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改造改質(zhì)瀝青工藝治理放料煙氣的生產(chǎn)實踐

文檔作者：王躍欣文檔來源：河北鋼鐵集團宣鋼公司焦化廠		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年07月25日
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第43卷第6期
2015年12月
煤化工
Coal Chemical Industry
Vo1．43 No．6
Dec．2015
改造改質(zhì) 瀝青工藝治理 放料煙氣的生產(chǎn)實踐
王躍欣
(河北鋼鐵集團宣鋼公司焦化廠，河北宣化075100)
摘要宣鋼焦化廠改質(zhì)瀝青的生產(chǎn)過程中，產(chǎn)生的瀝青煙對環(huán)境造成了污染。分析了瀝青煙產(chǎn)生的根源，
介紹了自主設計的瀝青成型新工藝，通過改進瀝青放料器、增加回流裝置、改進輸送管道、增設輸送泵等措施，一
方面縮短了瀝青在空氣中的停留時間，另一方面，在成型前冷卻降溫，使其能夠在水中快速成型，從根源上限制
了瀝青煙的產(chǎn)生，解決了瀝青煙對環(huán)境的污染。
關鍵詞改質(zhì)瀝青，成型，煙氣，技術改造，環(huán)保
文章編號：1005—9598(2015)一06—0065—03 中圖分類號：TQ522 文獻標識碼：B
河北鋼鐵集團宣鋼公司焦化廠擁有JN60—82型、
JN43—804型、JN60—6型焦爐各兩座及與其配套的化
產(chǎn)回收、焦油加工裝置，生產(chǎn)能力為焦炭260萬t／a，
焦油加工能力15萬t／a，主要產(chǎn)品有焦炭、焦爐煤
氣、煤焦油、硫酸銨、輕苯、瀝青、工業(yè)萘等。在瀝青生
產(chǎn)過程中，受現(xiàn)有工藝影響，會產(chǎn)生大量的煙氣，不僅
污染了大氣，還對職工身心健康造成威脅。在改質(zhì)瀝青
生產(chǎn)過程中，瀝青煙中的致癌物苯并芘是大氣的主要
污染物，在瀝青中的質(zhì)量分數(shù)為0．11％～0．84％c ，在瀝
青煙中的質(zhì)量濃度為1．3 mg／m3~2．0 mg／m。。工作環(huán)境
惡劣，瀝青煙氣污染問題一直是焦油加工行業(yè)的老大
難問題。為了減少瀝青煙的污染，改善工作環(huán)境，宣鋼
公司焦化廠從瀝青成型設備及流程方面分別作了探
索性工作，比如在成型放料處增設吸煙罩，通過收集
瀝青煙，然后再利用洗油凈化吸收等措施，對環(huán)境的
治理起到了一定作用，可供同類企業(yè)參考。
1 改造前改質(zhì)瀝青生產(chǎn)工藝流程
在焦油加工工藝中。改質(zhì)瀝青生產(chǎn)以焦油蒸餾中
二蒸發(fā)器底部餾出殘渣為原料，利用串聯(lián)的兩個反應
釜，在390℃ ～410℃ 下經(jīng)熱聚合，將其中的輕餾分蒸
出閃蒸油產(chǎn)品，剩余部分排出釜后，經(jīng)冷卻成型，形成
固體狀態(tài)的改質(zhì)瀝青。改造前改質(zhì)瀝青生產(chǎn)工藝流程
示意圖(圖中虛線表示非固定設備)見圖1。
圖1 改造前改質(zhì)瀝青生產(chǎn)工藝流程示意圖
2 改質(zhì)瀝青生產(chǎn)中存在的不足
由于改質(zhì)瀝青具有軟化點高、黏度大、易堵塞管
道等特性，改質(zhì)瀝青成型操作需在高溫狀態(tài)下進行，
導致含有大量3、4一苯并芘等致癌物的瀝青煙氣溢
散。通過對瀝青生產(chǎn)及成型過程的分析，發(fā)現(xiàn)瀝青煙
的產(chǎn)生有兩個必須的條件：一是瀝青的溫度，溫度越
高，產(chǎn)生的瀝青煙就越多，反之則越少；二是在空氣中
的停留時間，停留時問越長，產(chǎn)生的瀝青煙就越多，反
之則越少?，F(xiàn)有工藝生產(chǎn)中，成型時瀝青溫度為230
℃～270℃ ，且放料器出口距離水面約有1 m高，可以
看到瀝青成型時，不僅溫度高，而且在空氣中停留
的時間較長，因此，改質(zhì)瀝青成型時，會產(chǎn)生大量的瀝
青煙。
收稿日期：2015～07—23
作者簡介：王躍欣(1980一)，男，河北保定，工程師，學士，2005年畢業(yè)于河北理工學院煤化工專業(yè)，現(xiàn)從事煉焦工藝技術
方面工作，E-mai1：99775619@qq．COm。
66 煤化工 2015年第6期
由于改質(zhì)瀝青成品裝車區(qū)域設有火車鐵路經(jīng)過，
經(jīng)常會因火車經(jīng)過而停止瀝青的成型和裝車作業(yè)，造
成生產(chǎn)的中斷，嚴重時會造成管道堵塞等危害。
3 改質(zhì)瀝青成型新工藝流程的設計與應用
3．1 新工藝流程的設計
為了減少瀝青煙氣的產(chǎn)生，重新設計了改質(zhì)瀝青
成型部分的工藝流程，即在瀝青高置槽后，增設過濾
罐、齒輪泵、冷卻器，將高置槽內(nèi)250℃左右的瀝青經(jīng)
過濾罐，由齒輪泵送入冷卻器，進一步降溫至150℃
左右，從冷卻器出來的瀝青一部分打回流進高置槽，
控制高置槽液位與溫度，其余部分直接進入放料器進
行放料，并且根據(jù)伯努利方程，進行了工藝計算l2]。改
造后改質(zhì)瀝青成型工藝流程示于圖2。
圖2 改造后改質(zhì)瀝青成型工藝流程示意圖
3．2 新工藝系統(tǒng)中對瀝青放料器的改進
為了減少瀝青在空氣中的暴露時間，將原有的敞
口放料器改為密閉式放料器，改造后密閉放料器結(jié)構(gòu)
示意圖見圖3。為了保證放料量及放料壓力穩(wěn)定，結(jié)
合實際生產(chǎn)情況，對不同直徑放料嘴的放料器進行了
試驗，結(jié)果列于表1。由表1可以看出，放料嘴直徑為
8 mfi最為理想，既可以保證瀝青良好的冷卻效果，又
可以滿足生產(chǎn)產(chǎn)量的需求。將放料孔直徑設計為8
mm，每個放料器設計了兩組放料孔，一組為1O個孔，
另一組為8個孔，在實際生產(chǎn)中根據(jù)加工量，通過旋
塞截門進行轉(zhuǎn)換，不僅使放料量大小調(diào)節(jié)方便，而且
確保了放料壓力。同時，為了便于檢修，放料器與管道
采用法蘭連接，拆裝方便，實現(xiàn)了生產(chǎn)、檢修同時進
行，互不影響。
圖3 改造后瀝青放料器結(jié)構(gòu)示意圖
3．3 新工藝系統(tǒng)中增加回流裝置，優(yōu)化放料方式
宣鋼公司焦化廠改質(zhì)瀝青運輸方式原設計采用
汽車、火車混合運輸，現(xiàn)在由于僅供本廠使用，只采用
表1 放料器不同孔徑放料嘴的試驗效果
放料效果
瀝青柱細，入水速度快，壓力大，入水深度
6 大，但放料量小，有時會堵塞放料孔，入水后
冷卻效果好，放料時無瀝青煙產(chǎn)生
8
瀝青柱粗細均勻，入水速度適中，入水后能
夠及時冷卻，放料時無瀝青煙產(chǎn)生
瀝青柱粗大，入水速度慢，壓力小，入水深度
1O 淺，入水后冷卻效果較差，經(jīng)常有大片瀝青
黏連，并堵塞鏈板機，放料時有瀝青煙產(chǎn)生
汽車運輸，由于汽車放料位置橫跨鐵路，當有火車經(jīng)
過時，放料器不得不停止放料，進行調(diào)車作業(yè)。由于改
質(zhì)瀝青的特性，一旦停止放料，瀝青放料系統(tǒng)就必須
按停工程序進行管道清掃，火車經(jīng)過后，又需按開T
程序進行開工。這樣不但增加了勞動強度，也影響了
瀝青的正常生產(chǎn)秩序。為了減輕勞動強度，確保生產(chǎn)
秩序的穩(wěn)定，在汽化冷卻器后，增設了回流管，當有火
車經(jīng)過時，關閉放料閥門，瀝青全部打回流至高置槽，
調(diào)火車工作完成后，立刻關小回流，打開放料截門，進
行正常放料，避免了因瀝青停止成型裝車，造成系統(tǒng)
整體停工，使影響瀝青放料的時間減少到最短，同時
還可以起到調(diào)節(jié)瀝青高置槽內(nèi)溫度的作用。
3．4 新工藝系統(tǒng)中對輸送管道的改進
宣鋼公司焦化廠焦油蒸餾設計能力最大焦油加
工量20 t／h，瀝青產(chǎn)率按60％計算，瀝青最大放料量
為12 t／h；通過查閱《化工原理》 中“液體在管道中
常見流速范圍”，高黏度液體流速“在0．5 m／s～1．0
m／s，瀝青黏度比較大，選擇0．8 m／s；原料軟化點
為113℃的改質(zhì)瀝青加熱到165℃時，密度為1．33×
1 000 kg／m。。為滿足正常生產(chǎn)物料輸送要求，對管道
內(nèi)管徑的計算按式(1)進行：
由W=u×7r×(D／2) (1)
式中： — — 液體流量，kg／h；
M — — 液體流速，m／s；
p——液體密度，kg／m3；
D— — 管道內(nèi)直徑，mm。
將數(shù)據(jù)代人公式(1)：
l2× 1 000／3 600=0．8×3．14× (D／2) × 1．33×
1 000
得：D=0．063 2 m=63．2 Illll
由于瀝青腐蝕性比較強，同時考慮增加50％回流量
需要，所以管道選擇了~89 mm×4．5 mm的不銹鋼管道。

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