CN114164013A - 一种改质沥青制备系统 - Google Patents
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Abstract
一种改质沥青制备系统，其包括反应釜、加热炉、改质塔、改质沥青中间槽及沥青成型装置，反应釜夹套内设置有若干段蒸汽加热盘管，蒸汽加热盘管的长度为30‑50米,蒸汽加热盘管用于在系统开机时给反应釜预热，以及，在系统停机时给反应釜保温。通过对反应釜的蒸汽加热盘管的改进，能够避免蒸汽加热盘管末端形成大量冷凝水，能够有效保障蒸汽加热盘管对反应釜的加热效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种改质沥青制备系统。
背景技术
煤焦油加工过程中一般产生约50％～60％的中温沥青，属于焦油加工的大宗产品，改质沥青是目前中温沥青的主要下游产品，主要用于电解铝行业生产预焙阳极、制备电池棒或电极粘结剂。
现有技术中改质沥青的制备工艺较为成熟，如申请号为2020113486117、名称为一种管式炉加热法改质沥青生产系统及其清洗工艺的发明专利申请中，详细记载了一种管式炉加热法改质沥青生产系统；以及，专利申请号为2015105008517的中国发明专利申请中记载了一种单炉单釜生产改质沥青的工艺及装置，上述两专利申请中所记载的改质沥青生产工艺及系统是国内现行的较为成熟的工艺。
虽然上述工艺和系统较为成熟，但是细节方面还存在一些问题，如反应釜的预热和保温机构，管线的保温机构，以及沥青成型区的具体构造。本发明既在现有技术的基础上，针对上述问题，提出具体的改进方案。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种改进的改质沥青制备系统。
为解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：
一种改质沥青制备系统，其包括反应釜、加热炉、改质塔、改质沥青中间槽及沥青成型装置，反应釜的进料口连接来自焦油蒸馏单元的中温沥青，反应釜底部出料口连接加热炉和改质塔，所述加热炉的出料口连接所述反应釜的进料口，所述改质塔出料口连接改质塔循环进料口和降膜冷却器，所述降膜冷却器的出料口连接沥青中间槽和沥青成型装置；
其关键技术在于：所述反应釜夹套内设置有若干段蒸汽加热盘管，所述蒸汽加热盘管的长度为30-50米。
作为本发明的一种实施方式，所述反应釜顶部连接有氮气进气管，所述氮气进气管经设置在所述反应釜上的氮气预热盘管后连接所述反应釜上的氮气进气口。
作为本发明的一种实施方式，所述反应釜顶部连接有氮气进气管，所述反应釜内设置有氮气曝气管，所述氮气曝气管连接所述氮气进气管。
作为本发明的一种实施方式，所述反应釜和改质塔顶部的排气口连接油气冷凝装置，所述油气冷凝装置出料口连接闪蒸油中间槽。
作为本发明的一种实施方式，所述油气冷凝装置包括第一油气冷凝器、第二油气冷凝器、真空排气冷凝器及真空机组，所述反应釜顶部的排气口连接所述第一油气冷凝器，所述改质塔顶部的排气口连接第二油气冷凝器，所述第一油气冷凝器和第二油气冷凝器均连接所述真空排气冷凝器，所述真空排气冷凝器连接所述真空机组，所述第一油气冷凝器、第二油气冷凝器和真空排气冷凝器均连接所述闪蒸油中间槽。
作为本发明的一种实施方式，所述沥青成型装置包括沥青成型给料机和冷却水池，所述降膜冷却器出料口连接沥青成型给料机，所述沥青成型给料机下方承接所述冷却水池，将改质沥青送至冷却水池内进行冷却成型，所述冷却水池内设置有钢带输送机，所述钢带输送机倾斜设置，其第一端位于所述沥青成型给料机下方的冷却水池内，第二端延伸出冷却水池将冷却成型的改质沥青输送导出。
作为本发明的一种实施方式，所述降膜冷却器的冷却机构包括蒸汽冷凝器和冷凝水罐，所述蒸汽冷凝器连接冷凝水罐，所述冷凝水罐出水口通过冷凝液循环泵向所述降膜冷却器通入软水，被加热和汽化的软水经蒸汽冷凝器冷凝回流到冷凝水罐。
作为本发明的一种实施方式，所述冷却水池与浊水冷却循环系统连接。
作为本发明的一种实施方式，所述氮气进气管上设置有流量计和控制阀，用于控制通入所述反应釜中氮气的流量。
作为本发明的一种实施方式，所述反应釜反应过程中内部的真空度为-25Kpa~0Kpa。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：
本发明提供的改质沥青制备系统，通过对反应釜的蒸汽加热盘管的改进，能够避免蒸汽加热盘管末端形成大量冷凝水，能够有效保障蒸汽加热盘管对反应釜的加热效果。
通过对氮气进气管的改进，使氮气在反应釜夹套内进行预热，能够避免低温氮气影响反应釜内的沥青反应，提高效率，并且利用氮气曝气管对反应釜内的沥青物料中鼓泡，可促进沥青内的油气和杂质的蒸发，并从反应釜顶部排出。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图。
图2是本发明反应釜的结构示意图。
图3是本发明沥青成型区的结构示意图。
其中：1反应釜、2加热炉、3改质塔、4导热油换热器、5沥青中间槽、6降膜冷却器、7沥青成型给料机、8冷却水池、9钢带输送机、10蒸汽冷凝器、11冷凝水罐、12第一油气冷凝器、13第二油气冷凝器、14真空排气冷凝器、15闪蒸油中间槽、16皮带输送机、17真空机组、18加热盘管、19氮气进气管、20氮气预热盘管、21氮气曝气管、22进水管口、23回水管口、24循环管口、25循环水泵、26隔档网板、27支撑柱、28斜支撑杆、29排水管口、30改质沥青循环泵、31改质塔循环泵、32沥青输送泵、33冷凝液循环泵、34流量计、35调节阀。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合具体实施例对发明进行清楚、完整的描述。
如图1所示的一种改质沥青制备系统，其包括反应釜1、加热炉2、改质塔3、改质沥青中间槽5及沥青成型装置，反应釜1的进料口连接来自焦油蒸馏单元的中温沥青，反应釜1底部出料口连接加热炉2和改质塔3，所述加热炉2的出料口连接所述反应釜1的进料口，所述改质塔3出料口连接改质塔3循环进料口和降膜冷却器6，所述降膜冷却器6的出料口连接沥青中间槽5和沥青成型装置。
来自焦油蒸馏单元的中温沥青进入到反应釜1内，同时，反应釜1底部出料口通过改质沥青循环泵30抽出，大部分（70~90m3/h）送至加热炉2内循环加热，少部分（0~20m3/h）送至改质塔3内，进一步调整沥青组分和软化点，生产合格的改质沥青产品。加热炉2的出料口沥青与来自焦油蒸馏单元的中温沥青混合后进入到反应釜1内，在反应釜1内发生聚合反应。所述加热炉2由混合煤气燃烧提供热量。
改质塔3底部出口的改质沥青产品由改质塔循环泵31抽出，大部分（70~90m3/h）返回改质塔3内循环，少部分（0~20m3/h）经导热油换热器4与导热油换热后，再进入到降膜冷却器6内进一步冷却。冷却后的改质沥青可送至沥青中间槽5内装车外送，或送至沥青成型装置进行冷却成型。
如图2所示，本实施例中，所述反应釜1夹套内设置有若干段蒸汽加热盘管18，所述蒸汽加热盘管18的长度为30-50米。蒸汽加热盘管18通入低压蒸汽（1.0MPa），在系统启动时用低压蒸汽对反应釜1进行预热，避免中温沥青进入反应釜1内结块，并且在系统停机时通入低压蒸汽对反应釜1进行保温，避免中温沥青进入反应釜1内结块；系统正常运行过程中，靠釜内沥青自身热量进行反应，沥青由加热炉2进行加热。由于低压蒸汽冷却会形成冷凝水，管路较长会导致加热效果差，因此在反应釜1夹套内设置有若干段长度为30-50米的蒸汽加热盘管18，能够避免蒸汽加热盘管18末端形成大量冷凝水，能够有效保障蒸汽加热盘管18对反应釜1的加热效果。
如图2所示，所述反应釜1顶部连接有氮气进气管19，所述氮气进气管19经设置在所述反应釜1上的氮气预热盘管20后连接所述反应釜1上的氮气进气口。在系统启动前向反应釜1内通入一定时间的氮气将其内部的空气置换出来，避免沥青的油气与空气发生爆炸，反应过程中反应釜内持续通入氮气作为保护气体。氮气在经过氮气预热盘管20预热后再进入到反应釜1内，能够避免低温氮气影响反应釜内沥青的聚合反应。
所述反应釜1顶部连接有氮气进气管19，所述反应釜1内设置有氮气曝气管21，所述氮气曝气管21连接所述氮气进气管19，所述氮气曝气管21垂直深入到反应釜1的釜体内部，运行过程中置于沥青液体内部，通过氮气鼓泡，能够促进沥青内的油气和杂质的蒸发，并从反应釜顶部排出。
如图1所示，所述反应釜1和改质塔3顶部的排气口连接油气冷凝装置，所述油气冷凝装置出料口连接闪蒸油中间槽15。所述油气冷凝装置包括第一油气冷凝器12、第二油气冷凝器13、真空排气冷凝器14及真空机组17，所述反应釜1顶部的排气口连接所述第一油气冷凝器12，所述改质塔3顶部的排气口连接第二油气冷凝器13，所述第一油气冷凝器12和第二油气冷凝器13均连接所述真空排气冷凝器14，所述真空排气冷凝器14连接所述真空机组17，所述第一油气冷凝器12、第二油气冷凝器13和真空排气冷凝器14均连接所述闪蒸油中间槽15。
所述氮气进气管19上设置有流量计34和控制阀35，流量计34和控制阀35用于控制通入所述反应釜1中氮气的流量；所述反应釜反应过程中内部的真空度为-25Kpa~0Kpa，因此通入氮气的流量应当在真空机组17能够允许的前提下，适量通入。
如图3所示，所述沥青成型装置包括沥青成型给料机7和冷却水池8，所述降膜冷却器6出料口连接沥青成型给料机7，所述沥青成型给料机7下方承接所述冷却水池8，将改质沥青送至冷却水池8内进行冷却成型，所述冷却水池8内设置有钢带输送机9，所述钢带输送机9倾斜设置，其第一端位于所述沥青成型给料机7下方的冷却水池8内，第二端延伸出冷却水池8将冷却成型的改质沥青输送导出，所述钢带输送机9末端设置有漏斗，漏斗正下方设置皮带输送机16将冷却成型后的改质沥青送至沥青堆积作业房。
所述冷却水池8与浊水冷却循环系统连接，所述浊水冷却循环系统包括沉淀池和凉水塔。所述沥青成型给料机7位于所述冷却水池8第一侧上方，冷却成型的沥青被钢带输送机9从所述冷却水池8第二侧转出。
所述冷却水池8第一侧的侧壁下部设置有供水管22，所述进水管口22与浊水冷却循环系统的供水管道连接，经过冷却和沉淀的浊循环水通过进水管口22打入所述冷却水池8内，所述进水管口22向上倾斜设置，且其倾斜角度与所述钢带输送机9的倾斜角度一致，使新进入的水流沿着钢带输送机9上方水流，既能够确保冷却效果，同时能够使冷却成型的若干条状沥青沿着钢带输送机9行进的方向散落到钢带输送机9上。钢带输送机9两侧设置有隔档网板26防止沥青落到钢带输送机9外侧。所述冷却水池8第二侧侧壁上部设置回水管口23，回水管口23与浊水冷却循环系的回水管连接将热的浊循环水送至沉淀池内进行自然冷却。
所述冷却水池8第一侧的侧壁下部还设置有循环管口24，所述循环管口24经过循环水泵25与浊水冷却循环系统的供水管道连接，通过进水管口22将冷却水再次送入冷却水池8内，使冷却水池8内的冷却水形成较好自循环，尤其是将冷却水池8第二侧位于钢带输送机9下方的水与冷却水池8第一侧位于钢带输送机9上方的水进行循环，使冷却水池8内的水充分利用，且避免形成大量的沉淀。
将冷却水池8第二侧的侧壁下部还设置有用于将浊循环水排至废水池的排水管口29。
所述被钢带输送机9底部通过多个固定设置在所述冷却水池8底部的支撑柱27进行支撑，所述钢带输送机9第一端与所述冷却水池8第一侧内壁之间设置有斜支撑杆28进行支撑，并且使钢带输送机9第一端与所述冷却水池8第一侧内壁之间形成一定的间距，便于冷却水池8内的冷却水进行循环。
本实施例中，所述降膜冷却器6的冷却机构包括蒸汽冷凝器10和冷凝水罐11，所述蒸汽冷凝器10连接冷凝水罐11，所述冷凝水罐11出水口通过冷凝液循环泵33向所述降膜冷却器6通入软水，被加热和汽化的软水经蒸汽冷凝器10冷凝回流到冷凝水罐11。
作为改进，本发明的改质沥青制备系统中，沥青的输送管路外两侧采用导热油双伴随管对输送管路进行保温，替代蒸汽保温，本实施例中，沥青物料输送管路直径为为DN80，导热油管的直径采用DN25。在沥青物料输送管左右各设置一导热油管，具有较好的保温效果，且在开工初始阶段，由于管道沥青物料输送管路温度较低，加热后管道会热胀，两根导热油管能保证沥青物料输送管路两边同时均匀受热，不会拉开焊口，平衡热应力。
由于蒸汽保温所消耗的蒸汽量较大且加工成本高，过程中损耗较大，且蒸汽的余热回收难度较大，因此，采用导热油对物料管道进行加热和保温，相比蒸汽，具有更好的加热保温效果，并且能够降低整体的能耗和成本。
Claims (10)
1.一种改质沥青制备系统，其包括反应釜、加热炉、改质塔、改质沥青中间槽及沥青成型装置，反应釜的进料口连接来自焦油蒸馏单元的中温沥青，反应釜底部出料口连接加热炉和改质塔，所述加热炉的出料口连接所述反应釜的进料口，所述改质塔出料口连接改质塔循环进料口和降膜冷却器，所述降膜冷却器的出料口连接沥青中间槽和沥青成型装置；
其特征在于：所述反应釜夹套内设置有若干段蒸汽加热盘管，所述蒸汽加热盘管的长度为30-50米,所述蒸汽加热盘管用于在系统开机时给反应釜预热，以及，在系统停机时给反应釜保温。
2.根据权利要求1所述的一种改质沥青制备系统，其特征在于：所述反应釜顶部连接有氮气进气管，所述氮气进气管经设置在所述反应釜上的氮气预热盘管后连接所述反应釜上的氮气进气口。
3.根据权利要求1所述的一种改质沥青制备系统，其特征在于：所述反应釜顶部连接有氮气进气管，所述反应釜内设置有氮气曝气管，所述氮气曝气管连接所述氮气进气管。
4.根据权利要求1所述的一种改质沥青制备系统，其特征在于：所述反应釜和改质塔顶部的排气口连接油气冷凝装置，所述油气冷凝装置出料口连接闪蒸油中间槽。
5.根据权利要求4所述的一种改质沥青制备系统，其特征在于：所述油气冷凝装置包括第一油气冷凝器、第二油气冷凝器、真空排气冷凝器及真空机组，所述反应釜顶部的排气口连接所述第一油气冷凝器，所述改质塔顶部的排气口连接第二油气冷凝器，所述第一油气冷凝器和第二油气冷凝器均连接所述真空排气冷凝器，所述真空排气冷凝器连接所述真空机组，所述第一油气冷凝器、第二油气冷凝器和真空排气冷凝器均连接所述闪蒸油中间槽。
6.根据权利要求1所述的一种改质沥青制备系统，其特征在于：所述沥青成型装置包括沥青成型给料机和冷却水池，所述降膜冷却器出料口连接沥青成型给料机，所述沥青成型给料机下方承接所述冷却水池，将改质沥青送至冷却水池内进行冷却成型，所述冷却水池内设置有钢带输送机，所述钢带输送机倾斜设置，其第一端位于所述沥青成型给料机下方的冷却水池内，第二端延伸出冷却水池将冷却成型的改质沥青输送导出。
7.根据权利要求1所述的一种改质沥青制备系统，其特征在于：所述降膜冷却器的冷却机构包括蒸汽冷凝器和冷凝水罐，所述蒸汽冷凝器连接冷凝水罐，所述冷凝水罐出水口通过冷凝液循环泵向所述降膜冷却器通入软水，被加热和汽化的软水经蒸汽冷凝器冷凝回流到冷凝水罐。
8.根据权利要求6所述的一种改质沥青制备系统，其特征在于：所述冷却水池与浊水冷却循环系统连接。
9.根据权利要求2所述的一种改质沥青制备系统，其特征在于：所述氮气进气管上设置有流量计和控制阀，用于控制通入所述反应釜中氮气的流量。
10.根据权利要求1所述的一种改质沥青制备系统，其特征在于：所述反应釜反应过程中内部的真空度为-25Kpa~0Kpa。
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Denomination of invention: A modified asphalt preparation system Effective date of registration: 20231228 Granted publication date: 20230103 Pledgee: Tangshan Branch of China Postal Savings Bank Co.,Ltd. Pledgor: Xiangfeng Technology Co.,Ltd. Registration number: Y2023980075357 |