CN1091132C - 焦炉生产煅烧石油焦的工艺方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种焦炉生产煅烧石油焦工艺方法，其特征在于它以延迟石油焦和沥青为原料，由原料预处理、焦炉干馏煅烧、产品后处理和煤气净制四个系统组成。由于解决了用焦炉生产煅烧石油焦的难题，使煅烧石油焦质量明显提高。
Description
本发明涉及煤气及炼焦工艺，属于一种通过配制的延迟石油焦(简称石油焦)并添加沥青，采用焦炉生产煅烧石油焦的焦化生产工艺方法。
目前国内煅烧石油焦主要采用回转窑或罐式炉生产工艺，由于这两种工艺生产出的煅烧石油焦产品块度小、气孔率高、强度低，并且产品的化学指标及微量元素不易控制，因而不能有效地满足使用要求，限制了煅烧石油焦的进一步发展。而传统的焦炉均生产以煤炭为主要原料的冶金焦、气化焦或铸造焦，因考虑对焦炉炉体产生有危险的膨胀压力和推焦困难，在焦化生产中对配入煤料的挥发份、粘结性和结焦性均有严格的要求。由于延迟石油焦的粘结性和结焦性均较差，因此无法单独在焦炉上生产煅烧石油焦。
本发明的目的就在于克服现有煅烧石油焦生产的缺陷，解决焦炉不能单独用延迟石油焦生产煅烧石油焦的难题，提供一种通过配制的延迟石油焦添加沥青后，采用焦炉生产煅烧石油焦的焦化生产工艺。
本发明的焦炉生产煅烧石油焦工艺方法，以延迟石油焦和沥青为原料，由原料预处理、焦炉干馏煅烧、产品后处理和煤气净制四个系统组成：
1、原料处理系统，延迟石油焦和沥青分别经预破碎，以延迟石油焦重量比为70-99％、沥青重量比为1-30％的比例用电子皮带秤进行掺配，然后进行混合粉碎，粒度小于3mm部分≥60％；
2、焦炉干馏系统，经预处理的原料，送入焦炉进行高温干馏煅烧，控制煅烧温度为950-1350℃，结焦时间为12-26小时，成熟的焦炭经冷却熄焦，熄焦时间为10-250秒，使焦炭温度≤100℃；
3、产品后处理系统，出炉后的煅烧石油焦，对粒度进行整粒，经破碎、筛分处理，达到0-150mm的粒度要求，分包装或者散装发运；
4、煤气净制系统，高温干馏煅烧产生的煤气由焦炉进入鼓风冷凝系统，经气液分离器、冷凝器、初冷塔、鼓风机、电捕塔、终冷塔冷却处理后，将净制后的煤气送出。
本发明的工艺方法主要技术指标与控制参数如下：
一、原材料指标
1、延迟石油焦
挥发份(％) 7-20
灰 份(％) 0.1-1.5
硫 份(％) 0.35-3.0
水 份(％) 1-15
2、沥青
软化点(℃，环球法) 35-180
灰 份(％) 0.1-1.5
挥发份(％) 35-75
水 份(％) 1-15二、工艺过程主要控制参数1、原料预处理系统
破碎配料重量配比延迟石油焦(％) 70-99沥 青(％) 1-30粉碎后(≤3mm)细度(％) ≥60入炉料水份(％) 1-152、焦炉干馏系统煅烧温度(℃) 950-1350结焦时间(h) 12-26熄焦时间(s) 10-250产品水份(％) 0.1-153、产品后处理系统根据用户要求，进行整粒，经破碎、筛分处理；粒度合格率(％) ＞804、煤气净制系统初冷塔后温度(℃) ≤40鼓风机进口吸力(Pa) ≤3000净制后煤气含萘量(mg/NM3) ≤100净制后煤气含焦油量(mg/NM3) ≤20三、成品质量指标
| 项目 | 品 种 | |||
| 铝阳极焦 | 电极焦 | 电极糊焦 | 高密度焦 | |
| 灰份％ | ≤0.5 | ≤0.5 | ≤2.0 | ≤0.5 |
| 硫份％ | ≤2.0 | ≤0.8 | ≤1.2 | ≤0.5 |
| 真比重g/cc | ≥2.02 | ≥2.05 | ≥2.02 | ≥2.00 |
| 挥发份％ | ≤0.6 | ≤0.5 | ≤0.6 | ≤0.65 |
| 粒度mm | 0-100 | 0-100 | 0-100 | 20-4030-60 |
| 气孔率％ | --- | --- | --- | ≤36 |
| 振动堆比重％ | ≥83 | ≥83 | ≥83 | ≥83 |
| 水份％ | 4 | 4 | 4 | ≤5 |
| 比电阻×10-6Ω·m | 530 | 500 | 530 | 500 |
注：水份、粒度可根据用户要求进行调整。
进行焦炉生产煅烧石油焦时，延迟石油焦和沥青原料由皮带机送至颚式破碎机粗破碎至粒度≤80mm，经皮带机分别送至配料仓，然后经电磁振动给料器或圆盘喂料机控制出料量，经电子皮带称计量，实现延迟石油焦和沥青的配料，配后料经皮带机送至反击式粉碎机进行混合粉碎，使混合料粒度粉碎至≤3mm部分占60％以上，再经皮带机送至焦炉炉顶料仓，通过加煤车将原料送入焦炉进行干馏，焦炉干馏煅烧温度为950-1350℃、结焦时间为12-26小时。焦炉为顶装焦炉，也可以采用捣固型焦炉等。焦炉煅烧成熟后的煅烧石油焦经推焦车将焦炭推至拦焦车再进入熄焦车，送至熄焦塔用水熄焦；也可采用干法熄焦。成品煅烧石油焦送至产品后处理系统，根据用户要求进行整粒，经破碎机粗碎，然后进行筛分，粒度合格率≥80％，产品散装或包装发运给用户。焦炉干馏煅烧石油焦时产生的煤气进入鼓风冷凝系统，经气液分离器、冷凝器、初冷塔、鼓风机、电捕塔、终冷塔等处理后，将净制后的煤气送出。本发明的工艺方法具有以下几方面的特点：(1)可以使用不同规格的石油焦通过配料仓进行掺配，使入炉前的石油焦硫份、灰份、挥发份、微量元素得到有效控制，满足用户对产品质量的要求；(2)通过掺配沥青，调节了入炉料的挥发份，改善了原料的结焦性能，从而实现了焦炉生产煅烧石油焦的可能；(3)克服了回转窑、罐式炉生产煅烧石油焦粒度由原料决定，并且气孔率高、振动堆比重低的缺点；本发明的工艺方法通过调节入炉料的细度、挥发份、焦炉温度等指标，就可以生产出不同粒度、气孔率、强度和振动堆比重的煅烧石油焦。
本发明的优点就在于解决了用焦炉生产煅烧石油焦的难题，通过选择与煅烧石油焦化学、物理性能要求相符合的延迟石油焦并添加沥青进行调节，控制了焦炭产品的硫份、灰份、微量元素等指标；同时通过加入沥青改善了焦炭结焦性能；再通过调节焦炉温度和结焦时间等因素，大大提高了焦炭的粒度和真比重、降低了气孔率和比电阻、增加了强度和振动堆比重。并且生产煅烧石油焦是建立在传统常规的炼焦设备基础上，因此炼焦工艺和设备要求简单。由于煅烧石油焦产品质量明显提高，从而使其应用范围不断扩大，成为碳素行业、炼铝行业、化工制气行业、冶炼行业的重要优质原料，因此具有广泛的市场推广前景。
以下结合附图对本发明的工艺方法做进一步的说明；图1是本发明的工艺流程示意图。
参照附图1，本发明工艺流程包括第一皮带机1、第一颚式破碎机2、第二皮带机3、第二颚式破碎机4、第三皮带机5、沥青料仓6、延迟石油焦料仓7、第四皮带机8、反击式破碎机9、第五皮带机10、炉顶仓11、加料车12、焦炉13、熄焦塔14、熄焦车15、集气设备16、气液分离器17、冷凝器18、初冷塔19、鼓风机20、电捕塔21、终冷塔22等设备。如图，字母A表示原料延迟石油焦、B表示原料沥青、C表示成品焦碳、D表示净制后输出煤气。工艺设备中第一皮带机1、第一颚式破碎机2、第二皮带机3、第二颚式破碎机4、第三皮带机5、沥青料仓6、延迟石油焦料仓7、第四皮带机8、反击式破碎机9和第五皮带机10构成原料预处理系统；炉顶仓11、加料车12、焦炉13、熄焦塔14和熄焦车15构成焦炉干馏系统；产品后处理系统由常规的破碎设备和筛分设备等组成；集气设备16、气液分离器17、冷凝器18、初冷塔19、鼓风机20、电捕塔21和终冷塔22构成煤气净制系统。冷凝器18采用无填料空塔结构，气体经过缓冲使整个系统消除因紊流而造成的振动和提高净化效率。
以下是本发明的实施例，本发明的实际应用并不局限与实施例。
实施例1，采用焦炉生产煅烧石油焦用于化工行业的焦炭产品
(1)配比
延迟石油焦占82％ 沥青占18％其中延迟石油焦根据焦炭产品要求硫份含量≤0.5％、灰份≤0.5％，因此选择混合延迟石油焦的硫份含量≤0.5％、灰份≤0.3％，混合破碎细度≤3mm占60％以上。
(2)焦炉干馏控制参数
煅烧温度1280℃ 结焦时间20小时
用顶装焦炉进行生产，焦炭产量3吨/孔。
煤气净制系统设置无填料冷凝器，其他有关工艺控制条件与常规炼焦工艺相同。
主要工艺设备规格如下：
1、第一颚式破碎机 型号PE-400 用于延迟石油焦预破碎；
2、第二颚式破碎机 型号PE-400 用于沥青预破碎；
3、反击式破碎机 型号PFJ-0707 用于混合料破碎；
4、焦炉 型号66型 煅烧干馏在此设备中进行。
实际焦碳质量：
①粒度(mm) 0-150；
②氦气真比重(g/cc) 2.03；
③气孔率(％) 35.2；
④水份(％) 4.5；
⑤灰份(％) 0.3；
⑥硫份(％) 0.48；
⑦挥发份(％) 0.55；
⑧强度 M40(％) 75， M10(％) 9；
⑨振动堆比重(％) 85；
⑩比电阻(×10-6Ω·m) 545。
实施例2，采用焦炉生产煅烧石油焦用于铝用阳极的焦炭产品
(1)配比
延迟石油焦占90％ 沥青占10％其中延迟石油焦根据焦炭产品要求硫份含量≤2.0％、灰份≤0.5％，因此选择混合延迟石油焦的硫份含量≤2.0％、灰份≤0.4％，混合破碎细度≤3mm占65％以上。
(2)焦炉干馏控制参数
煅烧温度1300℃ 结焦时间22小时
用顶装焦炉进行生产，焦炭产量3吨/孔。
煤气净制系统设置无填料冷凝器，其他有关工艺控制条件与常规炼焦工艺相同。
主要工艺设备规格如下：
1、第一颚式破碎机 型号PE-400 用于延迟石油焦预破碎；
2、第二颚式破碎机 型号PE-400 用于沥青预破碎；
3、反击式破碎机 型号PFJ-0707 用于混合料破碎；
4、焦炉 型号66型 煅烧干馏在此设备中进行。
实际焦碳质量：
①粒度(mm) 0-130；
②氦气真比重(g/cc) 2.05；
③水份(％) 3.8；
④灰份(％) 0.48；
⑤硫份(％) 1.50；
⑥挥发份(％) 0.55；
⑦振动堆比重(％) 84；
⑧比电阻(×10-6Ω·m) 515。
实施例3，采用焦炉生产煅烧石油焦用于电极的焦炭产品
(1)配比
延迟石油焦占95％ 沥青占5％其中延迟石油焦根据焦炭产品要求硫份含量≤0.8％、灰份≤0.5％，因此选择混合延迟石油焦的硫份含量≤0.8％、灰份≤0.4％，混合破碎细度≤3mm占70％以上。
(2)焦炉干馏控制参数
煅烧温度1320℃ 结焦时间24小时
用顶装焦炉进行生产，焦炭产量3吨/孔。
煤气净制系统设置无填料冷凝器，其他有关工艺控制条件与常规炼焦工艺相同。
主要工艺设备规格如下：
1、第一颚式破碎机 型号PE-400 用于延迟石油焦预破碎；
2、第二颚式破碎机 型号PE-400 用于沥青预破碎；
3、反击式破碎机 型号PFJ-0707 用于混合料破碎；
4、焦炉 型号66型 煅烧干馏在此设备中进行。
实际焦碳质量：
①粒度(mm) 0-130；
②氦气真比重(g/cc) 2.08；
③水份(％) 3.5；
④灰份(％) 0.48；
⑤硫份(％) 0.78；
⑥挥发份(％) 0.5；
⑦振动堆比重(％) 87；
⑧比电阻(×10-6Ω·m) 490。
对比例，采用回转窑煅烧工艺生产的焦炭产品
由于回转窑煅烧工艺生产焦碳对真比重、灰份、硫份、气孔率、挥发份以及强度等指标无法控制，因此本对比例回转窑生产的焦炭产品质量仅为一具体批次的指标。
①粒度(mm) ≤20；
②真比重(g/cc) ≤2.03；
③气孔率(％) ≥45；
④水份(％) ≤0.5；
⑤灰份(％) ≤0.5；
⑥硫份(％) ≤1.5；
⑦挥发份(％) ≤0.6；
⑧强度 M40(％)——， M10(％)——；
⑨振动堆比重(％) 81；
⑩比电阻(×10-6Ω·m) 600。
回转窑煅烧工艺与本发明工艺方法生产的焦碳产品相比较：
对比项目 焦炉煅烧工艺 回转窑煅烧工艺
(1)粒度(mm) 0-150 ≤20
(2)真比重(g/cc) ≥2.00 ≤2.03
(3)气孔率(％) ≤36 ≥45
(4)强度
M40(％) ≥75 ——
M10(％) ≤9 ——由对比可知，本发明工艺生产的焦炭产品各项质量指标可控，并且粒度和强度大大提高、气孔率大大降低，产品质量明显改善。
Claims (5)
1、一种焦炉生产煅烧石油焦工艺方法，其特征在于以延迟石油焦和沥青为原料，由原料预处理、焦炉干馏煅烧、产品后处理和煤气净制四个系统组成：
(1)原料处理系统，延迟石油焦和沥青分别经预破碎，以延迟石油焦重量比为70-99％、沥青重量比为1-30％的比例用电子皮带秤进行掺配，然后进行混合粉碎，粒度小于3mm部分≥60％；
(2)焦炉干馏系统，经预处理的原料，送入焦炉进行高温干馏煅烧，控制煅烧温度为950-1350℃，结焦时间为12-26小时，成熟的焦炭经冷却熄焦，熄焦时间为10-250秒，使焦炭温度≤100℃；
(3)产品后处理系统，出炉后的煅烧石油焦，对粒度进行整粒，经破碎、筛分处理，达到0-150mm的粒度要求，分包装或者散装发运；
(4)煤气净制系统，高温干馏煅烧产生的煤气由焦炉进入鼓风冷凝系统，经气液分离器、冷凝器、初冷塔、鼓风机、电捕塔、终冷塔冷却处理后，将净制后的煤气送出。
2、根据权利要求1所述的焦炉生产煅烧石油焦工艺方法，其特征在于在原料处理系统中延迟石油焦占82％，沥青占18％。
3、据权利要求1所述的焦炉生产煅烧石油焦工艺方法，其特征在于在原料处理系统中延迟石油焦占90％，沥青占10％。
4、据权利要求1所述的焦炉生产煅烧石油焦工艺方法，其特征在于在原料处理系统中延迟石油焦占95％，沥青占5％。
5、根据权利要求1所述的焦炉生产煅烧石油焦工艺方法，其特征在于煤气净制系统冷凝器采用无填料空塔结构。
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