CN106590711A - 一种焦油渣的处理工艺及设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种焦油渣的处理工艺及设备，属于固体废弃物处理技术领域。本发明焦油渣的处理工艺将焦油渣与干燥煤混合，送入回转热解窑进行干馏和热解。本发明将焦油渣进行无害化处理回配炼焦，不仅提高了对资源的利用，而且有工艺简单、生产操作方便，投资少等优点。

Description

一种焦油渣的处理工艺及设备

技术领域

本发明属于固体废弃物处理技术领域，具体涉及一种主要用于焦化厂焦油渣的无害化处理工艺。

背景技术

我国是世界上最大的煤炭生产和消费国，煤炭在炼焦过程中会产生大量的焦油渣，焦油渣在常温下是粘稠状的固体，其主要成分为煤焦油、焦粉、煤粉、沥青粉等含碳物质，难于直接加工利用，属于难治理，污染又比较严重的污染物。

目前，尚无成熟的焦油渣处理技术，国内焦化厂一般采用直接混入炼焦配煤中炼焦来处理，中国专利文献CN101862746A公开一种焦油渣配煤炼焦的方法，该方法将焦油渣通过焦油渣罐运送到密封加料塔，以蒸汽加热保温输送，通过螺旋给料机输送物料，通过螺旋给料电动阀门和皮带运转连锁控制准确将焦油渣加入到配合煤中，焦油渣的配比控制在占配煤重量的0.3-0.5％，该现有技术方法在处理过程中由于焦油渣粘稠，难于配料准确，使焦炭质量产生波动，而且也使焦炉的热负荷提高。

因此焦化厂更趋向于选择无偿或以极低的价格运往郊区农村，作为土窑燃料使用而处理掉，然这种方式由于焦油渣露天堆放及燃烧不完全，对郊区周边环境又造成污染，既浪费了资源又污染了环境。

因而，无论从企业的经济效益还是环境保护及社会效益方面，开展焦油渣的经济合理加工利用，都是很有必要的。目前，全世界科学技术人员都在研究通过合适的途径将焦油渣裂解成可利用的半焦、油气和煤气从而实现无污染化并能回收利用。中国专利文献CN102977905A公开一种焦油渣处理方法，该方法将焦油渣进行离心分离得滤渣和上层液，滤渣先经过400-500℃的炭化炉除去水和焦油，再升温至600-900℃将滤渣炭化为焦炭从而实现炼焦配煤混合燃烧利用。由于该现有技术需要对焦油渣进行离心分离，然后再将滤渣进行升温脱水、提油和炭化，工艺流程长、操作难度大、设备投资高，焦油回收率低。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中需要对焦油渣进行离心分离，然后再将滤渣进行升温脱水、提油和炭化，从而造成工艺流程长、操作难度大、设备投资高，以及焦油回收率低的缺陷，进而提供一种焦油渣的处理工艺及设备。

为此，本发明的技术方案如下：

一种焦油渣的处理工艺，将焦油渣与干燥煤混合，送入回转热解窑进行干馏和热解。

控制所述焦油渣与所述干燥煤的重量比≤5％。

所述干燥煤是指粒径≤30mm、温度为100～130℃、水份含量≤4％的煤。

所述回转热解窑为卧置式外热回转窑，使用时，控制所述回转热解窑的反应温度在250～700℃范围内。

所述回转热解窑前段的温度为250～450℃，所述回转热解窑后段的温度为450～700℃。

所述的处理工艺，具体步骤如下：

(1)用提升机将焦油渣提升倾倒入密封的焦油渣贮槽内贮存；

(2)然后通过焦油渣输送螺旋送至配煤混合螺旋内，并与干燥煤缓冲罐输送来的干燥煤充分混合搅拌；

(3)再由配煤混合螺旋输送到回转热解窑内发生裂解和缩合反应，生成半焦、油气和煤气；

所述焦油渣为来自卧螺机甩出的粘稠状的焦油渣，或焦油储罐、澄清池/槽清理出来的稀相焦油渣。

一种焦油渣的处理装置，包括

配煤混合螺旋，用于将焦油渣和干燥煤混合得混合物料后再输送到回转热解窑内。

所述回转热解窑，用于使配煤混合螺旋输送来的混合物料在其内发生裂解和缩合反应，生成半焦、油气和煤气。

还包括设于配煤混合螺旋上方的干燥煤缓冲罐和焦油渣输送螺旋，以及设于所述焦油渣输送螺旋上方的焦油渣贮槽；

焦油渣贮槽，用于加热和贮存焦油渣；

所述焦油渣输送螺旋，用于接收焦油渣贮槽内输出的焦油渣，并输送至配煤混合螺旋；

所述干燥煤缓冲罐，不仅起到回转热解窑和干燥煤生产设备之间的隔离作用，而且可以缓冲干燥煤并输送至配煤混合螺旋。

还包括斗式提升机用于将焦油渣提升并倾倒入密封的焦油渣贮槽内贮存；

所述焦油渣贮槽、所述焦油渣输送螺旋及输送管道均设置有蒸汽伴热夹套，以控制焦油渣的温度在110～130℃范围内。

所述回转热解窑为卧置式外热回转热解窑；

所述焦油渣输送螺旋和所述配煤混合螺旋均采用变频调节，以控制焦油渣与干燥煤的重量比≤5％。

所述清扫大螺带的外径比回转热解窑筒体内径小2～3厘米；所述清扫大螺带的前后两侧均设置一圈挡块，以防止清扫大螺带向筒体前段或后段运动。

所述回转热解窑的反应温度控制在250～700℃；加热介质采用逆、并流结合的方式供热；热解窑前段温度为250～450℃，热解窑后段温度为450～700℃。

本发明的技术方案与现有技术相比具有如下优点：

1、本发明提供的焦油渣的处理工艺通过将焦油渣与干燥煤混合，送入回转热解窑进行干馏和热解的方式，充分回收焦油渣中的有益成分，彻底消除焦油渣对环境的污染，降低焦油渣的处理成本。

2、本发明提供的焦油渣的处理工艺直接将焦油渣输送进回转炉进行缓慢升温、逐渐脱除水份、提取焦油和生产半焦，工艺流程短、操作难度小、设备投资低。

3、本发明提供的焦油渣的处理工艺通过控制加入焦油渣与干燥煤重量比≤5％，保证回转热解窑的温度分布和压力都保持在合理的区间，也不会对半焦的质量产生影响。

4、本发明提供的焦油渣的处理工艺在油渣脱除水份还是提取焦油亦或是油渣转化为焦炭的温度都偏低，能耗较低，从而降低挥发的油组分发生裂解和缩合反应转换为焦炭的比率，进而大大提高了焦油渣中焦油的回收率。

5、本发明提供的焦油渣处理设备热解窑的前段温度为250～450℃，有利于焦油渣中的油组分逐渐升温挥发，减少油组分发生裂解和缩合反应转换为焦炭的比率，热解窑后段450～700℃的温度又有利于将脱除了焦油和水分的剩余焦油渣炭化为质量合格的焦炭。

6、本发明提供的焦油渣的处理设备的加热介质采用逆、并流结合的方式供热，使炉内温度分布更合理。

7、本发明提供的焦油渣的处理设备内前段设置有清扫大螺带，以消除焦油渣在所述回转热解窑筒体前段内壁的粘结现象。

8、本发明提供的焦油渣的处理设备中的所述焦油渣贮槽、所述焦油渣输送螺旋及输送管道均设置有蒸汽伴热夹套，以控制焦油渣的温度在110～130℃范围内，可使焦油渣具有一定的流动性。

9、本发明提供的焦油渣的处理设备采用的原料是≦30mm的粉煤，原料广泛、价格低廉，综合经济社会效益好。

10、本发明提供的焦油渣的处理设备的加热终温低，能量消耗少，且本发明的焦炭产品完全符合无烟煤的质量要求，焦炭产品是作为无烟煤销售和使用的。

11、本发明提供的焦油渣的处理设备不仅解决了焦化行业中焦油渣的污染问题，而且该工艺中焦油渣和干燥煤的配合比可控，调节方便，不会影响粉煤热解装置的焦炭质量，而且有工艺简单，投资少等优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的工艺流程图。

附图标记：

1-干燥煤缓冲罐、2-称重传感器、3-配煤混合螺旋、4-斗式提升机、5-焦油渣贮槽、6-焦油渣输送螺旋、7-回转热解窑、8-挡块及9-清扫大螺带连接构成。

具体实施方式

现结合附图和实施例对本发明的技术方案进行进一步说明，但是本发明不仅仅局限于下述的实施方式。

本发明中各实施例使用的焦油渣输送螺旋是变频电机，生产时，转速控制在900r/min～1250r/min范围内，基本能保证控制焦油渣与干燥煤的重量比≤5％。

实施例1.

本实施例提供一种焦油渣的处理装置，如图1所示，所述处理装置包括配煤混合螺旋3，用于将焦油渣和干燥煤混合得混合物料后再输送到回转热解窑7内，

所述回转热解窑7，用于使配煤混合螺旋3输送来的混合物料在其内发生裂解和缩合反应，生成半焦、油气和煤气。

还包括设于配煤混合螺旋3上方的干燥煤缓冲罐1和焦油渣输送螺旋6，以及设于所述焦油渣输送螺旋6上方的焦油渣贮槽5；

所述焦油渣贮槽5，用于加热和贮存焦油渣；；

所述焦油渣输送螺旋，用于接收焦油渣贮槽内输出的焦油渣，并输送至配煤混合螺旋；

所述干燥煤缓冲罐1，不仅起到回转热解窑和干燥煤生产设备之间的隔离作用，而且可以缓冲干燥煤并输送至配煤混合螺旋3。

还包括斗式提升机4用于将焦油渣提升倾倒入密封的焦油渣贮槽5内贮存；

所述焦油渣贮槽5、所述焦油渣输送螺旋6及输送管道均设置有蒸汽伴热夹套，以控制焦油渣的温度在110～130℃范围内，使焦油渣具有一定的流动性。

所述回转热解窑7为卧置式外热回转热解窑；

所述焦油渣输送螺旋6和所述配煤混合螺旋3均采用变频调节，以控制焦油渣与干燥煤的重量比≤5％。

所述回转热解窑7内前段设置有清扫大螺带9，以消除焦油渣在所述回转热解窑7筒体前段内壁的粘结现象。

所述清扫大螺带9的外径比所述回转热解窑7筒体内径小2～3厘米；所述清扫大螺带9的前后两侧均设置一圈挡块，以防止清扫大螺带9向筒体前段或后段运动。

所述回转热解窑7的反应温度控制在250～700℃；加热介质采用逆、并流结合的方式供热；所述回转热解窑7前段250～450℃的温度有利于焦油渣中的油组分逐渐升温挥发，减少油组分发生裂解和缩合反应转换为焦炭的比率，所述回转热解窑7后段450～700℃的温度又有利于将脱除了焦油和水分的剩余焦油渣炭化为质量合格的焦炭。

所述焦油渣输送螺旋6和所述配煤混合螺旋3均采用变频调节，所述焦油渣输送螺旋6通过控制转速来调节焦油渣的流量，所述配煤混合螺旋3通过控制转速来调节干燥煤的进料量，所述焦油渣输送螺旋6和所述配煤混合螺旋3转速均控制在900r/min～1250r/min范围内，便可控制焦油渣与干燥煤的重量比≤5％。

实施例2.

本实施例提供一种焦油渣的处理工艺，具体步骤如下：

将焦油渣通过油渣斗由斗式提升机4提升倾倒入密封的焦油渣贮槽5内贮存，贮存在焦油渣贮槽5内的焦油渣通过焦油渣输送螺旋6送至配煤混合螺旋3内，与干燥煤缓冲罐1输送来的干燥煤进行充分的搅拌和混合，再由配煤混合螺旋3输送到卧置式外热回转热解窑7内，混合物料在回转热解窑7内发生裂解和缩合反应，生成半焦、油气和煤气。

通过调整焦油渣输送螺旋6和所述配煤混合螺旋3的电机转速在900r/min～1250r/min范围内，以控制焦油渣与干燥煤的重量比在≦5％的范围内。

焦油渣贮槽5、焦油渣输送螺旋6及输送管道均设置有蒸汽伴热夹套，维持焦油渣的温度在110～130℃范围内，使焦油渣具有一定的流动性。

回转热解窑内前段设置有清扫大螺带以消除焦油渣在回转热解窑筒体前段内壁的粘结。

为便于清扫大螺带的自由滚动，清扫大螺带的外径比回转热解窑筒体内径小2～3厘米；为防止清扫大螺带向筒体前段或后段运动，清扫大螺带的前后两侧各设置一圈挡块。

回转热解窑的反应温度控制在250～700℃范围内。加热介质采用逆、并流结合的方式供热，使炉内温度分布更合理，热解窑前段250～450℃的温度有利于焦油渣中的油组分逐渐升温挥发，减少油组分发生裂解和缩合反应转换为焦炭的比率，热解窑后段450～700℃的温度又有利于将脱除了焦油和水分的剩余焦油渣炭化为质量合格的焦炭。

本实施例中焦油渣中焦油的回收率的测试方法，包括如下步骤：

1)将一定质量的焦油渣采用有机溶剂进行萃取抽提，并对得到的混合液进行固液分离。

2)用焦油渣总质量减去剩下的固体含量就是焦油渣中的焦油含量，经测量本试验焦油渣中焦油组分含量约为50％。

3)采用小型回转热解窑进行炼焦试验，控制粒径5～15mm的焦炭进料量200Kg/h、焦油含量50％的焦油渣进料量10Kg/h，每5个小时测量一次冷凝收集到的煤焦油重量，试验结果如表一所示。

小型回转热解窑炼焦试验数据表(表一)

从表一可以看出，本实施例中焦油渣中焦油的总回收率为70.7％。

对比例1.

按照中国专利文献CN101862746A一种焦油渣配煤炼焦的方法实施例2所公开的具体步骤处理焦油渣。

对比例1中焦油渣中焦油的回收率一般为40％～55％，具体测试方法同本发明实施例2。

根据表一中的数据，不难看出本发明的焦油收率高于对比专利约15％～30％，这足以说明本发明实施例的焦油渣处理方法明显优于对比例。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (13)

1.一种焦油渣的处理工艺，其特征在于，将焦油渣与干燥煤混合，送入回转热解窑进行干馏和热解。

2.根据权利要求2所述的处理工艺，其特征在于，控制所述焦油渣与所述干燥煤的重量比≤5％。

3.根据权利要求2所述的处理工艺，其特征在于，所述干燥煤是指粒径≤30mm、温度为100～130℃、水份含量≤4％的煤。

4.根据权利要求3所述的处理工艺，其特征在于，所述回转热解窑为卧置式外热回转窑，使用时，控制所述回转热解窑的反应温度在250～700℃范围内。

5.根据权利要求4所述的处理工艺，其特征在于，所述回转热解窑前段的温度为250～450℃，所述回转热解窑后段的温度为450～700℃。

6.根据权利要求5所述的处理工艺，其特征在于，具体步骤如下：

(1)用提升机将焦油渣提升倾倒入密封的焦油渣贮槽内贮存；

(2)然后通过焦油渣输送螺旋送至配煤混合螺旋内，并与干燥煤缓冲罐输送来的干燥煤充分混合搅拌；

(3)再由配煤混合螺旋输送到回转热解窑内发生裂解和缩合反应，生成半焦、油气和煤气；

所述焦油渣为来自卧螺机甩出的粘稠状的焦油渣，或焦油储罐、澄清池/槽清理出来的稀相焦油渣。

7.一种焦油渣的处理装置，其特征在于，包括

配煤混合螺旋，用于将焦油渣和干燥煤混合得混合物料后再输送到回转热解窑内，

所述回转热解窑，用于使配煤混合螺旋输送来的混合物料在其内发生裂解和缩合反应，生成半焦、油气和煤气。

8.根据权利要求7所述的焦油渣的处理装置，其特征在于，还包括设于配煤混合螺旋上方的干燥煤缓冲罐和焦油渣输送螺旋，以及设于所述焦油渣输送螺旋上方的焦油渣贮槽；

焦油渣贮槽，用于加热和贮存焦油渣；

所述焦油渣输送螺旋，用于接收焦油渣贮槽内输出的焦油渣，并输送至配煤混合螺旋；

所述干燥煤缓冲罐，用于隔离回转热解窑和干燥煤生产设备以及缓冲干燥煤并输送至配煤混合螺旋。

9.根据权利要求8所述的焦油渣的处理装置，其特征在于，还包括斗式提升机用于将焦油渣提升并倾倒入密封的焦油渣贮槽内贮存；

所述焦油渣贮槽、所述焦油渣输送螺旋及输送管道均设置有蒸汽伴热夹套，以控制焦油渣的温度在110～130℃范围内。

10.根据权利要求9所述的焦油渣的处理装置，其特征在于，

所述回转热解窑为卧置式外热回转热解窑；

所述焦油渣输送螺旋和所述配煤混合螺旋均采用变频调节，所述焦油渣输送螺旋通过控制转速来调节焦油渣的流量，所述配煤混合螺旋通过控制转速来调节干燥煤的进料量，生产时，控制焦油渣与干燥煤的重量比≤5％。

11.根据权利要求10所述的焦油渣的处理装置，其特征在于，所述焦油渣的处理设备内前段设置有清扫大螺带，以消除焦油渣在所述回转热解窑筒体前段内壁的粘结现象。

12.根据权利要求11所述的焦油渣的处理装置，其特征在于，所述清扫大螺带的外径比回转热解窑筒体内径小2～3厘米；所述清扫大螺带的前后两侧均设置一圈挡块，以防止清扫大螺带向筒体前段或后段运动。

13.根据权利要求12所述的焦油渣的处理装置，其特征在于，所述回转热解窑的反应温度控制在250～700℃；加热介质采用逆、并流结合的方式供热；热解窑前段温度为250～450℃，热解窑后段温度为450～700℃。