CN103517965B - 用于在焦炭鼓单元中获得由凝固石油焦制成的可销售石油焦块的封闭焦炭料浆系统和方法 - Google Patents

Abstract

用于在焦炭鼓单元（4,8）中获得由凝固石油焦制成的可销售石油焦块的封闭系统（2），包括包含凝固石油焦的焦炭鼓单元（4,8）；用于将石油焦破碎成可销售石油焦块的焦炭破碎单元（6,10）；引导石油焦料浆至封闭料浆坑（14）的封闭浆管（12）；用于接收来自料浆坑（14）的石油焦料浆的脱水仓单元（18,20），用于收集可销售的石油焦块并将过滤后的水和石油焦粉导出；与料浆坑（14）分离的封闭废水坑（24），用于接收来自脱水仓单元（18,20）的过滤后的水和石油焦粉；接收来自废水坑（24）的过滤后的水和石油焦的水沉降池（28），用于分离水与石油焦粉，使得石油焦粉收集在水沉降池（28）的底部，并用于将石油焦粉引导至料浆坑（14）中，其中石油焦粉与石油焦料浆混合；用于接收来自水沉降池（28）上部的净化水的清水池（29）；以及用于从脱水仓单元（18,20）除去可销售石油焦块的去除单元（52）。

Description

用于在焦炭鼓单元中获得由凝固石油焦制成的可销售石油焦块的封闭焦炭料浆系统和方法

技术领域

本发明涉及用于在焦炭鼓单元中获得由凝固石油焦制成的可销售石油焦块的封闭系统和方法。

背景技术

石油焦炭是通过作为烃加工工业部分的热裂解过程产生的。油性残留物流在炉线圈中加热并进入焦炭鼓中。炉污水成分结合侵入轻质烃中并最终进入凝固石油焦中。将轻质烃输送到炼油厂下游单元，以便进一步处理。

产生的石油焦从底部到顶部不断地填充焦炭鼓。一旦填满焦炭鼓，油性残留物就将切换到另一个空的焦炭鼓。

为了从满的焦炭鼓除去凝固石油焦，传统上应用所谓的坑/垫系统。该坑/垫系统包括在焦炭鼓前面的大型开放式混凝土平台。焦炭通过高压切割水在高温下从焦炭鼓切断，焦炭大块和切割水一起涌至坑平台。夹带水侧向流过迷宫，并且将废水泵入到沉降池及后续的清水池中回收。焦炭大块堆积并放置在坑/垫内，直到通过手动操作的桥式起重机或手动操作的前装载机将它们取出并供应到位于附近的破碎机中。然后，将碎焦块输送到装载设备中。

具有这种坑/垫系统的焦化装置包括吞没该焦化装置单元的巨大蒸汽云雾，其可以从很远的距离看到。

这种坑/垫系统对大气具有很大影响，因为大量被焦粉污染的蒸汽被排放到大气中。该蒸汽包含烃类、焦炭粉尘和气溶胶。这会引起操作人员和维修人员的健康问题，特别是如果他们已经接触了这样的坑/垫系统很长一段时间。此外，这种坑/垫系统需要大量的人工作业，特别是操作桥式起重机或前装载机、焦炭破碎和污泥处理。

McGraw-Hill出版的“Handbook of Petroleum Refining Processes”(第三版，2004，ISBN:9780071391092)第12.33-12.89页的第12.2章“FWDELAYED-COKING PROCESS”(Howard M.Feintuch等)中尤其讨论了焦炭脱水，其是通过使用被称为脱水仓或排水筒仓的特殊容器来完成的。主要地，公开的两类脱水仓系统为料浆和重力流动。在这两种设计中，焦炭和切割水流过焦炭破碎机。两种系统可完全封闭以满足特殊环境需求或阻止具有沙尘暴问题的区域内的焦炭污染。

料浆系统允许来自破碎机的焦炭和水进入至水闸，其中混合物被冲洗至料浆坑。料浆泵将焦炭和水从料浆坑输送至脱水仓。在此，焦炭沉淀，水被排出。最终通过净化器或特殊洗涤器将焦炭粉与水分离。将脱水的焦炭从脱水仓转移至传送带或直接转移至铁路货车或卡车。

在重力流动系统中，来自破碎机的焦炭和水进入至位于破碎机正下方的脱水仓。焦炭-水混合物沉淀并将水排出。最终通过特殊洗涤器将焦炭粉与水分离，将脱水的焦炭典型地从脱水仓转移至传送带。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供用于在焦炭鼓单元中获得由凝固石油焦制成的可销售石油焦块的进一步改进的系统和方法，其可自动运行并降低操作成本。

该目的是通过独立权利要求的主旨解决的。进一步的实施方式在从属权利要求中限定。

根据本发明，用于在焦炭鼓单元中获得由凝固石油焦制成的可销售石油焦块的封闭系统包括焦炭鼓单元，其含凝固石油焦；焦炭破碎单元，其用于将石油焦破碎成可销售石油焦块；封闭料浆管，其引导石油焦料浆至封闭料浆坑；脱水仓单元，其用于接收来自料浆坑的石油焦料浆，用于收集可销售的石油焦块并将过滤后的水和石油焦粉导出；封闭废水坑，其与料浆坑分离，用于接收来自脱水仓单元的过滤后的水和石油焦粉；水沉降池，其接收来自废水坑的过滤后的水和石油焦，用于分离水与石油焦粉，使得石油焦粉收集在水沉降池的底部，并用于将石油焦粉引至料浆坑中，其中石油焦粉与石油焦料浆混合；清水池，其用于接收来自水沉降池上部的净化水；以及去除单元，其用于从脱水仓单元除去可销售石油焦块。

根据本发明，用于在焦炭鼓单元中获得由凝固石油焦制成的可销售石油焦块的方法包括淬火循环，其中通过淬火水管线浸没焦炭鼓单元，从而硬化并冷却凝固石油焦炭，所述淬火水管线通过焦炭鼓单元从清水池引导至料浆坑；鼓除焦和脱水循环，其中将来自焦炭鼓的石油焦炭大块通过焦炭破碎单元破碎成可销售的石油焦块，借助于运输水使可销售石油焦块形成石油焦料浆，该石油焦料浆通过封闭料浆管引导至封闭料浆坑，该石油焦料浆从料浆坑泵送至脱水仓单元，该可销售石油焦块收集在脱水仓单元中，并将过滤后的水和石油焦粉引导至废水坑，其与料浆坑分离，将过滤后的水和石油焦粉从废水坑泵送至水沉降池，其中石油焦粉与水分离，并收集在水沉降池的底部，将石油焦粉引导至料浆坑中，其中石油焦粉与石油焦料浆混合；脱水循环，其中将过滤后的水和石油焦粉从脱水仓单元引导至废水坑，将过滤后的水和石油焦粉从废水坑泵送至水沉降池，其中石油焦粉与水分离，并收集在水沉降池的底部，将石油焦粉引导至料浆坑中，直到达到脱水仓单元内的预定脱水平面；以及第四步去除步骤，其中从脱水仓单元取出可销售石油焦块。

为了简洁起见，用于在焦炭鼓单元中获得由凝固石油焦制成的可销售石油焦块的系统也可命名为焦化装置单元或焦化装置系统。

由于在相对低的压力下，代替处理热量的残留物(一般为490～510℃)需要相当长的停留时间，一般为8至12小时，因此用于在焦炭鼓单元中获得由凝固石油焦制成的可销售石油焦块的过程/方法也可称为延迟焦化。

在进行根据本发明的用于在焦炭鼓单元中获得由凝固石油焦制成的可销售石油焦块的方法之前，在炉线圈中加热油状残余物流，然后进入到焦炭鼓中。可提供批量操作模式作业的一排悬挂焦炭鼓，特别是2个或4个鼓。在用凝固石油焦炭填满焦炭鼓后，满的焦炭鼓将与炉线圈隔离，并开始根据本发明的用于在焦炭鼓单元中获得由凝固石油焦制成的可销售石油焦块的方法。

根据本发明的用于在焦炭鼓单元中获得由凝固石油焦制成的可销售石油焦块的系统和方法减少被焦炭粉污染的蒸汽排放到大气中，因为该系统是封闭和气密性的，并没有蒸汽像常规垫/坑系统的情况一样以不受控制的方式进入到大气中。除了大幅减少对大气的影响，还使操作人员和维护人员摆脱了接触蒸汽、粉尘和气溶胶，这使得系统接受度高，并减少了当地的环境问题。因此实现了工作场所卫生和工人安全方面的高标准，尤其是在能见度和接触热水、蒸汽和粉尘方面。

根据本发明的基本理念，提供了独立、专用的料浆坑和废水坑。这允许在切割过程中立即启动石油焦炭料浆脱水，而不用等到切割结束。一旦料浆被转移，水就可以从脱水仓抽出。仅此一点就导致预期时间增加约几个小时，特别是正常大小系统的情况下为3-4小时。在鼓除焦和脱水循环期间以及脱水循环期间，连续从脱水仓流出的过滤后的水基本已经是技术上清洁或浅灰色的，因为有少量的焦炭粉，其收集在单独的废水坑中。从这里，将废水引导至水沉降池中进一步沉降焦炭粉。

根据本发明进一步的基本理念，料浆管、料浆坑和废水坑为封闭结构，其防止被焦炭粉污染的蒸汽以不受控制的方式排放到大气中。如果料浆坑和废水坑中的温度水平使得有必要从系统中释放一些蒸汽，则将通过设置在料浆坑和废水坑中的排气孔来完成。

根据本发明进一步的基本理念，将包括积累的焦炭粉的石油焦污泥清理到料浆坑中并与来自焦炭鼓并通过料浆管的料浆流混合。然后将污泥泵入脱水仓。因此，较小的污泥流混合并因此随粗糙的焦炭块从焦炭鼓和破碎机分散，使得焦炭粉置于焦炭块表面上或被陷入在焦炭块的多孔块中并保持那里。这致使污泥最小化且显著减少、污泥的分布改进、有效的污泥管理和处理、不会由于污泥的分布不均而恶化的高脱水效果以及水质显著改善。

根据本发明进一步的基本理念，通过将运输水引入到焦炭床和/或料浆管中而使产生的蒸汽减到最少。

根据本发明进一步的基本理念，焦炭破碎单元将焦炭大块磨碎为能够泵送石油焦料浆的尺寸。由于这个大小非常符合商业需求，因此之后不需要再进一步减小尺寸，这使得操作高效。

此外，可避免纯机械顺序，像操作桥式起重机或前装载机，并且用于在焦炭鼓单元中获得由凝固石油焦制成的可销售石油焦块的方法基本上是连续的、完全可控的并且是自动的过程，类似于众所周知的烃加工的典型的处理。在正常操作中，无需操作人员的交互手动作用。这分别减少了操作和维护这种系统以实施这种方法所需的人力，直接使得成本节约。该系统的可靠性高，并且超过了本领域标准的当前状态。此外，根据本发明方法的循环和步骤是完全远程控制的。

此外，可实现循环时间的大幅减少和生产量的显著增加。

除了由于可能发生蒸气损失，其可用来自外部源的补给水置换，所有的料浆、污泥和水流都是优化的且能自身维持。

石油焦料浆穿过料浆管，其是封闭的管，通过重力进入到料浆坑中，其是密封的混凝土料浆坑。

在鼓除焦和脱水循环期间，在已经开始将料浆泵入脱水仓之后，立即开始脱水作用。这意味着，脱水作用已经进行，而鼓除焦仍在进行中，特别是在鼓除焦和脱水循环以及脱水循环过程中。一旦脱水程度足够了，可从脱水仓中取出可销售石油焦块。特别的，可销售石油焦块可通过传送带输送到装载设备。

从清水池排出的清洁水可直接用作高压切割水，而不需要另外的沉降池。

根据本发明，用于在焦炭鼓单元中获得由凝固石油焦制成的可销售石油焦块的系统和方法可以批处理操作来运行，这意味着，焦炭鼓一旦填满，就从炉线圈分离并实施根据本发明的方法。可用的时间框架被用于热残余物填充焦炭鼓、冷却和排空/切割焦炭床的时间以及在脱水仓中从可销售石油焦块脱水直到运输的时间限制。

在过去，延迟焦化装置单元的批处理操作步骤的改进，特别是焦炭切割、料浆输送、脱水时间的执行速度越快，机械设备的安全和可靠处理越难完成。如果这样的话，高程度的手动操作仍然不可避免。

现在已经通过根据本发明的用于在焦炭鼓单元中获得由凝固石油焦制成的可销售石油焦块的系统和方法解决了该阻碍问题。机械设备的可靠性已得到了提高，以前的手工操作步骤已转换成连续、可控的典型的日常烃工业的作业过程。

现有的焦化装置，例如坑/垫类型可改装、转换或现代化，以形成根据本发明的用于在焦炭鼓单元中获得由凝固石油焦制成的可销售石油焦块的封闭系统。

根据本发明的第一实施方式，提供了淬火水管线，其通过焦炭鼓单元从清水池引导至料浆坑，用于浸没焦炭鼓单元，从而有效硬化和冷却凝固石油焦。

根据本发明的另一实施方式，提供了料浆坑冷却管线，其连接清水池和料浆坑，用于冷却料浆坑。通过该特征，可有效地使料浆坑中产生的蒸汽减到最少。

根据本发明的另一实施方式，提供了连接料浆坑和脱水仓单元的管线，用于将石油焦料浆泵送至脱水仓单元。

根据本发明的另一实施方式，提供了连接脱水仓单元和废水坑的管线，用于将过滤后的水和石油焦粉引导至废水坑。

根据本发明的另一实施方式，提供了连接废水坑和水沉降池的管线，用于将过滤后的水和石油焦粉引导至水沉降池。

根据本发明的另一实施方式，提供了焦炭切割单元，用于从焦炭鼓单元切割凝固石油焦。该焦炭切割单元可以是常规类型。它可以是水钻孔/切割工具，配置为在焦炭鼓单元内的凝固石油焦上钻取垂直通道并在焦炭鼓单元内的凝固石油焦上切片，这允许有效并快速地从焦炭鼓切割凝固焦炭。水钻孔/切割工具可用来自清水池的水操作，因此不再需要外部水。水钻孔/切割工具可配置为通过鼓头上部降入至焦炭鼓中，以利用高压水喷射铰大焦炭鼓。特别的，该水钻孔/切割工具可配置为首先在焦炭鼓内的焦炭床上钻取垂直通道，然后通过借助水平喷射流的切割操作在焦炭床上将焦炭切片，焦炭切片被冲下到焦炭破碎机/焦炭破碎单元。

根据本发明的另一实施方式，焦炭破碎单元由各个焦炭破碎机形成，所述焦炭破碎机安装在焦炭鼓单元的各个焦炭鼓下面。通过该特征，从焦炭鼓掉落的焦炭大块自动到达将其磨碎的破碎机。

根据本发明的另一实施方式，焦炭破碎机包括具有齿型的破碎辊，以将从焦炭鼓掉落的焦炭大块磨碎为适合商业需求的预定最大尺寸的焦炭块。不需要进一步减小尺寸。

根据本发明的另一实施方式，每个焦炭破碎机包括两个破碎辊，其单独驱动并可逆驱动。该焦炭破碎机具有适合立即处理200％峰值切割荷载的设计能力，它们具有带引入特征的辊直径和齿型，用于破碎最大块尺寸。

根据本发明的另一实施方式，焦炭破碎机用于磨碎焦炭大块，通过焦炭切割单元将凝固石油焦切割为可销售的石油焦块，其大小能泵送石油焦料浆。不需要进一步减小尺寸。

根据本发明的另一实施方式，每个焦炭鼓有专用的破碎机，破碎机设置有金属过渡件，特别是套筒式的滑槽以及远程液压设备以连接各个焦炭破碎机和各个焦炭鼓。该金属过渡件可远程拉升，并自动连接满的焦炭鼓与焦炭破碎机。此连接将只在焦炭切割操作过程中进行。

根据本发明的另一实施方式，提供了运输水管线，其从清水池引导至封闭料浆管，用于支持将石油焦料浆冲洗到料浆坑中。通过该运输水管线，以快速、可靠且有效的方式将焦炭块引导至料浆坑中。

根据本发明的另一实施方式，从料浆坑引导至脱水仓单元的管线设置有泵，用于将石油焦料浆泵送至脱水仓单元。该泵是耐气蚀、耐腐蚀和耐磨损的泵。该泵将石油焦料浆提升到相应的脱水仓。它必须是这样的结构，即允许将包含可销售焦炭块的石油焦料浆泵送至脱水仓中。

根据本发明的另一实施方式，脱水仓单元的脱水仓包括上筒状部和下锥形部，上筒状部和下锥形部的上部设有过滤通道，特别是内部筛网或内部垂直筛网，和/或下锥形部的下部设置有穿孔，用于从脱水仓除去滞留水。通过该实施方式，实现了显著改善并高效的从脱水仓除去滞留水，特别是从脱水仓的下部区域。这些石油焦块的尺寸或直径大于保持在脱水仓中的过滤元件的开口。这是比具有的尺寸或直径小于过滤元件中的开口，并通过该开口的石油焦块更大的部分。由此，水沉降池中的污泥量减到最少。

根据本发明的另一实施方式，提供了管道，其连接过滤通道和穿孔以及引导至废水坑的管线。这允许有效地从脱水仓除去过滤后的废水。

根据本发明的另一实施方式，从废水坑引导至水沉降池的管线设置有泵，特别是耐气蚀、耐腐蚀和耐侵蚀的泵，用于把水连同石油焦粉一起泵送至水沉降池。

根据本发明的另一实施方式，水沉降池和清水池通过平衡管线彼此连接，优选设置在平衡管线的上部。这提供将来自水沉降池的净化水引导至清水池的有效方法，。

根据本发明的另一实施方式，去除单元由位于脱水仓单元下方的传送带形成，以便于一旦脱水仓单元的底部打开，将从其掉落的可销售石油焦块输送至适当的装载设备。

根据本发明的另一实施方式，料浆坑和/或废水坑和/或脱水仓设置有排气孔，用于将蒸汽排出到大气中，排气孔的出口优选位于操作员平面的上方。该排气孔可单独打开和关闭，以允许只有当实际需要时才排出蒸汽。通过该排气口，来自料浆坑和脱水仓的最少剩余蒸汽可释放到大气中。通过将排气孔出口定位在操作员平台的上方，可确保良好的可见性并可避免操作人员接触烃类、粉尘和气溶胶。

根据本发明的另一实施方式，脱水仓单元设置有溢流保护单元，所述溢流保护单元配置为连接在脱水仓单元上部的管线，并引导至料浆坑和/或水沉降池。该溢流保护单元正常运行时没有激活功能，但作为安全装置保护脱水仓免于不慎溢流。

根据本发明的另一实施方式，焦炭鼓的数量对应脱水仓的数量。接收的脱水仓对应满的焦炭鼓和其专用焦炭破碎机。

在淬火循环中，焦炭鼓可重复地用水浸没并排空，水硬化并冷却了焦炭鼓中的焦炭。在淬火循环之前将蒸汽引入到焦炭鼓单元中。在淬火循环后，可打开焦炭鼓头的上部和下部，以允许焦炭大块从焦炭鼓输出。

根据本发明的另一实施方式，在鼓除焦和脱水循环过程中，将水连续排入废水坑中。泵将来自废水坑的水输送至水沉降池中。在沉降后且下一步切割操作之前，将净化水从水沉降池输送到清水池以用于切割。

根据本发明的另一实施方式，来自料浆坑和废水坑的任意少量蒸汽通过排气孔排出到大气中，优选在操作员平面以上。由此实现了工作场所卫生的高标准和工人的安全，尤其是在能见度和接触热水、蒸汽和粉尘方面。

附图说明

通过参考附图的实施方式对本发明进一步说明如下。

图1示出了根据本发明实施方式的用于在焦炭鼓单元中获得由凝固石油焦制成的可销售石油焦块的封闭系统在淬火循环中运行的连接示意图；

图2示出了根据本发明实施方式的图1系统在焦炭切割和脱水循环中运行的连接示意图；以及

图3示出了根据本发明实施方式的图1系统在脱水循环中运行的连接示意图。

为了简洁起见，将图1至3中所示的用于在焦炭鼓单元中获得由凝固石油焦制成的可销售石油焦块的系统称为封闭的焦炭料浆系统。

具体实施方式

图1示出了根据本发明实施方式的用于在焦炭鼓单元4，8中获得由凝固石油焦制成的可销售石油焦块的封闭系统2的连接示意图，其在淬火循环中运行。

所述系统2包括两个焦炭鼓4和8，其具有分别安装在下面的焦炭破碎机6和10以及对应数量的脱水仓，即脱水仓18和20。

形成焦炭鼓单元的两个焦炭鼓4和8在图1中的左手部分示出，而脱水仓18和20在图1中的中间示出。左边的焦炭鼓4用石油焦填满，石油焦已经在焦炭鼓中凝固从而形成焦炭床，并从炉线圈中(未示出)分离，左边的脱水仓18接收来自焦炭鼓4的石油焦块，将在之后解释。

第二焦炭鼓8和第二脱水仓20用虚线示出，表示它们在焦炭鼓4的鼓除焦过程中不使用，但当所述第二焦炭鼓8已填满液体残余物形成焦炭床时，则在随后的除焦过程中使用。

在焦炭鼓4和8的下面设置有形成焦炭破碎单元的焦炭破碎机6和10，它们分别通过形成为金属过渡件的套筒式滑槽连接到各自的焦炭鼓4和8，所述套筒式滑槽可远程升起。在图1所示的淬火循环操作中，焦炭破碎机6和10不与焦炭鼓4和8连接，焦炭鼓4和8的底部是封闭的。套筒式滑槽相对于焦炭鼓4和8的底部撤回，并且不与焦炭鼓4和8连接。

焦炭破碎机6和10安装在各自的焦炭鼓4和8下面，使得从焦炭床切割的焦炭大块将通过套筒式滑槽进入所述焦炭破碎机6和10中，在此将焦炭大块磨碎为最大尺寸为4”(100mm)的可销售焦炭块。这种大小的焦炭块可在商业上销售，它们还可与下文被称为料浆的焦炭-水混合物一起被泵送。为了使焦炭大块进入焦炭破碎机6和10，可打开焦炭鼓4和8的底部，其由黑色水平延伸线表示。

可配置套筒式滑槽使得它们允许自动升高和降低滑槽以及安全的远程输送而不需要螺栓。为了避免蒸汽释放到大气中，套筒式滑槽可以是蒸汽密封结构。

焦炭破碎机6和10为刚性结构并由高耐磨性材料构建。通过使用较大的轧辊直径和优化的齿型，他们具有最大程度的引入能力。他们还具有用于峰值荷载的几乎无限的吞噬能力，利用高扭矩独立的直接驱动辊筒。它们是可逆的，并允许完全自动化、自我控制操作。

焦炭破碎机6和10的出口管线都连接料浆管12，其由封闭的斜管形成，并由耐腐蚀和耐磨材料制成。可销售焦炭块通过重力穿过料浆管12到达料浆坑14，其由密封混凝土泵坑形成。料浆管线16从料浆坑14，特别是从料浆坑14的底部延伸到脱水仓18的上部，通过该料浆管线16，焦炭料浆从料浆坑进入到脱水仓18中。

脱水仓18包括上筒状部和下锥形部。上筒状部和下锥形部的上部在其内周部设置有过滤元件，其由网筛/筛子形成，特别地，本实施方式中为垂直内条网筛/筛子，下锥形部的下部设置有过滤元件，其在本实施方式中为穿孔形式。将这些过滤元件设计为使可销售焦炭块保持在脱水仓18中，并使含焦炭颗粒/焦粉的水通过。脱水仓的过滤元件通过废水管线22连接至废水坑24，其与料浆坑14分离形成。在附图中，只示出了从脱水仓18的过滤元件引导至废水坑24的废水管线22，类似的废水管线提供用于第二脱水仓20。

料浆坑14和废水坑24都可是混凝土坑并可具有无停滞/死区的流动的优化设计。

将由水平延伸黑线表示的脱水仓18和20的底部打开，以在延迟焦化过程的最后从脱水仓取出可销售焦炭块。在延迟焦化过程的最后，当可销售焦炭块从脱水仓取出时，可销售焦炭块通过脱水仓的打开的底部掉落在适当的输送装置上，该输送装置在本示例性实施方式中配置为传送带52，通过它将可销售焦炭块运送到装载设备(未示出)。

废水管线26从废水坑24，特别是从废水坑24底部延伸，连接到水沉降池28的上部。该废水管线26还可通过从废水管线26分支的管线部48连接至清水池29。

此外，在水沉降池28的上部和清水池29的上部之间配置水平平衡管线50，以平衡这两个池之间的水位。

料浆管线16和废水管线26都设置有适当的泵(未示出)，使得含可销售焦炭块的石油焦料浆从料浆坑14泵送至脱水仓18，并且将来自废水坑24的废水泵送至水沉降池28。

料浆管线16的这种直径能使含可销售焦炭块的焦炭料浆通过。同样，在料浆管线中设置泵的这种结构可泵送含可销售焦炭块的焦炭料浆。料浆管线16中的泵具有叶轮设计和壳体结构并具有高耐磨性和对气蚀损坏有高耐受性水平的材料。

在本示例性实施方式中，废水管线22的一管线部分连接到垂直筛网过滤元件的下端，另一管线部分连接在穿孔过滤元件的下端，两管线部分连接共同的废水管线22。通过这样的过滤元件，在脱水仓18内含可销售焦炭块的焦炭料浆可有效地进行脱水。不需提供其它固定或浮动设备。一般来说，不需要反冲喷嘴。

水沉降池28和清水池29示意性示出了筒状上部和锥形下部。为了从水沉降池28除去焦炭粉并从清水池29除去水的连接锥形下部的管线未在图1中示出。

脱水仓18和20设置有溢流保护单元/溢流屏障，其在正常运行时没有激活功能，但作为安全阀防止脱水仓18和20不慎溢流。在本实施方式中的溢流屏障由连接在脱水仓18和20最上部的溢流管线40和安全阀42形成，通过该溢流屏障来自脱水仓的焦炭料浆首先通过溢流管线44引导至料浆坑14，其次，如果另外有必要，通过溢流管线46引导至水沉降池28。

对于在延迟除焦过程中进行的淬火操作/淬火循环来说，提供了冷淬火水管线30、冷却水管线32和热淬火水管线34。冷淬火水管线30连接在清水池29的下部或底部，并引导至各个脱水仓。在图1中，示出了冷淬火水管线30引导至第一焦炭鼓4，类似的冷淬火水管线30也可从清水池29延伸到第二焦炭鼓8。通过该冷淬火水管线30，将焦炭鼓4内的热焦炭床冷却。热淬火水管线34从焦炭鼓4，同样从焦炭鼓8(未示出)延伸到料浆坑14，该热淬火水管线34引导已在与焦炭床的热交换中预热的淬火水进入料浆坑14中。为了避免或限制料浆坑14内产生蒸汽，料浆坑冷却水管线32从冷淬火水管线30分支，将来自清水池29的冷水直接引导至料浆坑14中。冷却的混合淬火水通过管线16从料浆坑14泵送至脱水仓18内。从脱水仓18-作为过滤器-废水径流利用管线22流向废水坑24，并从废水坑24通过管线26泵送至水沉降池28。

连接至封闭料浆坑14的蒸汽/蒸气排放管线36用于将剩余蒸汽通过排气孔38输送到大气中。该排气孔38优选位于工作平台上方/操作者平面上方，以尽量减少操作人员和维修人员接触蒸汽。

同样，将蒸汽/蒸气排放管线和排气孔设置于脱水仓18和20(未示出)以及废水坑24上(未示出)。

图2示出了根据本发明实施方式的系统2的连接示意图，其在第二焦炭切割和脱水循环中运行。

为简单起见，图2中省略了淬火水管线30和34以及冷却管线。除图1外，示出了从水沉降池28的底部引导至料浆坑14的管线54、从清水池29的底部引导至焦炭鼓4上部(类似管线也可引导至焦炭鼓8上部)和料浆管12端部的运输水管线55，该料浆管12端部位于通过料浆管12的可销售焦炭块流的上游。此外，提供了从水沉降池28的下部延伸至焦炭鼓4顶部的额外运输水管线56。此外，示意性示出了焦炭切割单元58，其配置为通过焦炭鼓头上部降入至焦炭鼓4中以利用高压水喷射铰大焦炭鼓。该焦炭切割单元58可以是专业工具，其配置为首先在焦炭床上钻取垂直通道，其次通过切割操作，由此用水平喷气流在焦炭床上将焦炭切片，然后冲洗到焦炭破碎机6，10上的套筒式滑槽中。

图2中示意性地示出了焦炭鼓4内的焦炭床，在铰大操作过程中在其底部具有这样的垂直通道和一些焦炭大块。同样，流经料浆管12的焦炭块通过焦炭破碎机6磨碎成可销售的大小，图2中还示意性地示出了在料浆坑14内包括的可销售焦炭块、较小焦炭颗粒和水的混合物以及在脱水仓18内从底部到顶部收集的可销售焦炭块的焦炭料浆。

在图2所示的焦炭切割和脱水循环操作中，焦炭破碎机6连接于焦炭鼓4，焦炭鼓4的底部是打开的。焦炭破碎机6的套筒式滑槽连接焦炭鼓4的底部。焦炭破碎机10保持与焦炭鼓4和8断开，焦炭鼓8的底部是关闭的，焦炭破碎机10的套筒式滑槽相对于焦炭鼓8的底部撤回，直到焦炭鼓8将在焦炭切割和脱水循环中运行。

图3示出了根据本发明实施方式的系统2的连接示意图，其在脱水循环中运行。

图3对应于图2，其中已去除来自焦炭鼓4的凝固焦炭，并且其中脱水仓18发生了脱水。在图3中，为简单起见，省略了图1所示的来自淬火操作的淬火管线30，34和冷却水管线32以及鼓除焦循环中所需的运输水管线55和56。

在图3所示的脱水循环操作中，焦炭破碎机6和10不再连接焦炭鼓4和8，焦炭鼓4和8的底部关闭。套筒式滑槽相对于焦炭鼓4和8的底部撤回，并且不连接到焦炭鼓4和8。焦炭鼓4或8可再次用石油焦填充。

为了在焦炭鼓4的焦炭床中获得由凝固石油焦制成的可销售石油焦块，进行以下步骤。

首先，在淬火循环中运行延迟焦化系统2，其中淬火循环相对于图1所示。在淬火循环中，用冷水通过冷淬火水管线30浸没焦炭鼓单元4，该冷淬火水管线30从清水池29引导至焦炭鼓单元4，其中淬火水相对于凝固焦炭加热，凝固焦炭依次冷却、硬化，然后将热水通过热淬火水管线34引导至料浆坑14。为了避免或限制在料浆坑14中产生蒸汽，将冷却水从清水池29通过从冷淬火水管线30分支的冷却管线32引导至料浆坑14中。在料浆坑中产生的最少蒸汽/蒸气通过优选位于操作者平面上方的蒸汽排放管线36和排气孔38释放到大气中。

在淬火循环之前，向焦炭鼓4中引入额外的蒸汽，但图1中未示出。通过将蒸汽引入焦炭鼓4中，烃类可从焦炭床释放，而焦炭床通过该蒸汽硬化。在淬火循环过程中，引入至焦炭鼓4中的淬火水冷却该焦炭床，以将温度降低至燃点以下，以避免在打开焦炭鼓时自燃。

淬火循环后，打开焦炭鼓头的上部和下部。提升套筒式滑槽并连接到下焦炭鼓凸缘。

然后，相对于图2所示，作为第二个步骤，在鼓除焦和脱水循环过程中运行延迟焦化系统2。

在除焦和脱水循环中，通过如上所述和图2中所示的焦炭切割单元58从焦炭鼓4中切割凝固石油焦，从而使石油焦大块通过套筒式滑槽掉落至破碎机6上，也可参见图2。此切割操作通过流经运输水管线55和56的运输水支持，使石油焦大块冲落至破碎机6。

然后通过焦炭破碎机6将焦炭大块破碎成可销售石油焦块。在破碎机6之后，可销售石油焦块进入封闭的料浆管12，通过重力并借助于来自清水池29并流经运输水管线55的运输水引导至料浆坑14，该运输水可直接来自于清水池29或可来自运输水管线55分支，如图2所示，其连接到封闭的料浆管12的外端。在封闭的料浆管12和封闭的料浆坑14中，形成包含水、可销售焦炭块及焦炭颗粒/焦炭粉的石油焦料浆。该石油焦料浆通过设置在管线16中的合适泵(未示出)从料浆坑14通过料浆管线16泵送至脱水仓18。在此收集可销售焦炭块，而过滤后的水和石油焦粉通过脱水仓18的过滤元件，如上所述。那些尺寸或直径大于过滤元件中的开口的石油焦炭块保持在脱水仓18中。这是比具有的尺寸或直径小于过滤元件中的开口并通过了过滤元件的石油焦炭块大的部分。由此，水沉降池28中的泥浆减到最少。

然后将过滤后的水和石油焦粉通过废水管线22引导至废水坑24，该废水坑24与料浆坑14分离。然后将过滤后的水和石油焦粉从废水坑24通过废水管线26泵送至水沉降池28。为此，可在所述的废水管线26中提供合适的泵(未示出)。

在水沉降池28中，石油焦粉与水分离并收集在水沉降池28的底部，而清洁、净化水留在水沉降池28的上部，从那里净化水通过水平平衡管线50进入清水池29。从水沉降池28的底部，将石油焦粉与水一起通过连接水沉降池28的底部部分和料浆坑14的管线54引导至料浆坑14中。这些焦炭粉混合，因此很好地随料浆坑中的粗糙的可销售焦炭块分散，使得焦炭粉置于焦炭块的表面上或陷入焦炭块的多孔块中并保持在那里。从料浆坑14，将包含可销售焦炭块、焦炭粉和水的焦炭料浆通过料浆管线16连续泵送至脱水仓18，如上所述，此步骤与鼓除焦和脱水循环的其它步骤连续进行，直到所有的石油焦从焦炭鼓4去除和/或所有的可销售焦炭块泵送至脱水仓18中。

然后，相对于图3所示，作为第三步在脱水循环中运行延迟焦化系统2。

在脱水循环中，将过滤后的水和石油焦粉通过废水管线22从脱水仓单元18引导至废水坑24，将过滤后的水和石油焦粉通过废水管线26从废水坑24泵送至水沉降池28，其中石油焦粉与水分离并收集在水沉降池28的底部，而清洁、净化水留在水沉降池28的上部。清洁、净化水再次从水沉降池28的上部通过水平平衡管线50进入清水池29。将石油焦粉从水沉降池28引导至料浆坑14，直到达到脱水仓单元18内的预定脱水液面，其可通过适当的传感器单元(未示出)测量和检测。

最后，进行第四步去除步骤，其中通过脱水仓18的底部将可销售石油焦块从脱水仓单元18取出，该底部可因为此目的打开。可销售石油焦块从脱水仓18底部落到传送带52上，通过传送带52将可销售石油焦块输送到合适的装载设备上。

在图2所示的鼓除焦和脱水循环和/或图3所示的脱水循环过程中，来自料浆坑14和/或废水坑24和/或脱水仓18的蒸汽可通过优选在操作员平面上方的合适管线和排气孔排出到大气中。然而示出了用于料浆坑14的管线36和排气孔38，可提供用于废水坑24和/或脱水仓18的相应管线和排气孔，未在图中示出。

有关用于在焦炭鼓单元中获得由凝固石油焦制成的可销售石油焦块的系统和方法已通过对应于附图的实施方式进行了描述，所有的技术效果、优点和具体实施方式已在上述应用中进行了详细的描述，并且它们不重复以避免冗余。

附图标记列表

2       石油焦炭处理系统

4       第一焦炭鼓

6       第一破碎机

8       第二焦炭鼓

10      第二破碎机

12      料浆管

14      料浆坑

16      料浆管线

18      第一脱水仓

20      第二脱水仓

22      废水管线

24      废水坑

26      废水管线

28      水沉降池

29      清水池

30      冷淬火水管线

32      冷却水管线

34      热淬火水管线

36      蒸气排放管线

38      排气孔

40      溢流管线

42      安全阀

44      至料浆坑的溢流管线

46      至水沉降池的溢流管线

48      至清水池的管线

50      平衡管线

52      传送带

54      至料浆坑的管线

55      运输水管线

56      运输水管线

58      焦炭切割单元

Claims (22)

1.一种用于在焦炭鼓单元（4,8）中获得由凝固石油焦制成的可销售石油焦块的封闭系统（2），包括

包含凝固石油焦的焦炭鼓单元（4,8）；

用于将石油焦破碎成可销售石油焦块的焦炭破碎单元（6,10）；

引导石油焦料浆至封闭料浆坑（14）的封闭料浆管（12）；

具有脱水仓（18,20）的脱水仓单元（18,20），用于接收来自封闭料浆坑（14）的石油焦料浆以收集可销售的石油焦块；

水沉降池（28）；

用于接收来自水沉降池（28）上部的净化水的清水池（29）；以及

用于从脱水仓单元（18,20）除去可销售石油焦块的去除单元（52）；

其中，所述脱水仓（18,20）被配置为过滤器，引导来自所述脱水仓（18,20）下部区域的径流废水作为过滤水和石油焦粉从所述脱水仓（18,20）滤出；

其特征在于

封闭废水坑（24）与封闭料浆坑（14）分离，所述封闭废水坑（24）被配置为用于通过连接所述脱水仓单元（18,20）和所述封闭废水坑（24）的管线（22）接收来自脱水仓单元（18,20）的过滤后的水和石油焦粉；

所述水沉降池（28）被配置为接收来自封闭废水坑（24）的过滤后的水和石油焦粉，通过将石油焦粉收集在水沉降池（28）的底部来分离水与石油焦粉，并将石油焦粉引导至所述封闭料浆坑（14）中，其中石油焦粉与石油焦料浆混合；

其中，所述脱水仓（18,20）包括上筒状部和下锥形部，所述上筒状部和下锥形部的上部设置有过滤通道，和/或下锥形部的下部设置有穿孔，用于从所述脱水仓（18,20）除去滞留水；以及

其中，提供了将过滤通道和/或穿孔连接于管线（22）的管，所述管线（22）引导至所述封闭废水坑（24）。

2.根据权利要求1所述的封闭系统（2），其中，提供了通过所述焦炭鼓单元（4,8）从所述清水池（29）引导至所述封闭料浆坑（14）的淬火水管线（30,34），用于浸没所述焦炭鼓单元（4,8），从而硬化并冷却凝固石油焦。

3.根据权利要求1或2所述的封闭系统（2），其中，提供了连接所述清水池（29）和所述封闭料浆坑（14）的料浆坑冷却管线（32），用于冷却所述封闭料浆坑（14）。

4.根据权利要求1所述的封闭系统（2），其中，提供了连接所述封闭料浆坑（14）和所述脱水仓单元（18,20）的管线（16），用于泵送石油焦料浆至所述脱水仓单元（18,20）。

5.根据权利要求1所述的封闭系统（2），其中，提供了连接所述封闭废水坑（24）和所述水沉降池（28）的管线（26），用于将过滤后的水和石油焦粉泵送至所述水沉降池（28）。

6.根据权利要求1所述的封闭系统（2），还包括焦炭切割单元（58），用于从所述焦炭鼓单元（4,8）切割凝固石油焦炭。

7.根据权利要求6所述的封闭系统（2），其中，水钻孔/切割工具（58）使用来自所述清水池（29）的水操作。

8.根据权利要求1所述的封闭系统（2），其中，所述焦炭破碎单元（6,10）由各个焦炭破碎机（6,10）形成，所述焦炭破碎机（6,10）安装在所述焦炭鼓单元（4,8）的各个焦炭鼓（4,8）的下面。

9.根据权利要求8所述的封闭系统（2），其中，所述的焦炭破碎机（6,10）是用于将通过焦炭切割单元（58）从凝固石油焦切割的焦炭大块磨碎成可销售的石油焦块，所述可销售的石油焦块的尺寸允许泵送石油焦料浆。

10.根据权利要求8或9所述的封闭系统（2），其中，对每对焦炭鼓（4,8）和焦炭破碎机（6,10）提供金属过渡件，以连接各个焦炭破碎机（6,10）和各个焦炭鼓（4,8）。

11.根据权利要求2所述的封闭系统（2），其中，提供了从所述清水池（29）引导至所述封闭料浆管（12）的运输水管线（30），用于支持将石油焦料浆冲洗并泵送至所述封闭料浆坑（14）。

12.根据权利要求任4所述的封闭系统（2），其中，从所述封闭料浆坑（14）引导至所述脱水仓单元（18,20）的管线设置有泵，用于泵送石油焦料浆至所述脱水仓单元（18,20）。

13.根据权利要求5所述的封闭系统（2），其中，从所述封闭废水坑（24）引导至所述水沉降池（28）的管线设置有泵，用于将水和石油焦粉一起泵送至所述水沉降池（28）。

14.根据权利要求1所述的封闭系统（2），其中，所述水沉降池（28）和清水池（29）通过平衡管线彼此相连。

15.根据权利要求1所述的封闭系统（2），其中，所述去除单元（52）由位于所述脱水仓单元（18,20）下面的传送带形成，使一旦脱水仓单元（18,20）的底部打开，便将从脱水仓单元（18,20）掉落的可销售石油焦块输送至适当的装载设备。

16.根据权利要求1所述的封闭系统（2），其中，所述封闭料浆坑（14）和/或所述封闭废水坑（24）和/或所述脱水仓（18,20）设置有排气孔，用于将蒸气排出到大气中，所述排气孔的出口设置在操作员平面上方。

17.根据权利要求1所述的封闭系统（2），其中，所述脱水仓单元（18,20）设置有溢流保护单元，所述溢流保护单元配置为连接在所述脱水仓单元（18,20）上部并引导至所述封闭料浆坑（14）和/或所述水沉降池（28）的管线（40,44,46）。

18.根据权利要求1所述的封闭系统（2），其中，所述焦炭鼓（4,8）的数量对应于所述脱水仓（18,20）的数量，其中一对焦炭鼓（4,8）和脱水仓（18,20）可同时连接。

19.一种使用前述任一项权利要求所述的封闭系统（2）用于在焦炭鼓单元（4,8）中获得由凝固石油焦制成的可销售石油焦块的方法，包括

淬火循环，其中，通过淬火水管线（30,34）浸没焦炭鼓单元（4,8），从而进一步冷却凝固石油焦炭，所述淬火水管线（30,34）通过所述焦炭鼓单元（4,8）从清水池（29）引导至封闭料浆坑（14）；

鼓除焦和脱水循环，其中，将来自所述焦炭鼓单元（4,8）的石油焦炭大块通过焦炭破碎单元（6,10）破碎成可销售的石油焦块，借助于形成石油焦料浆的运输水，将可销售石油焦块通过封闭料浆管（12）引导至封闭料浆坑（14），将所述石油焦料浆从所述封闭料浆坑（14）泵送至脱水仓单元（18,20），所述可销售石油焦块收集在所述脱水仓单元（18,20）中，且石油焦粉与水分离，并收集在所述水沉降池（28）的底部；

脱水循环；以及

去除步骤，其中，将可销售石油焦块从所述脱水仓单元（18,20）取出，

其特征在于

在鼓除焦和脱水循环中，通过脱水仓单元（18,20）过滤焦炭料浆，并引导来自所述脱水仓单元（18,20）下部区域的径流废水作为过滤后的水和石油焦粉至所述封闭废水坑（24），所述封闭废水坑（24）与所述封闭料浆坑（14）分离，并从所述封闭废水坑（24）泵送过滤后的水和石油焦粉至所述水沉降池（28），并将石油焦粉引导至所述封闭料浆坑（14），其中石油焦粉与石油焦料浆混合，

在脱水循环中，将过滤后的水和石油焦粉从所述脱水仓单元（18,20）引导至所述封闭废水坑（24），将过滤后的水和石油焦粉从所述封闭废水坑（24）泵送至所述水沉降池（28），其中石油焦粉与水分离，并收集在所述水沉降池（28）底部，将石油焦粉引导至所述封闭料浆坑（14）中，直到达到所述脱水仓单元（18,20）内的预定脱水平面。

20.根据权利要求19所述的方法，其中，在所述鼓除焦和脱水循环和/或脱水循环中，将净化水从所述水沉降池（28）引导至所述清水池（29）。

21.根据权利要求19或20所述的方法，其中，在所述鼓除焦和脱水循环以及脱水循环过程中，将来自所述封闭料浆坑（14）和封闭废水坑（24）的蒸汽通过排气孔排出到大气中。

22.根据权利要求19所述的方法，其中，在所述鼓除焦和脱水循环中，通过焦炭切割单元（58）从所述焦炭鼓单元（ 4,8）切割凝固石油焦。