CN217698555U - 一种高软化点沥青生产的尾气处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种高软化点沥青生产的尾气处理装置，按尾气流动方向依次包括一级冷凝器、一级收集罐、二级冷凝器、二级收集罐、焚烧装置和活性炭吸附器，各部分通过外管路串联；一级冷凝器和二级冷凝器内均设置有散热管，散热管两端与外管路连接；两个冷凝器均设有传热介质入口和出口，所述两个收集罐底部有排出管道；一级收集罐包括内腔和外壳，内腔和外壳之间为传热介质夹层，外壳上设置有传热介质出口和入口。尾气处理装置是专门针对高化点沥青生产过程中尾气组分特点而设计，通过对尾气进行分级冷凝、回收利用，丰富了副产品种类，同时减少了尾气处理量，提高了处理效率，一定程度上解决了该领域相关技术上的缺陷。

Description

一种高软化点沥青生产的尾气处理装置

技术领域

本实用新型涉及沥青生产技术领域，具体为一种高软化点沥青生产的尾气处理装置。

背景技术

沥青是由具有不同分子量的碳氢化合物组成的褐色复杂混合物，在土木工程行业是一种用途广泛的路面结构胶结材料、防水和防腐材料。作为煤、石油化工的副产品，沥青一般是由煤焦油、原油、渣油、油浆、乙烯焦油等经蒸馏工艺生产得到，其软化点一般＜150℃，生产过程的产生的尾气中含有大量的颗粒物、烟气和有毒芳香化合物，直接排放到大气中会造成环境污染。因此，必须对尾气排放对其进行处理，实用新型CN 212930022U和CN213193038U分别公布了一种沥青生产过程中的尾气处理装置，其主要技术要点在于：(1)使用静电除尘装置收集尾气中的颗粒物；(2)使用高温焚烧装置对尾气中的有毒芳香化合物和沥青烟气进行焚烧处理。

近年来，随着我国沥青处理技术和炭材料制备技术的不断发展，在软化点＜150℃的常规沥青生产以外，对软化点＞150℃的高软化点沥青的用量逐渐增大。目前，常见的高软化点沥青包括中间相沥青、通用级纺丝沥青、包覆沥青、高软化点浸渍沥青等。不同于常规沥青，高软化点沥青一般使用精制沥青、精制油浆、或者精制乙烯焦油作为原料通过热处理工艺进行生产，一方面，为了防止热处理过程中出现结焦从而影响产品品质，一般将热处理温度控制在350～440℃以内，高软化点的原料特性及其生产工艺决定了其尾气中的固体颗粒物含量极低；另一方面，为了提高沥青的软化点，高软化点沥青在生产过程中一般需要采用氮气鼓泡、真空-鼓泡、减压-鼓泡、水蒸气气提等方式快速脱除沥青中的轻组分，轻组分主要为沸点低于热处理温度、分子量较小的芳香化合物，不同于常规沥青生产，高软化点沥青生产时这部分轻组分一般随吹扫气体和尾气一起排出沥青热处理装置。因此，高软化点沥青的原料和工艺特性决定了其生产过程中尾气组成与常规沥青尾气具有明显差别，其尾气主要为多环芳烃、烷烃类热解气体以及部分含S、N气体等，这导致用于常规沥青生产过程中的尾气处理装置并不适用于高软化点沥青生产中尾气的处理。

因此，开发适用于高软化点沥青生产过程中尾气处理的装置，是本领域技术人员亟需解决的问题。

实用新型内容

本实用新型主要针对背景技术中提出的问题，提供一种对高软化点沥青生产过程中产生的尾气的处理装置。

一种高软化点沥青生产的尾气处理装置，按尾气流动方向依次包括一级冷凝器、一级收集罐、二级冷凝器、二级收集罐、焚烧装置和活性炭吸附器，各部分通过外管路串联；

一级冷凝器和二级冷凝器内均设置有散热管，散热管两端与外管路连接；所述两个冷凝器均设有传热介质入口和出口，所述两个收集罐底部有排出管道；

所述一级收集罐包括内腔和外壳，内腔和外壳之间为传热介质夹层，外壳上设置有传热介质出口和入口。

所述一级冷凝器和一级收集罐中使用的传热介质包括导热油、熔盐或金属砂中的任意一种；所述二级冷凝器中使用的传热介质为水。

进一步地，所述一级冷凝器和一级收集罐中的传热介质通过外接加热炉进行介质循环加热控温。

进一步地，所述一级冷凝器和一级收集罐中的传热介质通过在腔体内设置加热器进行加热控温。

进一步地，所述活性炭吸附器采用三级吸附，第一级吸附活性炭颗粒尺寸为5-8mm，第二级吸附活性炭颗粒尺寸为3-6mm，第三级吸附活性炭颗粒尺寸为1-4mm，采用活性炭颗粒尺寸逐渐降低的方式分级吸附，能提高吸附效率，处理更为彻底。

进一步地，所述收集罐设有液位监测装置，所述排出管道上设置有电磁阀，通过液位监测装置控制电磁阀的开闭。

上述尾气处理装置的具体处理方法包括以下步骤：

所述高软化点沥青热处理工段产生的尾气在吹扫气流带动下经外管路进入一级冷凝器中的散热管，一级冷凝器和一级收集罐中传热介质控温为200-300℃，产生的一级冷凝油通过外管路进入一级收集罐，储存至一定量后由一级收集罐底部管道排出；

一级冷凝器中未冷凝的尾气通过一级收集罐后经外管路进入充满常温传热介质的二级冷凝器，产生的二级冷凝油通过外管路进入二级收集罐，储存至一定量后由二级收集罐底部管道排出；

二级冷凝器中未冷凝的尾气通过二级收集罐后经外管路进入焚烧装置，经高温焚烧后进入活性炭吸附器，活性炭吸附器能吸附大部分含硫、含氮有毒气体，以及收集由于焚烧不完全产生的炭黑颗粒，处理后的尾气最后排出到大气。

所述收集罐中的液位到罐体2/3时，液位监测装置发生感应，控制电磁阀打开将冷凝油排出。

一级收集罐排出的产物主要成分为三环以上的含有一定量脂肪组分(脂肪组分含量为30-50％)的多环芳烃，可用作中间相沥青生产过程中的供氢溶剂或者燃料油等，其产量占尾气总量(除吹扫气体外)的30-80％；

二级收集罐排出的产物主要成分为三环以下的含小分子芳烃及饱和烃(小分子芳烃及饱和烃占比在90％以上)，可用作轻质燃料油或气、柴油掺料等，其产量占尾气总量(除吹扫气体外)的15-65％。

本实用新型采用上述技术方案，与现有技术相比，具有以下有益效果：

(1)本实用新型提供了一种专门针对高化点沥青生产过程中尾气组分特点而设计的尾气回收处理装置和方法，一定程度上解决了该领域相关技术上的缺陷；

(2)通过对尾气进行分级冷凝、回收利用，丰富了高软化点沥青生产企业的产品内容，同时减少了尾气处理量，提高了尾气处理效率；

(3)采用高温焚烧结合活性炭吸附的方式对尾气进行处理，能对实现对尾气中沥青烟气、含氮和含硫有毒气体等进行高效处理，从而达到尾气安全排放标准。

附图说明

图1为尾气处理装置的整体结构示意图。

1-一级冷凝器，2-一级收集罐，3-二级冷凝器，4-二级收集罐，5-焚烧装置，6-活性炭吸附器，7-传热介质入口，8-传热介质出口，9-排出管道，10-活性炭层。

具体实施方式

下面将对本实用新型实施例中的技术方案进行完整的描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而非全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下获得的其他实施例，均属于本实用新型的保护范围。

如图1所示，一种高软化点沥青生产的尾气处理装置，按尾气流动方向(图1箭头方向)依次包括一级冷凝器、一级收集罐、二级冷凝器、二级收集罐、焚烧装置和活性炭吸附器，各部分通过外管路串联；

一级冷凝器和二级冷凝器内均设置有散热管，散热管两端与外管路连接；两个冷凝器均设有传热介质入口和出口，两个收集罐底部有排出管道，排出管道上设置有电磁阀，通过液位监测装置控制电磁阀的开闭。

一级收集罐包括内腔和外壳，内腔和外壳之间为传热介质夹层，外壳上设置有传热介质入口和出口，外管路内腔和外壳，直接通入一级收集罐腔体中。

一级冷凝器和一级收集罐中使用的传热介质包括导热油、熔盐或金属砂中的任意一种，优选用导热油，控制一级冷凝器和一级收集罐的温度为200～300℃。

二级冷凝器中使用的传热介质为水，通常用自来水即可，控制二级冷凝器温度为常温即可。

传热介质采用导热油或熔盐时，一般通过外接加热炉进行介质循环加热控温；传热介质采用金属砂时，一般通过在腔体内设置加热器进行加热控温。

活性炭吸附器采用三级吸附，第一级吸附活性炭颗粒尺寸为5-8mm，第二级吸附活性炭颗粒尺寸为3-6mm，第三级吸附活性炭颗粒尺寸为1-4mm，采用活性炭颗粒尺寸逐渐降低的方式分级吸附，能提高吸附效率，处理更为彻底。

实施例1

中间相沥青热处理工段产生的尾气在吹扫气流带动下经外管路进入一级冷凝器的散热管中，一级冷凝器腔体中填满高温导热油，导热油由传热介质入口进入，从传热介质出口返回导热油加热炉，不断循环，并控温250℃，冷凝后的一级冷凝油进入一级收集罐，同时一级收集罐夹层中的导热油不断循环并控温250℃，待一级冷凝油储存至罐体容积的2/3后，液位监测装置发生感应，控制对应的排出管道的电磁阀打开，一级冷凝油作为副产品甲排出。副产品甲产量为尾气总量的67％，该副产品甲经过催化加氢后作为供氢溶剂回流至中间相沥青原料调制工段用于原料沥青的加氢改性；

一级冷凝器中未冷凝的尾气经一级收集罐上部的外管路进入二级冷凝器散热管，二级冷凝器腔体内充满流动的自来水，冷凝后的二级冷凝油进入二级收集罐，待二级冷凝油储存至罐体容积的2/3后，液位监测装置发生感应，控制对应的排出管道的电磁阀打开，将二级冷凝油作为副产品乙排出。副产品乙可用作燃料油使用，其产量为尾气总量的30％；

二级冷凝器中未冷凝的尾气经二级收集罐上部的外管路进入焚烧装置，经高温焚烧后再进入活性炭吸附器，活性炭吸附器吸附大部分含硫、含氮有毒气体，并收集由于焚烧不完全产生的炭黑颗粒，处理后的尾气经活性炭吸附器上部排气口进入大气。处理后的尾气中的沥青油烟含量＜0.14Kg/t产品，排放平均浓度＜275mg/m³。

实施例2

以乙烯焦油为原料制备包覆沥青热处理过程中工段产生的尾气在吹扫气流带动下经管路进入一级冷凝器中的散热管，冷凝器腔体中填满高温导热油，导热油由传热介质入口进入，从传热介质出口返回导热油加热炉，不断循环，并控温200℃，冷凝后的一级冷凝油进入一级收集罐，一级收集罐夹层中的导热油不断循环并控温200℃，待一级冷凝油储存至罐体容积的2/3后，液位监测装置发生感应，控制对应的排出管道的电磁阀打开，一级冷凝油作为副产品甲排出。副产品甲产率为尾气总量的34％，该副产品甲可作为优质燃料油使用；

一级冷凝器中未冷凝的尾气经一级收集罐上部的管路进入二级冷凝器散热管，二级冷凝器腔体内充满流动自来水，冷凝后的二级冷凝油进入二级收集罐，待二级冷凝油储存至罐体容积的2/3后，液位监测装置发生感应，控制对应的排出管道的电磁阀打开，二级冷凝油作为副产品乙排出，副产品乙可用作气、柴油掺料使用，其产率为尾气总量的62％；

二级冷凝器中未冷凝的尾气进入焚烧装置，经高温焚烧后进入活性炭吸附器，活性炭吸附器吸附大部分含硫、含氮有毒气体，并收集由于焚烧不完全产生的炭黑颗粒，处理后的尾气经活性炭吸附器上部排气口进入大气。处理后的尾气中的沥青油烟含量＜0.12Kg/t产品，排放平均浓度＜260mg/m³。

二级冷凝器腔体中经散热管加热后的自来水可供居民日常热水使用，以提高能源利用效率。

Claims (5)

1.一种高软化点沥青生产的尾气处理装置，其特征在于，按尾气流动方向依次包括一级冷凝器、一级收集罐、二级冷凝器、二级收集罐、焚烧装置和活性炭吸附器，各部分通过外管路串联；

一级冷凝器和二级冷凝器内均设置有散热管，散热管两端与外管路连接；所述两个冷凝器均设有传热介质入口和出口，所述两个收集罐底部有排出管道；

所述一级收集罐包括内腔和外壳，内腔和外壳之间为传热介质夹层，外壳上设置有传热介质出口和入口。

2.根据权利要求1所述的一种高软化点沥青生产的尾气处理装置，其特征在于，所述一级冷凝器和一级收集罐中的传热介质通过外接加热炉进行循环加热控温。

3.根据权利要求1所述的一种高软化点沥青生产的尾气处理装置，其特征在于，在所述一级冷凝器和一级收集罐腔体内设置有加热器。

4.根据权利要求1所述的一种高软化点沥青生产的尾气处理装置，其特征在于，所述活性炭吸附器采用三级吸附，第一级吸附活性炭颗粒尺寸为5-8mm，第二级吸附活性炭颗粒尺寸为3-6mm，第三级吸附活性炭颗粒尺寸为1-4mm。

5.根据权利要求1所述的一种高软化点沥青生产的尾气处理装置，其特征在于，所述两个收集罐内设有液位监测装置，所述排出管道上设置有电磁阀，所述液位监测装置与电磁阀连接，并控制电磁阀开闭。

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