CN104531182B - 一种焦油渣加工工艺及系统 - Google Patents

Abstract

一种焦油渣加工工艺及系统，属于焦油渣洁净加工利用工艺及系统。该工艺：经过破碎的煤按比例添加焦油渣后在双螺旋混合机中充分混合后，送至多级螺旋干馏输送一体机中进行干馏脱挥发分，在多级螺旋干馏输送一体机中的其中一级螺旋干馏输送机内添加由煤焦油蒸馏制取的沥青，三种物料经干馏输送机充分干馏混合后，得到可供煤气站造气用的最终混合物料成形的产品型块。该系统：由四部分组成，一是焦油加工获取粘结剂沥青；二是碎细粒煤碎成粉煤；三是焦油渣细粒煤混合干馏脱挥发分；四是粘结剂沥青与干馏后的焦油渣煤混合成型制气化型块。

Description

一种焦油渣加工工艺及系统

技术领域

本发明涉及焦油渣加工与综合利用领域，尤其是一种适用于气化焦油渣、煤焦油加工利用的焦油渣加工的工艺及系统。

技术背景

能源与环境是国民经济和社会可持续发展的重要保证。2020年，煤炭在国家能源构成中仍将在60％左右。然而当前煤炭消费产业中，煤炭气化和炼焦过程中由于工艺设备的落后致使煤炭的转化利用率比较低，这部分在气化和焦化过程中不能被充分利用的煤炭转化成了有毒、严重污染环境的难于洁净利用的焦油渣。我国每年要产生大量的焦油渣，其中焦化行业每年要产生约20多万t焦油渣，这造成了极大的能源浪费。这些焦油渣属于固体废弃物，甚至环保部门把它称为危险固体废气物，如果焦油渣没有得到很好的处理，会给环境带来很大的影响。所以焦油渣回收洁净化利用意义重大。

焦油渣处理方式多样，原来的企业处理方式是外委处理，但是外委处置费用高，并且存在运输过程二次污染的危险。且缺少能够完全处理企业年产焦油渣8000t左右的有资质单位。在实际生产和回收当中，一般是将焦油渣进行堆放存储。但是焦油渣长期积压，存储能力不足，周围的环境会受到焦油渣池的严重影响，这也不满足焦油渣环保处理的要求。

目前焦油渣利用情况为：1)焦油渣粉碎后加入到入炉皮带上入炉燃烧，该工艺燃前未经过洁净化处理燃烧不完全，污染较严重；2)焦油渣和沥青混合回配炼焦煤炼焦，该工艺装置复杂并且会造成焦炭质量不稳定；3)焦油渣或者焦油渣细粒煤成型制造气化型块。以上这些焦油渣利用工艺均不能完全将焦油渣洁净化利用。这些工艺及系统的劣势在于工艺复杂、装置投资高、劳动强度大、效果不佳，并且还会带来二次污染。所以焦油渣洁净化利用工艺还需进一步发展。

发明内容

技术问题：本发明的目的是要克服已有技术中的不足之处，提供一种工艺简单、结构紧凑、效果好的焦油渣加工的工艺及系统。

技术方案：本发明的焦油渣加工系统，包括给煤槽、电子称、除铁装置、破碎机、斗式提升机、焦油渣转运箱、电动葫芦、双螺旋混合机、沥青供料槽和螺旋干馏输送机，所述的给煤槽设在破碎机的上部，物料经电子称计量后再经除铁装置除去铁质杂物后给入破碎机；所述的破碎机设在斗式提升机的入料口处，将破碎后的煤料给入斗式提升机下部入料口，由斗式提升机提升至上部出料口，斗式提升机的出料口处设有双螺旋混合机，双螺旋混合机上设有进入煤料的入料斗，并设有经焦油渣转运箱添加焦油渣的入口，所述双螺旋混合机的出口下方设有多级螺旋干馏输送一体机，所述的多级螺旋干馏输送一体机由多个首尾相接逆向排列的螺旋干馏输送机构成，首尾相接逆向排列螺旋干馏输送机中的上一个螺旋干馏输送机的出料口与下一个螺旋干馏输送机入料口相连通；所述的多个首尾相接逆向排列的螺旋干馏输送机的外部均设有加热保温层；多级螺旋干馏输送一体机上设有与沥青供料槽相连通的入料口，多级螺旋干馏输送一体机下方设有将最终混合物料成形的对辊成型机。

所述的多级干馏输送一体机为2～6级；

所述加热保温层的温度为250-340℃；

使用上述系统的焦油渣加工工艺，包括如下步骤：

(1)煤料经给煤槽给入破碎机，经过破碎机破碎至3mm以下的细粒煤后给入斗式提升机；

(2)通过电动葫芦控制焦油渣转运箱向双螺旋混合机送入焦油渣，同时通过斗式提升机上部出料口经入料斗将细粒煤送入双螺旋混合机内，焦油渣与细粒煤的比例为1:3～2:1；

(3)焦油渣和细粒煤在双螺旋混合机内混合均匀后，经出口进入多级螺旋干馏输送一体机内，在温度为250-340℃条件下的多个首尾相接逆向排列的螺旋干馏输送机中进行干馏输送，在干馏过输送过程中，通过与沥青供料槽相连通的螺旋干馏输送机入料口添加质量百分比为10～15％的沥青，与干馏物料混合后继续进行干馏，直至混合物料混合均匀及粘度满足输送与成型的要求；

(4)将经过多级螺旋干馏输送一体机干馏后输出的混合物料送入对辊成型机，得到最终混合物料成形的产品型块。

有益效果：由于采用了上述技术方案，本发明通过对焦油渣和细粒煤进行混合干馏，回收焦油渣中的轻油，干馏后加煤焦油蒸馏制得的粘结剂沥青制气化型块，从而解决利用当前一些固定床气化炉在造气过程中产生的有毒、有害、严重污染环境且难于处理的焦油渣问题，将有毒、严重污染环境及难于利用的焦油渣进行基本上无害化的有效利用，将干馏过程中产生的焦油气先送至洗塔进行油气分离，分离出的焦油通过蒸馏釜可制沥青，分离出的干馏气可送至蒸馏釜加热炉燃烧；加工过程中的不凝气体以及灰尘进行有效处理，不产生二次污染，可回收焦油渣中的轻油。本发明工艺系统较为简单，工艺条件容易实现，生产过程安全，具有良好的工业化应用前景。

附图说明

图1为本发明的系统结构示意图。

图中：1-给煤槽；2-电子称；3-除铁装置；4-破碎机；5-斗式提升机；6-细粒煤入料斗；7-焦油渣转运箱；8-电动葫芦；9-双螺旋混合机；10-螺旋干馏输送一体机；11-沥青供料槽；12、导热油通道；13-干馏气出口；14-对辊成型机；15-产品型块。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的一个实施例作进一步描述：

本发明的焦油渣加工系统，主要由煤槽1、电子称2、除铁装置3、破碎机4、斗式提升机5、焦油渣转运箱7、电动葫芦8、双螺旋混合机9、沥青供料槽11和螺旋干馏输送机构成，所述的定量电子称2设在给煤槽1下部；给煤槽1设在破碎机4的上部，破碎机4入口处设有除铁装置3，物料经电子称2计量后再经除铁装置3除去铁质杂物后给入破碎机4；所述的破碎机4设在斗式提升机5的入料口处，将破碎后的煤料给入斗式提升机5下部入料口，由斗式提升机5提升至上部出料口，斗式提升机5的出料口处设有双螺旋混合机9，双螺旋混合机9上设有进入煤料的入料斗6，并设有经焦油渣转运箱7添加焦油渣的入口，该入口上方设有电动葫芦8，所述双螺旋混合机9的出口下方设有多级螺旋干馏输送一体机10，所述的多级干馏输送一体机10为2～6级。可根据入料品质设定级数，图1所示为6级。所述的多级螺旋干馏输送一体机10由多个首尾相接逆向排列的螺旋干馏输送机构成，首尾相接逆向排列螺旋干馏输送机中的上一个螺旋干馏输送机的出料口与下一个螺旋干馏输送机入料口相连通；所述的多个首尾相接逆向排列的螺旋干馏输送机的外部均设有加热保温层，加热保温层的温度为250-340℃，通过往导热油通道12中加高温导热油来维持干馏输送机的温度。多级螺旋干馏输送一体机10上设有与沥青供料槽11相连通的入料口，多级螺旋干馏输送一体机10下方设有将最终混合物料成形的对辊成型机14。

本发明的焦油渣加工工艺，具体步骤如下：

(1)经过电子称2计量后的煤料经给煤槽1给入破碎机4，经过破碎机4破碎至3mm以下的细粒煤后给入斗式提升机5；

(2)通过电动葫芦8控制焦油渣转运箱7向双螺旋混合机9送入焦油渣，同时通过斗式提升机5上部出料口经入料斗6将细粒煤送入双螺旋混合机9内，使焦油渣和细粒煤在双螺旋混合机中充分混合，以解决焦油渣在高温状态下粘性增大难以输送的问题和不能用于固定床气化的细粒煤的再利用问题，所述焦油渣与细粒煤的比例为1:3～2:1；

(3)焦油渣和细粒煤在双螺旋混合机9内混合均匀后，经出口进入多级螺旋干馏输送一体机10内，在温度为250-340℃条件下的多个首尾相接逆向排列的螺旋干馏输送机中进行脱除挥发分，多级螺旋干馏输送一体机10内所需温度通过循环导热油来维持，多级螺旋干馏输送一体机10中脱除的挥发分经干馏气出口13连通收集器，通过洗塔净化后送至焦油蒸馏釜加热炉燃烧供热；在干馏过输送过程中，通过与沥青供料槽11相连通的螺旋干馏输送机入料口添加质量百分比为10～15％的沥青，与干馏物料混合后继续进行干馏，直至混合物料混合均匀及粘度满足输送与成型的要求；如图1所示，混合料经多级螺旋干馏输送一体机(10)的第一个螺旋干馏输送机干馏后，从出料口进入下一个螺旋干馏输送机入料口，在下一个螺旋干馏输送机进行干馏后，再进入下一个螺旋干馏输送机进行干馏，从与沥青供料槽11相连通的入料口按质量百分比添加10％～15％的沥青与上一干馏物料混合后继续干馏，再进入下一级干馏；

(4)将经过多级螺旋干馏输送一体机10干馏后输出的混合物料送入对辊成型机14内，得到最终混合物料成形的产品型块15。

实施例1：焦油渣洁净化加工利用工艺过程如下：

A)给煤槽1中的碎块煤经过电子称2计量后进入破碎机4破碎至3mm以下送至斗式提升机5，斗式提升机5将细粒煤经入料斗6送入双螺旋混合机9；

B)焦油渣从焦油渣转运箱7经过电动葫芦8输送至双螺旋混合机9；焦油渣和细粒煤在双螺旋混合机中充分混合；

C)双螺旋混合机9中的焦油渣、细粒煤混合物输送到6级螺旋干馏输送一体机中进行脱除挥发分，6级螺旋干馏输送一体机的所需温度由循环导热油来维持，6级螺旋干馏输送一体机干馏过程中产生的焦油气经干馏气出口13先送至洗塔进行油气分离，分离出的焦油去蒸馏釜制沥青，分离出的干馏气送至蒸馏釜加热炉燃烧；

D)干馏后粉煤、焦油渣混合物粘性的不足通过添加粘结剂沥青进行补充，以保证成型粘度的需要及产品型块的冷强度和热稳定性；将气化煤焦油蒸馏生产的沥青通过保温热泵输送到沥青供料槽11，然后再通过热泵将沥青供料槽中的沥青打到6级螺旋干馏输送一体机中的第3级入口或第4级的入口，加入到焦油渣和细粒煤中进行混合，焦油渣细粒煤混合物和沥青的比例为9:1～17:3；从第3级螺旋干馏输送机开始，焦油渣细粒煤混合物和沥青开始混合干馏进一步脱除挥发分，6级螺旋干馏输送一体机中输出的混合物经对辊成型机14制成产品型块，产品型块为45mm的气化型块，不满足成型要求的碎料返回至破碎机循环利用。

焦油加工获取粘结剂沥青：煤气站产的气化焦油，经脱水后送入焦油间隙蒸馏釜；焦油在蒸馏釜内被逐步加热到360℃；底部的沥青经高温沥青泵送入到沥青供料槽中，用于加入到干馏后的粉煤、焦油渣混合物中。蒸馏出的油气经精馏柱分离，分离出水、油；分离出的水送入工厂现有的水系统，作煤气洗涤补充水；分离出的油做产品销售。精馏柱采用塔顶冷凝，内回流。为了减低蒸馏温度，提高效率，加大操作弹性，蒸馏采用真空蒸馏。分离出的不凝气经洗涤后送回加热炉作燃料。

不能用于气化的碎细粒煤碎制型煤用细粒煤：气化炉筛分下来的碎煤，经粉碎机粉碎到3mm以下，通过斗式提升机送入细粒煤、焦油渣双螺旋混合机。

焦油渣细粒煤混合干馏脱挥发分：焦油渣首先装入专用的焦油渣转运箱，通过电动葫芦吊到细粒煤、焦油渣双螺旋混合机的上方，细粒煤、焦油渣在双螺旋混合机中得到充分的混合。混合后的细粒煤、焦油渣送入六级干馏输送一体机，在一体机中物料在250-340℃的条件下干馏，干馏气体通过真空泵抽出；入泵前通过洗涤冷却、冷凝。将干馏气中的轻组分及灰分洗涤下来；洗涤下来的含灰油送入焦油蒸馏系统。洗涤后的不凝气送入加热炉燃烧。为了保持干馏温度的均匀，本工艺加热采用导热油进行加热。

粘结剂沥青与干馏后的焦油渣、煤混合成型制气化型块：干馏后的细粒煤、焦油渣与粘结剂沥青混合，混合后进一步干馏，干馏后的细粒煤、焦油渣、粘结剂沥青充分混合后，在200℃左右的热态进行加压成型。成型后的型块作为气化炉的原料。成型中掉下的小颗粒物料，通过皮带送入斗提机，返回粉煤加料口。

Claims (4)

1.一种焦油渣加工系统，包括给煤槽（1）、电子称（2）、除铁装置（3）、破碎机（4）、斗式提升机（5）、焦油渣转运箱（7）、电动葫芦（8）、双螺旋混合机（9）、沥青供料槽（11）和螺旋干馏输送机，其特征在于：所述的给煤槽（1）设在破碎机（4）的上部，物料经电子称（2）计量后再经除铁装置（3）除去铁质杂物后给入破碎机（4）；所述的破碎机（4）设在斗式提升机（5）的入料口处，将破碎后的煤料给入斗式提升机（5）下部入料口，由斗式提升机（5）提升至上部出料口，斗式提升机（5）的出料口处设有双螺旋混合机（9），双螺旋混合机（9）上设有进入煤料的入料斗（6），并设有经焦油渣转运箱（7）添加焦油渣的入口，所述双螺旋混合机（9）的出口下方设有多级螺旋干馏输送一体机（10），所述的多级螺旋干馏输送一体机（10）由多个首尾相接逆向排列的螺旋干馏输送机构成，首尾相接逆向排列螺旋干馏输送机中的上一个螺旋干馏输送机的出料口与下一个螺旋干馏输送机入料口相连通；所述的多个首尾相接逆向排列的螺旋干馏输送机的外部均设有加热保温层；多级螺旋干馏输送一体机（10）上设有与沥青供料槽（11）相连通的入料口，多级螺旋干馏输送一体机（10）下方设有将最终混合物料成形的对辊成型机（14）。

2.根据权利要求1所述的一种焦油渣加工系统，其特征在于：所述的多级干馏输送一体机（10）为2～6级。

3.根据权利要求1所述的一种焦油渣加工系统，其特征在于：所述加热保温层的温度为250-340℃。

4.一种使用权利要求1所述焦油渣加工系统的焦油渣加工工艺，其特征在于包括如下步骤：

（1）煤料经给煤槽（1）给入破碎机（4），经过破碎机（4）破碎至3mm以下的细粒煤后给入斗式提升机（5）；

（2）通过电动葫芦（8）控制焦油渣转运箱（7）向双螺旋混合机（9）送入焦油渣，同时通过斗式提升机（5）上部出料口经入料斗（6）将细粒煤送入双螺旋混合机（9）内，焦油渣与细粒煤的比例为1:3～2:1；

（3）焦油渣和细粒煤在双螺旋混合机（9）内混合均匀后，经出口进入多级螺旋干馏输送一体机（10）内，在温度为250-340℃条件下的多个首尾相接逆向排列的螺旋干馏输送机中进行干馏输送，在干馏输送过程中，通过与沥青供料槽（11）相连通的螺旋干馏输送机入料口添加质量百分比为10～15％的沥青，与干馏物料混合后继续进行干馏，直至混合物料混合均匀及粘度满足输送与成型的要求；

（4）将经过多级螺旋干馏输送一体机（10）干馏后输出的混合物料送入对辊成型机（14），得到最终混合物料成形的产品型块（15）。