壳体201上的洁净空间相连，压差控制器2015的电气控制信号还与在线自动清灰装置203相连。高温除尘器壳体201底部还设置粉尘出口2013，粉尘出口2013连接到收尘装置204。所述转换吸收设备300包括转换吸收塔301、重油循环泵302、外取热器303、轻油循环泵304、轻循环油取热器305、重焦油冷却器306、一级煤气冷却器401、轻油循环泵4011、二级煤气冷却器402、冷凝液循环泵4021和煤气风机403。转换吸收塔301的煤气入口3011与除尘装置2的煤气出口2012通过管道联通，转换吸收塔301的底部重循环油出口3014与重油循环泵302的入口联通，重油循环泵302的出口连接到外取热器303的重油入口，外取热器303的重油出口分三路，一路循环回所述转换吸收设备300的重循环油喷洒装置3016，一路循环回所述转换吸收塔301的喷射器3012的入口，另一路连接所述重焦油冷却器306，重循环油在重焦油冷却器306中冷却得到重质油产品。转换吸收塔301的中上部的轻循环油出口3018与轻油循环泵304、轻循环油取热器305、轻循环油喷洒装置3020依次通过管路连接成一个循环回路，轻循环油取热器305的循环油出口还有一个轻焦油管路连接到外部。转换吸收塔301的顶部煤气出口3013连接到一级煤气冷却器401的顶部煤气入口，一级煤气冷却器401的下部煤气出口与二级煤气冷却器402的顶部煤气入口联通，二级煤气冷却器402的下部煤气出口连接到煤气风机403。一级煤气冷却器401的底部还有轻油出口连接到轻油循环泵4011，轻油循环泵4011出口分两路，第一路连接到一级煤气冷却器401的顶部喷洒油入口，第二路连接到界外。二级煤气冷却器402的底部有冷凝液出口连接到冷凝液循环泵4021，冷凝液循环泵4021的出口分两路，第一路连接到二级煤气冷却器402的顶部喷洒液入口，第二路连接到界外。

转换吸收塔301的中部设有煤气入口3011，在转换吸收塔301内中部靠下的位置塔体靠下1/3左右的位置设有五台环形均匀布置的喷射器3012，喷射器3012的吸入口与煤气入口3011相连通；在转换吸收塔301的顶部设有煤气出口3013，底部设有重循环油出口3014，在重循环油出口3014的上部与煤气入口3011的下部之间的区域设有多孔泡沫金属填料层3015，喷射器3012的扩散管穿过填料层3015；在转换吸收塔301的中部还设有重循环油入口3021，重循环油入口3021与喷射器3012的喷射口相连通；在重循环油入口3021的上方还设置重循环油喷洒装置3016；重循环油喷洒装置3016的上部设置有轻循环油塔盘3017，轻循环油塔盘3017的上部还设置有轻循环油出口3018，轻循环油出口3018的上部设置有丝网填料层3019，填料层3019的上部设置有轻循环油喷洒装置3020。

轻循环油取热器305、重焦油冷却器306、一级煤气冷却器401、二级煤气冷却器402均设有脱盐水入口和脱盐水出口，脱盐水管道分别与轻循环油取热器305、重焦油冷却器306、一级煤气冷却器401、二级煤气冷却器402的脱盐水入口相联通，轻循环油取热器305、重焦油冷却器306、一级煤气冷却器401、二级煤气冷却器402的脱盐水出口汇集到一条脱盐水管道上然后与外取热器303的脱盐水入口相联通。外取热器303的内部分别设置有重循环油换热管3031和导热油换热管3032，重循环油换热管3031的进口与重油循环泵302的出口联通，重循环油换热管3031的出口分别与所述转换吸收塔301的重循环油入口3021、重循环油喷洒装置3016联通，并且联通到重焦油冷却器306；导热油换热管3032的进口与导热油换热器103的导热油出口联通，导热油换热管3032的出口与所述导热油循环泵104的入口相联通。重循环油换热管3031和导热油换热管3032将所述外取热器303内部的空间分隔为油空间和汽水空间，汽水空间连接有蒸汽气包3033，蒸汽气包3033的出口分两路，一路连接到蒸汽过热器102，另一路连接到界外。二级煤气冷却器402分两级冷却，上级用脱盐水，下级用低温水。

实施例2-4用于说明本发明的荒煤气回收利用的方法

实施例2

使用实施例1所述的荒煤气回收利用系统进行荒煤气回收利用的方法，该方法具体包括以下步骤：

(1)荒煤气预处理——荒煤气收集和温度调整：

某高温炼焦炉生产逸出的高温煤气温度约为800℃，夹杂微量的焦粉，汇集到荒煤气总管101，汇合的高温荒煤气首先依次进入蒸汽过热器102和导热油换热器103进行热交换，高温煤气依次通过所述蒸汽过热器和所述导热油换热器后温度约为520℃。

(2)荒煤气预处理——荒煤气过滤除尘：经过调整温度的荒煤气进入除尘装置2除尘，煤气经过除尘装置2除尘后1μm以上的固体杂质99.5％被去除，除尘装置2每隔38分钟清灰一次，清灰时间为3秒。

(3)高温荒煤气余热回收和化学产品回收：

1)煤气取热和重油回收：经过除尘的高温煤气首先从转换吸收塔301的中部煤气入口3011进入喷射器3012，与从外取热器303送过来的重循环激冷油混合换热，然后油气从喷射器3012的扩大管喷出，在转换吸收塔301塔底分离，重循环油从塔底抽出经重油循环泵302送去外取热器303取热后，重油再从塔中部返回转换吸收塔301；煤气从塔底上升，进一步与重循环油喷洒装置3016喷洒的重循环油接触发生传质和换热，煤气继续上升穿过轻循环油塔盘3017，在塔上部与轻循环油喷洒装置3020喷洒的轻循环油在塔上部填料层3019进行充分的传质传热，煤气被逐步冷却降温，煤气中所含的焦油类物质被循环油吸收，煤气通过塔顶部煤气出口3013排出转换吸收塔301。转换吸收塔301底部的重循环油入口温度是约为208℃，重循环油出口温度约为305℃；转换吸收塔301中上部轻循环油的入口温度约为100℃，轻循环油的出口温度约为189℃；煤气出转换吸收塔301的操作温度约为153℃。从转换吸收塔301底部抽出的馏程300℃以上的重质焦油先经外取热器303取热，然后经重焦油冷却器306冷却后作为重质油产品送出装置；从转换吸收塔301中部抽出的馏程155-210℃的轻质焦油经轻循环油取热器305冷却后作为轻质焦油产品送出装置。

2)一级冷却冷凝：从转换吸收塔301顶部出来的煤气从顶部进入一级煤气冷却器401进一步回收煤气热量并回收轻油。一级煤气冷却器401使用脱盐水冷却煤气，煤气出一级煤气冷却器401的温度约为75℃，一级煤气冷却器401冷凝下来的轻油通过轻油循环泵4011一部分送到一级煤气冷却器401顶部循环喷洒换热面，另一部分作为轻油产品送出装置。

3)二级冷却冷凝：从一级煤气冷却器401出来的煤气从顶部进入二级煤气冷却器402，二级煤气冷却器402分两段冷却煤气，上段使用脱盐水，将煤气冷却到约40℃，下段使用低温水，将煤气冷却到约25℃，煤气从二级煤气冷却器402底部出来进入煤气风机403送出装置。从二级煤气冷却器402冷凝下来的煤气冷凝液进入冷凝液循环泵4021，经冷凝液循环泵一部分送到二级煤气冷却器402顶部循环喷洒二级煤气冷却器402内部受热面，另一部分送出装置回收轻油、氨和提酚。

(4)蒸汽发生：从轻循环油取热器305、重焦油冷却器306、一级煤气冷却器401以及二级煤气冷却器402上段加入脱盐水，脱盐水经过上述换热器加热后进入外取热器303蒸发。在外取热器303内有两股热源，一股是来自换吸收塔301塔底的重循环油所取的高温煤气中温段余热，其携带热量占高温煤气余热总量的约35％；另一股是来自导热油换热器103的循环导热油所取的高温煤气高温段余热，其携带热量占高温煤气余热总量的约25％。在外取热器303内发生的蒸汽送到蒸汽过热器102过热，所产蒸汽参数为1.28MPa，340℃，过热蒸汽大部分送出装置，小部分回到高温荒煤气除尘装置2的自动清灰装置203用于高温除尘组件202的反吹清灰。

测量所得蒸汽的量并计算得到每吨焦炭产量产蒸汽的量约为320Kg，所得的重质焦油产品的含水量<0.1％，轻质焦油产品油水分离容易，未见乳化现象，喹啉不溶物(QI)＜0.12％。并且，设备上没有明显的焦油冷凝、结焦、结石墨等现象。

实施例3

按照实施例2的方法进行，所不同的是，改变系统内的条件，具体包括：

在步骤(1)中，生产逸出的高温煤气温度约为900℃，高温煤气依次通过所述蒸汽过热器和所述导热油换热器后温度约为560℃；

在步骤(2)中，煤气经过除尘装置2除尘后1μm以上的固体杂质99.3％被去除，除尘装置2每隔30分钟清灰一次，清灰时间3秒；

在步骤(3-1)中，转换吸收塔301底部的重循环油入口温度约为215℃，重循环油出口温度约为310℃；转换吸收塔301中上部轻循环油的入口温度约为100℃，轻循环油的出口温度约为200℃；煤气出转换吸收塔301的操作温度约为140℃。

在步骤(3-2)中，煤气出一级煤气冷却器307的温度约为80℃；

在步骤(3-3)中，上段使用脱盐水，将煤气冷却到约45℃，下段使用低温水，将煤气冷却到约35℃；

在步骤(4)中，在重循环油取热器303内有两股热源，一股是来自换吸收塔301塔底的重循环油所取的高温煤气中温段余热，其携带热量占高温煤气余热总量的约32％；另一股是来自导热油换热器103的循环导热油所取的高温煤气高温段余热，其携带热量占高温煤气余热总量的约27％。

测量所得蒸汽的量并计算得到每吨焦炭产量产蒸汽的量约为380Kg。并且，所得的重质焦油产品的含水量均<0.1％。并且，设备上没有明显的焦油冷凝、结焦、结石墨等现象。

实施例4

按照实施例2的方法进行，所不同的是，改变系统内的条件，具体包括：

在步骤(1)中，生产逸出的高温煤气温度约为700℃，高温煤气依次通过所述蒸汽过热器和所述导热油换热器后温度约为490℃；

在步骤(2)中，煤气经过除尘装置2除尘后1μm以上的固体杂质99.5％被去除，除尘装置2过滤器每隔50分钟清灰一次，清灰时间5秒；

在步骤(3-1)中，转换吸收塔301底部的重循环油入口温度约为200℃，重循环油出口温度约为280℃；转换吸收塔301中上部轻循环油的入口温度约为90℃，轻循环油的出口温度约为180℃；煤气出转换吸收塔301的操作温度约为120℃；

在步骤(3-2)中，煤气出一级煤气冷却器307的温度约为60℃；

在步骤(3-3)中，上段使用脱盐水，将煤气冷却到约35℃，下段使用低温水，将煤气冷却到约20℃；

在步骤(4)中，在重循环油取热器303内有两股热源，一股是来自换吸收塔301塔底的重循环油所取的高温煤气中温段余热，其携带热量占高温煤气余热总量的约39％；另一股是来自导热油换热器103的循环导热油所取的高温煤气高温段余热，其携带热量占高温煤气余热总量的约22％。

测量所得蒸汽的量并计算得到每吨焦炭产量产蒸汽的量约为300Kg。并且，所得的重质焦油产品的含水量均<0.1％。并且，设备上没有明显的焦油冷凝、结焦、结石墨等现象。

实施例4

某颗粒长焰煤移动床快速热解装置，热解煤气温度510℃，含尘量达到20g/m³，由于其中温高含尘的特性，按照实施例2的方法进行，所不同的是，改变装置配置，具体包括：

取消了步骤(1)的温度调整，荒煤气直接导入除尘装置2；

在步骤(2)中，除尘装置2的高温除尘组202采用吊挂试管式金属粉末烧结滤芯，顺流操作，滤芯绝对过滤精度1μm，过滤风速降低到0.7m/min，煤气经过除尘装置2除尘后粉尘含量＜10mg/m³，粉尘粒径小于0.5μm，除尘装置2每隔18分钟清灰一次，清灰时间3秒；

在步骤(3)中，外取热器303不配置导热油换热管，各控制点温度与实施例2基本一致。

测量所得蒸汽的量并计算得到每吨焦炭产量产蒸汽的量约为195Kg。并且，所得的轻质焦油产品油水分离容易，未见乳化现象，重质焦油产品的含水量<0.1重量％。并且，设备上没有明显的焦油冷凝、结焦、结石墨等现象。

实施例5

某褐煤粉煤流态化快速热解装置，荒煤气逸出温度及化产成分与实施例3基本相同，但是煤气含尘量极高，达到180g/m³，按照实施例3的方法进行，所不同的是，改变系统内的条件，具体包括：

在步骤2)中，除尘装置2的高温除尘组件202)采用高度集成的螺旋板式金属膜过滤组件，顺流操作，吹灰清灰，过滤风速降低到0.45m/min，剪切风速在4m/min左右，煤气经过除尘装置2除尘后粉尘含量约为10mg/m³，除尘装置2过滤器每隔15分钟清灰一次，清灰时间5秒；

测量所得蒸汽的量并计算得到每吨焦炭产量产蒸汽的量约为165Kg。并且，所得的轻质焦油产品油水分离容易，未见乳化现象，重质焦油产品的含水量<0.1重量％。并且，设备上没有明显的焦油冷凝、结焦、结石墨等现象。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。