CN217418615U - 一种协同处置高硫石油焦的系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开的是一种协同处置高硫石油焦的系统，包括依次连接的制粉单元、加压输送单元、气化及初步净化单元、合成气初步净化单元、渣水处理单元，具有结构简单、实用性强、能够明显改善石油焦气化反应活性和提高石油焦气化转化率等技术特点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种处置石油焦的系统，更具体一点说，涉及一种协同处置高硫石油焦的系统，属于石油化工领域。
背景技术
石油焦是减压渣油经延迟焦化装置在500-550℃下裂解焦化而成的黑色固体，具有高热值、高固定碳、高灰熔点、低灰分、低挥发分、低活性等特点。随着我国延迟焦化装置的增加，石油焦产量每年呈上升趋势，2021年1-10月全国石油焦产量为2506.4万吨，同比增长3.1％。随着我国进口原油中硫含量的不断增加，石油焦中的硫含量也不断增加，石油焦质量变差，除部分优质石油焦可用于工业原料外，大部分石油焦用作燃烧发电，附加值低且污染严重。随着环保要求的日益严格，高硫石油焦的合理、高效处理成为各企业的难题，因此开发高硫石油焦的高效清洁利用成为亟需解决的问题。
随着煤气化技术的飞速发展，以石油焦作为气化原料制取合成气(CO+H2)，进而生产氢气、燃料气，不仅能解决高硫石油焦的出路问题，还能为炼厂的氢气和燃料气提供来源。通过长期的研究和工厂实践，石油焦气化与无烟煤气化十分相似，即反应活性低、转化率低，在原料中增加原煤、气化粗渣、水处理污泥、气化细渣以增加石油焦气化反应活性，较高的气化温度(1500℃)和压力(6.0MPa)提高气化炉碳转化率。
实用新型内容
为了解决上述现有技术问题，本实用新型提供具有结构简单、实用性强、能够明显改善石油焦气化反应活性和提高石油焦气化转化率等技术特点的一种协同处置高硫石油焦的系统。
为了实现上述目的，本实用新型是通过以下技术方案实现的：
一种协同处置高硫石油焦的系统，包括依次连接的制粉单元、加压输送单元、气化及初步净化单元、合成气初步净化单元、渣水处理单元；
所述制粉单元包括磨煤机、焦粉袋式过滤器、焦粉贮罐，所述磨煤机连接有惰性气体发生器，石油焦送进磨煤机中磨成合格粒度分布的焦粉，磨成的焦粉由高温惰性气体进行干燥和输送，并经焦粉袋式过滤器进行气固分离后送至焦粉贮罐；
所述加压输送单元：包括与焦粉贮罐连接的焦粉锁斗，所述焦粉锁斗连接有焦粉给料罐，所述焦粉给料罐、焦粉锁斗上端均连接有通入高压CO2的管线，所述焦粉给料罐连接在气化炉的烧嘴上；
所述气化及初步净化单元包括气化炉，所述气化炉的下端连接有锁斗，所述锁斗连接有捞渣机，所述气化炉的烧嘴上还连接有混合器，所述混合器上连接有接入氧气和过热蒸汽的管线；
所述合成气初步净化单元包括依次连接的一级混合器、分离器、二级混合器、水洗涤塔，所述水洗涤塔顶部连接管网实现合成气去管网，所述一级混合器与气化炉连接；
所述渣水处理单元包括高压闪蒸罐、低压闪蒸罐和真空闪蒸罐，所述气化炉、分离器、水洗涤塔均连接在高压闪蒸罐上，所述高压闪蒸罐下端连接低压闪蒸罐中部，所述低压闪蒸罐下端连接在真空闪蒸罐中部，所述真空闪蒸罐下端与澄清槽连接。
优选的，还包括循环管线，所述循环管线包括依次连接的澄清槽底流泵、过滤机、滤液槽、滤液泵，其中，澄清槽底流泵进口端以及滤液泵的出口端别连接在澄清槽的底部和顶部。
优选的，所述澄清槽还连接有灰水槽，所述灰水槽依次连接有低压灰水泵、灰水罐，所述灰水罐连接有高压灰水泵，所述高压灰水泵连接在水洗涤塔上，所述灰水罐还与高压闪蒸罐连接。
优选的，所述焦粉贮罐上端还连接有焦粉贮罐过滤器。
优选的，所述水洗涤塔下端连接有黑水循环泵，所述黑水循环泵与气化炉中部连接。
优选的，所述气化炉下端连接有破渣机，所述破渣机与锁斗连接。
优选的，所述制粉单元还包括石油焦仓以及石油焦仓连接的称重给料机，所述称重给料机与磨煤机连接，石油焦进入石油焦仓后送进称重给料机，再送进磨煤机中磨成合格粒度分布的焦粉。
有益效果：结构简单，实用性强，市场前景广阔，明显改善石油焦气化反应活性和提高石油焦气化转化率，适用于粉煤气化炉对石油焦及气化细渣进行协同气化处理，对于高硫石油焦的高效利用方面具有开创性意义。
附图说明
图1是本实用新型整体流程图。
具体实施方式
以下结合说明书附图，对本实用新型作进一步说明，但本实用新型并不局限于以下实施例。
如图1所示为一种协同处置高硫石油焦的系统的具体实施例，该实施例一种协同处置高硫石油焦的系统，包括依次连接的制粉单元、加压输送单元、气化及初步净化单元、合成气初步净化单元、渣水处理单元；所述制粉单元包括磨煤机、焦粉袋式过滤器、焦粉贮罐，所述磨煤机连接有惰性气体发生器(可以由来自热风炉的高温惰性气体进行干燥和输送)，石油焦送进磨煤机中磨成合格粒度分布的焦粉，磨成的焦粉由高温惰性气体进行干燥和输送，并经焦粉袋式过滤器进行气固分离后送至焦粉贮罐；所述加压输送单元包括与焦粉贮罐连接的焦粉锁斗，所述焦粉锁斗连接有焦粉给料罐，所述焦粉给料罐、焦粉锁斗上端均连接有通入高压CO2的管线，所述焦粉给料罐连接在气化炉的烧嘴上；
所述气化及初步净化单元包括气化炉，所述气化炉的下端连接有锁斗，所述锁斗连接有捞渣机，所述气化炉的烧嘴上还连接有混合器，所述混合器上连接有接入氧气和过热蒸汽的管线；所述合成气初步净化单元包括依次连接的一级混合器、分离器、二级混合器、水洗涤塔，所述水洗涤塔顶部连接管网实现合成气去管网，所述一级混合器与气化炉连接；所述渣水处理单元包括高压闪蒸罐、低压闪蒸罐和真空闪蒸罐，所述气化炉、分离器、水洗涤塔均连接在高压闪蒸罐上，所述高压闪蒸罐下端连接低压闪蒸罐中部，所述低压闪蒸罐下端连接在真空闪蒸罐中部，所述真空闪蒸罐下端与澄清槽连接。
本申请中加压输送单元：将常压焦粉贮罐内的焦粉经重力作用送入焦粉锁斗。焦粉锁斗内充满焦粉后，将焦粉锁斗与焦粉贮罐及所有低压设备隔离，对焦粉锁斗进行充压后将焦粉送入高压的焦粉给料罐，焦粉以CO2气为载气，经密相输送至烧嘴进入气化炉。
本申请中气化及初步净化单元：以纯氧(氧气)和石油焦粉(磨成的焦粉)为原料，采用气流床反应器，在加压非催化条件下进行部分氧化反应，气化炉内反应温度为1400-1500℃，压力为60MPa(G)，在此高温高压条件下化学反应速率相对较快，生成以一氧化碳和氢气为有效成分的粗合成气，作为下游化工产品的原料气。
本申请中合成气初步净化单元：主要包括一级混合器、二级混合器、分离器、水洗涤塔，具有高效、节能功效，合成气送净化系统进行酸性气体脱除后供后系统使用。
本申请中渣水处理单元：黑水处理单元核心采用三级连续闪蒸，即高压闪蒸、低压闪蒸和真空闪蒸，使黑水中溶解的气体组分充分挥发释放，黑水进一步浓缩，具有节能、长周期运行的特点。黑水经过浓缩及渣水分离，产生的灰渣进入磨机制浆，进行再次回收利用，以更大程度的提高碳转化率。
优选的实施例方式，还包括循环管线，所述循环管线包括依次连接的澄清槽底流泵、过滤机、滤液槽、滤液泵，其中，澄清槽底流泵进口端以及滤液泵的出口端别连接在澄清槽的底部和顶部，实现循环工作，提高工作效率。
优选的实施例方式，所述澄清槽还连接有灰水槽，所述灰水槽依次连接有低压灰水泵、灰水罐，所述灰水罐连接有高压灰水泵，所述高压灰水泵连接在水洗涤塔上，所述灰水罐还与高压闪蒸罐连接，进行再次回收利用，以更大程度的提高碳转化率。
优选的实施例方式，所述焦粉贮罐上端还连接有焦粉贮罐过滤器，可以关闭制粉单元的部分功能，直接采用外部磨好的焦粉进行添加。
优选的实施例方式，所述水洗涤塔下端连接有黑水循环泵，所述黑水循环泵与气化炉中部连接，黑水经过浓缩及渣水分离，产生的灰渣进入磨机制浆，进行再次回收利用，以更大程度的提高碳转化率。
优选的实施例方式，所述气化炉下端连接有破渣机，所述破渣机与锁斗连接，可以将气化炉下的落料进行破碎避免堵塞。
优选的实施例方式，所述制粉单元还包括石油焦仓以及石油焦仓连接的称重给料机，所述称重给料机与磨煤机连接，石油焦进入石油焦仓后送进称重给料机，再送进磨煤机中磨成合格粒度分布的焦粉，石油焦仓可以实现预备存储，称重给料机可以定量传输到磨煤机，实用性高。
在石油焦中分别添加原煤、气化粗渣、水处理污泥、气化细渣，对比完全发生气化反应所需的时间。原煤、气化粗渣、水处理污泥、气化细渣、石油焦分析结果如表1。
表1各原料成分分析结果
实施案例1.取石油焦粉20Kg在单喷嘴粉煤气化试验炉内进行反应时间测定，气化反应压力为6.0MPa，气化温度分别为1000及1500℃，反应时间如表2所示。
实施案例2.取石油焦粉18Kg及神优煤粉2Kg混合均匀后，在单喷嘴粉煤气化试验炉内进行反应时间测定，气化反应压力为6.0MPa，气化温度分别为1000及1500℃，反应时间如表2所示。
实施案例3.取石油焦粉18Kg及气化粗渣2Kg混合均匀后，在单喷嘴粉煤气化试验炉内进行反应时间测定，气化反应压力为6.0MPa，气化温度分别为1000及1500℃，反应时间如表2所示。
实施案例4.取石油焦粉18Kg及污泥2Kg混合均匀后，在单喷嘴粉煤气化试验炉内进行反应时间测定，气化反应压力为6.0MPa，气化温度分别为1000及1500℃，反应时间如表2所示。
实施案例5.取石油焦粉18Kg及气化细渣2Kg混合均匀后，在单喷嘴粉煤气化试验炉内进行反应时间测定，气化反应压力为6.0MPa，气化温度分别为1000及1500℃，反应时间如表2所示。
注：单喷嘴粉煤气化试验炉为实验室专用微型气化反应器。
表2各实施案例石油焦完全反应时间
从表2中数据可以看出，气化反应温度的提高有助于缩短石油焦气化反应时间，加入原煤、气化粗渣、水处理污泥、气化细渣后明显缩短了反应时间，尤其是气化细渣，在1500℃的气化反应时间比1000℃时缩短了一半，提高了石油焦的气化反应活性。
表3及表4为石油焦与气化细渣按9:1的比例混合后，在本申请系统中(1000吨/天)中的分析数据，由表内数据可知，石油焦气化效率较好，灰渣及灰水对环境无污染，属于高硫石油焦清洁高效利用的有效方法。
表3气化反应工况参数
表4石油焦气化灰水分析指标
本申请适用于粉煤气化炉对石油焦及气化细渣进行协同气化处理，对于高硫石油焦的高效利用方面具有开创性意义。
最后，需要注意的是，本实用新型不限于以上实施例，还可以有很多变形。对于本申请涉及的结构、设备均为常规技术设备。再者本领域的普通技术人员能从本实用新型公开的内容中直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本实用新型的保护范围。
Claims (7)
1.一种协同处置高硫石油焦的系统，其特征在于：包括依次连接的制粉单元、加压输送单元、气化及初步净化单元、合成气初步净化单元、渣水处理单元；
所述制粉单元包括磨煤机、焦粉袋式过滤器、焦粉贮罐，所述磨煤机连接有惰性气体发生器，石油焦送进磨煤机中磨成合格粒度分布的焦粉，磨成的焦粉由高温惰性气体进行干燥和输送，并经焦粉袋式过滤器进行气固分离后送至焦粉贮罐；
所述加压输送单元包括与焦粉贮罐连接的焦粉锁斗，所述焦粉锁斗连接有焦粉给料罐，所述焦粉给料罐、焦粉锁斗上端均连接有通入高压CO2的管线，所述焦粉给料罐连接在气化炉的烧嘴上；
所述气化及初步净化单元包括气化炉，所述气化炉的下端连接有锁斗，所述锁斗连接有捞渣机，所述气化炉的烧嘴上还连接有混合器，所述混合器上连接有接入氧气和过热蒸汽的管线；
所述合成气初步净化单元包括依次连接的一级混合器、分离器、二级混合器、水洗涤塔，所述水洗涤塔顶部连接管网实现合成气去管网，所述一级混合器与气化炉连接；
所述渣水处理单元包括高压闪蒸罐、低压闪蒸罐和真空闪蒸罐，所述气化炉、分离器、水洗涤塔均连接在高压闪蒸罐上，所述高压闪蒸罐下端连接低压闪蒸罐中部，所述低压闪蒸罐下端连接在真空闪蒸罐中部，所述真空闪蒸罐下端与澄清槽连接。
2.根据权利要求1所述的一种协同处置高硫石油焦的系统，其特征在于：还包括循环管线，所述循环管线包括依次连接的澄清槽底流泵、过滤机、滤液槽、滤液泵，其中，澄清槽底流泵进口端以及滤液泵的出口端别连接在澄清槽的底部和顶部。
3.根据权利要求1或2所述的一种协同处置高硫石油焦的系统，其特征在于：所述澄清槽还连接有灰水槽，所述灰水槽依次连接有低压灰水泵、灰水罐，所述灰水罐连接有高压灰水泵，所述高压灰水泵连接在水洗涤塔上，所述灰水罐还与高压闪蒸罐连接。
4.根据权利要求1所述的一种协同处置高硫石油焦的系统，其特征在于：所述焦粉贮罐上端还连接有焦粉贮罐过滤器。
5.根据权利要求3所述的一种协同处置高硫石油焦的系统，其特征在于：所述水洗涤塔下端连接有黑水循环泵，所述黑水循环泵与气化炉中部连接。
6.根据权利要求1所述的一种协同处置高硫石油焦的系统，其特征在于：所述气化炉下端连接有破渣机，所述破渣机与锁斗连接。
7.根据权利要求1所述的一种协同处置高硫石油焦的系统，其特征在于：所述制粉单元还包括石油焦仓以及石油焦仓连接的称重给料机，所述称重给料机与磨煤机连接，石油焦进入石油焦仓后送进称重给料机，再送进磨煤机中磨成合格粒度分布的焦粉。
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