一种精馏残渣的高温热解炉装置的制作方法

1.本发明涉及环保技术领域，具体为一种精馏残渣的高温热解炉装置。


背景技术：

2.精馏残渣，是从精炼石油产品制造、炼焦、燃气生产和供应业、基础化学原料制造、常用有色金属冶炼、环境治理等行业而产生的，是精(蒸)馏过程中产生的残渣或残余物等，比如酸焦油、焦油渣，属于危险废弃物。精馏残渣的性质一般为液态粘稠状，油水互包，极难分离。由于含油率一般较高，因此也是一种宝贵的资源。
3.目前，我国针对精馏残渣处置方式主要包括焚烧处理、填埋和热解资源化利用以减少其对生态环境和人体健康的危害。几种方法对比，间接加热式的高温热解法对物料处理比较彻底，能够回收油资源，无论经济性、安全性、技术性能都比较高，理论上是最有前途的一种技术。但在实际应用过程中，由于精馏残渣极为粘稠，油水互包，当物料吸取热量温度升高到200℃左右时，水分蒸发变成水蒸气，大量爆发，突破油包水的限制，水分夹带着油份逃逸，堵塞油气管道。因此，常规的高温热解法处理此类精馏残渣是存在一些问题的。
4.要想水分不要夹带油份蒸发，就必须在较低温度状态时对物料采取一些油水分离的措施。对此，我们借鉴冶金行业对高温融熔渣的风碎粒化方法，提出了一种精馏残渣的高温热解炉装置。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于克服上述不足之处，从而提供一种精馏残渣的高温热解炉装置，采用风碎粒化与回转式热解炉系统相结合的方法，将粘稠状精馏残渣雾化，然后在回转滚筒内飞行、降落、翻滚，完成油水分离以及快速热解的过程。不会造成水分夹带着油份逃逸，堵塞油气管道，而且热解速度数倍提高。可处理含液率高达90％、含油率高达40％以上的粘稠状精馏残渣。不会造成水分夹带着油份逃逸，堵塞油气管道，而且热解速度数倍提高。经济、高效、安全可靠。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种精馏残渣的高温热解炉装置，主要由精馏残渣进料系统、出料系统、回转式热解炉系统、齿轮传动装置、底座与支撑、超音速高压喷嘴、燃烧器、天然气储罐、压缩氮气罐组成，其特征是：所述回转式热解炉系统包括回转滚筒、外烟道，所述回转滚筒的一端设置有精馏残渣进料系统，回转滚筒的另一端设置有出料系统，所述回转滚筒外壁设置有外烟道，所述外烟道的一端设有燃烧器，所述外烟道的另一端设有烟气出口，所述天然气储罐的出口通过天然气管道连接燃烧器的进口，所述精馏残渣进料系统包括斗式提升机、料斗、双翻板阀、溜槽、圆筒，料斗的出口连接双翻板阀，双翻板阀的出料端连接垂直管的进料口，垂直管的出料口连接溜槽的进料口，圆筒的一端连接垂直管和包围溜槽，圆筒的另一端通过第一旋转密封连接回转滚筒，所述回转滚筒与出料罐的连接处设有第二旋转密封，所述回转滚筒的进料端位于溜槽的下方设有超音速高压喷嘴，超音速高压喷嘴的进口通过氮气管道连接压缩氮气罐。
7.进一步的，所述出料系统包括出料罐，出料罐上设置有渣出口和油气出口，所述渣出口连接固渣收集器，油气出口通过热解油气管道连接燃烧器的进口。
8.进一步的，所述回转滚筒由齿轮传动装置驱动实现转动。
9.进一步的，所述热解油气管道上设有阻火器。
10.进一步的，所述天然气管道上设有第一阀门。
11.进一步的，所述氮气管道上设有第二阀门。
12.本发明的创新之处：
13.(1)、首次提出采用风碎粒化与回转式热解炉系统相结合的方法，将粘稠状精馏残渣雾化，然后在回转滚筒内飞行、降落、翻滚，完成油水分离以及快速热解的过程。不会造成水分夹带着油份逃逸，堵塞油气管道，而且热解速度数倍提高。
14.本发明的有益效果是：
15.(1)、可处理含液率高达90％、含油率高达40％以上的粘稠状精馏残渣。
16.(2)、不会造成水分夹带着油份逃逸，堵塞油气管道，而且热解速度数倍提高。
17.(3)、经济、高效、安全可靠。
附图说明
18.图1为本发明的结构示意图。
19.附图标记说明：1、原料场，2、斗式提升机，3、料斗，4、双翻板阀，5、溜槽，6、超音速高压喷嘴，7、压缩氮气罐，8、第一旋转密封，9、回转滚筒，10、外烟道，11、齿轮传动装置，12、底座与支架，13、燃烧器，14、烟气出口，15、出料罐，16、油气出口，17、渣出口，18、第二旋转密封，19、固渣收集器，20、天然气储罐，21、阻火器，22、热解油气管道，23、垂直管，24、天然气管道，25、第一阀门，26、第二阀门，27、圆筒，28、精馏残渣进料系统，29、出料系统，30、回转式热解炉系统，31、氮气管道。
具体实施方式
20.下面结合具体附图对本发明作进一步说明。
21.如图1所示：本发明是一种精馏残渣的高温热解炉装置，主要由精馏残渣进料系统28、出料系统29、回转式热解炉系统30、齿轮传动装置11、底座与支撑12、超音速高压喷嘴6、燃烧器13、天然气储罐20、压缩氮气罐7组成，其特征是：所述回转式热解炉系统30包括回转滚筒9、外烟道10，所述回转滚筒9的一端设置有精馏残渣进料系统28，回转滚筒9的另一端设置有出料系统29，所述回转滚筒9外壁设置有外烟道10，所述外烟道10的一端设有燃烧器13，所述外烟道10的另一端设有烟气出口14，所述天然气储罐20的出口通过天然气管道24连接燃烧器13的进口，所述精馏残渣进料系统28包括斗式提升机2、料斗3、双翻板阀4、溜槽5、圆筒27，料斗3的出口连接双翻板阀4，双翻板阀4的出料端连接垂直管23的进料口，垂直管23的出料口连接溜槽5的进料口，圆筒27的一端连接垂直管23和包围溜槽5，圆筒27的另一端通过第一旋转密封8连接回转滚筒9，所述回转滚筒9与出料罐15的连接处设有第二旋转密封18，所述回转滚筒9的进料端位于溜槽5的下方设有超音速高压喷嘴6，超音速高压喷嘴6的进口通过氮气管道31连接压缩氮气罐7。
22.所述出料系统29包括出料罐15，出料罐15上设置有渣出口17和油气出口16，所述
渣出口17连接固渣收集器19，油气出口16通过热解油气管道22连接燃烧器13的进口。
23.所述回转滚筒9由齿轮传动装置11驱动实现转动。
24.所述热解油气管道22上设有阻火器21。
25.所述天然气管道24上设有第一阀门25。
26.所述氮气管道31上设有第二阀门26。
27.本发明的工作原理：
28.精馏残渣从原料场1经过斗式提升机2进入料斗3，然后依次经过双翻板阀4、溜槽5进入回转滚筒9，溜槽5的下方是超音速高压喷嘴6，由压缩氮气罐7提供0.6mpa～3.0mpa的压缩氮气作气源，将粘稠状物料急剧破碎并成为微米级别的雾滴，雾滴随着气流在回转滚筒9内飞行一段距离，飞行过程中完成破碎、油水分离、细颗粒吸热、热解等多个环节。在回转滚筒9内，大部分水分和油气受热蒸发，经出料罐15上部油气出口16进入热解油气管道22，然后进入燃烧器13进行燃烧处理，在外烟道10内经燃烧的烟气处理后达标后排放。剩余的固渣经过渣出口17进入固渣收集器19达标排放。
29.回转滚筒9壁面保持高温热解所需要的800℃左右温度，通过燃烧天然气来提供热量。回转滚筒9的直径和长度为雾化的颗粒提供飞行的空间，随后降落的颗粒又可以随着回转滚筒9的转动反复翻滚，时间与空间足够物料吸热热解。雾化颗粒与气流的换热系数高达100000w/(m2.k)数量级，远远高于常规回转滚筒9内部200w/(m2.k)左右的换热系数。理论上，雾化颗粒飞行过程的时间只有几秒钟，但却可以完成常规回转滚筒9需要几分钟才能完成的换热过程。
30.实施例1
31.在具体实施的过程中，需要重点考虑粒化功能与回转式热解炉系统30之间的衔接：
32.(1)、粒化的飞行是一个抛物线过程，飞行的曲线可以通过调整超音速高压喷嘴6与溜槽口的关系来调整。飞行时间为几秒钟，飞行距离的长度约为10米左右，因此要配合设计好回转滚筒9的直径(涉及飞行的抛物线高度)和回转滚筒9长度(涉及飞行的抛物线长度)。采用0.6mpa～3.0mpa的压缩氮气作气源，氮气与物料中的油份接触不会引起爆炸的风险。
33.(2)、原始物料的特性可能影响粒化效果，必要时考虑预处理比如去除杂物和大块料。原始物料的粘度要保证能够流动，顺利通过溜槽5，否则需要预处理。
34.(3)、虽然通过粒化大大加速了水分和油份的析出速度，但物料中的重质油份在高温下的热解还是需要一定时间的，也就存在回转滚筒9内热解的周期与粒化周期的匹配问题。一般来说，粒化的处理速度可达到1t/min，回转滚筒9内热解速度大约1～6t/h，两者相差几十倍，所以选用小型的粒化系统就可以满足处理量匹配的要求，而且粒化系统的小型化更适合回转滚筒9内飞行空间的尺寸和热量密度。