CN104556024A - 立式人造石墨碎处理设备及工艺 - Google Patents

Abstract

本发明属于石油化工领域，具体公开了一种立式人造石墨碎处理设备及工艺，包括依次连接的上料装置、煅烧炉、石墨化炉、运输设备，石墨化炉在竖直方向依次设有高温区段、保温区段、冷却区段和排料区段；高温区段顶部设有入料口、排气阀和环状分布的石墨电极；石墨化高温区段设有圆锥体状的布料器，布料器下方设有环状的转动盘，转动盘上均匀分布有转动电极和下料孔；石墨电极和转动电极形成环状电场；布料器内设有通气管道，布料器底部设有通气口。发明产品质量稳定、能耗低且不污染环境。

Description

立式人造石墨碎处理设备及工艺

技术领域

本发明属于石油化工设备领域，涉及一种立式人造石墨碎处理设备及工艺。

背景技术

石油焦通常在1700℃时开始脱硫，理想温度为2000℃，在2200℃时开始石墨化，最佳温度为2500℃，石油焦热处理的主要设备为石墨化炉。目前，国内用于进行石油焦热处理的设备为艾奇逊石墨化炉。艾奇逊石墨化炉为敞开式长方形炉体结构，生产过程为将碳化物纵向或者横向并列，并在碳化物的周围填充冶金焦和石英砂，在炉体的长度方向通电，利用焦炭的电阻发热，最终使被加热物本身也产生电阻发热，在焦炭的外围再采用焦粉、炭黑、硅砂等衬料进行屏蔽以隔热。

现有的艾奇逊石墨化炉的缺陷主要有：

1、艾奇逊石墨化炉为卧式、敞开式结构，热量损失大、能耗高，每吨产品耗电量约为3700KW。

2、生产过程中产生的二氧化硫等挥发物无组织排放，对环境造成严重污染。

3、采用浇水冷却方式进行冷处处理，严重浪费水资源。

4、产品受热不均匀，中心温度可达到2600℃，而外围温度仅在1000℃左右，导致产品石墨化程度不均、质量不稳定。

发明内容

本发明的目的是提供一种产品质量稳定、能耗低且不污染环境的立式人造石墨碎处理设备及工艺。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：立式人造石墨碎处理设备，包括依次连接的上料装置、煅烧炉、石墨化炉、运输设备，石墨化炉在竖直方向依次设有高温区段、保温区段、冷却区段和排料区段；高温区段顶部设有入料口、排气阀和环状分布的石墨电极；石墨化高温区段设有圆锥体状的布料器，布料器下方设有环状的转动盘，转动盘上均匀分布有转动电极和下料孔；石墨电极和转动电极形成环状电场；布料器内设有通气管道，布料器底部设有通气口。

进一步地，转动电极竖直放置，石墨化炉炉壁上开有与转动电极相适应的电极输送口，电极输送口外侧固定有电极输送装置；电极输送装置包括电极输送导轨，电极输送导轨一端连接电极输送口，另一端连接液压缸。

进一步地，转动电极水平放置，石墨化炉炉壁上设有环形电极输送口，环形电极输送口中设有与转动盘铰接的电极输送装置；电极输送装置内设有液压缸，液压缸连接设有夹持臂的推送板。

进一步地，布料器和转动盘与下方的齿轮驱动装置连接。

进一步地，冷却区段外部连接有循环水冷系统。

进一步地，排气阀连接烟道，烟道与脱硫设备连接。

进一步地，石墨电极和转动电极之间采用大功率直流送电方式。

进一步地，石墨化高温区段为漏斗形或圆柱形。

进一步地，循环水冷系统通过排水管连接汽轮发电机，汽轮发电机连接变压器，变压器通过电网连接石墨电极和转动电极。

人造石墨碎处理工艺，石油焦通过上料装置进入煅烧炉，经过预热、煅烧后，通过入料口进入石墨化炉，开启齿轮驱动装置带动布料器与转动盘转动，煅烧后的石墨焦通过布料器均匀分布在石墨电极和转动电极之间形成的环形电场中进行反应；加气设备经通气管道和布料器底部设置的通气口加入混合气体；混合气体由80%的氮气和20%的氯气组成，该混合气体由加气设备经通气管道和设在布料器底部的通气口进入石墨化炉高温区段吸收反应产生的挥发组分，再通过排气阀和烟道进入脱硫设备进行脱硫处理；环形电场中反应得到的产品通过下料孔依次进入保温区段和冷却区段，冷却区段外部设置的循环水冷系统对产品冷却至至100℃以下，冷却后的产品通过排料区段进入运输设备。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：石墨化高温区段顶部设有环状分布的石墨电极，布料器底部外侧设有环状的转动盘，转动盘上均匀分布有转动电极，石墨电极与转动电极之间形成稳定的高温区域，同时高温区段设有圆锥体状的布料器，保证原料在下落过程中都能得到完全加热，进而保证产品质量；由80%的氮气和20%的氯气组成的混合气体经由加气设备经通气管道和设在布料器底部的通气口进入石墨化炉高温区段吸收反应产生的挥发组分，排气阀连接烟道，烟道与脱硫设备连接，废气处理后进行排放，避免污染环境；循环水冷系统通过排水管连接汽轮发电机，汽轮发电机连接变压器，变压器通过电网连接石墨电极和转动电极，循环水冷系统产生的高温蒸汽通过汽轮发电机产生电能供应电极，降低生产过程的电能消耗和生产成本。

附图说明

图1是转动电极为竖直方向时本发明的结构示意图；

图2是图1中电极输送装置的结构示意图；

图3是转动电极为水平方向时本发明的结构示意图；

图4是图3中电极输送装置的结构示意图。

具体实施方式

实施例 1

立式人造石墨碎处理设备，如图1、图2所示，包括依次连接的上料装置2、煅烧炉1、石墨化炉、运输设备11，石墨化炉在竖直方向依次设有高温区段17、保温区段7、冷却区段8和排料区段10；高温区段17顶部设有入料口19、排气阀18和环状分布的石墨电极3；石墨化高温区段17设有圆锥体状的布料器16，原料通过入料口19进入石墨化炉后，在布料器16的作用下原料可均匀分布在石墨电极3和转动电极4之间的电场中，布料器16下方设有环状的转动盘14，转动盘14上均匀分布有转动电极4和下料孔5；石墨电极3和转动电极4形成环状电场；布料器16内设有通气管道12，通气管道12连通石墨化炉外部的加气设备13，通入气体为氮气和少量氯气的混合气体，布料器16底部设有通气口15，混合气体通过通气口15进入高温区段17吸收反应产生的挥发组分。

转动电极4竖直放置，石墨化炉炉壁上开有与转动电极4相适应的电极输送口27，电极输送口27外侧固定有电极输送装置26；电极输送装置26包括电极输送导轨29，电极输送导轨29一端连接电极输送口27，另一端连接液压缸28，液压缸28将转动电极4沿着电极输送导轨29压在电极输送口27中，当转动盘14中的转动电极4消耗后，当转动盘14用于安装转动电极4的位置转动到电极输送口27处时，新的转动电极4被液压缸28压入转动盘14中。

布料器16和转动盘14与下方的齿轮驱动装置6连接，齿轮驱动装置6带动布料器16和转动盘14匀速转动。冷却区段8外部连接有循环水冷系统9。排气阀18连接烟道20，烟道20与脱硫设备21连接。石墨电极3和转动电极4之间采用大功率直流送电方式，电极之间形成圆环状电场。石墨化高温区段17为漏斗形或圆柱形。循环水冷系统通过排水管25连接汽轮发电机24，汽轮发电机24连接变压器23，变压器23通过电网22连接石墨电极3和转动电极4。

人造石墨碎处理工艺，石油焦通过上料装置2进入煅烧炉1，经过预热、煅烧后，通过入料口19进入石墨化炉，开启齿轮驱动装置6带动布料器16与转动盘14转动，煅烧后的石墨焦通过布料器16均匀分布在石墨电极3和转动电极4之间形成的环形电场中进行反应；加气设备13经通气管道12和布料器16底部设置的通气口15向石墨化炉高温区段17加入混合气体；电场中反应得到的产品通过下料孔5依次进入保温区段7和冷却区段8，冷却区段8外部设置的循环水冷系统9对产品冷却至至100℃以下，冷却后的产品通过排料区段10进入运输设备11。混合气体由80%的氮气和20%的氯气组成；该混合气体由加气设备13经通气管道12和设在布料器16底部的通气口15进入石墨化炉高温区段17吸收反应产生的挥发组分，再通过排气阀18和烟道20进入脱硫设备21进行脱硫处理。

实施例 2

立式人造石墨碎处理设备，如图3、图4所示，包括依次连接的上料装置2、煅烧炉1、石墨化炉、运输设备11，石墨化炉在竖直方向依次设有高温区段17、保温区段7、冷却区段8和排料区段10；高温区段17顶部设有入料口19、排气阀18和环状分布的石墨电极3；石墨化高温区段17设有圆锥体状的布料器16，原料通过入料口19进入石墨化炉后，在布料器16的作用下原料可均匀分布在石墨电极3和转动电极4之间的电场中，布料器16下方设有环状的转动盘14，转动盘14上均匀分布有转动电极4和下料孔5；石墨电极3和转动电极4形成环状电场；布料器16内设有通气管道12，通气管道12连通石墨化炉外部的加气设备13，通入气体为氮气和少量氯气的混合气体，布料器16底部设有通气口15，混合气体通过通气口15进入高温区段17吸收反应产生的挥发组分。

转动电极4水平放置，石墨化炉炉壁上设有环形电极输送口27，环形电极输送口27中设有与转动盘14铰接的电极输送装置26，电极输送装置26随着转动盘14一起转动；电极输送装置26内设有液压缸28，液压缸28连接设有夹持臂30的推送板29，当转动盘14中的转动电极4前端消耗后，液压缸28将转动电极4后端推送至转动盘14中，当整根转动电极4消耗完后，转动电极输送装置26，将新的转动电极4装入夹持臂30中。

布料器16和转动盘14与下方的齿轮驱动装置6连接，齿轮驱动装置6带动布料器16和转动盘14匀速转动。冷却区段8外部连接有循环水冷系统9。排气阀18连接烟道20，烟道20与脱硫设备21连接。石墨电极3和转动电极4之间采用大功率直流送电方式，电极之间形成圆环状电场。石墨化高温区段17为漏斗形或圆柱形。循环水冷系统通过排水管25连接汽轮发电机24，汽轮发电机24连接变压器23，变压器23通过电网22连接石墨电极3和转动电极4。

人造石墨碎处理工艺，石油焦通过上料装置2进入煅烧炉1，经过预热、煅烧后，通过入料口19进入石墨化炉，开启齿轮驱动装置6带动布料器16与转动盘14转动，煅烧后的石墨焦通过布料器16均匀分布在石墨电极3和转动电极4之间形成的环形电场中进行反应；加气设备13经通气管道12和布料器16底部设置的通气口15向石墨化炉高温区段17加入混合气体；电场中反应得到的产品通过下料孔5依次进入保温区段7和冷却区段8，冷却区段8外部设置的循环水冷系统9对产品冷却至至100℃以下，冷却后的产品通过排料区段10进入运输设备11。混合气体由80%的氮气和20%的氯气组成；该混合气体由加气设备13经通气管道12和设在布料器16底部的通气口15进入石墨化炉高温区段17吸收反应产生的挥发组分，再通过排气阀18和烟道20进入脱硫设备21进行脱硫处理。

Claims (10)

1.立式人造石墨碎处理设备，包括依次连接的上料装置、煅烧炉、石墨化炉、运输设备，其特征在于：所述石墨化炉在竖直方向依次设有高温区段、保温区段、冷却区段和排料区段；所述高温区段顶部设有入料口、排气阀和环状分布的石墨电极；所述石墨化高温区段设有圆锥体状的布料器，布料器下方设有环状的转动盘，转动盘上均匀分布有转动电极和下料孔；所述石墨电极和转动电极形成环状电场；所述布料器内设有通气管道，布料器底部设有通气口。

2.如权利要求1所述的立式人造石墨碎处理设备，其特征在于：所述转动电极竖直放置，石墨化炉炉壁上开有与转动电极相适应的电极输送口，电极输送口外侧固定有电极输送装置；所述电极输送装置包括电极输送导轨，电极输送导轨一端连接电极输送口，另一端连接液压缸。

3.如权利要求1所述的立式人造石墨碎处理设备，其特征在于：所述转动电极水平放置，石墨化炉炉壁上设有环形电极输送口，环形电极输送口中设有与转动盘铰接的电极输送装置；所述电极输送装置内设有液压缸，液压缸连接设有夹持臂的推送板。

4.如权利要求1或2或3所述的立式人造石墨碎处理设备，其特征在于：所述布料器和转动盘与下方的齿轮驱动装置连接。

5.如权利要求4所述的立式人造石墨碎处理设备，其特征在于：所述冷却区段外部连接有循环水冷系统。

6.如权利要求5所述的立式人造石墨碎处理设备，其特征在于：所述排气阀连接烟道，烟道与脱硫设备连接。

7.如权利要求6所述的立式人造石墨碎处理设备，其特征在于：所述石墨电极和转动电极之间采用大功率直流送电方式。

8.如权利要求7所述的立式人造石墨碎处理设备，其特征在于：所述石墨化高温区段为漏斗形或圆柱形。

9.如权利要求8所述的立式人造石墨碎处理设备，其特征在于：所述循环水冷系统通过排水管连接汽轮发电机，汽轮发电机连接变压器，变压器通过电网连接石墨电极和转动电极。

10.人造石墨碎处理工艺，其特征在于：石油焦通过上料装置进入煅烧炉，经过预热、煅烧后，通过入料口进入石墨化炉，开启齿轮驱动装置带动布料器与转动盘转动，煅烧后的石墨焦通过布料器均匀分布在石墨电极和转动电极之间形成的环形电场中进行反应；加气设备经通气管道和布料器底部设置的通气口加入混合气体；所述混合气体由80%的氮气和20%的氯气组成，该混合气体由加气设备经通气管道和设在布料器底部的通气口进入石墨化炉高温区段吸收反应产生的挥发组分，再通过排气阀和烟道进入脱硫设备进行脱硫处理；在环形电场中反应得到的产品通过下料孔依次进入保温区段和冷却区段，冷却区段外部设置的循环水冷系统对产品冷却至至100℃以下，冷却后的产品通过排料区段进入运输设备。