專利名稱：油頁(yè)巖干法出焦的方法及干餾爐的噴水結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明方法適用于瓦斯全循環(huán)油頁(yè)巖干餾爐，以及為實(shí)施該方法改造的干餾爐結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
目前在冶金、煤化工行業(yè)有干法熄焦技術(shù)， 一般都采用空氣或氮?dú)饫鋮s焦炭并回收 熱量。但這一方法對(duì)油頁(yè)巖干餾爐不適用，主要是因?yàn)橛晚?yè)巖干餾產(chǎn)物中不允許有氧氣混 入， 一旦超過(guò)一定的限量，油回收裝置容易發(fā)生爆炸，使設(shè)備無(wú)法運(yùn)行。 國(guó)內(nèi)外的油頁(yè)巖干餾爐，無(wú)論是撫順爐、茂名的方爐、國(guó)外的巴西爐(Petrosix)、愛(ài)沙尼 亞的Kiviter爐均采用濕法出焦，主要原因是為了防止干餾爐中的瓦斯外逸，干餾瓦斯含 有H2S等有毒物質(zhì)，刺激性氣味特別強(qiáng)烈，對(duì)人體有傷害、污染環(huán)境。因此在干餾爐下 部均設(shè)有水池，采取水封的辦法將瓦斯封住。其缺點(diǎn)是相應(yīng)大量含水的半焦帶來(lái)了一系 列難以處理的技術(shù)問(wèn)題，需耗用大量的水，半焦中的含水量一般在20%左右。 一個(gè)300 萬(wàn)噸油頁(yè)巖的干餾廠冷卻半焦的耗水量就高達(dá)60萬(wàn)噸以上，而且半焦中含水還會(huì)滲漏到 地下造成污染，并且?guī)陌虢篃嶂到档?，冬季容易結(jié)凍，不好運(yùn)輸?shù)戎T多問(wèn)題。
東北電力大學(xué)于2006年曾提出油頁(yè)巖煉油爐干法出焦工藝，專利公開(kāi)號(hào)-CN1986733A，由于該工藝需將干餾爐安裝在8—10m高的平臺(tái)上，還要增加羅茨風(fēng)機(jī)、 破碎機(jī)等動(dòng)力設(shè)備，不知是何種原因，但到目前為止，未見(jiàn)有使用者。
采用干法出焦需要解決的技術(shù)問(wèn)題 一是千餾爐內(nèi)特別是千餾段、預(yù)熱段， 一直到 干餾氣體出口處不能有空氣混入；二是保證干餾爐的熱平衡不被破壞，否則將造成干餾工 藝不能正常運(yùn)作，因此需要有一種載體，既能回收半焦的余熱，又能回供給干餾爐，保證 干餾爐的熱量需要；三是應(yīng)使半焦出口處于微負(fù)壓狀態(tài)，避免出現(xiàn)粉塵污染；四是局部工 藝的調(diào)整，不能影響整個(gè)干餾工藝，特別是爐子的壓力分布。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種油頁(yè)巖干法出焦的方法及干餾爐的噴水結(jié)構(gòu)，以水蒸汽作 為瓦斯阻隔層的載體能夠解決上述問(wèn)題，并且節(jié)能、環(huán)保效果顯著。
本發(fā)明油頁(yè)巖干鎦爐干法出焦的方法，采用有噴水結(jié)構(gòu)的干餾爐，其特征在于以水 蒸汽作為瓦斯阻隔層的載體，在干餾爐中下部分別通入飽和水蒸汽和/或噴入25°C 80°C 左右的水，水的壓力8000Pa、蒸汽壓力為7500Pa，進(jìn)入干餾爐的水蒸汽和/或水在高溫半 焦的作用下形成2-3m高的水蒸汽阻隔層，防止瓦斯逸出并阻止氧氣隨空氣進(jìn)入干餾爐； 在運(yùn)行中可調(diào)節(jié)噴水壓力使干餾爐的瓦斯出口壓力為微正壓、半焦的出口壓力處于微負(fù)壓 狀態(tài)，即可實(shí)現(xiàn)干法出焦；向爐內(nèi)熱半焦噴入水量按如下經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算0水=0.120焦式中G水為噴入25r常溫水/小時(shí)的重量； G焦為排出的干半焦/小時(shí)的重量；
實(shí)施上述方法的干餾爐的噴水結(jié)構(gòu)，其特征在于將干餾爐的冷瓦斯進(jìn)口改為水蒸汽 進(jìn)口，并在其下部設(shè)置進(jìn)水管，進(jìn)水管上安裝有自動(dòng)調(diào)節(jié)閥，調(diào)節(jié)進(jìn)水壓力和流量，進(jìn)水 管與在爐內(nèi)的噴水管連接，噴水管垂直于爐體設(shè)置，噴水管上有噴孔。
干法出焦的優(yōu)點(diǎn)-
本發(fā)明方法及噴水結(jié)構(gòu)，在物料層下部產(chǎn)生大于熱瓦斯進(jìn)入壓力的蒸汽層，蒸汽攜帶 半焦熱量只能往上升，不能往下降，防止了瓦斯隨同半焦一起逸出。這一阻隔層同時(shí)又防 止空氣進(jìn)入干餾段，將空氣阻隔在干餾爐最下面的出焦段。由于水蒸汽將隨同干餾氣體上 升并從干餾爐的頂部排出爐外，這樣半焦在被水蒸氣冷卻后則以干的形態(tài)(不含水)從干 餾爐的下部依靠其自重排出爐外。
1. 解決了半焦含水帶來(lái)的問(wèn)題。
由于半焦含水在20%左右，被送至瓦斯加熱爐，首先要蒸發(fā)其中的水份，每公斤半
焦約需耗能200大卡左右，占半焦熱值的25%，同時(shí)提高了半焦的入爐溫度，節(jié)省了熱 能。
半焦中含水量高，北方地區(qū)冬季溫度低，極端氣溫在-30'C以下，容易使半焦凍結(jié)無(wú) 法運(yùn)輸。
半焦中含水在堆放過(guò)程中容易滲入地下，造成污染。
2. 節(jié)約生產(chǎn)用水
由于半焦含水及水池水份揮發(fā)，濕法出焦耗水量約為每噸半焦250公斤左右。這對(duì) 于缺水地區(qū)及人均水不富裕的全國(guó)都是一個(gè)沉重的負(fù)擔(dān)。
3. 提高了半焦熱量的回收，有利于減少干餾爐的熱量供給。
按原設(shè)計(jì)用冷瓦斯回收半焦的余熱，由于瓦斯氣體的熱比容小，半焦只能降到250 'C左右，而采用此水蒸汽法后半焦可以降到18(TC甚至更低。這部分熱量全部被回收利用。 提高了熱能的回收利用。
4. 減少了干餾產(chǎn)物的體積，降低了干餾爐后部回收系統(tǒng)的投資和日常管理費(fèi)用。 將水蒸汽和溫水代替冷循環(huán)瓦斯之后，這部分水在干餾爐出口處即被冷卻凝結(jié)，和
油一起排出。瓦斯的體積隨之將減少三分之一左右。對(duì)于后處理系統(tǒng)的管道、閥門(mén)、旋捕、
間冷、電捕、脫硫的處理量也將減少三分之一左右。投資將大大節(jié)省，同時(shí)，日常管理運(yùn)
行費(fèi)用也將大幅度降低。
為減少實(shí)際操作時(shí)繁瑣和勞動(dòng)強(qiáng)度，可選用自動(dòng)周期性調(diào)節(jié)閥。 一般情況下半焦在
使用時(shí)要進(jìn)一步破碎，使用本發(fā)明這種出焦方式，半焦的平均顆粒直徑比濕法出焦小，這是由于半焦急劇冷卻發(fā)生的熱崩碎現(xiàn)象，有利于半焦的加工利用。


圖1是本發(fā)明干法出焦的原理圖2是干法出焦結(jié)構(gòu)立面剖視圖3是噴水結(jié)構(gòu)與冷卻水套俯視圖4a是爐體局部鼎形結(jié)構(gòu)立面剖視圖4b是圖4a的A-A圖；
具體實(shí)施例方式
在樺甸式處理300噸油頁(yè)巖干餾爐上的具體實(shí)現(xiàn)辦法是參見(jiàn)圖l、圖2,
將原干餾爐(本申請(qǐng)人的在先申請(qǐng)200810228891.0,"日處理300噸油頁(yè)巖瓦斯全循 環(huán)干餾爐")中進(jìn)入的冷循環(huán)瓦斯進(jìn)口改為飽和水蒸汽進(jìn)口 6，并在其下部安置噴水結(jié)構(gòu) 帶有調(diào)節(jié)閥7的進(jìn)水管與設(shè)在爐內(nèi)的噴水管8連接，噴水管8上開(kāi)有噴水孔。25'C—80 'C的水由噴水管8的噴水孔噴出，或者同時(shí)從水蒸汽進(jìn)口 6通入水蒸汽，也可只用其一； 水的壓力8000Pa、蒸汽壓力為7500Pa。水蒸汽和水均取自干餾系統(tǒng)內(nèi)的廢熱鍋爐回收的 熱量，不用新增熱源。水蒸汽和水的比例可根據(jù)實(shí)際可供量進(jìn)行調(diào)整，當(dāng)全部采用25°C 水時(shí)，向爐內(nèi)熱半焦噴入水量按如下經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算G水-0.12G焦
式中G水為噴入25'C常溫水/小時(shí)的重量； G焦為排出的干半焦/小時(shí)的重量；
見(jiàn)圖1、圖2的干餾爐輸料系統(tǒng)1將物料送至爐上方的料倉(cāng)2，在爐體1中段有鼎
形均氣裝置5，鼎形均氣裝置5下有水蒸汽進(jìn)口 6，噴水結(jié)構(gòu)在水蒸汽進(jìn)口 6下面、冷卻 水套12在噴水結(jié)構(gòu)下面。圖3中外框即是爐體1，冷卻水套12排列間隙為半焦通道11， 噴水結(jié)構(gòu)的噴水管8垂直置于冷卻水套12和半焦通道11的上部，有自動(dòng)調(diào)節(jié)閥7的進(jìn)水 管連接噴水管8，噴水管8有均勻噴孔。
鼎形均氣裝置5見(jiàn)圖4a、圖4b:有三條腿和爐體l相連接，三條腿之間的空間為通
道，氣體和油頁(yè)巖可以通過(guò)；鼎形中心為圓筒形腔體結(jié)構(gòu)，中心是空的，圓筒形腔體頂部 周邊壁上開(kāi)有向下傾斜的氣孔16。油頁(yè)巖和熱循環(huán)瓦斯被阻隔在圓筒形腔體之外，水蒸 汽可從鼎形均氣裝置5的下部進(jìn)入腔體，并從上部氣孔噴出。爐體1中的熱瓦斯進(jìn)口 14 垂直于鼎形均氣裝置5圓筒形腔體，熱瓦斯進(jìn)入后沿圓筒形腔體的外側(cè)空間噴出。
吸收半焦余熱后的水蒸汽從氣孔16中噴出進(jìn)入干餾爐的預(yù)熱段3，在此處以上為干 餾段4，其上至接近料倉(cāng)2的部分為預(yù)熱段3。飽和蒸汽進(jìn)入干餾爐時(shí)噴出的壓力為 7500Pa，水噴出時(shí)的壓力為8000Pa。
水蒸汽或水噴出后遇到高溫半焦，迅速被汽化并被加熱，水蒸汽在上升至干餾爐鼎形均氣裝置5的頂部時(shí)達(dá)到45(TC左右，并從其頂部噴出，預(yù)熱油頁(yè)巖。這一壓力向上克 服水蒸汽阻隔段13以及干餾段4、預(yù)熱段3的壓力，同時(shí)將從熱循環(huán)瓦斯進(jìn)口 14以6000Pa 壓力進(jìn)入的熱循環(huán)瓦斯阻隔在上面，不能下行，只能最后隨同干餾氣體一起從爐上方出口 15排出爐外。向下由于被3.0米高的半焦層阻擋，不能向外逸出。底部進(jìn)入的空氣將在半 焦下層通道I的某一點(diǎn)和水蒸汽的壓力達(dá)成平衡，從而達(dá)到將空氣阻隔在干餾爐外的目 的。從干餾段4下落的半焦，54(TC左右，首先遇到從水蒸汽進(jìn)口管6進(jìn)入的水蒸汽被降 至40(TC左右，下落至噴水管8處又被水冷卻至18(TC左右。被冷卻至180'C半焦繼續(xù)下 落，被半焦通道11兩側(cè)的冷卻水套12冷卻至12(TC，落至半焦貯坑9內(nèi)，此處是負(fù)壓狀 態(tài)，環(huán)境是清潔的。排出的半焦再用刮板式出料裝置10運(yùn)輸至需要的地方。半焦下落通 道ll的高度的確定以半焦出口處為微負(fù)壓決定，據(jù)經(jīng)驗(yàn)， 一般應(yīng)達(dá)到2-3米左右的高度。 這個(gè)高度應(yīng)按照每米料層的壓降以及通道的阻力損失等因素來(lái)確定。一般顆粒小的物料料 層壓降會(huì)大一些，半焦通道11高度也可低一些。
本發(fā)明干法出焦在實(shí)際運(yùn)行時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)冷卻段局部壓力升高，甚至半焦部分通道 被堵塞的現(xiàn)象，這是由于高溫半焦遇到低溫的水，水激烈汽化，體積急劇膨脹，造成局部 壓力升高所致。出現(xiàn)這種現(xiàn)象時(shí)應(yīng)操作進(jìn)水調(diào)節(jié)閥，減少噴水量或停止噴水即可緩解或消 除。
權(quán)利要求
1、油頁(yè)巖干餾爐干法出焦的方法，采用有噴水結(jié)構(gòu)的干餾爐，其特征在于以水蒸汽作為瓦斯阻隔層的載體，在干餾爐中下部分別通入飽和水蒸汽和/或噴入25℃～80℃左右的水，水的壓力為8000Pa、蒸汽壓力為7500Pa，進(jìn)入干餾爐的水蒸汽和/或水在高溫半焦的作用下形成2-3米高的水蒸汽阻隔層，防止瓦斯逸出并阻止氧氣隨空氣進(jìn)入干餾爐；在運(yùn)行中可調(diào)節(jié)噴水壓力使干餾爐的瓦斯出口壓力為微正壓、半焦的出口壓力處于微負(fù)壓狀態(tài)，即可實(shí)現(xiàn)干法出焦；向爐內(nèi)熱半焦噴入水量按如下經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算G水＝0.12G焦式中G水為噴入25℃常溫水/小時(shí)的重量；G焦為排出的干半焦/小時(shí)的重量。
2、 一種實(shí)施權(quán)利要求1所述油頁(yè)巖干法出焦方法的干餾爐噴水結(jié)構(gòu)，其特征在于在 爐體1中段有鼎形均氣裝置(5)，鼎形均氣裝置(5)下有將干餾爐的冷瓦斯進(jìn)口改造后的水 蒸汽進(jìn)口(6)，噴水結(jié)構(gòu)在水蒸汽進(jìn)口(6)下面、冷卻水套(12)在噴水結(jié)構(gòu)下面；爐體l中 的熱瓦斯進(jìn)口(14)垂直于鼎形均氣裝置(5)圓筒形腔體。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的油頁(yè)巖干法出焦方法的干餾爐噴水結(jié)構(gòu)，其特征在于噴水 結(jié)構(gòu)的噴水管(8)設(shè)置在水蒸汽進(jìn)口 (6)下面、噴水管(8)垂直置于冷卻水套(12)和半焦通道 (ll)的上部，有自動(dòng)調(diào)節(jié)閥(7)的進(jìn)水管連接噴水管(8)，噴水管上有噴孔。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的油頁(yè)巖干法出焦方法的干餾爐噴水結(jié)構(gòu)，其特征在于在爐 體中段有鼎形均氣裝置(5)，有三條腿和爐體相連接，三條腿之間的空間為通道，氣體和 油頁(yè)巖可以通過(guò)，鼎形中心為圓筒形腔體結(jié)構(gòu)，中心是空的，圓筒形腔體頂部周邊壁上開(kāi) 有向下傾斜的氣孔(16)。
全文摘要
油頁(yè)巖干法出焦的方法及干餾爐的噴水結(jié)構(gòu)，采用有噴水結(jié)構(gòu)的干餾爐，其特征在于以水蒸汽作為瓦斯阻隔層的載體，在干餾爐中下部分別通入飽和水蒸汽和/或噴入25℃～80℃左右的水，水的壓力8000Pa、蒸汽壓力為7500Pa，進(jìn)入干餾爐的水蒸汽和/或水在高溫半焦的作用下形成2-3m高的水蒸汽阻隔層，防止瓦斯逸出并阻止氧氣隨空氣進(jìn)入干餾爐；在運(yùn)行中可調(diào)節(jié)噴水壓力使干餾爐的瓦斯出口壓力為微正壓、半焦的出口壓力處于微負(fù)壓狀態(tài)，即可實(shí)現(xiàn)干法出焦；噴水管設(shè)置于冷卻水套之上和半焦通道垂直，噴水管端有自動(dòng)調(diào)節(jié)閥，噴水管上有均勻噴孔。本發(fā)明將使瓦斯的體積減少三分之一左右并使后序工藝、日常管理運(yùn)行費(fèi)用或投資均同幅縮減。
文檔編號(hào)C10B53/06GK101560403SQ200910011819
公開(kāi)日2009年10月21日 申請(qǐng)日期2009年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月2日
發(fā)明者嬋 劉, 爽 劉, 吳冠蕾, 吳啟成, 尹曉含, 崔衛(wèi)東, 君 左, 張悅?cè)A, 胡蓉蓉, 譚立國(guó), 郭華峰, 雪 魏 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)成大弘晟能源研究院有限公司