專利名稱：一種制備煤系針狀焦的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及煉焦化工技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，涉及一種以煤焦油、煤浙青、回配軟浙青或煤焦油餾分為原料制備針狀焦的裝置
背景技術(shù)：
隨著電爐煉鋼大型化和全球電爐煉鋼產(chǎn)量增長速度加快，使得超高功率電極(UHP)用量快速增加，對炭素原料的要求也越來越高。針狀焦是制造超高功率電極的骨料，采用超高功率電極的電爐煉鋼時，可使冶煉時間縮短30% 50%，節(jié)電10% 50%以上，經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。針狀焦按其原料的不同可分為油系針狀焦和煤系針狀焦兩種，分別以石油渣油和精制的煤焦油浙青為原料，經(jīng)延遲焦化、煅燒而制得，其結(jié)構(gòu)具有明顯的各向異性層狀結(jié)構(gòu)。由于石油價格居高不下以及石油加工的日趨輕質(zhì)化，致使油系針狀焦原料減少，同時我國是焦炭生產(chǎn)大國，具有充足的煤焦油資源，可以為煤系針狀焦的生產(chǎn)提供大量的優(yōu)質(zhì)原料，因此，煤系針狀焦的制備技術(shù)也成為行業(yè)研究的熱點(diǎn)。針狀焦的生產(chǎn)分為3個工序，即原料預(yù)處理、延遲焦化和煅燒，其中原料預(yù)處理作為針狀焦生產(chǎn)的首要工序，是生產(chǎn)針狀焦的技術(shù)關(guān)鍵之一，決定著針狀焦質(zhì)量的優(yōu)劣，對煤系針狀焦原料而言，預(yù)處理更為重要。煤系針狀焦的所選原料中除含有雜質(zhì)外還含有喹啉不溶物(QI )，在針狀焦成焦過程中，喹啉不溶物會附著在不穩(wěn)定中間相小球體周圍，阻礙小球體的進(jìn)一步長大和融并，從而不能生成纖維結(jié)構(gòu)良好的針狀焦。研究發(fā)現(xiàn)，在生產(chǎn)用于制造超高功率電極的針狀焦時，要求原料浙青中喹啉不溶物(QI)含量小于1% (小于0.1%最佳)。目前，國內(nèi)外制備煤系針狀焦的典型裝置，如附圖1所示的專利號為ZL200610048177.4的中國發(fā)明專利，主要設(shè)備包括混合溶劑槽101、凈化裝置102、分餾塔103、焦化塔104、罐式爐105，原料在混合溶劑槽101中進(jìn)行調(diào)制，然后在凈化裝置102中經(jīng)沉降、離心、過濾除掉喹啉 不溶物，得到的凈化原料在分餾塔103內(nèi)進(jìn)行縮聚，縮聚浙青進(jìn)焦化塔104焦化成焦，最后將焦化的針狀焦放入罐式爐105中煅燒形成成品。這套裝置雖然操作工藝簡單，凈化效果也能達(dá)到要求，但是缺點(diǎn)是設(shè)備的處理量小，溶劑用量比較大，溶劑回收困難，投資成本高。

實(shí)用新型內(nèi)容為了克服上述裝置存在的不足，本實(shí)用新型的目標(biāo)在于提供一種制備煤系針狀焦的裝置，采用該裝置煤焦油、煤浙青、回配軟浙青或煤焦油餾分等原料，經(jīng)閃蒸、加壓熱過濾和離心過濾除去原料中的喹啉不溶物，制取的凈化原料以循環(huán)的方式在反應(yīng)釜里進(jìn)行縮聚，縮聚浙青經(jīng)加熱爐加熱后進(jìn)焦化塔成焦，最后經(jīng)煅燒制得煤系針狀焦。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):—種制備煤系針狀焦的裝置，包括閃蒸塔、及與閃蒸塔分別相連的1#加熱爐和加壓熱過濾釜；所述1#加熱爐分別連通精制凈化浙青槽和縮聚反應(yīng)釜，所述加壓熱過濾釜依次連通離心機(jī)和精制凈化浙青槽；所述縮聚反應(yīng)釜分別連通分餾塔、2#加熱爐和精制凈化浙青槽，所述分餾塔連通加壓熱過濾釜構(gòu)成重組分油回用回路；所述2#加熱爐連通焦化塔，焦化塔頂部連通分餾塔構(gòu)成焦化油氣回路；焦化塔底部連通有煅燒爐。進(jìn)一步地，所述1#加熱爐和2#加熱爐為立式盤管圓筒爐，1#加熱爐爐體上部和下部各有一套加熱盤管，在1#加熱爐外側(cè)設(shè)置的原料泵的出料口與加熱爐下部加熱盤管的進(jìn)料口通過管道相連。進(jìn)一步地，所述閃蒸塔為兩個串聯(lián)相接的1#閃蒸塔和2#閃蒸塔，所述1#閃蒸塔的側(cè)壁與1#加熱爐出料口相接，底部設(shè)有高溫浙青采出口 ；所述2#閃蒸塔的頂部設(shè)有輕油采出口，底部設(shè)有精制浙青原料出口，精制浙青原料出口通過熱過濾進(jìn)料泵連接換熱器和管道與加壓熱過濾釜相連。進(jìn)一步地，所述加壓熱過濾釜為立式空釜，底部為錐形結(jié)構(gòu)，釜頂分別設(shè)有惰性氣體進(jìn)氣口和惰性氣體放氣口，釜內(nèi)設(shè)有濾材層，靠近濾材層的釜體側(cè)壁設(shè)有帶密封裝置的殘?jiān)隹冢w底部設(shè)有濾液出口。進(jìn)一步地，所述加壓熱過濾釜設(shè)為兩個并聯(lián)相接的釜體，釜頂?shù)脑先肟谕ㄟ^帶有三通球閥的管道與熱過濾進(jìn)料泵連接的換熱器的出料口相連。進(jìn)一步地，所述濾材層設(shè)在加熱加壓過濾釜腔體內(nèi)塔底至塔頂?shù)?/6處，所述濾材層由固體顆粒物均勻的鋪在不銹鋼濾網(wǎng)上。進(jìn)一步地，所述縮聚反應(yīng)釜的頂部設(shè)有油氣逸出口，逸出口與分餾塔進(jìn)料口相連；縮聚反應(yīng)釜的上側(cè)壁設(shè)有縮聚循環(huán)物料出口，縮聚循環(huán)物料出口與精制凈化浙青槽頂部的進(jìn)料口相連；縮聚反應(yīng)釜底部設(shè)有縮聚精制浙青采出口。
進(jìn)一步地，所述分餾塔的頂部設(shè)有氣體出口，中部設(shè)有輕油出口，下部設(shè)有重油出口，底部設(shè)有重組分油出口，重組分油出口通過管道與加壓熱過濾釜的入口管道相連。進(jìn)一步地，所述2#加熱爐通過加熱爐進(jìn)料泵和管道與縮聚反應(yīng)釜相連通，在管道上設(shè)有水蒸氣入口。進(jìn)一步地，所述焦化塔設(shè)為兩個并聯(lián)相接的塔體，其頂部設(shè)有焦化油氣逸出口，兩個焦化塔頂部的焦化油氣逸出口通過三通管道與分餾塔的進(jìn)料口相連，焦化塔底部的出料口通過管道與煅燒爐的進(jìn)料口相連，煅燒爐的底部設(shè)有針狀焦出口。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是:原料凈化效果好，原料預(yù)處理后制得的精制凈化浙青中喹啉不溶物(QI)的含量遠(yuǎn)小于其他裝置制得的浙青中喹啉不溶物(QI)的含量，用此裝置制備的針狀焦熱膨脹系數(shù)低，可以滿足制造超高功率電極的要求，可用于大型煉鋼電爐。

圖1是現(xiàn)有國內(nèi)外制備煤系針狀焦的典型裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實(shí)用新型所述一種制備煤系針狀焦的裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1-原料泵2-1#加熱爐3-1#閃蒸塔4-2#閃蒸塔5_熱過濾進(jìn)料泵6_加壓熱過濾釜7-離心機(jī)8-精制凈化浙青槽9-縮聚進(jìn)料泵10-縮聚反應(yīng)釜11-分餾塔12-加熱爐進(jìn)料泵13-2#加熱爐14-焦化塔15-煅燒爐。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)說明。如圖2所示，該制備煤系針狀焦的裝置，包括兩個串聯(lián)相接的1#閃蒸塔3和2#閃蒸塔4，1#加熱爐2依次連接1#閃蒸塔3和2#閃蒸塔4后，還通過管道連接縮聚反應(yīng)釜10，通過縮聚進(jìn)料泵9連通精制凈化浙青槽8 ；2#閃蒸塔4通過熱過濾進(jìn)料泵5連接換熱器和管道與兩個并聯(lián)相接的加壓熱過濾釜6相連通，加壓熱過濾釜6下部依次連通離心機(jī)7和精制凈化浙青槽8 ;縮聚反應(yīng)釜10頂部連通分餾塔11，底部通過加熱爐進(jìn)料泵12連接2#加熱爐13，側(cè)壁連通精制凈化浙青槽8 ;分餾塔11連通加壓熱過濾釜6構(gòu)成重組分油回用回路；2#加熱爐13連通兩個并聯(lián)相接的焦化塔14，焦化塔14頂部連通分餾塔11構(gòu)成焦化油氣回路；焦化塔14底部連通有煅燒爐15。其中，1#加熱爐2為立式盤管圓筒爐，爐體上部和下部各有一套加熱盤管，在1#加熱爐2外側(cè)設(shè)置的原料泵I的出料口與1#加熱爐2下部加熱盤管的進(jìn)料口通過管道相連，1#加熱爐2下部加熱盤管的出料口通過管道與1#閃蒸塔3上部的進(jìn)料口相連。1#閃蒸塔3的底部設(shè)有高溫浙青采出口，頂部的閃蒸油出口與2#閃蒸塔4上部的進(jìn)料口通過管道相連，2#閃蒸塔4頂部設(shè)有輕油采出口，底部設(shè)有精制浙青原料出口，精制浙青原料出口與熱過濾進(jìn)料泵5的進(jìn)料口通過管道相連。熱過濾進(jìn)料泵5的出料口通過管道與換熱器的入口相連，換熱器的出口通過帶有三通球閥的管道與兩個相同的加壓熱過濾釜6頂部的原料入口相連，通過三通球閥來控制兩個加壓熱過濾釜6交替操作以實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)。加壓熱過濾釜6為立式空釜，底部為錐形結(jié)構(gòu)，釜頂分別設(shè)有惰性氣體進(jìn)氣口和惰性氣體放氣口，惰性氣體進(jìn)氣口通過管道與惰性氣體氣瓶相連，惰性氣體放氣口通過管道排空，在進(jìn)氣口管道和放氣口的管道上都設(shè)有閥門，控制加壓熱過濾釜6內(nèi)惰性氣體的充氣和放氣。釜內(nèi)設(shè)有濾材 層，靠近濾材層的釜體側(cè)壁設(shè)有帶密封裝置的殘?jiān)隹?，釜體底部設(shè)有濾液出口。加壓熱過濾釜6內(nèi)部設(shè)有濾材，所述濾材層設(shè)在加熱加壓過濾釜6腔體內(nèi)塔底至塔頂?shù)?/6處，濾材層由固體顆粒物均勻的鋪在不銹鋼濾網(wǎng)上。加壓熱過濾釜6的中部設(shè)有帶密封裝置的殘?jiān)隹?，用于濾材的更換和濾渣的清除。加壓熱過濾釜6的底部設(shè)有濾液出口，兩個加壓熱過濾釜6底部的濾液出口通過三通管道與離心機(jī)7的進(jìn)料口相連。離心機(jī)7為三足式離心機(jī)，底部設(shè)有殘?jiān)懦隹?，離心機(jī)7的出料口與精制凈化浙青槽8的進(jìn)料口通過管道相連，位于精制凈化浙青槽8下部的出料口通過管道與縮聚進(jìn)料泵9的進(jìn)料口相連，聚進(jìn)料泵9的出料口通過管道與1#加熱爐2上部加熱盤管的進(jìn)料口相連，1#加熱爐2上部加熱盤管的出料口與縮聚反應(yīng)釜10的進(jìn)料口通過管道相連?？s聚反應(yīng)釜10的頂部設(shè)有油氣逸出口，逸出口與分餾塔11的進(jìn)料口通過管道相連，縮聚反應(yīng)釜的上側(cè)壁設(shè)有縮聚循環(huán)物料出口，縮聚循環(huán)物料出口與精制凈化浙青槽頂部的進(jìn)料口相連；縮聚反應(yīng)釜底部設(shè)有縮聚精制浙青采出口，縮聚精制浙青采出口通過管道與加熱爐進(jìn)料泵12的進(jìn)料口相連。分餾塔11頂部設(shè)有氣體出口，中部設(shè)有輕油出口，下部設(shè)有重油出口，底部設(shè)有重組分油出口，重組分油出口通過管道與加壓熱過濾釜6的入口管道相連。2#加熱爐13通過加熱爐進(jìn)料泵12和管道與縮聚反應(yīng)釜10相連通，在管道上設(shè)有水蒸氣入口，在水蒸氣入口管道上設(shè)有閥門，控制水蒸氣的加入量。2#加熱爐13是立式盤管圓筒爐，2#加熱爐13的出料口通過帶有三通球閥的管道與兩臺焦化塔14的底部進(jìn)料口相連，通過三通球閥來控制兩臺焦化塔14交替操作以實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)。焦化塔14頂部設(shè)有焦化油氣逸出口，焦化油氣逸出口通過三通管道與分餾塔11的進(jìn)料口管道相連，焦化塔14底部的出料口通過管道與煅燒爐15的進(jìn)料口相連，煅燒爐15的底部設(shè)有針狀焦出口。采用本實(shí)用新型進(jìn)行煤系針狀焦的制備時，原料經(jīng)1#加熱爐2加熱后進(jìn)入1#閃蒸塔3進(jìn)行閃蒸，塔頂逸出的閃蒸油進(jìn)入2#閃蒸塔4再次進(jìn)行閃蒸，得到的精制浙青原料進(jìn)入加壓熱過濾釜6進(jìn)行熱過濾，濾液進(jìn)入離心機(jī)7進(jìn)行離心過濾，得到的精制凈化浙青在縮聚反應(yīng)釜10中以循環(huán)的方式進(jìn)行縮聚反應(yīng)，采出的縮聚精制浙青進(jìn)入焦化塔14焦化，制得的生焦在煅燒爐15中高溫煅燒得到產(chǎn)品針狀焦。以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對本實(shí)用新型所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
僅限于此，對于本實(shí)用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單的推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本實(shí)用新型由 所提交的權(quán)利要求書確定專利保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種制備煤系針狀焦的裝置，其特征在于，包括閃蒸塔、及與閃蒸塔分別相連的1#加熱爐(2)和加壓熱過濾釜(6);所述1#加熱爐(2)分別連通精制凈化浙青槽(8)和縮聚反應(yīng)釜(10)，所述加壓熱過濾釜(6)依次連通離心機(jī)(7)和精制凈化浙青槽(8);所述縮聚反應(yīng)釜(10)分別連通分餾塔(11)、2#加熱爐(13)和精制凈化浙青槽(8)，所述分餾塔(11)連通加壓熱過濾釜(6)構(gòu)成重組分油回用回路；所述2#加熱爐(13)連通焦化塔(14)，焦化塔(14)頂部連通分餾塔(11)構(gòu)成焦化油氣回路；焦化塔(14)底部連通有煅燒爐(15)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備煤系針狀焦的裝置，其特征在于，所述1#加熱爐(2)和2#加熱爐(13)為立式盤管圓筒爐；1#加熱爐(2)爐體上部和下部各有一套加熱盤管，在1#加熱爐(2)外側(cè)設(shè)置的原料泵(I)的出料口與加熱爐(2)下部加熱盤管的進(jìn)料口通過管道相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備煤系針狀焦的裝置，其特征在于，所述閃蒸塔為兩個串聯(lián)相接的1#閃蒸塔(3)和2#閃蒸塔(4)，所述1#閃蒸塔(3)的側(cè)壁與1#加熱爐(2)出料口相接，底部設(shè)有高溫浙青采出口 ；所述2#閃蒸塔(4)的頂部設(shè)有輕油采出口，底部設(shè)有精制浙青原料出口，精制浙青原料出口通過熱過濾進(jìn)料泵(5)連接換熱器和管道與加壓熱過濾釜(6)相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備煤系針狀焦的裝置，其特征在于，所述加壓熱過濾釜(6)為立式空釜，底部為錐形結(jié)構(gòu)，釜頂分別設(shè)有惰性氣體進(jìn)氣口和惰性氣體放氣口，釜內(nèi)設(shè)有濾材層，靠近濾材層的釜體側(cè)壁設(shè)有帶密封裝置的殘?jiān)隹?，釜體底部設(shè)有濾液出口。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備煤系針狀焦的裝置，其特征在于，所述加壓熱過濾釜(6)設(shè)為兩個并聯(lián)相接的釜體，釜頂?shù)脑先肟谕ㄟ^帶有三通球閥的管道與熱過濾進(jìn)料泵(5)連接的換熱器的出料口相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備煤系針狀焦的裝置，其特征在于，所述濾材層設(shè)在加熱加壓過濾釜(6)腔體內(nèi)塔底至塔頂?shù)?/6處，所述濾材層由固體顆粒物均勻的鋪在不銹鋼濾網(wǎng)上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備煤系針狀焦的裝置，其特征在于，所述縮聚反應(yīng)釜(10)的頂部設(shè)有油氣逸出口，逸出口與分餾塔(11)進(jìn)料口相連；縮聚反應(yīng)釜(10)的上側(cè)壁設(shè)有縮聚循環(huán)物料出口，縮聚循環(huán)物料出口與精制凈化浙青槽(8)頂部的進(jìn)料口相連；縮聚反應(yīng)釜(10)底部設(shè)有縮聚精制浙青采出口。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備煤系針狀焦的裝置，其特征在于，所述分餾塔(11)的頂部設(shè)有氣體出口，中部設(shè)有輕油出口，下部設(shè)有重油出口，底部設(shè)有重組分油出口，重組分油出口通過管道與加壓熱過濾釜(6)的入口管道相連。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備煤系針狀焦的裝置，其特征在于，所述2#加熱爐(13)通過加熱爐進(jìn)料泵(12)和管道與縮聚反應(yīng)釜(10)相連通，在管道上設(shè)有水蒸氣入口。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備煤系針狀焦的裝置，其特征在于，所述焦化塔(14)設(shè)為兩個并聯(lián)相接的塔體，其頂部設(shè)有焦化 油氣逸出口，兩個焦化塔(14)頂部的焦化油氣逸出口通過三通管道與分餾塔(11)的進(jìn)料口相連，焦化塔(14)底部的出料口通過管道與煅燒爐(15)的進(jìn)料口相連，煅燒爐(15)的底部設(shè)有針狀焦出口。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種制備煤系針狀焦的裝置，包括閃蒸塔、與閃蒸塔分別相連的1#加熱爐和加壓熱過濾釜；1#加熱爐分別連通精制凈化瀝青槽和縮聚反應(yīng)釜，加壓熱過濾釜依次連通離心機(jī)和精制凈化瀝青槽；所述縮聚反應(yīng)釜分別連通分餾塔、2#加熱爐和精制凈化瀝青槽，所述分餾塔連通加壓熱過濾釜構(gòu)成重組分油回用回路；所述2#加熱爐連通焦化塔，焦化塔頂部連通分餾塔構(gòu)成焦化油氣回路；焦化塔底部連通有煅燒爐。利用該裝置制處理的原料凈化效果好，原料預(yù)處理后制得的精制凈化瀝青中喹啉不溶物(QI)的含量遠(yuǎn)小于其他裝置制得的瀝青中喹啉不溶物(QI)的含量，用此裝置制備的針狀焦熱膨脹系數(shù)低，可以滿足制造超高功率電極的要求，可用于大型煉鋼電爐。
文檔編號C10C1/00GK203079911SQ20132005277
公開日2013年7月24日 申請日期2013年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月30日
發(fā)明者楊陽, 付東升, 尚建選 申請人:陜西煤業(yè)化工技術(shù)研究院有限責(zé)任公司