CN2361632Y - 石油焦脱硫工业炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及的石油焦脱硫工业炉属石油焦炭热处理领域。本工业炉包括炉体、炉膛、烟气通道,特点是:炉膛内分成温度在常温～1200℃范围的预热区和温度在1700℃～2300℃范围的脱硫区两个相互贯通区域;预热区与烟气通道连通,脱硫区设置有供电机组,供电机组的电极裸露置放于炉膛脱硫区内。

Description

石油焦脱硫工业炉

本实用新型涉及的石油焦脱硫工业炉属石油焦炭热处理设备。

石油焦是炭素生产行业重要原料，作为增碳剂也可用于铁合金和炼钢行业，同时又可作为耐火材料。高纯(含碳量高于99％)、低硫(含硫量小于0.1％)石油焦用于炭素生产行业可研制出高功率、超高功率石墨化电极和开发其它新产品；作为增碳剂用于铁合金和炼钢行业可大大提高钢材质量；作为新型耐火材料可提高耐火性能。由此可见，石油焦原料(以下称生焦)的含硫量及含其它杂质量的多少与相关行业产品质量的好坏密切相关，在我国低硫石油焦供给越来越少的情况下对生焦进行脱硫、提纯热处理将高硫份的生焦加工成低硫份的石油焦则显得特别重要。据申请人所知，在公知技术领域中对生焦脱硫、提纯尚没有较完善的技术方案及没有较实用的热处理专用设备。在公知技术中对石油焦热处理一般借用生产石墨电极的方法采用焦炭煅烧炉，它只能将原料在隔绝空气的条件下经过1200℃左右温度的热处理。国内煅烧炉常用的有逆流罐式和顺流罐式煅烧炉，其炉体结构是由煅烧罐、火道和挥发份通道等组成。物料在罐中首先用煤气间接加热，待物料产生挥发份后可减少煤气的供给量或直接燃烧挥发份来加温物料，实现物料煅烧目的。由于普通煅烧炉的最高炉温只能达到1200℃左右，无法达到脱硫目的，因为生焦中的硫份只有当温度达到1700℃左右时才大量逸出，然后持续到2000℃左右时才能得到充分挥发，所以公知公用的煅烧炉是无法胜任生焦脱硫工艺的。工业电炉可产生较高炉温(在加工石墨电极时可达2300℃～2800℃)，但因生焦原料特性为在相对低温(1200℃以下)下呈绝缘性质、不导电、故不能实现对生焦进行直接电加热。即使是在石墨化工业电炉中填加通过1200℃处理后的石油焦物料生产低硫石油焦时将会产生三种敝端：一是炉子与供电装置很难实现匹配而不能正常生产；二是产品和炉膛保温料的严重混合，需要筛分，增加不少工作量和生产难度；三是物料产生的挥发份不能收集和利用，污染环境。

本实用新型目的在于提供一种可对石油焦原料进行脱硫、提纯处理的专用设备——石油焦脱硫工业炉，进而实现用之生产出含硫份小于0.1％、含碳量大于99％的高纯低硫石油焦产品之目的。

实现上述目的采用的技术方案为：这种石油焦脱硫工业炉，包括具有进料口、出料口的炉体、炉膛、及烟气通道，其特征在于：炉膛内分成温度在常温～1200℃范围的预热区和温度在1700℃～2300℃范围的脱硫区两个相互贯通区域；预热区与烟气通道连通，脱硫区设置有供电机组，供电机组的电极裸露置放于炉膛脱硫区内。

图1为本实用新型连续生产式的石油焦脱硫工业炉构造示意图(图2的A-A向剖视图)。

图2为图1的B-B向剖视图。

图3为本实用新型间歇式炉型石油焦脱硫工业炉的构造示意图(图4的D-D向剖视图)。

图4为图3的E-E向剖视图。

图5为图3的F-F向剖视图。

下面结合附图给出的实施例进一步描述。参见图1、图2所示连续生产炉型的石油焦脱硫工业炉，它包括炉体1，炉体1内腔形成具有预热区I、脱硫区II、冷却区III三个相互贯通区域的炉膛2，预热区I部位的炉体1上在预热区I炉膛两侧设置有用于加热预热区I的折返式多层烟气通道3，该烟气通道3的入口与炉膛上部的挥发份出口4连通，其出口与排烟口5连通，脱硫区II部位的炉体1还安装有供电机组6，供电机组6的电极7裸露置放于脱硫区II炉膛2之内；冷却区III部位的炉体1外壁上还设置有冷却水套8构造。炉体1的预热区I、脱硫区II部位的炉壁及烟气通道是由耐火砖砌成的，而其冷却区III炉壁及水套是由钢材制成。供电机组6包括变压器、整流装置及附件，系公知技术，不再冗述。立式炉体1由炉体支架9支承于地面。炉体1上部设有进料口10，进料口10处连通设置有加料机11。炉体1下部设有出料口12，出料口12处连通设置有排料机13，排料机13下面还连通设置有储料斗14。

本连续生产炉型的石油焦脱硫工业炉的工作过程为：第一次开炉应在炉膛2内装填被加热到1200℃以上的石油焦物料，即保证物料具有导电性，供电机组送电工作。脱硫区II内的导电物料经脱硫区II内的电极7通电将电能直接通到石油焦物料本身。开启加料机11和排料机13，通过上料提升机15将粉状、块状生焦物料送至加料机11，并使物料连续的依次通过相互贯通的三个区域的炉膛2，生焦顺炉膛2缓慢地向下移动。在炉膛预热区I里，生焦在下移过程中，由于预热区I设置的折返式多层烟气通道3内的高温烟气通过隔墙把热量传给炉膛2里的石油焦，使生焦被加热而升高了温度；在相对高温600℃～1200℃中，生焦本身的挥发份便大量的从炉膛2中通过挥发份出口4被引到折返式多层烟气通道3中燃烧，挥发份燃烧所产生的高温烟气通过隔墙又加热了炉膛2内的石油焦物料，高温烟气在折返式多层烟气通道中折返流动后，经排烟口5进入烟囱16排出。这样流经预热区I的石油焦被炉内原先烟气通道3的高温和自身挥发份在烟气通道3内的燃烧所产生高温和脱硫区II的高温复合热能加热到1200℃预热区I的预热温度。1200℃左右的高温物料在炉膛2内继续下移、运动到炉膛的脱硫区II内，此时流经该区内物料呈导体性质，通电电极7将电能直接加到石油焦物料本身(即电流流经物料)，产生了焦尔热，最终使该区温度达到2300℃左右。在2300℃电热高温下，石油焦中的硫份和其他杂质在1700℃～2300℃温度被大量排出，石油焦体积进一步收缩，结构密实、强度提高，达到了半石墨化程度。脱硫后的石油焦物料继续下移到炉膛冷却区III，物料在该区期间可先采用间接风冷方式进行初步降温，经过冷却水套8处时再经循环冷却水进一步间接冷却，使物料温度冷却到100℃左右，经由排料机13排入储料半14中。定期由运料车17运到仓库。

参见图3、图4、图5给出的间歇式石油焦脱硫工业炉，它与图1、图2给出的实施例相同之处是炉体18所形成的炉膛19具有预热区I和脱硫区II两个相互贯通的区域，预热区I与烟气通道20连通，脱硫区II处设置有供电机组21，供电机组21的电极22裸露置于炉膛19的脱硫区II之内，该炉体18上面设置有活动炉盖23作为进料口和出料口，炉体18由炉骨架24支承与地面形成炉底25。其工作原理与实施例1相类同，都是使生焦物料经预热区I预热达到1200℃以上使物料呈导电性，再经脱硫区电加热升温至2300℃左右，使物料硫份及其它杂质充分挥发并由烟气通道20收集排出炉外，达到脱硫目的。其与实施例1不同之处仅在于生焦物料装炉或卸炉采用间歇方式实现，当炉膛内脱硫区II温度达到2000℃左右时便可停炉，此时预热区I内的物料被加热到1200℃左右为石油焦半成品，下一炉可装入炉膛脱硫区II内。停炉后，待炉温降至略高于常温时可分层出炉。

本实用新型主要特点是：为石油焦脱硫提纯提供了一种专用设备，用该设备可生产出含硫份小于0.1％、含碳量大于99.9％的高纯低硫石油焦产品；采用了使生焦改性导电的预热区和使物料脱硫提纯的脱硫区一炉体同炉膛的技术手段，巧妙地利用了直接电加热法获得1700℃以上的高温炉温使物料充分脱硫提纯，又利用了脱硫过程中物料自身挥发份产生的热能来加热物料自身，热能利用率较高，且无需其它能源；物料挥发份的充分利用不污染环境；此炉可制成连续生产型炉型，也可制成间歇式炉型，结构简单、运行可靠、操作便利，在生产合格产品的同时也生产了半成品，从而降低了生产成本；此炉即可用于生产高纯低硫石油焦，又可生产石墨制品，转产便利；用本实用新型生产的高纯低硫石油有同针状焦相媲美的可能，用之取代针状焦生产超高功率石墨电极、应用前景十分可观；用于铁合金和炼钢行业，由于含硫低能够提高钢材质量；用于耐火材料，可生产出更耐高温的耐火材料。

Claims (5)

1、一种石油焦脱硫工业炉，包括具有进料口、出料口的炉体、炉膛、及烟气通道，其特征在于：炉膛内分成温度在常温～1200℃范围的预热区和温度在1700℃～2300℃范围的脱硫区两个相互贯通区域；预热区与烟气通道连通，脱硫区设置有供电机组，供电机组的电极裸露置放于炉膛脱硫区内。

2、按照权利要求1所述石油焦脱硫工业炉，其特征在于该炉还可制成间歇式炉型，即在所说的预热区上部的炉体上面设有活动炉盖作为进料口和出料口。

3、按照权利要求1所述石油焦脱硫工业炉，其特征在于该炉还可制成连续生产式炉型，该炉炉膛是由预热区、脱硫区、冷却区三个相互贯通区域构成，即在脱硫区下部还设置了一个温度在2300℃～100℃范围的冷却区；具有用于支承炉体的炉体支架，炉体上面进料口处安装有加料机，炉体下面即冷却区下部出料口处设置有排料机；炉体上在预热区炉膛两侧还设置有用于加热预热区的折返式多层烟气通道，该烟气通道入口与炉膛上部挥发份出口连通，其出口与排烟口连通。

4、按照权利要求3所述石油焦脱硫工业炉，其特征在于所说的炉膛冷却区冷却方式可采用风冷、循环水冷却方式。

5、按照权利要求4所述石油焦脱硫工业炉，其特征在于所说的水冷却方式可采用在炉膛冷却区处炉体外壁上设置有冷却水套构造实现。

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