專利名稱：一種焦?fàn)t煤氣脫萘裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種焦?fàn)t煤氣脫萘裝置及方法，適用于工業(yè)化的焦?fàn)t煤氣的深度脫萘。
背景技術(shù)：
焦?fàn)t煤氣發(fā)電是焦?fàn)t煤氣綜合利用途徑的一種，不但能夠?qū)崿F(xiàn)鋼鐵和焦化這類高耗能企業(yè)生產(chǎn)用電的自給自足，還可將富裕電量提供給附近居民使用，極大的緩解了城市用電的壓力，具有重要的社會(huì)意義。焦?fàn)t煤氣中的萘具有易結(jié)晶的特點(diǎn)，容易堵塞發(fā)電設(shè)備，所以在進(jìn)行發(fā)電之前要對(duì)焦?fàn)t煤氣進(jìn)行脫萘。目前，國(guó)內(nèi)焦?fàn)t煤氣的脫萘一般采用脫萘液噴灑洗滌工藝，根據(jù)對(duì)焦?fàn)t煤氣中萘含量的要求可串聯(lián)多個(gè)洗滌塔。洗滌塔頂部安裝脫萘液噴灑管，煤氣從脫萘塔底進(jìn)入，自下向上流動(dòng)，與噴灑液逆向接觸，用脫萘液吸收煤氣中的萘。該法由于氣液接觸面有限，導(dǎo)致吸收效率低，裝置占地大，能耗高，造成資源的浪費(fèi)。目前，超重力旋轉(zhuǎn)床作為重要的強(qiáng)化氣液傳質(zhì)的反應(yīng)器，已在多個(gè)化工單元中得到應(yīng)用。超重力旋轉(zhuǎn)床的核心為旋轉(zhuǎn)床內(nèi)腔載有填料的高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子。在超重環(huán)境下，液體被切割成細(xì)小的液滴、液絲或液膜，大大提高了氣液傳質(zhì)有效比表面和傳質(zhì)速率。本發(fā)明旨在利用超重力技術(shù)，提供一種適合焦?fàn)t煤氣脫萘的裝置，可克服現(xiàn)有洗萘塔吸收效率低、占地面積大、運(yùn)行成本高等不足。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述情況，本發(fā)明提供了一種適合焦?fàn)t煤氣脫萘的裝置及方法，該裝置可高效的脫除焦?fàn)t煤氣中的萘，無(wú)需設(shè)立多個(gè)脫萘塔，裝置占地也僅為洗萘塔的1/10。一種焦?fàn)t煤氣脫萘裝置，包括超重力旋轉(zhuǎn)填料床2，所述超重力旋轉(zhuǎn)填料床具有進(jìn)液口 31、排液口 32、進(jìn)氣口 33和排氣口 34共四個(gè)連接口，所述超重力旋轉(zhuǎn)填料床2的排液口與進(jìn)液口分別通過(guò)管道連接到同一脫萘液槽4，且在超重力旋轉(zhuǎn)填料床和脫萘液槽之間的各管道上接入動(dòng)力泵41 ;所述脫萘液槽4通過(guò)脫萘液抽出泵51與廢液槽5相連，所述脫萘液槽4通過(guò)脫萘液補(bǔ)充泵61和新脫萘液槽6相連；所述超重力旋轉(zhuǎn)填料床2的進(jìn)氣口接未脫萘焦?fàn)t煤氣，一般未脫萘焦?fàn)t煤氣含萘量在0. 5-lg/m3，排氣口與下一個(gè)凈化單元聯(lián)通。所述超重力旋轉(zhuǎn)填料床包括靜態(tài)的殼體21和動(dòng)態(tài)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸22,其中，電機(jī)通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)軸管帶動(dòng)填料層23和除霧層轉(zhuǎn)動(dòng)，液體被第一泵輸入到液體管道并通過(guò)液體管道上的小孔后，液體在離心力作用下經(jīng)過(guò)填料層甩向外層機(jī)殼，被甩出的液體由排液口排出裝置外；在機(jī)殼21上設(shè)有支撐環(huán)26，所述支撐環(huán)26與填料層23和除霧層24之間分別設(shè)有大型滑動(dòng)軌道27，所述填料內(nèi)層與轉(zhuǎn)動(dòng)軸管之間設(shè)有小型滑動(dòng)軌道28 ;所述超重力旋轉(zhuǎn)填料床中轉(zhuǎn)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速為100-2000r/min。工藝過(guò)程詳細(xì)描述如下步驟一，首先將脫萘液槽內(nèi)裝入用于吸附萘的脫萘液，此時(shí)稱為貧液，然后通過(guò)動(dòng)力泵將含萘度低的貧液打到超重力旋轉(zhuǎn)填料床內(nèi)部；步驟二，向所述超重力旋轉(zhuǎn)填料床的進(jìn)氣口通入未處理的富萘焦?fàn)t煤氣，處理后的焦?fàn)t煤氣經(jīng)排氣口排出后與下一個(gè)凈化單元聯(lián)通，同時(shí)吸附交換后的脫萘液含萘濃度升高并被輸送到脫萘液槽內(nèi)，其中的脫萘液量根據(jù)所要處理的煤氣量變化調(diào)整，氣-液體積比的范圍為300 500 I ；步驟三，工作一段時(shí)間后檢測(cè)脫萘液槽內(nèi)脫萘液的含萘量，根據(jù)需要選擇適時(shí)更換脫萘液槽內(nèi)的脫萘液液體。上述步驟中，脫萘液槽中的脫萘液需每?jī)商爝M(jìn)行一次化驗(yàn)，含萘超標(biāo)后需要更換新脫萘液，更換時(shí)，先用抽出泵將廢液打至廢液槽，然后通過(guò)脫萘液補(bǔ)充泵將新脫萘液槽中的液體加入脫萘液槽中；根據(jù)待處理的氣體流量和焦?fàn)t煤氣中含萘濃度調(diào)整超重力旋轉(zhuǎn)填料床轉(zhuǎn)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速通常在100-2000r/min之間進(jìn)行調(diào)整。所述脫萘液更換標(biāo)準(zhǔn)為脫萘液含萘超過(guò)4%。本發(fā)明提供的一種焦?fàn)t煤氣脫萘裝置特別適用于焦?fàn)t煤氣脫萘的工業(yè)生產(chǎn)，該裝置的核心是錯(cuò)流旋轉(zhuǎn)填料床，氣液錯(cuò)流接觸，不易因氣量過(guò)大產(chǎn)生液泛現(xiàn)象，無(wú)需在噴液管與填料層之間留有較大空間，所以填料層徑向尺寸變得較小，減輕了轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的能耗，更加 f倉(cāng)泛。


圖I為一種焦?fàn)t煤氣脫萘裝置的工藝流程圖；圖2為焦?fàn)t煤氣脫萘裝置中超重力旋轉(zhuǎn)床結(jié)構(gòu)圖；圖3為圖2的左視示意圖；圖中，2超重力旋轉(zhuǎn)填料床，21殼體，22轉(zhuǎn)動(dòng)軸，23填料層，24除霧層，25小孔，26 支撐環(huán)，，27大型滑動(dòng)軌道，28小型滑動(dòng)軌道，31進(jìn)液口，32排液口，33進(jìn)氣口，34排氣口，4 脫萘液槽，41動(dòng)力泵，51脫萘液抽出泵，5廢液槽，61脫萘液補(bǔ)充泵，6新脫萘液槽。
實(shí)施例如圖I、圖2、圖3所示，一種焦?fàn)t煤氣脫萘裝置，包括超重力旋轉(zhuǎn)填料床2，超重力旋轉(zhuǎn)填料床具有進(jìn)液口 31、排液口 32、進(jìn)氣口 33和排氣口 34共四個(gè)連接口，這些和現(xiàn)有的技術(shù)是基本一致的。超重力旋轉(zhuǎn)填料床2的排液口與進(jìn)液口分別通過(guò)管道連接到同一脫萘液槽4，且在超重力旋轉(zhuǎn)填料床和脫萘液槽之間的管道上接入動(dòng)力泵41，實(shí)現(xiàn)脫萘液的流動(dòng)。脫萘液槽4通過(guò)脫萘液抽出泵51與廢液槽5相連，所述脫萘液槽4通過(guò)脫萘液補(bǔ)充泵 61和新脫萘液槽6相連，可以實(shí)現(xiàn)脫萘液的更換。超重力旋轉(zhuǎn)填料床2的進(jìn)氣口接未脫萘焦?fàn)t煤氣，排氣口與下一個(gè)凈化單元連通。超重力旋轉(zhuǎn)填料床包括靜態(tài)的殼體21和動(dòng)態(tài)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸22，其中，電機(jī)通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)軸管帶動(dòng)填料層23和除霧層24轉(zhuǎn)動(dòng)，液體被第一泵11輸入到液體管道并通過(guò)液體管道上的小孔后，液體在離心力作用下經(jīng)過(guò)填料層23甩向外層機(jī)殼，被甩出的液體由排液口排出裝置外；在機(jī)殼21上設(shè)有支撐環(huán)26，所述支撐環(huán)26與填料層23和除霧層24之間分別設(shè)有大型滑動(dòng)軌道27，填料內(nèi)層與轉(zhuǎn)動(dòng)軸管之間設(shè)有小型滑動(dòng)軌道28。
該旋轉(zhuǎn)填料床的進(jìn)氣口通入含萘焦?fàn)t煤氣，排氣口與下一個(gè)凈化單元連通。旋轉(zhuǎn)填料床的進(jìn)液口與排液口分別通過(guò)泵與脫萘液槽相連，脫萘液槽的脫萘液需要定期更換， 更換時(shí)，先用脫萘液抽出泵將廢液打至廢液槽，然后通過(guò)脫萘液補(bǔ)充泵將新脫萘液槽中的液體加入脫萘液槽中。本裝置中的超重力旋轉(zhuǎn)床采用氣液錯(cuò)流的接觸方式，電機(jī)通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)軸帶動(dòng)填料層、除霧層轉(zhuǎn)動(dòng)，液體用泵輸入液體管道，通過(guò)液體進(jìn)口管道上的小孔，在離心力作用下經(jīng)過(guò)填料層甩向外層機(jī)殼，被甩出的液體由排液口排出裝置外。機(jī)殼上設(shè)有支撐環(huán)，支撐環(huán)與填料層和除霧層之間設(shè)有大型滑動(dòng)軌道，填料內(nèi)層與液體進(jìn)口管道之間設(shè)有小型滑動(dòng)軌道，形成動(dòng)態(tài)密封結(jié)構(gòu)，以保證氣體由進(jìn)氣口輸入后，能從填料層前端進(jìn)入由后端排除，與液體錯(cuò)流接觸。工作時(shí)，開啟電機(jī)并根據(jù)待處理的氣體流量和焦?fàn)t煤氣中含萘濃度調(diào)整轉(zhuǎn)速，通常在100-2000r/min之間進(jìn)行調(diào)整。焦?fàn)t煤氣經(jīng)氣體進(jìn)口進(jìn)入旋轉(zhuǎn)填料床，氣體沿軸向通過(guò)高速旋轉(zhuǎn)的填料層，脫萘液經(jīng)泵打入液體進(jìn)口管道，通過(guò)進(jìn)液口管道上的小孔均勻的噴灑在填料層內(nèi)側(cè)，當(dāng)脫萘液接觸到高速旋轉(zhuǎn)的填料層時(shí)，瞬間被撕裂，并改變了原來(lái)的飛行方向，在強(qiáng)大的離心力場(chǎng)中，脫萘液與焦?fàn)t煤氣在高湍動(dòng)、強(qiáng)混合的作用下完成對(duì)萘的吸收，脫萘后的焦?fàn)t煤氣進(jìn)入除霧層，將夾帶的少量液體分離后，從氣體出口排除。吸收萘的脫萘液經(jīng)排液口排除進(jìn)入脫萘液槽。脫萘液需每?jī)商爝M(jìn)行一次化驗(yàn)，含萘超標(biāo)后需要更換新脫萘液。工藝過(guò)程詳細(xì)描述如下步驟一，首先將脫萘液槽內(nèi)裝入用于吸附萘的脫萘液，此時(shí)稱為貧液，然后通過(guò)動(dòng)力泵將含苯度低的貧液打到超重力旋轉(zhuǎn)填料床內(nèi)部；步驟二，向所述超重力旋轉(zhuǎn)填料床的進(jìn)氣口通入未處理的富萘焦?fàn)t煤氣，處理后的焦?fàn)t煤氣經(jīng)排氣口排出后與下一個(gè)凈化單元聯(lián)通，同時(shí)吸附交換后的脫萘液含萘濃度升高并被輸送到脫萘液槽內(nèi)；脫萘液量根據(jù)所要處理的煤氣量變化調(diào)整，氣-液體積比的范圍為300 500 1，并根據(jù)待處理的氣體流量和焦?fàn)t煤氣中含萘濃度調(diào)整超重力旋轉(zhuǎn)填料床轉(zhuǎn)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速通常在100-2000r/min之間進(jìn)行調(diào)整。步驟三，工作一段時(shí)間后檢測(cè)脫萘液槽內(nèi)脫萘液的含萘量，根據(jù)需要選擇適時(shí)更換脫萘液槽內(nèi)的脫萘液液體。上述步驟中，脫萘液槽中的脫萘液需每?jī)商爝M(jìn)行一次化驗(yàn)，所述脫萘液更換標(biāo)準(zhǔn)為脫萘液含萘超過(guò)4%，含萘超標(biāo)后需要更換新脫萘液，更換時(shí)，先用抽出泵將廢液打至廢液槽，然后通過(guò)脫萘液補(bǔ)充泵將新脫萘液槽中的液體加入脫萘液槽中。上面所述的實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本發(fā)明的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域相關(guān)技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)擴(kuò)如本發(fā)明權(quán)利要求書所確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種焦?fàn)t煤氣脫萘裝置，其特征在于，包括超重力旋轉(zhuǎn)填料床(2)，所述超重力旋轉(zhuǎn)填料床具有進(jìn)液口(31)、排液口(32)、進(jìn)氣口(33)和排氣口(34)共四個(gè)連接口，所述超重力旋轉(zhuǎn)填料床(2)的排液口與進(jìn)液口分別通過(guò)管道連接到同一脫萘液槽(4)，且在超重力旋轉(zhuǎn)填料床和脫萘液槽之間的各管道上接入動(dòng)力泵(41);所述脫萘液槽(4)通過(guò)脫萘液抽出泵(51)與廢液槽(5)相連，所述脫萘液槽(4)通過(guò)脫萘液補(bǔ)充泵￠1)和新脫萘液槽(6) 相連；所述超重力旋轉(zhuǎn)填料床(2)的進(jìn)氣口接未脫萘焦?fàn)t煤氣，排氣口與下一個(gè)凈化單元聯(lián)通。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種焦?fàn)t煤氣脫萘裝置，其特征是，所述超重力旋轉(zhuǎn)填料床包括靜態(tài)的殼體(21)和動(dòng)態(tài)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸(22)，其中，其中，電機(jī)通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)軸管帶動(dòng)填料層 (23)和除霧層(24)轉(zhuǎn)動(dòng)，液體被第一泵(11)輸入到液體管道并通過(guò)液體管道上的小孔后， 液體在離心力作用下經(jīng)過(guò)填料層(23)甩向外層機(jī)殼，被甩出的液體由排液口排出裝置外； 在機(jī)殼(21)上設(shè)有支撐環(huán)(26)，所述支撐環(huán)(26)與填料層(23)和除霧層(24)之間分別設(shè)有大型滑動(dòng)軌道(27)，所述填料內(nèi)層與轉(zhuǎn)動(dòng)軸管之間設(shè)有小型滑動(dòng)軌道(28);所述超重力旋轉(zhuǎn)填料床中轉(zhuǎn)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速為100r/min 2000r/min。
3.利用權(quán)利要求2中的裝置實(shí)現(xiàn)的一種焦?fàn)t煤氣脫萘方法，其特征是，工藝過(guò)程詳細(xì)描述如下步驟一，首先將脫萘液槽內(nèi)更換為用于吸附萘的脫萘液，此時(shí)稱為貧液，然后通過(guò)動(dòng)力泵將含苯度低的貧液打到超重力旋轉(zhuǎn)填料床內(nèi)部；步驟二，向所述超重力旋轉(zhuǎn)填料床的進(jìn)氣口通入未處理的富萘焦?fàn)t煤氣，處理后的焦?fàn)t煤氣經(jīng)排氣口排出后與下一個(gè)凈化單元聯(lián)通，同時(shí)吸附交換后的脫萘液含萘濃度升高并被輸送到脫萘液槽內(nèi)，脫萘液量根據(jù)所要處理的煤氣量變化調(diào)整，氣-液體積比的范圍為 300 500 : I ;步驟三，工作一段時(shí)間后檢測(cè)脫萘液槽內(nèi)脫萘液的含萘量，根據(jù)需要選擇適時(shí)更換脫萘液槽內(nèi)的脫萘液液體。上述步驟中，脫萘液槽中的脫萘液需每?jī)商爝M(jìn)行一次化驗(yàn)，含萘超標(biāo)后需要更換新脫萘液，更換時(shí)，先用抽出泵將廢液打至廢液槽，然后通過(guò)脫萘液補(bǔ)充泵將新脫萘液槽中的液體加入脫萘液槽中；根據(jù)待處理的氣體流量和焦?fàn)t煤氣中含萘濃度調(diào)整超重力旋轉(zhuǎn)填料床轉(zhuǎn)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速， 轉(zhuǎn)速通常在100-2000r/min之間進(jìn)行調(diào)整。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種焦?fàn)t煤氣脫萘方法，其特征是，所述脫萘液更換標(biāo)準(zhǔn)為脫萘液含萘超過(guò)4%。
全文摘要
一種焦?fàn)t煤氣脫萘裝置及方法，特別適用于焦?fàn)t煤氣脫萘的工業(yè)生產(chǎn)中，通過(guò)有效的引入超重力旋轉(zhuǎn)填料床，設(shè)計(jì)一套脫萘的系統(tǒng)及工藝方法，該裝置的核心是錯(cuò)流旋轉(zhuǎn)填料床，氣液錯(cuò)流接觸，不易因氣量過(guò)大產(chǎn)生液泛現(xiàn)象，無(wú)需在噴液管與填料層之間留有較大空間，所以填料層徑向尺寸變得較小，減輕了轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的能耗，更加節(jié)能。
文檔編號(hào)C10K1/16GK102585922SQ20121004123
公開日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2012年2月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月22日
發(fā)明者劉芬, 寧述芹, 張順賢, 李維忠, 王賀紅, 甄玉科, 祝仰勇 申請(qǐng)人:濟(jì)南鋼鐵股份有限公司