釜式加热法改质沥青反应釜的尾气治理系统

663 编辑：中冶有色技术网来源：中冶焦耐(大连)工程技术有限公司

2023-11-28 11:41:18

权利要求书： 1.釜式加热法改质沥青反应釜的尾气治理系统，其特征在于，包括闪蒸油槽、尾气冷却器、气液分离器、捕雾器、旋风分离器、尾气风机、活性炭过滤器、安全水封槽及管式炉；所述闪蒸油槽设尾气出口与尾气冷却器的入口相连；所述气液分离器的中部设隔板将其内部空间分隔为第一室和第二室；第一室的顶部设尾气入口及分离气体出口，第二室的顶部设旋风分离器；第一室上的尾气入口与尾气冷却器的出口相连，分离气体出口与捕雾器的入口相连，捕雾器的出口连接旋风分离器的入口；旋风分离器的中部设中心管道，中心管道的下端与气液分离器的第二室连通，中心管道的上端通过尾气管道依次连接尾气风机、活性炭过滤器及安全水封槽，所述管式炉设煤气入口与煤气管道相连，安全水封槽通过可燃气体管道连接煤气管道。

2.根据权利要求1所述的釜式加热法改质沥青反应釜的尾气治理系统，其特征在于，所述闪蒸油槽的顶部还设有压力记录调节报警仪表及回送尾气入口；尾气风机与活性炭过滤器之间的尾气管道上设尾气出口通过尾气回送管道连接闪蒸油槽上的回送尾气入口；尾气回送管道上沿尾气流动方向依次设有放散气出口一、压力调节阀、氮气入口及放散气出口二，其中氮气入口连接氮气管道，氮气管道上设自立式调节阀一；放散气出口一通过放散气管道一连接高空放散装置，放散气出口二通过放散气管道二连接高空放散装置，放散气管道一上设安全阀，放散气管道二上设电磁阀；所述闪蒸油槽上的压力记录调节报警仪表与压力调节阀、电磁阀联锁控制。

3.根据权利要求1所述的釜式加热法改质沥青反应釜的尾气治理系统，其特征在于，所述可燃气体管道上设自立式调节阀二。

说明书：釜式加热法改质沥青反应釜的尾气治理系统技术领域[0001] 本实用新型涉及工业尾气净化处理技术领域，尤其涉及一种釜式加热法改质沥青反应釜的尾气治理系统。背景技术[0002] 煤焦油加工过程中一般产生约50％～60％的沥青，属于焦油加工的大宗产品，加工规模越大，沥青产量越多。改质沥青是目前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。[0003] 目前，国内的改质沥青生产工艺大多采用热缩聚法，热缩聚法按加热方式可分为釜式加热法和管式炉加热法，本实用新型针对的是釜式加热法的改质沥青生产工艺。[0004] 釜式加热法的改质沥青生产工艺，是以中温沥青为原料，由加热炉直接加热的反应釜外表面，反应釜内通过控制一定的反应停留时间及适当的反应温度，达到沥青改质的目的。由于加热面为反应釜的外表面，为了达到良好的传质传热效果，反应釜内需设置搅拌器，如此使反应釜内的容积受到限制，设计生产能力有限，所以才有了后来的管式炉加热法。[0005] 釜式加热法的改质沥青生产工艺属于旧工艺，基本上都是常压操作，改质沥青反应釜的尾气、改质沥青高位槽的尾气以及沥青成型的尾气，合并后送排气洗净塔，经洗油洗净后排放大气。[0006] 由于排气洗净法的净化能力有限，排气洗净塔后的尾气直接排放大气，已满足不了目前的环保要求，需要对现有尾气系统进行升级改造。目前的改造方案中，洗净后的尾气基本上都采用焚烧的方式，以改善工人操作环境和满足环保要求；焦油生产装置的尾气基本上都是可凝性气体，经排气洗净法洗净后，虽然满足不了环保的要求，但可燃成分基本上都被洗油吸收了，尾气的主要成分就是空气，可以直接送管式炉烧掉；只有改质沥青反应釜的尾气情况较为特殊，它们是不能与其他尾气一起送入管式炉进行焚烧处理的。[0007] 釜式加热法中改质沥青反应釜的尾气有如下特性：[0008] 1)其主要成分为沥青中芳烃分子在热缩聚过程中产生的氢、甲烷及水等小分子，并包含大量的碳环烃、环烃衍生物等雾滴，其中苯并芘、苯并蒽、咔唑等多种多环芳烃类物质大多是致癌和强致癌物质；由于改质沥青反应釜的尾气属于包含一定可凝成分的不凝性可燃气体，与其它含有大量空气的尾气混合后，有产生爆炸性混合物的几率，因此是不能与其它尾气混合焚烧的；[0009] 2)由于釜式加热法的改质沥青生产工艺属于常压操作，尾气的流量小、压力低(仅为1kPa左右)，直接去燃烧不安全，容易产生回火现象；[0010] 3)改质沥青反应釜的尾气中伴有大量的雾滴，直接燃烧会堵塞管式炉的燃烧喷嘴。[0011] 综上所述，如果想对釜式加热法中改质沥青反应釜的尾气采用焚烧的方式进行处理，则需要对尾气采用特定的工艺进行一些预处理，使其能够达到焚烧的条件。发明内容[0012] 本实用新型提供了一种釜式加热法改质沥青反应釜的尾气治理系统，通过深度冷却、气液分离以及活性炭过滤器过滤，去除尾气中的可凝性气体组分，使处理后的尾气能够达到通过管式炉焚烧的要求。[0013] 为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案实现：[0014] 釜式加热法改质沥青反应釜的尾气治理系统，包括闪蒸油槽、尾气冷却器、气液分离器、捕雾器、旋风分离器、尾气风机、活性炭过滤器、安全水封槽及管式炉；所述闪蒸油槽设尾气出口与尾气冷却器的入口相连；所述气液分离器的中部设隔板将其内部空间分隔为第一室和第二室；第一室的顶部设尾气入口及分离气体出口，第二室的顶部设旋风分离器；第一室上的尾气入口与尾气冷却器的出口相连，分离气体出口与捕雾器的入口相连，捕雾器的出口连接旋风分离器的入口；旋风分离器的中部设中心管道，中心管道的下端与气液分离器的第二室连通，中心管道的上端通过尾气管道依次连接尾气风机、活性炭过滤器及安全水封槽，所述管式炉设煤气入口与煤气管道相连，安全水封槽通过可燃气体管道连接煤气管道。

[0015] 所述闪蒸油槽的顶部还设有压力记录调节报警仪表及回送尾气入口；尾气风机与活性炭过滤器之间的尾气管道上设尾气出口通过尾气回送管道连接闪蒸油槽上的回送尾气入口；尾气回送管道上沿尾气流动方向依次设有放散气出口一、压力调节阀、氮气入口及放散气出口二，其中氮气入口连接氮气管道，氮气管道上设自立式调节阀一；放散气出口一通过放散气管道一连接高空放散装置，放散气出口二通过放散气管道二连接高空放散装置，放散气管道一上设安全阀，放散气管道二上设电磁阀；所述闪蒸油槽上的压力记录调节报警仪表与压力调节阀、电磁阀联锁控制。[0016] 所述可燃气体管道上设自立式调节阀二。[0017] 与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：[0018] 1)改质沥青反应釜热缩聚过程中产生的蒸气，经冷凝冷却后送到闪蒸油槽进行气液分离，分离出的气体即为需要治理的改质沥青反应釜的尾气。本实用新型通过深度冷却、气液分离以及活性炭过滤器过滤，去除尾气中的可凝性气体组分，因为这部分可凝性气体组分含有苯并芘等强致癌物，要在1000℃以上才分解，而普通管式炉的炉膛温度在800℃，达不到分解温度，所以，送普通管式炉焚烧前必须要除去苯并芘等强致癌物；处理后的尾气并入煤气管道中，直接送普通管式炉进行焚烧处理。[0019] 2)尾气冷却器采用低温水冷却，与常温循环水冷却相比，能够更有效地减少尾气中的可凝性气体组分；[0020] 3)采用带有隔板的气液分离器，通过捕雾器、旋风分离器的辅助，可以实现两段气液分离，气液分离效果好；[0021] 4)增设尾气风机提供动力，可以保证气液分离工艺的顺利实现，并对净化后的尾气最终并入煤气管道提供压力；[0022] 5)尾气风机后增设活性炭过滤器，用于对尾气中的雾滴进行最终去除，并去除苯并芘等强致癌物，以得到纯净的不凝性可燃气体，避免尾气并入煤气管道后发生煤气管道和喷嘴堵塞的现象。[0023] 6)净化后的尾气在并入煤气管道前，先经过安全水封槽，以保证煤气不会倒流入尾气处理系统，消除安全隐患。[0024] 7)尾气风机升压后的尾气一部分返回到闪蒸油槽，在对应的回送尾气管道上设置压力调节阀，可以起到稳定闪蒸油槽压力、保证工艺系统的稳定操作。[0025] 8)通往闪蒸油槽的回送尾气管道另外连接氮气管道，可以在压力调节失效的情况下补充氮气，起到保护、稳定系统压力的作用。[0026] 9)通过设置电磁阀及高空放散装置，当尾气风机因故障停机时，可以对系统起保护作用。[0027] 10)在并入煤气管道前的尾气管道上设置自立式调节阀二，可以稳定尾气风机后的系统压力，进而保证尾气风机前系统压力的稳定；自立式调节阀二的设置压力高于煤气压力，保证煤气不会倒流入尾气管道。[0028] 11)通过设置安全阀，可以在自立式调节阀一因失效关闭时进行超压保护。附图说明[0029] 图1是本实用新型所述釜式加热法改质沥青反应釜的尾气治理系统的结构示意图。[0030] 图中：1.闪蒸油槽2.尾气冷却器3.气液分离器4.捕雾器5.旋风分离器6.尾气风机7.活性炭过滤器8.安全水封槽9.管式炉10.压力调节阀11.自立式调节阀一12.电磁阀13.自立式调节阀二14.安全阀15.隔板PRCA01.压力记录调节报警仪表

具体实施方式[0031] 下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明：[0032] 如图1所示，本实用新型所述釜式加热法改质沥青反应釜的尾气治理系统，包括闪蒸油槽1、尾气冷却器2、气液分离器3、捕雾器4、旋风分离器5、尾气风机6、活性炭过滤器7、安全水封槽8及管式炉9；所述闪蒸油槽1设尾气出口与尾气冷却器2的入口相连；所述气液分离器3的中部设隔板15将其内部空间分隔为第一室和第二室；第一室的顶部设尾气入口及分离气体出口，第二室的顶部设旋风分离器5；第一室上的尾气入口与尾气冷却器2的出口相连，分离气体出口与捕雾器4的入口相连，捕雾器4的出口连接旋风分离器5的入口；旋风分离器5的中部设中心管道，中心管道的下端与气液分离器3的第二室连通，中心管道的上端通过尾气管道依次连接尾气风机6、活性炭过滤器7及安全水封槽8，所述管式炉9设煤气入口与煤气管道相连，安全水封槽8通过可燃气体管道连接煤气管道。[0033] 所述闪蒸油槽1的顶部还设有压力记录调节报警仪表PRCA01及回送尾气入口；尾气风机6与活性炭过滤器7之间的尾气管道上设尾气出口通过尾气回送管道连接闪蒸油槽1上的回送尾气入口；尾气回送管道上沿尾气流动方向依次设有放散气出口一、压力调节阀10、氮气入口及放散气出口二，其中氮气入口连接氮气管道，氮气管道上设自立式调节阀一

11；放散气出口一通过放散气管道一连接高空放散装置，放散气出口二通过放散气管道二连接高空放散装置，放散气管道一上设安全阀14，放散气管道二上设电磁阀12；所述闪蒸油槽1上的压力记录调节报警仪表PRCA01与压力调节阀10、电磁阀12联锁控制。

[0034] 所述可燃气体管道上设自立式调节阀二13。[0035] 本实用新型所述釜式加热法改质沥青反应釜的尾气治理系统的工艺过程为：改质沥青反应釜的尾气从闪蒸油槽1抽吸到尾气冷却器2进行低温冷却，尾气中残留的可凝性气体组分被冷却为液态，冷却后的气液混合物通过气液分离器3分离出液体组分；分离后的不可凝性可燃气体经尾气风机6升压后分为两路，一路回送到闪蒸油槽1中，用于稳定尾气风机6上游的系统压力；另一路送活性炭过滤器7去除雾滴，得到的纯净不凝性可燃气体，经安全水封槽8后掺入管式炉9上游的煤气管道中，与煤气一起送往管式炉9焚烧。[0036] 所述尾气冷却器2中采用16～20℃的低温水对尾气进行低温冷却。[0037] 所述气液分离器3的中部设有隔板15将其内部空间分隔为第一室和第二室；尾气经低温冷却后的气液混合物首先来到气液分离器3的第一室中进行气液分离，分离出的液体落到第一室的底部，分离出的气体自顶部从气液分离器3中吸出，经捕雾器4、旋风分离器5除去雾滴后进入第二室；分离出的雾滴被气流向下带入到气液分离器3的第二室中，并在第二室内再次进行气液分离；分离出的液体落到第二室的底部，分离出的气体通过旋风分离器5内的中心管道送往尾气风机6。

[0038] 所述闪蒸油槽1上设压力记录调节报警仪表PRCA01，根据压力记录调节报警仪表PRCA01调节进入闪蒸油槽1的尾气量。[0039] 以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。