CN105567289B - 一种封闭式石油焦的脱水脱气转运系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及延迟焦化装置焦炭处理领域，公开了一种封闭式石油焦的脱水脱气转运系统及方法。系统包括：溜焦槽、振动筛分机、破碎机、滤水池、管式输送机、分水料仓、振动给料机、切焦水提升泵、切焦水过滤器及尾气处理单元；溜焦槽为管状结构，一端连接焦炭塔底部出口，一端依次连接振动筛分机和破碎机；破碎机出口连接滤水池顶部，滤水池底部设置管式输送机，管式输送机另一端连接分水料仓上部；滤水池中部依次连接切焦水提升泵和切焦水过滤器，切焦水过滤器底部连接滤水池上部；溜焦槽、振动筛分机、滤水池和分水料仓分别设置管线连接尾气处理单元。实现除焦过程无粉尘、无有害气体、无废渣，减少环境污染，提高自动化水平，降低劳动强度。

Description

一种封闭式石油焦的脱水脱气转运系统及方法

技术领域

本发明涉及延迟焦化装置焦炭处理领域，更进一步说，涉及一种封闭式石油焦的脱水脱气转运系统及方法。

背景技术

延迟焦化为炼油厂主要的劣质重油加工手段，其作为一种连续生产，间断操作的工艺，一般至少有两个焦炭塔，当一个焦炭塔处于在线生焦时，另外一个焦炭塔进行除焦的相关操作，两焦炭塔交替进行生焦和除焦操作。在焦炭塔切焦过程中，切焦水由高压水泵从切焦水储罐抽送至焦炭塔顶,经过钻杆、切焦器进入焦炭塔内对焦炭进行切割，水力切焦时，焦炭和切焦水从焦炭塔一起排入露天的储焦池，在储焦池内固体焦炭和切焦水进行分离，焦炭停留在焦池，然后利用抓斗吊车装车运出装置，切焦水在焦池内初步沉降分离大颗粒粉焦后进入沉淀池进一步沉降焦粉，经沉淀池沉淀后的切焦流入蓄水池，蓄水池的切焦水经切焦水提升泵加压送至切焦水储罐，供下一次高压水泵切焦使用，现有操作存在如下问题：设备故障率较高，可靠性差；抓焦操作时间长，岗位多，人工成本较高；焦炭露天暴露，粉尘随意扩散；蒸汽挥发量大，携带焦粉、悬浮物及含硫化物的烃类油气，浓度高，气味恶臭，造成环境污染；操作人员暴露在恶劣的操作环境中，存在患职业病隐患；装运过程中遗撒现象普遍，破坏装置及周边环境；切焦水水质差，造成除焦设备的堵塞和磨损；焦炭脱水受季节、天气等条件影响，焦炭含水率高，焦炭输出不易计量；整套设施占地面积大，土建、设备投资费用高。随着人们对环保的重视，环境保护法规对炼油厂排放将提出更严格的要求，因此，如何改善操作环境、降低污染，是目前需要亟待解决的问题。

发明内容

为了解决现有技术中出现的问题，本发明提供了一种封闭式石油焦的脱水脱气转运系统及方法。用于完成石油焦自焦炭塔卸料口至焦炭装车过程中的对石油焦进行脱水、脱气、破碎、运输、储存等工序的工艺系统，用以实现其生产过程无粉尘、无有害挥发、无废渣遗撒等污染的全封闭自动化操作。

本发明的目的之一是提供一种封闭式石油焦的脱水脱气转运系统。

包括：

溜焦槽、振动筛分机、破碎机、滤水池、管式输送机、分水料仓、振动给料机、切焦水提升泵、切焦水过滤器及尾气处理单元；

溜焦槽为管状结构，一端连接焦炭塔底部出口，一端依次连接振动筛分机和破碎机；滤水池位于振动筛分机和破碎机下方，破碎机出口连接滤水池顶部，滤水池底部设置管式输送机，管式输送机另一端连接分水料仓上部；滤水池中部依次连接切焦水提升泵和切焦水过滤器，切焦水过滤器底部连接滤水池顶部；

溜焦槽、振动筛分机、滤水池和分水料仓分别设置管线连接尾气处理单元；

整个系统为封闭式结构。

其中，

所述滤水池内设置有过滤格栅，过滤格栅与滤水池壁间设置管式输送机；过滤格栅采用倒V字型设置。

所述分水料仓内设置滤水篦子和振动给料机；振动给料机设置在滤水篦子下部。

本发明的目的之二是提供一种封闭式石油焦的脱水脱气转运方法。

包括：

(1)焦炭和切焦水从焦炭塔顺溜焦槽自流至振动筛分机，切焦水及小颗粒焦炭直接落入滤水池，大颗粒焦炭进入破碎机粉碎后落入滤水池；

(2)沉降在滤水池底部的焦炭及少量切焦水经管式输送机输送至分水料仓；滤水池上部的切焦水经升压、过滤焦粉后进入切焦水罐储存循环使用；

(3)分水料仓内焦炭进一步脱水，脱水后的焦炭经振动给料机送出；分离后的切焦水自流至滤水池回收；

(4)溜焦槽、振动筛分机、滤水池和分水料仓内的含硫尾气经尾气处理后排入大气。

具体可采用以下技术方案：

焦炭和切焦水从焦炭塔顺溜焦槽流至振动筛分机，为破碎机提供连续均匀的给料，并对焦炭进行初筛分，切焦水及小颗粒焦炭直接落入滤水池，大颗粒焦炭进入破碎机，焦炭被粉碎至所要求规格后也落于滤水池内汇集。滤水池内设过滤格栅，过滤格栅由多根高强度重型钢轨平行排列，钢轨与钢轨之间用长杆螺栓固定，利用螺栓外部的管箍保持钢轨之间合理的缝隙作为切焦水的流道，过滤格栅与滤水池壁间布置输送机，过滤格栅采用倒V字型布置，便于破碎后的焦炭直接落入输送机的叶片内，焦炭被隔离在过滤筛板外侧，切焦水过滤后进入滤水池沉降区，切焦水经切焦水提升泵升压，由切焦水过滤器过滤焦粉后进入切焦水罐储存循环使用，焦炭及少量切焦水经管式输送机输送至分水料仓进一步脱水并储存焦炭，分水料仓内设置滤水篦子用于分离焦炭中少量残留的切焦水，分离后的切焦水自流至滤水池回收，脱水后的焦炭经振动给料机直接装火车或者汽车外运并计量，整个系统采用全密闭式结构，各个主要部位设置尾气抽出，含硫尾气经尾气处理单元中的水环泵抽出并升压后，经冷却、分水送至净化罐脱除有害气体，净化后的尾气经冷却后排入大气。

振动筛分机是为破碎机连续均匀的给料，并对焦炭进行初筛分，它是由给料槽体、激振器、弹簧支座、传动装置等组成。槽体振动筛分的振动源是激振器，激振器是由两根偏心轴(主、被动)和齿轮副组成，由电动机通过三角带驱动主动轴，再由主动轴上齿轮啮合被动轴转动，主、被动轴同时反向旋转，使槽体振动，使焦炭连续不断流动至滤水池内的过滤格栅上，粒径50mm以下焦炭及切焦水直接自落入滤水池，粒径大于50mm焦炭落入破碎机，达到输送焦炭的目的。格栅间隙可进行调节和布置。

破碎机的作用是将经振动筛分机初筛分后的的大块焦炭进行破碎，以便后继的脱水处理及输送。本发明优选用大口径反击式破碎机，是一种利用冲击能来破碎焦炭的破碎机械。当大颗粒焦炭进入板锤作用区时，受到板锤的高速冲击而破碎，并被抛向安装在转子上方的反击装置上再次破碎，然后又从反击衬板上弹回到板锤作用区重新破碎。此过程重复进行，直到焦炭被破碎至所需粒度，由机器下部排出为止。调整反击架与转子架之间的间隙可达到改变焦炭粒度和焦炭形状的目的。破碎后的焦炭颗粒小于50mm，破碎后的焦炭颗粒落入滤水池进一步处理。

滤水池的作用是将破碎后的焦炭和切焦水进行分离，并接收来自分水料仓和切焦水过滤器过滤回收的切焦水，滤水池采用封闭的钢筋混凝土结构，内部设置过滤格栅，过滤格栅由若干个过滤元件组合构成，每个过滤元件由多根高强度重型钢轨水平排列、钢轨轨面和底面之间开若干孔、通过开孔穿螺栓并用螺母紧固，利用螺栓外部的管箍长度调整钢轨之间的距离，钢轨轨面焊接加固钢板以增加强度。钢轨与钢轨之间用长杆螺栓固定，钢轨轨面焊接加固钢板，加固钢板采用槽钢或角钢。水平排列的钢轨之间利用螺栓外部的管箍保持钢轨之间合理的缝隙作为切焦水的流道。过滤格栅与滤水池壁间布置输送机，过滤格栅采用倒V字型布置，便于焦炭直接落入输送机的叶片。过滤焦炭的切焦水流至过滤格栅内侧，由切焦水提升泵抽出，经切焦水过滤器过滤后的净化切焦水被送至装置现有的切焦水罐储存，循环使用。切焦水过滤器过滤回收的切焦水返回至滤水池内过滤格栅外侧。当过滤格栅堵塞使切焦水流通不畅时，利用高压水进行冲洗焦粉使之破碎，破碎的焦粉掉落在过滤格栅内部或者螺旋输送机叶片上随即被带走。

管式输送机的作用是将滤水池内经初步分水的焦炭运送到分水料仓的连续输送设备，管式输送机优选用组合式输送机——螺旋输送机及管链式输送机，螺旋式输送机安装于滤水池内，将滤水后的焦炭从滤水池内输送至转送站，再由管链式输送机输送至分水料仓，管链式输送机由驱动站、管道、管式、转角箱、电刷装置组成。可以水平、倾斜和垂直组合输送。它的工作原理是以链片为传动构件带动焦炭在密闭的管道内运动，当水平输送时，焦炭颗粒受到链片在运动方向的推力。当料层间的内摩擦力大于焦炭与管壁的外摩擦力时，焦炭就随链片向前运动，形成稳定的料流；当垂直输送时，管内焦炭颗粒受链片向上推力，因为下部给料阻止上部焦炭下滑，产生了横向侧压力，所以增强了焦炭的内摩擦力，当焦炭间的内摩擦力大于焦炭与管内壁外摩擦力及焦炭自重时，焦炭就随链片向上输送，形成连续料流。

分水料仓的作用是接收来自管式输送机送来的焦炭，在此进一步进行分水并储存，底部安装振动给料机。分水料仓是一个常压储罐，在罐壁内侧设置滤水篦子，罐壁外侧设置料位测量，焦炭在分水料仓内储存一定时间后，可将焦炭内残留的少量切焦水进一步沉降过滤，切焦水自流至滤水池回收；脱水后的焦炭在振动给料机的作用下按需装火车(火车、汽车或其他型式的固体输送机械)外运，同时对外送焦炭进行计量。

在除焦过程中将产生大量的尾气，尾气的组成主要包含水蒸气、空气、硫化物以及烃类等，本发明中所有设备采用封闭式结构，防止有害气体溢出，尾气处理单元的作用是对有害尾气进行收集并进行无害化处理，它是一个撬装设备，每个单体设备在合适的位置设置尾气抽出口，采用水液环泵将尾气自各个尾气抽出口抽入冷却器冷却、分水并升压，送经含有脱硫剂等药剂的脱硫罐对有害物质进行吸附脱硫，尾气达到合格排放标准，净化尾气直接排入大气安全地点，脱硫剂定期更换。

本发明不但实现了除焦过程无粉尘飘洒、无有害气体挥发、无废渣遗撒，减少了环境污染，而且提高了自动化水平，降低了劳动强度。

附图说明

图1是本发明的封闭式石油焦的脱水脱气转运系统示意图

附图标记说明：

设备：a、焦炭塔 b、溜焦槽 c、振动筛分机 d、破碎机 e、滤水池 f、管式输送机 g、分水料仓 h、 振动给料机 i、 切焦水提升泵 j、 切焦水过滤器 k、 尾气处理单元 L、 运输设备

物流：1、焦炭和切焦水 2、焦炭 3、切焦水 4、净化切焦水 5、含硫尾气 6、净化尾气

具体实施方式

下面结合实施例，进一步说明本发明。

实施例：

如图1所示，一种封闭式石油焦的脱水脱气转运系统。包括：溜焦槽b、振动筛分机c、破碎机d、滤水池e、管式输送机f、分水料仓g、振动给料机h、切焦水提升泵i、切焦水过滤器j及尾气处理单元k；

溜焦槽b为管状结构，一端连接焦炭塔a底部出口，一端依次连接振动筛分机c和破碎机d；滤水池e位于振动筛分机c和破碎机d下方，破碎机d出口连接滤水池e顶部，滤水池e底部设置管式输送机f，管式输送机f另一端连接分水料仓g上部；滤水池e中部依次连接切焦水提升泵i和切焦水过滤器j，切焦水过滤器j底部连接滤水池e顶部；

溜焦槽b、振动筛分机c、滤水池e和分水料仓g分别设置管线连接尾气处理单元k；

整个系统为封闭式结构。

所述滤水池e内设置有过滤格栅，过滤格栅与滤水池壁间设置管式输送机；过滤格栅采用倒V字型设置。

所述分水料仓g内设置滤水篦子和振动给料机h；振动给料机h设置在滤水篦子下部。

焦炭和切焦水从现有的焦炭塔顺溜焦槽自流至振动筛分机，切焦水及小颗粒焦炭直接落入滤水池，大颗粒焦炭进入破碎机粉碎后也在滤水池内汇集，滤水池内设过滤水格栅，焦炭被隔离在过滤格栅外侧，切焦水过滤后进入滤水池底部的沉降区，切焦水经切焦水提升泵升压，由切焦水过滤器过滤焦粉后进入切焦水罐储存循环使用，焦炭及少量切焦水经管式式输送机输送至分水料仓进一步脱水并储存焦炭，分离后的切焦水自流至滤水池回收，脱水后的焦炭经振动给料机直接装运输设备外运，整个系统采用全封闭式结构，各个主要部位设置尾气抽出，含硫尾气经尾气处理单元中的水环泵抽出并升压后送至净化罐脱除有害气体，净化后的尾气经冷却后排入大气。

振动筛分机c是为破碎机d连续均匀的给料，并对焦炭进行初筛分，它是由给料槽体、激振器、弹簧支座、传动装置等组成。槽体振动筛分的振动源是激振器，激振器是由两根偏心轴(主、被动)和齿轮副组成，由电动机通过三角带驱动主动轴，再由主动轴上齿轮啮合被动轴转动，主、被动轴同时反向旋转，使槽体振动，使焦炭连续不断流动至格栅上，粒径50mm以下焦炭及切焦水直接自落入滤水池，粒径大于50mm焦炭落入破碎机d，达到输送焦炭的目的。格栅间隙可进行调节和布置。振动筛分机c选用处理能力为600-1000吨/小时，功率约30KW，设备外形尺寸约6000×1500mm。

破碎机d的作用是将经振动筛分机c初筛分后的的大块焦炭进行破碎，以便后继的脱水处理及输送。本发明选用大口径反击式破碎机，是一种利用冲击能来破碎焦炭的破碎机械。当大颗粒焦炭进入板锤作用区时，受到板锤的高速冲击而破碎，并被抛向安装在转子上方的反击装置上再次破碎，然后又从反击衬板上弹回到板锤作用区重新破碎。此过程重复进行，直到焦炭被破碎至所需粒度，由机器下部排出为止。调整反击架与转子架之间的间隙可达到改变焦炭粒度和焦炭形状的目的。破碎机d选用处理能力为200-450吨/小时，功率约100KW，整体设备外形尺寸为3000×2700×3070mm，转子直径×长度为Ф1400×1500mm，进料口尺寸为1450×1530mm，最大进料粒度为800mm。破碎后的焦炭颗粒小于50mm，破碎后的焦炭颗粒落入滤水池e进一步处理。

滤水池e的作用是将破碎后的焦炭和切焦水进行分离，并接收来自分水料仓g和切焦水过滤器j过滤回收的切焦水3，滤水池e采用一个封闭的钢筋混凝土结构，内部设置过滤格栅，过滤格栅由若干个过滤元件组合构成，每个过滤元件由多根高强度重型钢轨水平排列、钢轨轨面和底面之间开若干孔、通过开孔穿螺栓并用螺母紧固，利用螺栓外部的管箍长度调整钢轨之间的距离，钢轨轨面焊接加固钢板以增加强度。钢轨与钢轨之间用长杆螺栓固定，钢轨轨面焊接加固钢板，加固钢板采用槽钢或角钢。水平排列的钢轨之间利用螺栓外部的管箍保持钢轨之间合理的缝隙作为切焦水的流道。过滤格栅与滤水池e壁间布置输送机，过滤格栅采用倒V字型布置，便于焦炭直接落入输送机的叶片。过滤焦炭的切焦水3流至过滤格栅内侧，由切焦水提升泵i抽出，经切焦水过滤器j过滤后的净化切焦水4被送至装置现有的切焦水罐储存，循环使用，切焦水过滤器j过滤回收的切焦水返回至滤水池e内过滤格栅外侧。本实例中的滤水池规格采用18米(长)×10米(宽)×4米(高)，过滤元件中的钢轨轨面宽度68mm，钢轨底面宽度114mm，水平排列的钢轨底面边缘之间的距离采用12mm，每个过滤元件需要22根钢轨。每个过滤元件水平排列的钢轨轨面和底面之间开3列直径30mm米竖向孔，穿螺栓并用螺母紧固，每两排钢轨的螺栓上套113mm长度的管箍。每个过滤元件竖向螺栓之间的距离为1400mm米。按此计算每个过滤元件的重量约5吨，吊装比较方便；过滤水的流通面积为1.06m²,三个过滤元件的总流通面积为3.18m²，满足切焦水的300m³/h流通量要求。当过滤格栅堵塞使切焦水流通不畅时，利用高压水进行冲洗焦粉使之破碎，破碎的焦粉掉落在过滤格栅内部或者螺旋输送机叶片上随即被带走。

管式输送机f的作用是将滤水池内经初步分水的焦炭2运送到分水料仓g的连续输送设备，管式输送机选用组合式输送机——螺旋输送机及管链式输送机，螺旋式输送机安装于滤水池e内，将滤水后的焦炭从滤水池e内输送至转送站，再由管链式输送机输送至分水料仓g，管链式输送机由驱动站、管道、管式、转角箱、电刷装置组成。可以水平、倾斜和垂直组合输送。它的工作原理是以链片为传动构件带动焦炭在密闭的管道内运动，当水平输送时，焦炭颗粒受到链片在运动方向的推力。当料层间的内摩擦力大于焦炭与管壁的外摩擦力时，焦炭就随链片向前运动，形成稳定的料流；当垂直输送时，管内焦炭颗粒受链片向上推力，因为下部给料阻止上部焦炭下滑，产生了横向侧压力，所以增强了焦炭的内摩擦力，当焦炭间的内摩擦力大于焦炭与管内壁外摩擦力及焦炭自重时，焦炭就随链片向上输送，形成连续料流。

分水料仓g的作用是接收来自管式输送机f送来的焦炭，在此进一步进行分水并储存，底部安装振动给料机h。分水料仓g是一个常压储罐，在罐壁内侧设置滤水篦子，罐壁外侧设置料位测量，焦炭在分水料仓g内储存一定时间后，可将焦炭2内残留的少量切焦水3进一步沉降过滤，切焦水3自流至滤水池e回收；脱水后的焦炭2在振动给料机h的作用下按需装运输设备(火车、汽车或其他型式的固体输送机械)外运，同时对外送焦炭进行计量。本实例选用的分水料仓是两台规格为Φ6200×20000(T/T)mm，储存时间为24小时，满足本实例生产需要。

在除焦过程中将产生大量的尾气，尾气的组成主要包含水蒸气、空气、硫化物以及烃类等，本发明中所有设备采用封闭式结构，防止有害气体溢出，尾气处理单元的作用是对有害尾气5进行收集并进行无害化处理，它是一个撬装设备，每个单体设备在合适的位置设置尾气5抽出口，采用水液环泵将尾气自各个尾气抽出口抽入冷却器冷却、分水并升压，送经含有脱硫剂等药剂的脱硫罐对有害物质进行吸附脱硫，尾气达到合格排放标准，净化尾气6直接排入大气安全地点，脱硫剂定期更换。

Claims (4)

1.一种封闭式石油焦的脱水脱气转运系统，其特征在于所述系统包括：

溜焦槽、振动筛分机、破碎机、滤水池、管式输送机、分水料仓、振动给料机、切焦水提升泵、切焦水过滤器及尾气处理单元；

溜焦槽为管状结构，一端连接焦炭塔底部出口，一端依次连接振动筛分机和破碎机；滤水池位于振动筛分机和破碎机下方，破碎机出口连接滤水池顶部，滤水池底部设置管式输送机，管式输送机另一端连接分水料仓上部；滤水池中部依次连接切焦水提升泵和切焦水过滤器，切焦水过滤器底部连接滤水池顶部；

溜焦槽、振动筛分机、滤水池和分水料仓分别设置管线连接尾气处理单元；

整个系统为封闭式结构。

2.如权利要求1所述的封闭式石油焦的脱水脱气转运系统，其特征在于：

所述滤水池内设置有过滤格栅，过滤格栅与滤水池壁间设置管式输送机；过滤格栅采用倒V字型设置。

3.如权利要求2所述的封闭式石油焦的脱水脱气转运系统，其特征在于：

所述分水料仓内设置滤水篦子和振动给料机；振动给料机设置在滤水篦子下部。

4.一种采用如权利要求1所述的封闭式石油焦的脱水脱气转运系统的脱水脱气方法，其特征在于所述方法包括：

(1)焦炭和切焦水从焦炭塔顺溜焦槽自流至振动筛分机，切焦水及小颗粒焦炭直接落入滤水池，大颗粒焦炭进入破碎机粉碎后落入滤水池；

(2)沉降在滤水池底部的焦炭及少量切焦水经管式输送机输送至分水料仓；滤水池上部的切焦水经升压、过滤焦粉后进入切焦水罐储存循环使用；

(3)分水料仓内焦炭进一步脱水，脱水后的焦炭经振动给料机送出；分离后的切焦水自流至滤水池回收；

(4)溜焦槽、振动筛分机、滤水池和分水料仓内的含硫尾气经尾气处理单元净化后排入大气。