專利名稱：焦炭鼓排料系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種焦炭鼓，尤其是一種焦炭鼓排料系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在傳統(tǒng)的延遲焦化工藝中，石油殘?jiān)诟邷叵滤腿胍粋€(gè)稱為焦炭鼓的大型鋼鐵容器中，并在此進(jìn)行熱裂化而形成焦炭。當(dāng)焦炭鼓充滿焦炭時(shí)，鼓中要注入蒸汽，然后用水冷卻。隨后，在一個(gè)稱為“去頭(unheading)”的工藝中除去鼓的頂蓋和底蓋。盡管鼓底是敞口的，但是焦炭仍常常留在鼓內(nèi)，直到將其切割(cut)。在切割時(shí)，焦炭會(huì)從敞開(kāi)的鼓底掉出，并落入一根斜管或其他管子中，因此它可能要運(yùn)輸和進(jìn)一步處理。
如上所述，傳統(tǒng)的焦化工藝需要將焦炭鼓去頭。由于焦炭鼓內(nèi)肯定包含嚴(yán)酷的高溫氣氛，因此通常用幾十個(gè)螺栓將底蓋緊固到焦炭鼓上，而松開(kāi)這些螺栓常常要靠手工。因此，去頭通常是一項(xiàng)勞動(dòng)密集型的繁重工作。
傳統(tǒng)去頭工藝的另一個(gè)缺點(diǎn)是難于用在炭丸(shot coke)生產(chǎn)中。炭丸是獨(dú)特的，因?yàn)樵谌ヮ^期間和去頭之后，它不會(huì)總是留在鼓內(nèi)。因此，底蓋一移開(kāi)，焦炭就會(huì)從鼓中涌出。另外，炭丸會(huì)留在底蓋上，為底蓋增加巨大的載荷，從而使底蓋的受控移開(kāi)變得困難。
設(shè)計(jì)用來(lái)緩解焦炭鼓去頭難題的裝置的例子可見(jiàn)Utterback的美國(guó)專利US2318131和Geller的美國(guó)專利US2702269。Utterback和Geller都公開(kāi)了無(wú)需去頭的連續(xù)工藝。
Utterback給出了一種噴射焦化工藝，其中噴射的焦化材料形成在腔室1內(nèi)，并通過(guò)管2落到盛有油的容器3內(nèi)。固態(tài)的噴射焦化材料懸浮在油中，所形成的混合物由泵6泵送到分離器8和9內(nèi)，在這里用篩子收集焦炭。油被壓出分離器8和9，收集到的焦炭用蒸汽部分干燥。然后通過(guò)排料管道24除去焦炭，給出的排料管道24包含有一個(gè)閥門(mén)。油又通過(guò)帶有閥門(mén)的管道11回到容器3，或通過(guò)帶有閥門(mén)的管道23回到上游槽16。
盡管Utterback緩解了去頭問(wèn)題，但它仍有缺陷。例如，利用焦炭鼓1無(wú)法生產(chǎn)出“準(zhǔn)備好運(yùn)輸(ready-to-transport)”的焦炭，Utterback還需要額外的部件(例如盛滿油的容器、泵和分離器)來(lái)處理焦炭，從而為運(yùn)輸做好準(zhǔn)備。相比之下，間歇過(guò)程生產(chǎn)的焦炭從焦炭鼓出來(lái)之后可直接運(yùn)輸。
Geller也公開(kāi)了一種連續(xù)的焦化工藝。按Geller的方法，待焦化的進(jìn)料通過(guò)管子2并通過(guò)垂直向上的噴嘴3輸送到煉焦室1內(nèi)。焦炭落在出口支管21上，并利用蝸桿22從容器的底部排出，蝸桿22與氣體通道之間形成自密封。
盡管Geller的連續(xù)工藝不需要去頭，但它至少有兩個(gè)缺點(diǎn)。第一，離鼓的焦炭溫度太高，因此當(dāng)其與空氣接觸時(shí)會(huì)燃燒，因此需要額外的部件在缺氧環(huán)境中冷卻焦炭。第二，焦炭鼓需要一個(gè)外殼以加熱鼓壁，這牽涉到增加安裝和制造成本。
正如Utterback法和Geller法的缺陷所指出的那樣，生產(chǎn)焦炭的連續(xù)工藝不總是能令人滿意。因此，需要一種裝置以從間歇式焦炭鼓中排出焦炭，但又沒(méi)有傳統(tǒng)的間歇式焦炭鼓的缺陷，即每次排焦炭時(shí)都要將焦炭鼓去頭。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為焦炭鼓提供了一根排料管，從而滿足了現(xiàn)有技術(shù)的上述需求，該排料管具有一個(gè)球閥。根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，切割后的焦炭可以通過(guò)打開(kāi)的球閥向下進(jìn)入排料管，從而從焦炭鼓中除去，且焦炭鼓的底蓋不需要被去頭。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，一種裝置包括用于煉焦的焦炭鼓、安裝在焦炭鼓底部附近的閥門(mén)、以及用于從焦炭鼓中除去焦炭的排料管。排料管連接到閥門(mén)上，因此當(dāng)閥門(mén)打開(kāi)時(shí)，焦炭可以通過(guò)排料管排出。
根據(jù)另一方面，該裝置包括安裝在上述閥門(mén)下方的另一個(gè)閥門(mén)，因此如果上述閥門(mén)泄露，另一個(gè)閥門(mén)會(huì)容納焦炭鼓的內(nèi)容物。
根據(jù)本發(fā)明的又一方面，一個(gè)壓力高于上述閥門(mén)的上游壓力的蒸汽供應(yīng)被連接到該閥門(mén)上。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，該裝置包括一根用于向焦炭鼓進(jìn)料或從焦炭鼓中排料的側(cè)管。因此，當(dāng)所述閥門(mén)關(guān)閉時(shí)，可以通過(guò)所述側(cè)管進(jìn)料或排水。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，所述排料管被連接到所述閥門(mén)上，所述閥門(mén)連接到焦炭鼓上，因此焦炭鼓的底部和排料管的近端之間沒(méi)有間隙形成。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一個(gè)用于從焦炭鼓中除去焦炭的封閉的焦炭鼓排料系統(tǒng)包括一根安裝在焦炭鼓下方的排料管，以及一個(gè)連接排料管和焦炭鼓的球閥。正在排出焦炭鼓的焦炭是封閉的，直到其排出排料管。
根據(jù)本發(fā)明的又一方面，焦炭鼓的排料系統(tǒng)包括一個(gè)焦炭鼓、一根向焦炭鼓輸送石油的側(cè)管、從焦炭鼓中導(dǎo)出焦炭的導(dǎo)出裝置、以及將焦炭密封在焦炭鼓內(nèi)的密封裝置。


該圖是焦炭鼓的排料系統(tǒng)的優(yōu)選實(shí)施例的側(cè)視圖。
具體實(shí)施例方式
該圖給出了焦炭鼓2的排料系統(tǒng)1，該系統(tǒng)減少了焦炭鼓2的底部法蘭3需要去頭的頻率。排料系統(tǒng)l一般包括一個(gè)球閥6和一根排料管10。
排料系統(tǒng)1例如可用于使石油之類的烴類物質(zhì)焦化。該系統(tǒng)包括一根側(cè)管4，用于從焦炭鼓2中排水、供應(yīng)蒸汽或輸送石油。側(cè)管4最好連接到漏斗(funnel)5上，漏斗5本身又連接到焦炭鼓2的底部。漏斗5可以永久性連接到焦炭鼓2上，或用螺栓固定，或用液壓裝置(例如Malsbury的美國(guó)專利US6223925公開(kāi)的液壓裝置)可拆卸地連接。
側(cè)管4和漏斗5之下是球閥6，球閥6上最好還連接有一個(gè)蒸汽供應(yīng)裝置8。球閥6最好是傳統(tǒng)的雙閥座(double-seat)全口(full-port)球閥。盡管圖中給出了一種球閥，但也可以采用其他類型的球閥，這沒(méi)有超出本發(fā)明的范圍。
連接到球閥6上的蒸汽供應(yīng)裝置8供應(yīng)的蒸汽的壓力最好高于球閥6上游的壓力，這樣如果球閥6座泄露，就不會(huì)出故障。這樣，萬(wàn)一球閥6泄露，蒸汽會(huì)噴射到焦炭鼓2內(nèi)，焦炭鼓2內(nèi)的高壓內(nèi)容物就不會(huì)噴射到環(huán)境中。向球閥提供蒸汽供應(yīng)的裝置見(jiàn)Malsbury的美國(guó)專利US5417811，該文被并入此處以作參考。
球閥6下方是排料管10，它最好有一個(gè)斜段12。當(dāng)然，普通技術(shù)人員可以理解斜段不是必須的，這取決于焦炭鼓2和料車(未給出)的位置，料車收集并運(yùn)送焦炭。無(wú)論如何，排料管10可以是敞口的斜槽、大直徑的管子或適于輸送焦炭的其他任何管道。排料管10最好是大直徑的管子。
斜段12最好用焊接材料覆蓋，這在現(xiàn)有技術(shù)中是已知的。覆蓋能抵抗彎曲處的腐蝕，并且能延長(zhǎng)排料管10的壽命。
從圖中可以看出，從焦炭鼓2的底部到排料管10的近端沒(méi)有間隙。該方案允許排料系統(tǒng)1用于生產(chǎn)例如炭丸，由于沒(méi)有焦炭涌出部分敞開(kāi)的蓋的危險(xiǎn)。當(dāng)然，間隙也可以形成在排料系統(tǒng)1中——如果這么做方便的話，但與傳統(tǒng)的系統(tǒng)(必須有間隙以允許去頭)不同，這不是必須的。
排料系統(tǒng)1最好包括第二閥門(mén)14。如果球閥6出現(xiàn)故障，第二閥門(mén)14可以包含焦炭鼓2的內(nèi)容物。第二閥門(mén)14可以是任何合適的結(jié)構(gòu)，包括閘閥、滑動(dòng)閘門(mén)(slide gate)或自堵站(auto-blinding station)。
球閥6和第二閥門(mén)14的操作可以是自動(dòng)的。自動(dòng)控制系統(tǒng)包括一個(gè)聯(lián)鎖裝置，該裝置可防止疏忽操作，或者防止球閥6或第二閥門(mén)14關(guān)閉。
焦炭排料系統(tǒng)1的可能的操作如下。在球閥6關(guān)閉的同時(shí)，通過(guò)側(cè)管4向焦炭鼓2輸送原料(例如石油)。當(dāng)焦炭鼓2滿時(shí)，進(jìn)料停止；為了除去焦炭鼓2內(nèi)有價(jià)值的蒸汽(vapor)，通過(guò)側(cè)管4注入水蒸汽(steam)。一旦除去蒸汽，就按照淬火步驟通過(guò)側(cè)管4向焦炭鼓2內(nèi)引入水，直到水達(dá)到焦炭鼓2的頂部。隨后，球閥6和第二閥門(mén)14(如果有)打開(kāi)，排出淬火水，并用高壓水切割器(water cutter)(例如Malsbury的美國(guó)專利US5417811所公開(kāi)的那種切割器)切割焦炭鼓2內(nèi)的焦炭。切割后的焦炭從焦炭鼓2的內(nèi)壁上脫落，來(lái)自切割器的焦炭和水落到漏斗5內(nèi)，并排出排料管10。在此收集并運(yùn)輸焦炭。
綜上所述，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)，即每次從塔中除去焦炭時(shí)都無(wú)需去頭。相反，一個(gè)單球閥(single ball valve)是打開(kāi)的，允許焦炭落到排料管中。另外，該裝置可以具有如下結(jié)構(gòu)，即焦炭鼓的底部和排料管之間沒(méi)有間隙。這樣的方案允許該裝置用于生產(chǎn)炭丸。
上面通過(guò)目前認(rèn)為的優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作了說(shuō)明，但應(yīng)該理解，本發(fā)明不局限于所公開(kāi)的實(shí)施例。相反，正如上面舉例所述的那樣，本發(fā)明意在覆蓋包括在后附的權(quán)利要求書(shū)的思想和范圍內(nèi)的各種改進(jìn)和等價(jià)方案。因此，下面的權(quán)利要求書(shū)的范圍意在與最寬的合理的解釋相一致，從而包括所有的改進(jìn)和等價(jià)結(jié)構(gòu)和功能。
權(quán)利要求
1.一種裝置包括一個(gè)用于使烴類物質(zhì)焦化的焦炭鼓；一個(gè)安裝在所述焦炭鼓底部附近的閥門(mén)；以及一個(gè)用于從所述焦炭鼓中除去焦炭的排料管，其特征在于所述排料管連接到所述閥門(mén)上，因此當(dāng)所述閥門(mén)打開(kāi)時(shí)，焦炭可以通過(guò)所述排料管排出。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述排料管包括一個(gè)斜的彎曲部分。
3.如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于所述斜的部分被覆蓋。
4.如權(quán)利要求1所述的裝置，還包括安裝在所述閥門(mén)下方的另一個(gè)閥門(mén)，因此如果所述閥門(mén)泄露，所述的另一個(gè)閥門(mén)會(huì)容納所述焦炭鼓的內(nèi)容物。
5.如權(quán)利要求1所述的裝置，還包括一個(gè)連接到所述焦炭鼓上的蒸汽供應(yīng)的裝置，如此配置可使所述閥門(mén)不出故障。
6.如權(quán)利要求1所述的裝置，還包括一個(gè)連接到所述閥門(mén)上的蒸汽供應(yīng)裝置，其壓力高于所述閥門(mén)上游的壓力。
7.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述排料管是一根管子。
8.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述排料管是一個(gè)具有敞開(kāi)頂部的斜槽。
9.如權(quán)利要求1所述的裝置，還包括一根側(cè)管，用于向所述焦炭鼓進(jìn)料或從焦炭鼓中排料，當(dāng)所述閥門(mén)關(guān)閉時(shí)，烴類物質(zhì)可以通過(guò)所述側(cè)管進(jìn)料。
10.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述排料管連接到所述閥門(mén)上，而所述閥門(mén)又連接到所述焦炭鼓上，因此所述焦炭鼓的底部和所述排料管的近端之間沒(méi)有間隙形成。
11.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述所述閥門(mén)是球閥。
12.一種用于從焦炭鼓中排出焦炭的封閉系統(tǒng)，包括一根安裝在焦炭鼓下方的排料管；以及一個(gè)連接所述排料管和焦炭鼓的球閥，其特征在于排出焦炭鼓的焦炭在排出所述排料管之前是封閉的。
13.一種用于焦炭鼓的排料系統(tǒng)，包括一個(gè)焦炭鼓；一根向所述焦炭鼓輸送石油的側(cè)管；從所述焦炭鼓中導(dǎo)出焦炭的導(dǎo)出裝置；以及將焦炭密封在所述焦炭鼓內(nèi)的密封裝置。
14.如權(quán)利要求13所述的排料系統(tǒng)，其特征在于所述導(dǎo)出裝置包括一根管子。
15.如權(quán)利要求13所述的排料系統(tǒng)，其特征在于所述導(dǎo)出裝置包括一根管子和一個(gè)斜的彎曲部分。
16.如權(quán)利要求13所述的排料系統(tǒng)，其特征在于所述密封裝置包括球閥。
17.如權(quán)利要求13所述的排料系統(tǒng)，還包括一個(gè)連接到所述密封裝置上的蒸汽供應(yīng)裝置，用于向所述焦炭鼓供應(yīng)蒸汽。
全文摘要
一種裝置包括用于使烴類物質(zhì)焦化的焦炭鼓、安裝在焦炭鼓底部附近的閥門(mén)、以及用于從焦炭鼓中除去焦炭的排料管，其中排料管連接到閥門(mén)上，因此當(dāng)閥門(mén)打開(kāi)時(shí)，焦炭可以通過(guò)排料管排出。
文檔編號(hào)C10B33/12GK1604954SQ02825223
公開(kāi)日2005年4月6日 申請(qǐng)日期2002年11月6日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月9日
發(fā)明者艾倫·S·馬爾斯布里 申請(qǐng)人:福斯特·惠勒美國(guó)公司