CN106929085A - 一种高效安全的制备水焦油的裂解设备及其生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高效安全的制备水焦油的裂解设备及其生产工艺，属于静态裂解设备及其生产工艺技术领域。其包括通过导管依次连接的裂解装置、冷却装置和接收装置，还包括安全装置，其中裂解装置的主炉体和加热炉之间可拆分。本发明大大地节约物料的裂解所需要的时间，大幅度地提高了生产效率；其次，在整套设备中增设了安全装置，提高了设备的安全性；最后，将其中不可回收的可燃废气通入加热炉中燃烧，充分利用了资源，节约了燃料同时，保护了环境。

Description

一种高效安全的制备水焦油的裂解设备及其生产工艺

技术领域

本发明涉及一种高效安全的制备水焦油的裂解设备及其生产工艺，属于静态裂解设备及其生产工艺技术领域。

背景技术

近年来能源逐渐缺乏，且环境污染日益严重，世界各国无不积极建立法案、设置机构以降低人们对于环境的污染，其中便产生了回收再生工业，例如人们将废弃纸张回收后再处理生出纸张、将废弃金属回收后再处理还原成金属、或将废塑料回收后裂解再生出油品，因此回收再生工业可降低废弃物对环境的污染，且再生的产物也可降低人们继续开采破坏环境的机会。

在现有技术中，静态裂解设备的加热炉通常采用砖块垒砌而成，同时用于支撑主炉体，然而，采用该种方式设计的裂解设备，由于主炉体为固定于某一位置无法移动，当炉内物料裂解完成后，需等待该炉内温度降低后再将炭黑及钢丝等取出才能进行下一裂解过程，冷却时间过长导致整个裂解时间过长，严重影响裂解效率，成本高而效益低，因此冷却时间过长是目前轮胎炼油工艺最难克服也最急需解决的问题；裂解时，由于相对缺乏安全监控装置，导致对整个裂解过程的节奏掌控程度低下，并且存在一定的安全隐患；裂解后产生的可燃性废气均采用直接燃烧法处理，造成整理生产效率低下，且造成能源的浪费。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种高效安全的制备水焦油的裂解设备及其生产工艺，解决了现有技术中主炉体无法移动，从而导致的生产效率低下的问题，并且对产生的可燃废弃进行了充分的利用，节约了能源。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种高效安全的制备水焦油的裂解设备，包括通过导管依次连接的裂解装置、冷却装置和接收装置；所述裂解装置包括主炉体和加热炉，所述加热炉由炉膛和传导热量的空间组成，其特征在于：还包括安全装置，所述安全装置包括限压阀、管道拆装组合、油气透视镜和水封组合罐，所述限压阀安装在主炉体上，所述油气透视镜安装冷却装置和接收装置之间的导管上，所述水封组合罐设置于所述接收装置和加热炉之间，并通过导管将两者连接起来；所述裂解装置为两套以上，且每套裂解装置均配备一套冷却装置、接收装置和安全装置；所述主炉体包括保温层、炉腔和炉盖，所述保温层与加热炉通过螺母固定连接；所述加热炉顶部为短圆筒状平台，所述炉腔直接置于加热炉之上；所述炉盖与炉腔通过螺纹紧固连接；所述主炉体之间通过烟气输送导管和阀门一连接，所述主炉体上还设有烟气导出导管上设有阀门二；所述炉腔与冷却装置之间通过导管及管道拆装组合连接；所述炉腔上还设有绳索固定装置。

安全装置的增设有助于主动监控裂解设备内物料的实时裂解程度，便于控制时间，且增加了整套设备的安全性。管道拆装组合使得主炉体和其他设备之间的关联在需要的时候可以进行随意的拆卸和更换，以满足实际的生产需求。

同时，炉腔和加热炉的可分离性，大大节约了整个裂解过程的时间。当第一个炉腔内的物料完全裂解之后，可将第一个炉腔拆下，放置一旁冷却，换上第二个已经预热完成的炉腔，大幅度地节约了时间，提高了生产效率。

进一步地，管道拆装组合包括蝶阀和软连接管，所述蝶阀和软连接管通过螺纹连接，便于使用时的拆卸和安装。

进一步地，蝶阀采用耐高温材料制成，从而避免了由于裂解温度过高而导致的蝶阀损坏。

进一步地，炉腔还包括固定连接在炉腔顶部的向外延伸的圆周型铁板，所述炉盖通过所述圆周型铁板实现与炉腔的螺纹连接。圆周型铁板的底部设有一圈凸起一，所述保温层顶部设有一圈凹槽一，所述凸起一和凹槽一恰好配合。圆周型铁板的设置，使得炉盖和炉腔的连接更加地方便，且凸起一和凹槽一的配合使得炉腔和保温层之间实现了密封的效果。

进一步地，所述绳索固定装置为若干个设有通孔的矩形铁板，所述矩形铁板与炉腔顶部的圆周型铁板焊接。

进一步地，加热炉顶部的平台上设有一圈凹槽二，所述炉腔的底部设有一圈凸起二，所述凹槽二和凸起二刚好配合。当炉腔置于加热炉上时，凹槽二和凸起二的相互配合将炉腔底部和加热炉内部形成了一个密封的空间，从而避免了加热过程中烟气的泄漏。

当主炉体进行更换时，蝶阀关闭，设置在主炉体上的限压阀可以有效地防止此过程中设备内的气压过度上升，从而起到了安全防爆的作用。随后，解开炉盖与圆周型铁板之间的螺母连接，将绳索穿过矩形铁板上的通孔，再配合吊车即可将炉腔吊出。

通过油气透视镜可以观察设备内物料的裂解情况，随时掌握物料的裂解程度，避免出现裂解不完全、或者裂解时间过长影响生产效率等问题。

水封组合罐可以在有效过滤废气的同时，防止加热炉内的气体回流，降低了爆炸等危险情况的发生率。

采用上述高效环保的制备水焦油的裂解设备的生产工艺，其特征在于：包括如下步骤：

（1）生产线安装：在厂房安装一组或一组以上的生产线，每组生产线均包括两套或两套以上的生产设备，每套生产设备均包括依次连接的裂解装置、冷却装置和接收装置，以及安装在生产线上的安全装置，各套主炉体之间通过导管和蝶阀连接，炉腔和冷却装置之间均通过导管及管道拆装组合连接。

（2）水焦油的回收:首先，向第一套设备的加热炉的炉膛内添加燃料，对裂解装置内的废弃物料进行裂解，当温度升高后，主炉体内的废弃物料逐渐裂解，得到的油气通过导管进入经冷却装置处理后，在接收装置内被回收。

（3）可燃废弃的处理：水焦油在接收装置被回收之后，其中部分不能被回收的可燃废气则经由导管通过水封组合罐处理后，直接通入加热炉的炉膛内进行燃烧。

（4）烟气的处理：第一套裂解设备的加热炉产生的烟气通过导管进入其他设备的加热炉中，再从其他裂解设备负责烟气导出的导管中排出，接入后续的除尘设备中处理后再排放。

（5）炉腔的替换：通过观察油气透视镜，当第一套裂解设备的炉腔内的废弃物料完全裂解之后，暂停加热炉的燃烧，将第一个炉腔取出，放置一旁冷却，并换上第二套已预热完成的裂解设备中的炉腔后，重新点燃加热炉；此后替换程序以此类推。

进一步地，所述步骤（2）中，在点燃第一套设备的加热炉的同时，也点燃其他几套设备的加热炉。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：本发明的主炉体可拆卸，内里的炉腔可快速替换，充分利用主炉体的加热、裂解和冷却的时间；在第一个炉腔进行裂解的同时，利用烟气的余温对其余几套设备的主炉体的炉腔进行预热。两者结合大大地缩短了物料的加热、裂解和冷却的时间，大幅度地提高了生产效率。

其次，在整套设备中增设了安全装置，提高了设备的安全性和裂解过程的可控性。

再者，整套设备都是在完全封闭的条件下进行裂解的，不泄漏，无气味，清洁生产，保护环境。

最后，将其中不可回收的可燃废气，经过水封罐的处理后，通入加热炉中燃烧，充分利用了资源，节约了燃料同时，保护了环境。

附图说明

图1为本发明的一套设备的结构示意图。

图2为本发明各套设备的主炉体之间的连接结构示意图。

图3为本发明裂解装置结构示意图。

附图中：1为炉腔,2为烟气输送导管，3为烟气导出导管，4为加热炉，5为冷却装置，6为接收装置，7为油气透视镜，8为水封组合罐，9为蝶阀，10为软连接管，11为矩形铁板，12为限压阀,13为保温层，14为圆筒状平台,15为阀门一，16为阀门二。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。

参见图1-图3，本发明包括四组生产线，每组生产线包括四套生产设备。其中每套生产设备均包括一套通过导管依次连接的裂解装置、冷却装置5和接收装置6，还包括安装在设备上的安全装置。安全装置包括限压阀12、管道拆装组合、油气透视镜7和水封组合罐8。

裂解装置包括主炉体和加热炉4。主炉体包括保温层13、炉腔1和炉盖。

炉腔1的顶部焊有向外延伸的圆周型铁板，炉盖通过与该圆周型铁板的螺纹连接，实现与炉腔1的连接。圆周型铁板的底部还设有一圈凸起一，保温层13顶部设有一圈凹槽一，凸起一和凹槽一恰好配合，将炉腔1和保温层13之间形成一个密封的空间。

在圆周型铁板的外圈还焊有三块矩形铁板11，矩形铁板11中间均设有一个通孔。绳索可以穿过三个通孔，将炉腔和吊车连接。

每个炉盖上均设有限压阀12。

加热炉4由炉膛和传导热量的空间组成。加热炉4内设有一个圆筒状平台14供炉腔放置，在圆筒状平台14上设有一圈凹槽二，每个炉腔的底部均设有一圈凸起二，凹槽二和凸起二恰好配合，从而将炉腔底部和加热炉4之间形成了一个密封空间，避免了加热过程中烟气的泄漏。

炉腔1直接放置在加热炉4之上，四个主炉体之间通过烟气输送导管2连接，将上一套裂解设备中的烟气连接到下一套设备的加热炉中，且在烟气输送导管2上设有阀门一15，使得四个主炉体之间的烟气能够随意闭塞或导通。每套裂解装置还设有烟气导出导管3，第一套和第二套汇合，第三套和第四套汇合，然后再一起通向后续的除尘设备中进行处理达到标准后再排放。其中，烟气导出导管上还设有阀门二16，便于控制烟气的走向。

炉腔1通过导管及管道拆装组合与冷却装置5连接。每组管道拆装组合包括两个蝶阀9和一段软连接管10，蝶阀9和软连接管10之间通过螺纹连接。蝶阀9采用耐高温材料制成。

当需要拆装时，通过关闭蝶阀9来封闭导管内的气体使其不能够外泄到空气中，解开蝶阀9和软连接管10之间的螺纹连接，此时设置在主炉体上的限压阀12可以有效地防止此过程中设备内的气压过度上升，然后解开炉盖和圆周型铁块之间的螺纹连接，最后通过吊钩配合矩形铁板11上的通孔即可将炉腔1移动出来，换上预热好的其他炉腔并连接好之后再打开蝶阀9。这样一来，直接从原来的预加热变成立即裂解，节省了4个小时的时间，基本上不到1个小时就可以出油，一个炉腔裂解完成的时间最多不会超过8个小时，大大地节省了时间，提高了生产效率。在更换炉腔时，加热炉4暂停燃烧，避免了更换时的的安全问题以及烟气泄露的问题。

炉腔1被移出来冷却及后续处理的时候，对其他炉腔1的裂解工作完全不影响，再次节约了大量的时间；并且，此操作过程只需一个人即可完成，节约了人力资源，节省了生产成本。

油气透视镜7安装冷却装置5和接收装置6之间的导管上，可以观察设备内物料的裂解情况，随时掌握物料的裂解程度，避免出现裂解不完全、或者裂解时间过长影响生产效率等问题。

水封组合罐8设置于接收装置6和加热炉4之间，并通过导管将两者连接起来。当水焦油在接收装置6被回收之后，一些不能被回收的可燃废气则继续通过导管进入水封组合罐8，经处理后从水封组合罐8的出口经导管直接通入加热炉4内燃烧，既对废气进行了处理，又实现了二次利用，节约了燃料。同时，水封组合罐8可以有效地防止加热炉4内的气体回流，从而减小了爆炸等危险事件的发生概率。

采用上述高效环保的制备水焦油的裂解设备的生产工艺，包括如下步骤：

（1）生产线安装：在厂房安装四组生产线，每组生产线均包括四套生产设备，每套生产设备均包括依次连接的裂解装置、冷却装置5和接收装置6，以及安装在生产线上的安全装置，各套主炉体之间通过导管和阀门连接，炉腔1和冷却装置之间均通过导管及管道拆装组合连接。

（2）水焦油的回收:首先，向加热炉4的炉膛内添加燃料，根据需要点燃相应的加热炉对裂解装置内的废弃物料进行裂解，当温度升高后，炉腔1内的废弃物料逐渐裂解，得到的油气通过导管进入经冷却装置5处理后，在接收装置6内被回收。

（3）可燃废弃的处理：水焦油在接收装置6被回收之后，其中部分不能被回收的可燃废气则经由导管通过水封组合罐8处理后，直接通入加热炉4的炉膛内进行燃烧。

（4）烟气的处理：第一套裂解设备的加热炉4产生的烟气通过烟气输送导管2进入第二套设备的加热炉4中，随后即可从第二套设备的烟气导出导管3输出，也可继续通入第三套和第四套裂解设备的加热炉4中后再输出，根据实际生产需求自由选择。从烟气导出导管3中排出的烟气，需接入后续的除尘设备中处理后再排放。

（5）炉腔的替换：通过观察油气透视镜7，当第一套裂解设备的炉腔1内的废弃物料完全裂解之后，暂停加热炉4的燃烧，将第一个炉腔1取出，放置一旁冷却，并换上第二套已预热完成的裂解设备中的炉腔1后，重新点燃加热炉4；此后替换程序以此类推。

虽然本发明已以实施例公开如上，但其并非用以限定本发明的保护范围，任何熟悉该项技术的技术人员，在不脱离本发明的构思和范围内所作的更动与润饰，均应属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种高效安全的制备水焦油的裂解设备，包括通过导管依次连接的裂解装置、冷却装置和接收装置；所述裂解装置包括主炉体和加热炉，所述加热炉由炉膛和传导热量的空间组成，其特征在于：还包括安全装置，所述安全装置包括限压阀、管道拆装组合、油气透视镜和水封组合罐，所述限压阀安装在主炉体上，所述油气透视镜安装冷却装置和接收装置之间的导管上，所述水封组合罐设置于所述接收装置和加热炉之间，并通过导管将两者连接起来；所述裂解装置为两套以上，且每套裂解装置均配备一套冷却装置、接收装置和安全装置；所述主炉体包括保温层、炉腔和炉盖，所述保温层与加热炉通过螺母固定连接；所述加热炉顶部为短圆筒状平台，所述炉腔直接置于加热炉之上；所述炉盖与炉腔通过螺纹紧固连接；所述主炉体之间通过烟气输送导管和阀门一连接，所述主炉体上还设有烟气导出导管上设有阀门二；所述炉腔与冷却装置之间通过导管及管道拆装组合连接；所述炉腔上还设有绳索固定装置。

2.根据权利要求1所述的高效安全的制备水焦油的裂解设备，其特征在于：所述管道拆装组合包括蝶阀和软连接管，所述蝶阀和软连接管通过螺纹连接。

3.根据权利要求2所述的高效安全的制备水焦油的裂解设备，其特征在于：所述蝶阀采用耐高温材料制成。

4.根据权利要求1所述的高效安全的制备水焦油的裂解设备，其特征在于：所述炉腔还包括固定连接在炉腔顶部的向外延伸的圆周型铁板，所述炉盖通过所述圆周型铁板实现与炉腔的螺纹连接。

5.根据权利要求4所述的高效安全的制备水焦油的裂解设备，其特征在于：所述圆周型铁板的底部设有一圈凸起一，所述保温层顶部设有一圈凹槽一，所述凸起一和凹槽一恰好配合。

6.根据权利要求4所述的高效安全的制备水焦油的裂解设备，其特征在于：所述绳索固定装置为若干个设有通孔的矩形铁板，所述矩形铁板与炉腔顶部的圆周型铁板焊接。

7.根据权利要求1所述的高效安全的制备水焦油的裂解设备，其特征在于：所述加热炉顶部的平台上设有一圈凹槽二，所述炉腔的底部设有一圈凸起二，所述凹槽二和凸起二刚好配合。

8.采用如权利要求1所述的高效环保的制备水焦油的裂解设备的生产工艺，其特征在于：包括如下步骤：

（1）生产线安装：在厂房安装一组或一组以上的生产线，每组生产线均包括两套或两套以上的生产设备，每套生产设备均包括依次连接的裂解装置、冷却装置和接收装置，以及安装在生产线上的安全装置，各套主炉体之间、炉腔和冷却装置之间通过导管、阀门及管道拆装组合连接；

（2）水焦油的回收:首先，向第一套设备的加热炉的炉膛内添加燃料，对裂解装置内的废弃物料进行裂解，当温度升高后，主炉体内的废弃物料逐渐裂解，得到的油气通过导管进入经冷却装置处理后，在接收装置内被回收；

（3）可燃废弃的处理：水焦油在接收装置被回收之后，其中部分不能被回收的可燃废气则经由导管通过水封组合罐处理后，直接通入加热炉的炉膛内进行燃烧；

（4）烟气的处理：第一套裂解设备的加热炉产生的烟气通过管道进入其他设备的加热炉中，再从其他裂解设备负责烟气导出的导管中排出，接入后续的除尘设备中处理后再排放；

（5）炉腔的替换：通过观察油气透视镜，当第一套裂解设备的炉腔内的废弃物料完全裂解之后，暂停加热炉的燃烧，将第一个炉腔取出，放置一旁冷却，并换上第二套已预热完成的裂解设备中的炉腔后，重新点燃加热炉；此后替换程序以此类推。

9.根据权利要求8所述的高效环保的制备水焦油的裂解设备的生产工艺，其特征在于：所述步骤（2）中，在点燃第一套设备的加热炉的同时，也点燃其他几套设备的加热炉。