一种精蒸馏残渣预处理方法以及精蒸馏残渣成型系统与流程

1.本发明涉及精蒸馏残渣处理设备及方法领域，尤其涉及一种精蒸馏残渣预处理方法以及精蒸馏残渣成型系统。


背景技术：

2.精蒸馏残渣是从精炼、蒸馏和任何热解处理中产生的废焦油状残留物，包括煤气生产过程中产生的焦油渣、原油蒸馏过程中产生的焦油残余物、原油精制过程中产生的沥青状焦油及酸焦油、化学品生产过程中产生的蒸馏残渣和蒸馏釜底物、化学品原料生产的热解过程中产生生的焦油状残余物、被工业生产过程中产生的焦油或蒸馏残余物所污染的土壤、盛装过焦油状残余物的包装和容器等。
3.随着工业的快速发展，工业生产过程中产生的危险物日益增多。焦化工艺中，生成的精蒸馏残渣和焦炭的比例为0.3％左右，2012年全国焦炭的产量高达4.5亿吨，精蒸馏残渣达到135万吨，该残渣属于hw11类危险废弃物，被处置领域内称为“黑胶黏”，是一种最难处置的危险废物。
4.精蒸馏残渣在常温时的状态有液态、半固态、固态三种，其中固体精蒸馏残渣占一小半。它的物理形态随环境温度的变化而变化，在前期处置此类危险废弃物时没有随着环境温度固化的，可以通过配伍搅拌过后利用现有设备均匀的送到水泥窑内进行了安全处置。液态和半固态的精蒸馏残渣进行焚烧处理时，因其流动性好便于入焚烧炉或者焚烧窑进行焚烧。但大量的常温固态的精蒸馏残渣，现有设备根本无法处置，固态的精蒸馏残渣特别黏，无法将其和包装分离开，导致大量精蒸馏残渣无法处置，造成大量库存。精蒸馏残渣易燃、有毒的特性造成了较高的安全风险和环境风险的隐患。
5.固态的精蒸馏残渣，常用处理办法一是人工破碎，即破开包装物，减小精蒸馏残渣的体积，然后进行人工投料入焚烧系统焚烧。该处理办法工作效率低，安全隐患大，投料焚烧不稳定。常用处理办法二是采用破碎机破碎，具体的可参见申请公布号为cn113649145a，名称为“一种强粘性精馏残渣破碎造粒装置及工艺”的中国发明专利申请公开的破碎机的结构和处理方法。固态的精蒸馏残渣连同包装物(吨袋/桶)不做分离处理，一起进入破碎机内进行破碎，从而达到将固态的精蒸馏残渣由大粒径物料变成小粒径物料。只有粒径符合窑炉投入口大小要求的，才能进行投料焚烧或者无害化处理。由于固态的精蒸馏残渣的性质，很多是易燃易爆类的化学品，因此在其破碎过程中要求加入氮气保护系统，确保不会因为破碎中产生的火花引爆这些化学品。氮气保护是通过将密闭的破碎空间内的空气强制排出，用氮气填充空间，降低空间内气体里的氧气含量，使在低含量，保证可燃气体不发生爆炸。该系统产能小能耗高，氮气消耗量大，因为精蒸馏残渣降温后变成固态破碎机容易堵塞，系统占地面积大。


技术实现要素：

6.为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种精蒸馏残渣预处理方法以及精蒸
馏残渣成型系统，该预处理方法和成型系统实现了精蒸馏残渣成型过程的自动化，能够连续稳定对精蒸馏残渣进行预处理。
7.为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
8.一种精蒸馏残渣预处理方法，在精蒸馏残渣投入焚烧窑炉前进行，包括如下步骤：
9.s1、加热固体的精蒸馏残渣，使固体的精蒸馏残渣变成液态的精蒸馏残渣；
10.s2、将液态的精蒸馏残渣与防粘剂边加热边进行初次混合，防粘剂由粒径≤5mm的小颗粒且不与精蒸馏残渣产生化学反应的物料组成；
11.s3、将精蒸馏残渣与防粘剂的初次混合物料进行二次混合；
12.s4、将二次混合后的混合物料边粉碎边进行三次混合，与此同时，进行初步冷却并将三次混合物料挤压成棒状物料；
13.s5、急速冷却棒状物料，并低温保持棒状物料直至送入焚烧窑炉中。
14.一种精蒸馏残渣成型系统，包括：
15.对液态的精蒸馏残渣和防粘剂边加热边进行初次混合并输送的混料器；
16.位于混料器的下方的对精蒸馏残渣与防粘剂的初次混合物料进行二次混合并输送的双轴螺旋输送机；
17.与双轴螺旋输送机的出料口连通的精蒸馏残渣成型机，精蒸馏残渣成型机的成型筒内部横向设置一主轴，主轴采用变径变螺距的螺杆，螺杆头段为由头端往尾端直径逐渐缩小的锥形状，螺杆尾段直径大小相同，螺杆的螺距是由头端往尾端由大到小的渐进，成型筒的筒体内部设置有循环水管，循环水管内通循环冷却水，成型筒的筒体上布置有多个铰刀，各铰刀螺纹连接在成型筒的筒体上，螺杆的螺旋叶片上开设有与铰刀配合的让位槽，铰刀伸入至螺杆的螺旋叶片的让位槽中，主轴由带减速器的主轴驱动电机驱动转动，成型筒尾端设置有出料通孔，精蒸馏残渣成型机将二次混合后的混合物料边粉碎边进行三次混合、初步冷却并将三次混合物料通过出料通孔挤压成棒状物料；
18.以及与精蒸馏残渣成型机出料口连通的急速冷却棒状物料的急冷室。
19.进一步的，所述混料器的混料筒为双层结构，混料筒的外壁为加热层，混料筒的内壁为耐磨板或者不锈钢板，混料筒一侧顶部分别与精蒸馏残渣进料斗和防粘剂进料斗连接并连通，混料筒内部横向布置一混料轴，混料轴由设置在混料筒外侧的混料轴驱动电机驱动转动，混料轴上设置有正向推料和反向推料的搅拌桨，混料筒另一侧底部设置有出料口。
20.进一步的，所述混料筒上设置有若干功能接口。
21.进一步的，所述双轴螺旋输送机一侧顶部的进料口通过管道与混料器的出料口连接并连通，双轴螺旋输送机的出料口与精蒸馏残渣成型机的进料口连通。
22.进一步的，所述成型筒的尾段为双层结构，其中内层采用耐磨板或者不锈钢板，循环水管在成型筒头尾端之间呈s形贴附固定在成型筒的双层结构之间，成型筒尾段的筒体上沿成型筒的轴向和径向均匀布置有多个铰刀。
23.进一步的，所述成型筒的头端和尾端均通过端盖封闭，成型筒头端和尾端的端盖中部位置均安装有轴承件，主轴两端转动安装在头尾两端的轴承件上，尾端的端盖在尾端轴承件的外周开设多个出料通孔。
24.进一步的，所述急冷室整体为密封结构，急冷室上设置有多个冷风接口，急冷室与精蒸馏残渣成型机尾端的出料通孔的连接处设置有冷风出口。
25.一种使用上述的精蒸馏残渣成型系统对精蒸馏残渣进行预处理的方法，在精蒸馏残渣投入焚烧窑炉前进行，包括如下步骤：
26.s1、加热桶装的固体精蒸馏残渣，使固体的精蒸馏残渣变成液态的精蒸馏残渣。
27.s2、将液态的精蒸馏残渣和防粘剂投入混料筒内，混料筒的外壁加热层对液态的精蒸馏残渣进行加热使其保持液态的状态，启动混料轴驱动电机驱动混料轴转动，混料轴边将液态的精蒸馏残渣与防粘剂进行初次混合，边将初次混合后的精蒸馏残渣与防粘剂的混合物料从进料斗侧推至出料口侧；
28.s3、初次混合后的精蒸馏残渣与防粘剂的混合物料通过混料筒的出料口进入双轴螺旋输送机中，双轴螺旋输送机对精蒸馏残渣与防粘剂的混合物料进行二次混合并输送；
29.s4、二次混合后的混合物料由双轴螺旋输送机输送至精蒸馏残渣成型机中，在精蒸馏残渣成型机的变径变螺距的螺杆和铰刀的作用下，将混合物料中的大颗粒物料进行粉碎，使其充分混合并压缩输送至出料侧，与此同时，向成型筒的循环水管通入温度为30℃～35℃的冷却水对三次混合物料进行初步冷却，使精蒸馏残渣由液态向固体转化，在转化过程中和防粘剂充分混合，在主轴的作用下压缩物料，通过出料通孔挤压成棒状物料出料；
30.s5、通过冷风接口向急冷室内通入15℃以下的冷风，冷风将从精蒸馏残渣成型机中出料的棒状物料进行快速冷却，然后冷风从急冷室与精蒸馏残渣成型机尾端的出料通孔的连接处设置有冷风出口排出；快速冷却的棒状物料储存在保持15℃以下的低温的急冷室内，直至输送设备输送至焚烧窑炉中。
31.进一步的，通过混料筒的功能接口接入氮气或二氧化碳等气体，并将废气通过功能接口中排放。
32.本发明具有如下有益效果：
33.精蒸馏残渣成型系统和预处理方法与人工处置以及破碎处置比较，精蒸馏残渣成型系统可以有效解决固态精蒸馏残渣预处理难的问题。该系统可使精蒸馏残渣焚烧系统实现自动化，连续稳定运行。精蒸馏残渣和防粘剂在混合过程中无火花产生，爆炸风险低。物料在成型机内是在低氧环境下破碎，无爆炸风险。因此该系统可实现连续安全稳定运行。
附图说明
34.图1为本发明的整体结构示意图；
35.图2为精蒸馏残渣成型机的正面结构示意图；
36.图3为精蒸馏残渣成型机的正面结构示意图；
37.图4为精蒸馏残渣成型机的内部结构示意图。
具体实施方式
38.以下结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明：
39.参见图1至图4，一种精蒸馏残渣成型系统，包括：
40.进料装置，所述进料装置包括一精蒸馏残渣进料斗11和一防粘剂进料斗12。桶装的固体精蒸馏残渣经过外置的加热设备加热变成高粘度的液态的精蒸馏残渣，优选加热温度为80℃～100℃，所述精蒸馏残渣进料斗11接收倾倒装置倾倒的液态的精蒸馏残渣。所述防粘剂进料斗12接收管道输送装置输送的防粘剂，防粘剂可由飞灰、污染土、煤粉或者沙土
等粉末状或者粒径≤5mm的小颗粒且不与精蒸馏残渣产生化学反应的物料组成。
41.混料器2，所述混料器2包括一横向布置的混料筒21，所述混料筒21为双层结构，所述混料筒21的外壁为加热层211，所述混料筒21的内壁为耐磨板或者是不锈钢板。所述混料筒21一侧顶部分别与所述的精蒸馏残渣进料斗11和防粘剂进料斗12连接并连通，液态的精蒸馏残渣和防粘剂分别通过精蒸馏残渣进料斗11和防粘剂进料斗12进入混料筒21内部，通过外壁加热层211的加热，使得混料筒21内部的精蒸馏残渣保持液态的状态，以便与防粘剂进行混合。所述混料筒21内部横向布置一混料轴22，所述混料轴22由设置在混料筒21外侧的混料轴驱动电机23驱动转动。所述混料轴22上设置有正向推料和反向推料的搅拌桨24，例如所述混料轴22上可设置正向45
°
角的正向推料搅拌桨24和反向45
°
角的反向推料搅拌桨24，使得精蒸馏残渣和防粘剂进行充分的混合。所述混料筒21另一侧底部设置有出料口。可选的，所述混料筒21上设置有若干功能接口，例如氮气进气口、二氧化碳灭火口或者废气排放口。
42.双轴螺旋输送机3，所述双轴螺旋输送机3位于混料器2的下方，所述双轴螺旋输送机3一侧顶部的进料口通过管道与混料器2的出料口连接并连通。通过混料器2混合基本均匀的物料进入双轴螺旋输送机3，通过双轴螺旋输送机3的两个螺旋轴的共同作用，对物料进行二次混合并输送。
43.精蒸馏残渣成型机4，所述精蒸馏残渣成型机4的横向布置的成型筒41固定在机架42上，所述成型筒41的头段顶部设置有与双轴螺旋输送机3出料口连通的进料口，所述成型筒41尾段为双层结构，其中内层采用耐磨板或者不锈钢板，外层采用碳钢制成。所述成型筒41内部横向设置一主轴43，所述主轴43采用变径变螺距的螺杆，位于成型筒41头段内的螺杆头段431为由头端往尾端直径逐渐缩小的锥形状，位于成型筒41尾段内的螺杆尾段432直径大小相同，所述螺杆的螺距是由头端往尾端由大到小的渐进，所述螺杆的螺旋叶片外侧贴近成型筒41的内壁设置。所述成型筒41尾段的内衬与外壁之间设置有循环水管44，所述循环水管44在成型筒41头尾端之间呈s形贴附固定在成型筒41内衬与外壁之间，所述循环水管44内通循环冷却水，冷却水的目的是将处于高温状态的混合物料进行冷却，让液态的精蒸馏残渣向固态演化，在演化过程中与防粘剂结合紧密。所述成型筒41尾段的筒体上沿成型筒41的轴向和径向均匀布置有多个铰刀45，各铰刀45螺纹连接在成型筒41的筒体上，可根据物料情况调节铰刀45的深入长度，对应各铰刀45的位置，所述螺杆的螺旋叶片上开设有让位槽，通过伸入至螺杆的螺旋叶片中的铰刀45的切割与不断旋转的螺杆的转动，使得破碎和混合更为充分。所述成型筒41的头端和尾端均通过端盖46封闭，所述成型筒41尾端的端盖46中部位置安装有尾端轴承件461，所述主轴43尾端转动安装在尾端轴承件461上，尾端端盖46在尾端轴承件461的外周开设有多个出料通孔462。所述成型筒41头端的端盖46中部位置安装有头端轴承件471，所述主轴43的头端转动安装在头端轴承件471上，所述主轴43位于成型筒41外部的延伸段433与带减速器的主轴驱动电机48连接，由主轴驱动电机48驱动主轴43转动。头尾两端的轴承件保证了主轴43前后同心，降低主轴43在工作中的震动以及偏心问题。
44.物料在精蒸馏残渣成型机4内，在主轴43的变径变螺距的螺旋叶片和铰刀45的作用下将物料内大颗粒物料进一步粉碎，使其更充分混合和压缩。与此同时成型筒41内的循环水管44接通温度在30℃～35℃的冷却水，对高温物料进行初步冷却，使精蒸馏残渣由液
态向固体转化，在转化过程中和防粘剂充分混合，在主轴43的作用下压缩物料，使物料均匀且紧实。然后通过出料通孔462挤压出去，混合物料呈现棒状。
45.急冷室5，所述急冷室5整体为密封结构并具有保温作用，所述急冷室5上设置有多个冷风接口，所述急冷室5与精蒸馏残渣成型机4尾端的出料通孔462的连接处设置有冷风出口，向急冷室5内通入冷风，优选15℃以下的冷风通过冷风将从精蒸馏残渣成型机4出料通孔462掉落至急冷室5内的物料进行快速冷却，高温的精蒸馏残渣混合物内的液态精蒸馏残渣快速凝固。因防粘剂和精蒸馏残渣结合紧密，物料掉落到急冷室5底部后不会粘接。所述急冷室5内始终保持低温，低温的设置是根据处置的精蒸馏残渣在实验室试验得到的固态温度，低温温度优选15℃以下。精蒸馏残渣和防粘剂成型的物料低温储存，通过其他输送设备快速的输送到焚烧窑炉内进行处理。
46.一种精蒸馏残渣预处理方法，在精蒸馏残渣投入焚烧窑炉前进行，包括如下步骤：
47.s1、加热桶装的固体精蒸馏残渣，使固体的精蒸馏残渣变成高粘度的液态的精蒸馏残渣。
48.s2、将液态的精蒸馏残渣与防粘剂边加热边进行初次混合。
49.防粘剂由飞灰、污染土、煤粉或者沙土等粉末状或者粒径≤5mm的小颗粒且不与精蒸馏残渣产生化学反应的物料组成，根据焚烧窑炉的要求以及精蒸馏残渣的种类进行具体的选择。
50.具体的，利用倾倒装置将液态的精蒸馏残渣通过精蒸馏残渣进料斗11倾倒入混料器2的混料筒21内，利用管道输送装置将防粘剂通过防粘剂进料斗12输送至混料器2的混料筒21内；混料筒21的外壁加热层211对液态的精蒸馏残渣进行加热使其保持液态的状态；启动混料轴驱动电机23驱动混料轴22转动，混料轴22边将液态的精蒸馏残渣与防粘剂进行混合，边将初次混合后的精蒸馏残渣与防粘剂的混合物料从进料斗侧推至出料口侧。
51.可选的，根据精蒸馏残渣的物料性质，选择性通过混料筒21的功能接口接入氮气和/或二氧化碳等气体，或者将废气通过功能接口中排放。
52.s3、将精蒸馏残渣与防粘剂的混合物料进行二次混合。
53.初次混合后的精蒸馏残渣与防粘剂的混合物料通过混料筒21的出料口通过管道依靠重力进入双轴螺旋输送机3中，双轴螺旋输送机3通过两个螺旋轴的共同作用，对精蒸馏残渣与防粘剂的混合物料进行二次混合并输送。
54.s4、将二次混合后的混合物料进行粉碎并三次混合，初步冷却的同时将三次混合物料挤压成棒状物料。
55.二次混合后的混合物料由双轴螺旋输送机3输送至精蒸馏残渣成型机4中，在精蒸馏残渣成型机4的变径变螺距的螺旋叶片和铰刀45的作用下，将混合物料中的大颗粒物料进行粉碎，使其充分混合和压缩并输送至出料侧，与此同时，向成型筒41的循环水管44通入温度为30℃～35℃的冷却水对三次混合物料进行初步冷却，使精蒸馏残渣由液态向固体转化，在转化过程中和防粘剂充分混合，在主轴43的作用下压缩物料，使物料均匀且紧实，然后通过出料通孔462挤压出去，三次混合物料挤压成棒状物料出料。
56.s5、急速冷却棒状物料，并保持棒状物料成固体棒状的温度直至送入焚烧窑炉中。
57.通过冷风接口向急冷室5内通入15℃以下的冷风，冷风将从精蒸馏残渣成型机4中出料的棒状物料进行快速冷却，然后冷风从急冷室5与精蒸馏残渣成型机4尾端的出料通孔
462的连接处设置有冷风出口排出。快速冷却的棒状物料储存在保持15℃以下的低温的急冷室5内，直至输送设备输送至焚烧窑炉中，在输送途中也保持15℃以下的低温。
58.以上所述仅为本发明的具体实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。