一种管道输送石油焦渣制浆系统及方法与流程

1.本发明属于固废尾矿管道输送工艺技术领域，具体是一种管道输送石油焦渣制浆系统及方法，可应用于粗颗粒石油焦渣管道输送项目。
技术背景
2.在石油炼制过程中，原油中的重金属大部分富集于石油焦中，通过石油焦制氢工艺进一步富集于石油焦制氢灰渣中，故石油焦制氢灰渣为危废产品，需妥善处置。在石油焦渣的储存和运输过程中存在比较大的难题，采用传统的汽车、皮带运输的方式会出现一定的环境污染风险，处理不当会对环境造成极大的损害。而传统的气力输送有着对湿度较高的渣料运输困难、输送不均匀、管道磨损重的缺点。
3.管道输浆是以水为载体，将矿物经过破碎、研磨制成一定粒度级配和浓度的合格浆体，通过管道进行输送的过程。浆体的管道输送技术是一种节能环保的技术，与传统的物料运送方式相比具有占地少、适应性强、无污染等诸多优点。但是管道输送存在比较高的要求，为了保证浆体管道安全、经济地运行，一方面要求所输送浆体具有良好的稳定性，以防止颗粒发沉降而堵塞管道，导致输送压力增大，影响系统安全运行，造成需要维修和经济损失等后果；同时要求所输送浆体的粘滞系数要小，以降低由于摩擦阻力而产生的能量损失，从而降低设备及管路的压力等级，降低系统造价；所以，管道输浆的过程中对于浆液的浓度、浆料的颗粒大小要求都比较高。由于管道输浆是近几年才开始研究的，目前并没有针对石油焦的管道输送进行研究，而传统管道输送经验无法满足石油焦渣管道输送的要求。为了达到环保要求，缓解市政道路通行压力，改善市容市貌，避免石油焦渣运输中产生粉尘和噪声，需要设计一种稳定、高效的制浆工艺，可以制备出满足管道输送要求的石油焦渣浆体，解决石油焦渣的管道运输问题。


技术实现要素：

4.本发明针对石油焦渣的管道运输的问题提供一种管道输送石油焦渣制浆系统及方法，可以制备出一种适用于管道输送的石油焦渣浆体，保证制备的石油焦渣浆体的连续、稳定运输，其流变特性满足管道输送的技术要求，可以有效解决石油焦渣传统汽车运输成本高、效率低、环境污染风险高的缺点，并且可以提高石油焦渣的回收效率，从而提高石油焦渣的利用效率。
5.为了达到上述技术目的，本发明提供了一种管道输送石油焦渣制浆系统，其特征在于：所述制浆装置包括粗石油焦渣入料皮带、粗焦渣缓存仓、定量给料机、螺旋输送机、球磨机、安全筛、缓存罐、储浆罐、加水系统和不合格浆料回收系统；
6.所述粗石油焦渣入料皮带位于粗焦渣缓存仓的上方，其出料口通向粗焦渣缓存仓的进料口，所述粗焦渣缓存仓位于定量给料机的上方，粗焦渣缓存仓底部的出料口与定量给料机的入料口连通，并在粗焦渣缓存仓的出料口处设有电动闸板；所述定量给料机的下料口与螺旋输送机的进料口连通，螺旋输送机的出料口与球磨机的进料口连接，所述球磨
机位于安全筛上方，球磨机的出料口通向安全筛的进料口，安全筛位于缓存罐的上方，安全筛的出料口与缓存罐的进料口连通，所述缓存罐与储浆罐通过输浆管道连通，并在输浆管道上设有第一离心泵；
7.所述加水系统包括工艺水池和安装在工艺水池内的第二离心泵，所述第二离心泵的出水端通过水管与螺旋输送机进料口连通，并在水管上设有第一电动闸阀以及第一流量计；
8.所述不合格浆料回收系统包括排水坑、渣浆泵和返浆罐，所述渣浆泵位于排水坑内，渣浆泵的出口端通过回收管与返浆罐的进料口连通，返浆罐的出料口通过第三离心泵和返浆管通向螺旋输送机的进料口，在返浆管上设有第二电动闸阀以及第二流量计。
9.本发明进一步的技术方案：所述缓存罐、储浆罐和返浆罐内均设有搅拌器，上部均设有液位计，下部均设有排渣口和密度计，且三个罐体的排渣口均通过排渣管通向排水坑，并在每个罐体的排渣口设有手动泄放阀。
10.本发明进一步技术方案：所述制浆系统设置有控制系统，所述控制系统与制浆系统信号连接，并通过plc控制器实现对制浆系统工艺过程自动反馈调节。
11.本发明较优的技术方案：所述不合格浆料回收系统还包括设置在球磨机的排渣口的浆料回收小车，所述浆料回收小车回收的粗渣运至粗石油焦渣入料皮带。
12.本发明较优的技术方案：所述粗焦渣缓存仓的出料口通过定量给料机入料溜槽与定量给料机的入料口连通，定量给料机的出料口通过定量给料机下料溜槽与螺旋输送机的进料口连通；所述球磨机的出料口通过磨机下料溜槽与安全筛的进料口连通。
13.本发明较优的技术方案：所述安全筛的孔径为1～3mm，在安全筛上设有激振器；
14.本发明较优的技术方案：所述第一离心泵、第二离心泵和定量给料机均设置变频电机，所述安全筛、粗石油焦渣入料皮带、螺旋输送机和球磨机均为电控设备，所述缓存罐、储浆罐和返浆罐内的搅拌器为电动搅拌器；控制系统内的plc控制器接收第一流量计、第二流量计和三个罐体上密度计、液位计的信号，并针对粗石油焦渣入料皮带、电动闸板、定量给料机、螺旋输送机、球磨机、安全筛、第一电动闸阀和第二电动闸阀进行自动控制。
15.本发明提供了一种管道输送石油焦渣浆体的制备方法，其特征在于所述制备方法采用上述管道输送石油焦渣浆体的制备系统进行制备，其具体步骤如下：
16.(1)首先，调节第一电动闸阀的开度，及第二离心泵的压力以稳定工艺水流量，同时，启动粗石油焦渣入料皮带，向粗焦渣缓冲仓中进行供料，此刻控制粗焦渣缓存仓出料口处的电动闸门处于关闭状态；
17.(2)待工艺水流量在螺旋输送机中稳定后，启动定量给料机，然后打开粗焦渣缓存仓的出料口处的电动闸门，控制粗石油焦渣的下料量，使粗石油焦渣与工艺水按质量比(30～35)：(65～70)的比例混合进入螺旋输送机中并在螺旋输送机混合形成石油焦渣浆料；
18.(3)待螺旋输送机中石油焦渣浆料流量稳定后，向螺旋输送机中掺入石油焦渣浆料总浆量10～15％的回收石油焦渣浆体并通过螺旋输送机进行混合搅拌；所述回收石油焦渣浆体来自于通过管道输送石油焦渣浆体的制备系统制浆过程中排出的不合格石油焦渣浆料；
19.(4)螺旋输送机中混合后的石油焦渣浆料进入球磨机，开启球磨机对石油焦渣浆料进行研磨，研磨后的石油焦渣浆料进入安全筛，通过安全筛排除浆料中粒度高于3mm的焦
渣颗粒，过筛后的浆料进入到缓存罐中；当缓存罐中浆料液位到达2/3时，开启其第一离心泵，将制备的石油焦渣浆料输送至储浆罐中得到石油焦渣重量浓度在30-35％，且浆体中颗粒粒度小于3mm，其中小于0.15mm 的浆料颗粒含量为85～90％的合格石油焦渣浆料。
20.本发明较优的技术方案：所述步骤(3)中不合格石油焦渣浆料，是通过不合格焦渣浆料回收系统回收至返浆罐内的不合格石油焦渣浆料，具体是通过控制第三离心泵的压力及第二电动闸阀的开度，控制不合格石油焦渣浆料掺入到螺旋输送机中的掺量。
21.本发明较优的技术方案：所述步骤(4)中通过缓存罐上的液位计及底部密度计对罐内石油焦渣浆体的液位及浓度进行实时检测，当浆体高度达到罐体总高度的1/3时，开启缓存罐内的搅拌器进行搅拌；并在石油焦渣浆料输送至储浆罐后，通过储浆罐下部的手动泄放阀对罐内浆体进行取样，确定浆体的粒度满足要求；并通过对工艺水量、粗焦渣下料量和不合格石油焦渣浆料返浆量的调节控制最终浆体的重量浓度在30-35％范围内。
22.本发明的有益效果：
23.(1)本发明制备的浆体具有均匀、稳定、不易沉降的特点，其流变特性满足管道输送的技术要求，有效的解决了石油焦渣传统汽车运输成本高、效率低、环境污染风险高的缺点，提高了石油焦渣的储运效率。
24.(2)本发明增加了不合格细渣浆回收系统，能够将回收的不合格浆体再次用于制备满足输送要求的浆体，从而提高了石油焦渣的回收效率；
25.(3)本发明可实现工艺自动控制，为闭路系统，不会对环境产生工业污染，安全高效；可根据管道输送要求实现制浆工艺的可调，有效的解决了石油焦渣的管道运输问题。
附图说明
26.图1为本发明的装置结构示意图；
27.图2是本发明的控制原理图。
28.图中：1-粗渣运输皮带；2-粗焦渣缓存仓；3-电动闸板；4-定量给料机入料溜槽；5-定量喂料机；6-定量给料机下料溜槽；7-螺旋输送机；8-球磨机；9-浆料回收小车；10-磨机下料溜槽；11-安全筛；12-激振器；13-缓存罐；14-搅拌器； 15-液位计；16-密度计；17-储浆罐；18-手动泄放阀；19-第一离心泵；20-集水坑；21-渣浆泵；22-返浆罐；23-第一电动闸阀；24-第一流量计；25-工艺水池； 26-控制系统，27-输浆管道；28-第二离心泵；29-水管；30-回收管；31-第三离心泵；32-和返浆管；33-第二电动闸阀；34第二流量计；35-排渣管。
具体实施方式
29.下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。附图1至图2均为实施例的附图，采用简化的方式绘制，仅用于清晰、简洁地说明本发明实施例的目的。以下对在附图中的展现的技术方案为本发明的实施例的具体方案，并非旨在限制要求保护的本发明的范围。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
30.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描
述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
31.在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“设置”、“连接”等术语应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
32.实施例中提供了一种管道输送石油焦渣制浆系统，如图1所示所述制浆装置包括粗石油焦渣入料皮带1、粗焦渣缓存仓2、定量给料机5、螺旋输送机7、球磨机8、安全筛11、缓存罐13、储浆罐17、加水系统和不合格浆料回收系统。所述粗石油焦渣入料皮带1位于粗焦渣缓存仓2的上方，其出料口通向粗焦渣缓存仓2的进料口，所述粗焦渣缓存仓2位于定量给料机5的上方，所述粗焦渣缓存仓2的出料口通过定量给料机入料溜槽4与定量给料机5的入料口连通，并在粗焦渣缓存仓2的出料口处设有电动闸板3，所述定量给料机5的出料口通过定量给料机下料溜槽6与螺旋输送机7的进料口连通，螺旋输送机7的出料口与球磨机8的进料口连接，所述球磨机8位于安全筛11上方，球磨机8的出料口通过磨机下料溜槽10与安全筛11的进料口连通，安全筛11位于缓存罐13 的上方，安全筛11的出料口与缓存罐13的进料口连通，所述缓存罐13与储浆罐17通过输浆管道27连通，并在输浆管道上设有第一离心泵19；所述安全筛 11的孔径为1～3mm，在安全筛11上设有激振器12。所述加水系统包括工艺水池25和安装在工艺水池25内的第二离心泵28，所述第二离心泵28的出水端通过水管29与螺旋输送机7进料口连通，并在水管29上设有第一电动闸阀23以及第一流量计24；所述不合格浆料回收系统包括排水坑20、渣浆泵21和返浆罐22，所述渣浆泵21位于排水坑20内，渣浆泵21的出口端通过回收管30与返浆罐22的进料口连通，返浆罐22的出料口通过第三离心泵31和返浆管32 通向螺旋输送机7的进料口，在返浆管32上设有第二电动闸阀33以及第二流量计34。所述不合格浆料回收系统还包括设置在球磨机8的排渣口的浆料回收小车9，所述浆料回收小车9回收的粗渣运至粗石油焦渣入料皮带1。所述缓存罐13、储浆罐17和返浆罐22内均设有搅拌器14，上部均设有液位计15，下部均设有排渣口和密度计16，且三个罐体的排渣口均通过排渣管35通向排水坑 20，并在每个罐体的排渣口设有手动泄放阀18。三个罐体上方设置液位计15、下部设置密度计16分别对罐体内石油焦渣浆体液位及浓度进行实时检测，罐体下部均设置手动泄放阀18用于排料及取样，泄放浆体排至集料坑20中；
33.实施例中的制浆系统设置有控制系统26，所述控制系统26与制浆系统信号连接，并通过plc控制器实现对制浆系统工艺过程自动反馈调节。所述第一离心泵19、第二离心泵28、第三离心泵31和定量给料机3均设置变频电机，所述安全筛11、粗石油焦渣入料皮带1、螺旋输送机7和球磨机8均为电控设备，所述缓存罐13、储浆罐17和返浆罐22内的搅拌器14为电动搅拌器；如图2所示，控制系统26内的plc控制器接收第一流量计24、第二流量计34和三个罐体上密度计16、液位计15的信号，并针对粗石油焦渣入料皮带1、电动闸板3、定量给料机5、螺旋输送机7、球磨机8、安全筛11、第一电动闸阀23、第二电动闸阀33进行自动控制。
34.下面结合实施例对本发明进行进一步说明：
35.实施例1：实施例1中所用原料为广东石化石油焦制氢装置产生石油焦废渣，原料
粒级分布如表所示：
36.原料粒度分布
[0037][0038][0039]
所用原料平均比重为2.335g/cm，哈氏可磨性为33；
[0040]
采用上述原料使用本发明中的石油焦渣浆体的制备系统进行处理制备成能够满足管道输送要求的石油焦渣浆体，其具体制备过程如下：
[0041]
(1)首先，调节第一电动闸阀23开度，及第二离心泵28的压力以稳定工艺水流量，同时，启动粗石油焦渣入料皮带1，向粗焦渣缓冲仓2中进行供料，此刻控制粗焦渣缓存仓2出料口处的电动闸门3处于关闭状态；
[0042]
(2)待工艺水流量在螺旋输送机7中稳定后，启动定量给料机5，然后打开粗焦渣缓存仓2的出料口处的电动闸门3，控制粗石油焦渣的下料量，使粗石油焦渣与工艺水按质量比(30～35)：(65～70)的比例混合进入螺旋输送机7中并在螺旋输送机7内混合形成石油焦渣浆料；
[0043]
(3)待螺旋输送机7中石油焦渣浆料流量稳定后，通过控制第三离心泵28 的压力及第二电动闸阀33的开度，控制不合格石油焦渣浆料掺入到螺旋输送机中，其掺入量为螺旋输送机内石油焦渣浆料总浆量的10～15％，并通过螺旋输送机进行混合搅拌；
[0044]
(4)螺旋输送机7中混合后的石油焦渣浆料进入球磨机8，开启球磨机8对石油焦渣浆料进行研磨，研磨后的石油焦渣浆料进入安全筛11，通过安全筛11 排除浆料中粒度高于3mm的焦渣颗粒，过筛后的浆料进入到缓存罐中，通过缓存罐13上不得液位计及底部密度计对罐内石油焦渣浆体的液位及浓度进行实时检测，当浆体高度达到罐体总高度的1/3时，开启缓存罐13内的搅拌器进行搅拌；当缓存罐13中浆料液位到达2/3时，开启其第一离心泵19，将制备的石油焦渣浆料输送至储浆罐17中，并通过对工艺水量、粗焦渣下料量和不合格石油焦渣浆料返浆量的调节控制最终浆体的重量浓度在30-35％范围内的合格石油焦渣浆料。
[0045]
通过储浆罐下部的手动泄放阀对罐内浆体进行取样，取样结果显示实施例 1中制备的合格石油焦渣浆料中浆体中颗粒粒度小于3mm，其中小于0.15mm的浆料颗粒含量为85
～90％；并对合格石油焦渣浆料进行检测，测定所制浆体浓度为30％，安息角为7.5
°
，滑移角为12
°
，根据工程经验，确定输送敷设角度小于6
°
。亦可满足管道输送要求。
[0046]
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的结构关系及原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。