焦爐生產煅燒石油焦的工藝方法

《焦爐生產煅燒石油焦的工藝方法》是鎮江焦化煤氣集團公司於2000年8月29日申請的專利，該專利的申請號為001124900，公布號為CN1287147，授權公布日為2001年3月14日，發明人是蘇啟善、萬紅根、柳去遲、羅亦鳴、馮金龍。

《焦爐生產煅燒石油焦的工藝方法》特徵在於它以延遲石油焦和瀝青為原料,由原料預處理、焦爐乾餾煅燒、產品後處理和煤氣淨制四個系統組成。由於解決了用焦爐生產煅燒石油焦的難題,使煅燒石油焦質量明顯提高。

2009年，《焦爐生產煅燒石油焦的工藝方法》獲得第六屆江蘇省專利項目獎優秀獎。

（概述圖為《焦爐生產煅燒石油焦的工藝方法》摘要附圖）

基本介紹

• 中文名：焦爐生產煅燒石油焦的工藝方法
• 公布號：CN1287147
• 公布日：2001年3月14日
• 申請號：001124900
• 申請日：2000年8月29日
• 申請人：鎮江焦化煤氣集團公司
• 地址：江蘇省鎮江市東吳路120號
• 發明人：蘇啟善、萬紅根、柳去遲、羅亦鳴、馮金龍
• 分類號：C10B55/00
• 代理機構：鎮江市專利事務所
• 代理人：沈衛平
• 類別：發明專利

專利背景

2000年8月前中國國內煅燒石油焦主要採用迴轉窯或罐式爐生產工藝由於這兩種工藝生產出的煅燒石油焦產品塊度小、氣孔率高、強度低，並且產品的化學指標及微量元素不易控制，因而不能有效地滿足使用要求，限制了煅燒石油焦的進一步發展。而傳統的焦爐均生產以煤炭為主要原料的冶金焦、氣化焦或鑄造焦，因考慮對焦爐爐體產生有危險的膨脹壓力和推焦困難，在焦化生產中對配入煤料的揮發份、粘結性和結焦性均有嚴格的要求。由於延遲石油焦的粘結性和結焦性均較差，因此無法單獨在焦爐上生產煅燒石油焦。

發明內容

專利目的

《焦爐生產煅燒石油焦的工藝方法》的目的就在於克服2000年8月前已有煅燒石油焦生產的缺陷，解決焦爐不能單獨用延遲石油焦生產煅燒石油焦的難題，提供一種通過配製的延遲石油焦添加瀝青後，採用焦爐生產煅燒石油焦的焦化生產工藝。

技術方案

《焦爐生產煅燒石油焦的工藝方法》以延遲石油焦和瀝青為原料，由原料預處理、焦爐乾餾煅燒、產品後處理和煤氣淨制四個系統組成：

1、原料處理系統，延遲石油焦和瀝青分別經預破碎，以延遲石油焦重量比為70-99％、瀝青重量比為1-30％的比例用電子皮帶秤進行摻配，然後進行混合粉碎，粒度小於3毫米部分≥60％；

2、焦爐乾餾系統，經預處理的原料，送入焦爐進行高溫乾餾煅燒，控制煅燒溫度為950-1350℃，結焦時間為12-26小時，成熟的焦炭經冷卻熄焦，熄焦時間為10-250秒，使焦炭溫度≤100℃；

3、產品後處理系統，出爐後的煅燒石油焦，對粒度進行整粒，經破碎、篩分處理，達到0-150毫米的粒度要求，分包裝或者散裝發運；

4、煤氣淨制系統，高溫乾餾煅燒產生的煤氣由焦爐進入鼓風冷凝系統，經氣液分離器、冷凝器、初冷塔、鼓風機、電捕塔、終冷塔冷卻處理後，將淨制後的煤氣送出。

該發明的工藝方法主要技術指標與控制參數如下：

一、原材料指標

1、延遲石油焦

揮發份（％）	7-20
灰份（％）	0.1-1.5
硫份（％）	0.35-3.0
水份（％）	1-15

2、瀝青

軟化點（℃，環球法）	35-180
灰份（％）	0.1-1.5
揮發份（％）	35-75
水份（％）	1-15

二、工藝過程主要控制參數

1、原料預處理系統

延遲石油焦（％）	70-99
瀝青（％）	1-30
粉碎後（≤3毫米）細度（％）	≥60
入爐料水份（％）	1-15

2、焦爐乾餾系統

煅燒溫度（℃）	950-1350
結焦時間（小時）	12-26
熄焦時間（秒）	10-250
產品水份（％）	0.1-15

3、產品後處理系統

根據用戶要求，進行整粒，經破碎、篩分處理；
粒度合格率（％）	＞80

4、煤氣淨制系統

初冷塔後溫度（℃）	≤40
鼓風機進口吸力（帕）	≤3000
淨制後煤氣含萘量（毫克/立方米）	≤100
淨制後煤氣含焦油量（毫克/立方米）	≤20

三、成品質量指標

項目	品種
	鋁陽極焦	電極焦	電極糊焦	高密度焦
灰份％	≤0.5	≤0.5	≤2.0	≤0.5
硫份％	≤2.0	≤0.8	≤1.2	≤0.5
真比重克/cc	≥2.02	≥2.05	≥2.02	≥2.00
揮發份％	≤0.6	≤0.5	≤0.6	≤0.65
粒度毫米	0-100	0-100	0-100	20-40 30-60
氣孔率％	—	—	—	≤36
振動堆比重％	N≥83	N≥83	≥83	≥83
水份％	4	4	4	W5
比電阻×10歐·米	530	500	530	500

註：水份、粒度可根據用戶要求進行調整。

進行焦爐生產煅燒石油焦時，延遲石油焦和瀝青原料由皮帶機送至顎式破碎機粗破碎至粒度≤80毫米，經皮帶機分別送至配料倉，然後經電磁振動給料器或圓盤餵料機控制出料量，經電子皮帶稱計量，實現延遲石油焦和瀝青的配料，配後料經皮帶機送至反擊式粉碎機進行混合粉碎，使混合料粒度粉碎至≤3毫米部分占60％以上，再經皮帶機送至焦爐爐頂料倉，通過加煤車將原料送入焦爐進行乾餾，焦爐乾餾煅燒溫度為950-1350℃、結焦時間為12-26小時。焦爐為頂裝焦爐，也可以採用搗固型焦爐等。焦爐煅燒成熟後的煅燒石油焦經推焦車將焦炭推至攔焦車再進入熄焦車，送至熄焦塔用水熄焦；也可採用乾法熄焦。成品煅燒石油焦送至產品後處理系統，根據用戶要求進行整粒，經破碎機粗碎，然後進行篩分，粒度合格率≥80％，產品散裝或包裝發運給用戶。焦爐乾餾煅燒石油焦時產生的煤氣進入鼓風冷凝系統，經氣液分離器、冷凝器、初冷塔、鼓風機、電捕塔、終冷塔等處理後，將淨制後的煤氣送出。該發明的工藝方法具有以下幾方面的特點：（1）可以使用不同規格的石油焦通過配料倉進行摻配，使入爐前的石油焦硫份、灰份、揮發份、微量元素得到有效控制，滿足用戶對產品質量的要求；（2）通過摻配瀝青，調節了入爐料的揮發份，改善了原料的結焦性能，從而實現了焦爐生產煅燒石油焦的可能；（3）克服了迴轉窯、罐式爐生產煅燒石油焦粒度由原料決定，並且氣孔率高、振動堆比重低的缺點；該發明的工藝方法通過調節入爐料的細度、揮發份、焦爐溫度等指標，就可以生產出不同粒度、氣孔率、強度和振動堆比重的煅燒石油焦。

改善效果

《焦爐生產煅燒石油焦的工藝方法》的優點就在於解決了用焦爐生產煅燒石油焦的難題，通過選擇與煅燒石油焦化學、物理性能要求相符合的延遲石油焦並添加瀝青進行調節，控制了焦炭產品的硫份、灰份、微量元素等指標；同時通過加入瀝青改善了焦炭結焦性能；再通過調節焦爐溫度和結焦時間等因素，提高了焦炭的粒度和真比重、降低了氣孔率和比電阻、增加了強度和振動堆比重。並且生產煅燒石油焦是建立在傳統常規的煉焦設備基礎上，因此煉焦工藝和設備要求簡單。由於煅燒石油焦產品質量明顯提高，從而使其套用範圍不斷擴大，成為碳素行業、煉鋁行業、化工制氣行業、冶煉行業的重要優質原料，因此具有廣泛的市場推廣前景。

附圖說明

圖1是《焦爐生產煅燒石油焦的工藝方法》的工藝流程示意圖。

圖1

技術領域

《焦爐生產煅燒石油焦的工藝方法》涉及煤氣及煉焦工藝，屬於一種通過配製的延遲石油焦（簡稱石油焦）並添加瀝青，採用焦爐生產煅燒石油焦的焦化生產工藝方法。

權利要求

1、《焦爐生產煅燒石油焦的工藝方法》特徵在於以延遲石油焦和瀝青為原料，由原料預處理、焦爐乾餾煅燒、產品後處理和煤氣淨制四個系統組成：

（1）原料處理系統，延遲石油焦和瀝青分別經預破碎，以延遲石油焦重量比為70-99％、瀝青重量比為1-30％的比例用電子皮帶秤進行摻配，然後進行混合粉碎，粒度小於3毫米部分≥60％；

（2）焦爐乾餾系統，經預處理的原料，送入焦爐進行高溫乾餾煅燒，控制煅燒溫度為950-1350℃，結焦時間為12-26小時，成熟的焦炭經冷卻熄焦，熄焦時間為10-250秒，使焦炭溫度≤100℃；

（3）產品後處理系統，出爐後的煅燒石油焦，對粒度進行整粒，經破碎、篩分處理，達到0-150毫米的粒度要求，分包裝或者散裝發運；

（4）煤氣淨制系統，高溫乾餾煅燒產生的煤氣由焦爐進入鼓風冷凝系統，經氣液分離器、冷凝器、初冷塔、鼓風機、電捕塔、終冷塔冷卻處理後，將淨制後的煤氣送出。

2、根據權利要求1所述的焦爐生產煅燒石油焦工藝方法其特徵在於煅燒石油焦配比延遲石油焦占82％，瀝青占18％。

3、根據權利要求1所述的焦爐生產煅燒石油焦工藝方法其特徵在於煅燒石油焦配比延遲石油焦占90％，瀝青占10％。

4、根據權利要求1所述的焦爐生產煅燒石油焦工藝方法，其特徵在於煅燒石油焦配比延遲石油焦占95％，瀝青占5％。

5、根據權利要求1所述的焦爐生產煅燒石油焦工藝方法其特徵在於煤氣淨制系統冷凝器採用無填料空塔結構。

實施方式

參照附圖1，《焦爐生產煅燒石油焦的工藝方法》工藝流程包括第一皮帶機1、第一顎式破碎機2、第二皮帶機3、第二顎式破碎機4、第三皮帶機5、瀝青料倉6、延遲石油焦料倉7、第四皮帶機8、反擊式破碎機9、第五皮帶機10、爐頂倉11、加料車12、焦爐13、熄焦塔14、熄焦車15、集氣設備16、氣液分離器17、冷凝器18、初冷塔19、鼓風機20、電捕塔21、終冷塔22等設備。如圖，字母A表示原料延遲石油焦、B表示原料瀝青、C表示成品焦碳、D表示淨制後輸出煤氣。工藝設備中第一皮帶機1、第一顎式破碎機2、第二皮帶機3、第二顎式破碎機4、第三皮帶機5、瀝青料倉6、延遲石油焦料倉7、第四皮帶機8、反擊式破碎機9和第五皮帶機10構成原料預處理系統；爐頂倉11、加料車12、焦爐13、熄焦塔14和熄焦車15構成焦爐乾餾系統；產品後處理系統由常規的破碎設備和篩分設備等組成；集氣設備16、氣液分離器17、冷凝器18、初冷塔19、鼓風機20、電捕塔21和終冷塔22構成煤氣淨制系統。冷凝器18採用無填料空塔結構，氣體經過緩衝使整個系統消除因紊流而造成的振動和提高淨化效率。

實施例1 採用焦爐生產煅燒石油焦用於化工行業的焦炭產品

（1）配比

延遲石油焦占82％、瀝青占18％，其中延遲石油焦根據焦炭產品要求硫份含量≤0.5％、灰份≤0.5％，因此選擇混合延遲石油焦的硫份含量≤0.5％、灰份≤0.3％，混合破碎細度≤3毫米占60％以上。

（2）焦爐乾餾控制參數

煅燒溫度1280℃，結焦時間20小時，用頂裝焦爐進行生產，焦炭產量3噸/孔。

煤氣淨制系統設定無填料冷凝器，其他有關工藝控制條件與常規煉焦工藝相同。

主要工藝設備規格

1	第一顎式破碎	機型號PE-400	用於延遲石油焦預破碎
2	第二顎式破碎	機型號PE-400	用於瀝青預破碎
3	反擊式破碎機	型號PFJ-0707	用於混合料破碎
4	焦爐	型號66型	煅燒乾餾在此設備中進行

實際焦碳質量

①	粒度（毫米）	0-150
②	氦氣真比重（克/cc）	2.03
③	氣孔率（％）	35.2
④	水份（％）	4.5
⑤	灰份（％）	0.3
⑥	硫份（％）	0.48
⑦	揮發份（％）	0.55
⑧	強度M40（％）	75
	強度M10（％）	9
⑨	振動堆比重（％）	85
⑩	比電阻（×10歐·米）	545

• 實施例2 採用焦爐生產煅燒石油焦用於鋁用陽極的焦炭產品

（1）配比

延遲石油焦占90％、瀝青占10％，其中延遲石油焦根據焦炭產品要求硫份含量≤2.0％、灰份≤0.5％，因此選擇混合延遲石油焦的硫份含量≤2.0％、灰份≤0.4％，混合破碎細度≤3毫米占65％以上。

（2）焦爐乾餾控制參數

煅燒溫度1300℃，結焦時間22小時，用頂裝焦爐進行生產，焦炭產量3噸/孔。

煤氣淨制系統設定無填料冷凝器，其他有關工藝控制條件與常規煉焦工藝相同。

主要工藝設備規格

1	第一顎式破碎機	型號PE-400	用於延遲石油焦預破碎
2	第二顎式破碎機	型號PE-400	用於瀝青預破碎
3	反擊式破碎機型	號PFJ-0707	用於混合料破碎
4	焦爐	型號66型	煅燒乾餾在此設備中進行

實際焦碳質量

①	粒度（毫米）	0-130
②	氦氣真比重（克／cc）	2.05
③	水份（％）	3.8
④	灰份（％）	0.48
⑤	硫份（％）	1.50
⑥	揮發份（％）	0.55
⑦	振動堆比重（％）	84
⑧	比電阻（×10歐·米）	515

• 實施例3 採用焦爐生產煅燒石油焦用於電極的焦炭產品

（1）配比

延遲石油焦占95％、瀝青占5％，其中延遲石油焦根據焦炭產品要求硫份含量≤0.8％、灰份≤0.5％，因此選擇混合延遲石油焦的硫份含量≤0.8％、灰份≤0.4％，混合破碎細度≤3毫米占70％以上。

（2）焦爐乾餾控制參數

煅燒溫度1320℃，結焦時間24小時，用頂裝焦爐進行生產，焦炭產量3噸/孔。

煤氣淨制系統設定無填料冷凝器，其他有關工藝控制條件與常規煉焦工藝相同。

主要工藝設備規格

1	第一顎式破碎機	型號PE-400	用於延遲石油焦預破碎
2	第二顎式破碎機	型號PE-400	用於瀝青預破碎
3	反擊式破碎機	型號PFJ-0707	用於混合料破碎
4	焦爐	型號66型	煅燒乾餾在此設備中進行

實際焦碳質量

①	粒度（毫米）	0-130
②	氦氣真比重（克/cc）	2.08
③	水份（％）	3．5
④	灰份（％）	0.48
⑤	硫份（％）	0.78
⑥	揮發份（％）	0.5
⑦	振動堆比重（％）	87
⑧	比電阻（×10歐·米）	490

• 對比例 採用迴轉窯煅燒工藝生產的焦炭產品

由於迴轉窯煅燒工藝生產焦碳對真比重、灰份、硫份、氣孔率、揮發份以及強度等指標無法控制，因此本對比例迴轉窯生產的焦炭產品質量僅為一具體批次的指標。

①	粒度（毫米）	≤20
②	氦氣真比重（克/cc）	≤2.03
③	氣孔率（％）	≥45
④	水份（％）	≤0.5
⑤	灰份（％）	≤0.5
⑥	硫份（％）	≤1.5
⑦	揮發份（％）	≤0.6
⑧	強度M40（％）	-
	強度M10（％）	-
⑨	振動堆比重（％）	81
⑩	比電阻（×10歐·米）	600

迴轉窯煅燒工藝與本發明工藝方法生產的焦碳產品相比較

對比項目	焦爐煅燒工藝	迴轉窯煅燒工藝
（1）粒度（毫米）	0-150	≤20
（2）真比重（克/cc）	≥2.00	≤2.03
（3）氣孔率（％）	≤36	≥45
（4）強度M40（％）	≥75	-
（4）強度M10（％）	≤9	-

由對比可知，《焦爐生產煅燒石油焦的工藝方法》工藝生產的焦炭產品各項質量指標可控，並且粒度和強度提高、氣孔率降低，產品質量明顯改善。

榮譽表彰

2009年，《焦爐生產煅燒石油焦的工藝方法》獲得第六屆江蘇省專利項目獎優秀獎。