專利名稱：一種瀝青成型方法及其系統裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種瀝青成型方法，特別涉及一種煤焦油加工過程中生產的液態中溫 瀝青或改質瀝青的固態成型方法。本發明還涉及實施該瀝青成型方法的系統裝置。
背景技術：
我國焦油瀝青(中溫瀝青或改質瀝青)的成型基本上采用上世紀50年代前蘇聯的 工藝，即高置槽出來的瀝青不經冷卻直接進入底部有若干篩孔的給料器(放料漏斗)， 瀝青從篩孔流出，流至浸于水中移動的鏈板輸送機上。由于給料器表面積大、瀝青溫 度高，大量瀝青煙氣揮發，即使有煙氣罩，由于要開蓋檢査或處理，仍有煙氣逸出。 在使用過程中瀝青溫度不能任意調節，瀝青溫度高時遇水產生氣泡，并結塊成泡沫狀 漂浮于冷卻水面，嚴重時粘于鏈板輸送機側壁不流動，需要靠人工清理(俗稱"撐船" 現象)。瀝青溫度低時又會出現瀝青管道、放料漏斗堵塞現象。放料過程中操作工幾乎 不能離開現場。由于給料器放出的瀝青大多中空并包裹水分，駁運過程中易碎，因此 比表面積大，易吸水，水分含量大多超過6% (國標要求^5。/。)。瀝青駁運過程中產生 的粉末遇雨水四處流淌，日曬后在風吹下則揚塵，造成損失及污染環境。
國外瀝青冷卻方法主要有水冷卻和空氣冷卻，其中水冷卻又可分為水中直接冷卻 和水間接冷卻兩種工藝。前者大多采用造粒機或噴管等造粒，瀝青在水中冷卻，瀝青 顆粒經螺旋輸送機和提升機送去脫水和干燥后送入料倉。有的將噴管直接沉入水中(如 法國工藝)，消除了瀝青煙氣的污染。采用水間接冷卻工藝的主要有德國工藝將熱瀝青 注入鋼帶上，鋼帶用水噴淋冷卻，用熱刀將瀝青切成塊狀；而意大利工藝則將熱瀝青 注入方形桶中，桶大部分浸在水槽中冷卻，瀝青固化后從桶底取出，送去包裝。國外 工藝集成度、機械化程度均較高，但裝置復雜，投資大，并且沒有溫度調節裝置，在 國內適用性不強。
石油瀝青大多采用鏈板式成型機，主要結構包括瀝青斗、滾輪、軸套、支耳、鏈 板、電機、減速機等。其機械傳動、動力等設備較多，操作維護復雜，故障率高，勞 動強度大，污染也大。近年國內部分焦化廠家引進考伯斯、法國Irh等獨有技術或專 利技術，采用噴嘴成型法，成型效果較好，但也存在著成型溫度不可控、投資大、技術轉讓費高等缺點。
本發明的目的在于，提供一種改進的瀝青成型方法，該成型方法簡單，能夠控制 瀝青溫度、壓力和流量，并能夠減少瀝青成型中的煙氣和粉塵污染，同時可解決傳統 瀝青成型工藝中瀝青結塊、空心、易碎、含水高等問題。
本發明的另一個目的在于提供一種用于實施該成型方法的系統裝置，該裝置投資 少，工藝簡單，有效克服了以往瀝青成型裝置溫度、壓力不可調等缺點。
發明內容
本發明的目的通過以下措施實現-
一種瀝青成型方法，包括瀝青的冷卻、成型，該方法包括以下步驟
(1) 從高置槽l出來的液態瀝青經成型泵3到達汽化冷卻器9;
(2) 液態瀝青流經汽化冷卻器9中的冷卻盤管10間接冷卻；
(3) 經冷卻的瀝青經噴嘴式成型器16噴出至浸于水中的運動的鏈板輸送機17
上，冷卻固化成型。
該成型方法使成型前的液態瀝青在一個密閉的系統中，減少了瀝青與空氣的接觸
面，減少了污染。
根據本發明的成型方法，其中液態瀝青包括中溫瀝青和改質瀝青。
根據本發明的成型方法，其中步驟(2)中冷卻后的瀝青溫度為130°C-180°C。 根據本發明的成型方法，其中步驟(2)所述的冷卻介質為水。 液態瀝青流經汽化冷卻器9中的冷卻盤管10，冷卻盤管10外的水通過閉路循環 間接冷卻冷卻盤管10中的瀝青。
根據本發明的成型方法，其中步驟(3)中成型后的固體瀝青呈柱狀。 根據本發明的成型方法，成型后的固體瀝青的含水量^5%。 一種用于實施本發明的瀝青成型方法的系統裝置，其包括成型泵3、汽化冷卻器9、 冷卻盤管10、蒸汽冷凝器13、噴嘴式成型器16和鏈板輸送機17，所述冷卻盤管10 置于汽化冷卻器9中，蒸汽冷凝器13與汽化冷卻器9連接，所述噴嘴式成型器16與 冷卻盤管10末端連接，噴嘴式成型器16位于鏈板輸送機17上方。
根據本發明的系統裝置，其中噴嘴式成型器上的噴嘴為內大外小的倒喇叭狀。 根據本發明的系統裝置，其中噴嘴式成型器的噴射方向與鏈板輸送機17運行方向 一致，并與垂直向下方向呈0。-60。角。
4本發明技術原理為當來料(瀝青)溫度、流量等工藝條件發生變化時，通過系 統裝置適當調節，使瀝青溫度和流量保持恒定，以一定的流速從成型器中的噴嘴擠出， 落至浸于水中運動的鏈板上冷卻、固化。該瀝青成型裝置主要包括成型泵、電流表、 壓力表、蝶閥、汽化冷卻器、蒸汽冷凝器、瀝青溫度表、冷卻水溫度計、保溫考克、 帶保溫的成型器。操作時，操作工根據電流表、壓力表、瀝青溫度調節蝶閥控制流量， 通過冷卻水流量或水層高度(汽化冷卻器內的水汽化后進入蒸汽冷凝器，蒸汽冷凝冷 卻后回汽冷器，由此閉路循環)來控制瀝青溫度，具有一定壓力的瀝青經過若干噴嘴 擠出，與水流方向呈一定角度穿過水層落于鏈板機上，冷卻成堅硬的柱狀體。
本發明的有益效果是經過加壓冷卻成型，液態瀝青達到一定的溫度和壓力，可 以保證固化后的瀝青呈柱狀，粗細均勻、空心少、強度高，水含量達到標準要求的《％， 機頭瀝青水分甚至低達1%。同時由于采用噴嘴成型，取代了瀝青給料器或瀝青斗， 篩孔堵塞、溢料、結塊、粘斗、掉斗等不正常現象大大減少，減少了操作工現場檢查、 作業時間，減輕了勞動強度；并且由于瀝青擠出過程中與空氣接觸面和接觸時間大大 減小，瀝青溫度又低，因此幾乎沒有煙氣，從而改善了操作環境；瀝青粉末揚塵及隨 污水流失也減少。本發明的應用提高了用戶滿意度和企業信譽。
圖1為瀝青成型裝置工藝流程示意1—瀝青高置槽，2—出口保溫閘閥，3 —成型泵，4一電流表，5 —蝶閥，6 —隔膜 式壓力表，7 —保溫考克，8 —瀝青進口熱阻，9一汽化冷卻器，IO —冷卻盤管，11-板 式液位計，12 —冷卻水溫度計，13 —蒸汽冷凝器，14一回水溫度計，15 —瀝青出口熱 阻，16 —噴嘴式成型器，17 —鏈板輸送機。
圖2為蛇形瀝青成型器示意圖3為U形瀝青成型器示意圖、噴嘴局部剖面放大圖。
具體實施例方式
如圖1:從高置槽1出來的溫度為17(TC-220'C的液態瀝青經保溫閘閥2由成型泵 3抽至汽化冷卻器9，瀝青流量大小由泵出口蝶閥5調節，可由電機電流表4或出口隔 膜式壓力表6判斷流量變化。保溫考克7調節瀝青走向(可切換不同的泵)。瀝青在汽 化冷卻器9內冷卻，冷卻介質為水，冷卻盤管10浸于熱水中，當熱水吸收瀝青的熱量 后汽化進入蒸汽冷凝器13，在此被冷水冷凝冷卻后回至汽化冷卻器9，回水溫度由回
5水溫度計14觀察，汽化冷卻器內水溫由冷卻水溫度計12觀察。瀝青的進口溫度8與 出口溫度15的溫差(在室內觀察溫度)可由汽化冷卻器的液位(液位通過板式液位計 ll觀察)或瀝青流量調節。瀝青冷卻后進入噴嘴式成型器16 (結構見圖2、圖3)，經 噴嘴(噴嘴的口徑和個數須滿足瀝青成層流狀態流出)穿過水層至鏈板輸送機17上， 在此冷卻固化裝運。
噴嘴式成型器16上的噴嘴呈內大外小的倒喇叭狀。前后相鄰兩排噴嘴交錯排列。 噴嘴的數量和內徑按流量、溫度等條件確定， 一般出口內徑為6mm 20mm，長度為 20mm 70mm，與垂直向下方向呈0。-60°角，噴射方向與鏈板運行方向一致。噴嘴數量 6個-30個，噴嘴間距按鏈板輸送機的鏈板寬度均勻布置， 一般為60mm 160mm。詳見 圖2、圖3。
箭頭A表示熱水進入方向，箭頭B表示冷水流出方向，箭頭C表示瀝青噴射方向， 箭頭D表示瀝青落料方向。
實施例一 (中溫瀝青成型)
從高置槽1出來的中溫瀝青溫度170°C~180°C，由離心式成型泵3經蝶閥5調節 流量，質量流量為llt/h。瀝青抽入汽化冷卻器9 (臥式，面積約35m2)，瀝青在此被 熱水間接冷卻。當熱水吸收瀝青的熱量后汽化經升汽管上升到蒸汽冷凝器13 (立式， 面積為30m2)，蒸汽在此被冷水冷凝冷卻后回至汽化冷卻器9，回水溫度為80°C~90°C, 冷凝水閉路循環使用，減少結垢。冷卻水采用瀝青冷卻水池循環水，在循環泵進口加 裝過濾器。汽化冷卻器內水溫一般為85'C 95'C。
從汽化冷卻器出來的中溫瀝青溫度為13(TC 140'C，進入噴嘴式成型器16。噴嘴 附著在蛇形主管上(分四排，前兩排DN80，后兩排DN50，中間用異徑彎頭連接，見 圖2)。噴嘴出口內徑為6mm，長度30mm，數目為28個，與垂直向下方向呈0。角。 前后相鄰兩排噴嘴交錯排列，噴嘴間距按鏈板寬度均勻布置。
實施例二 (中溫瀝青成型)
從高置槽1出來的中溫瀝青溫度180'C 190'C，瀝青冷卻控制部分同實施例一。 從汽化冷卻器出來的中溫瀝青溫度為145°C~155°C，進入噴嘴式成型器16。噴嘴附著 在DN80的U形主管上(見圖3)，前后兩排噴嘴交錯排列。噴嘴出口內徑為12mm， 長度為60mm，數目為14個，與垂直向下方向呈15°角。前后相鄰兩排噴嘴交錯排列， 噴嘴間距按鏈板寬度均勻布置。
實施例三(中溫瀝青成型)從高置槽1出來的中溫瀝青溫度180°C~200°C，由離心式成型泵3經蝶閥5調節 流量，質量流量為10t/h。瀝青抽入汽化冷卻器9 (臥式，面積約35m2)，瀝青在此被 熱水間接冷卻。當熱水吸收瀝青的熱量后汽化經升汽管上升到蒸汽冷凝器13 (立式， 面積為30m2)，蒸汽在此被冷水冷凝冷卻后回至汽化冷卻器9，回水溫度為80°C 92°C， 冷凝水閉路循環使用，減少結垢。冷卻水采用瀝青冷卻水池循環水，在循環泵進口加 裝過濾器。汽化冷卻器內水溫一般為85°C~96°C。
從汽化冷卻器出來的中溫瀝青溫度為155°C 165°C,進入噴嘴式成型器16。噴嘴 附著在DN80的U形主管上(見圖3)。噴嘴出口內徑為14mm，長度70mm,數目為 10個，與垂直向下方向呈30。角。前后相鄰兩排噴嘴交錯排列，噴嘴間距按鏈板寬度 均勻布置。
實施例四(改質瀝青成型)-
從高置槽1出來的改質溫瀝青溫度200°C~205°C，由離心式成型泵3經蝶閥調節 流量，質量流量為8t/h。瀝青抽入汽化冷卻器9 (臥式，面積約35 m2),瀝青在此被 熱水間接冷卻。當熱水吸收瀝青的熱量后汽化經升汽管上升到蒸汽冷凝器13 (立式， 面積為30m2)，蒸汽在此被冷水冷凝冷卻后回至汽化冷卻器9，回水溫度為80°C~95°C。 冷卻水采用瀝青冷卻水池循環水,在循環泵進口加裝過濾器。汽化冷卻器內水溫一般為 84。C 98。C。
從汽化冷卻器出來的改質瀝青溫度為175°C~180°C，進入噴嘴式成型器16。噴嘴 附著在DN80的U形主管上(見圖3)。噴嘴出口內徑為16mm，長度為50mm，數目 為10個，與垂直向下方向呈45。角。前后相鄰兩排噴嘴交錯排列，噴嘴間距按鏈板寬 度均勻布置。
實施例五(改質瀝青成型)
從高置槽1出來的改質溫瀝青溫度210°C~220°C，由離心式成型泵3經蝶閥調節 流量為9t/h。瀝青抽入汽化冷卻器9 (臥式，面積約70m2)被熱水間接冷卻。熱水汽 化上升到蒸汽冷凝器B (立式，面積為40m2)，蒸汽在此被冷水冷凝冷卻后回至汽化 冷卻器9，回水溫度為80。C 98'C。汽化冷卻器內水溫一般為85°C~100°C。
從汽化冷卻器出來的改質瀝青溫度為165°C~170°C，進入噴嘴式成型器16。噴嘴 附著在DN80的U形主管上(見圖3)，噴嘴出口內徑為20mm，長度為60mm,數目 為6個，與垂直向下方向呈60°角。前后相鄰兩排噴嘴交錯排列，噴嘴間距按鏈板寬 度均勻布置。
權利要求
1、一種瀝青成型方法，包括瀝青的冷卻、成型，其特征在于，該方法按以下步驟進行(1)從高置槽(1)出來的液態瀝青經成型泵(3)到達汽化冷卻器(9)；(2)液態瀝青流經汽化冷卻器(9)中的冷卻盤管(10)間接冷卻；(3)經冷卻的瀝青經噴嘴式成型器(16)噴出至浸于水中的運動的鏈板輸送機(17)上，冷卻固化成型。
2、 根據權利要求1所述的成型方法，其中液態瀝青包括中溫瀝青和改質瀝青。
3、 根據權利要求1所述的成型方法，其中步驟(2)中冷卻后的瀝青溫度為 130°C-180°C。
4、 根據權利要求1所述的成型方法，其中步驟(2)所述的冷卻介質為水。
5、 根據權利要求1所述的成型方法，其中步驟(3)中成型后的固體瀝青呈柱狀。
6、 根據權利要求1或5所述的成型方法，成型后的固體瀝青的含水量3%。
7、 一種用于實施如權利要求l所述方法的系統裝置，其包括成型泵(3)、汽化冷 卻器(9)、冷卻盤管(10)、蒸汽冷凝器(13)、噴嘴式成型器(16)和鏈板輸送機(17)， 所述冷卻盤管(10)置于汽化冷卻器(9)中，蒸汽冷凝器(13)與汽化冷卻器(9) 連接，所述噴嘴式成型器(16)與冷卻盤管(10)末端連接，噴嘴式成型器(16)位 于鏈板輸送機(17)上方。
8、 根據權利要求7所述的系統裝置，其中噴嘴式成型器上的噴嘴為內大外小的倒 喇叭狀。
9、 根據權利要求7所述的系統裝置，其中噴嘴式成型器的噴射方向與鏈板輸送機 (17)運行方向一致，并與垂直向下方向呈0。-60。角。
全文摘要
一種瀝青成型方法，通過對液態瀝青加壓冷卻，然后經噴嘴式成型器噴出冷卻成型。本發明還提供一種實施該方法的系統裝置，該裝置主要由成型泵(3)、汽化冷卻器(9)、冷卻盤管(10)、蒸汽冷凝器(13)、噴嘴式成型器(16)和鏈板輸送機(17)組成，冷卻盤管(10)置于汽化冷卻器(9)中，蒸汽冷凝器(13)與汽化冷卻器(9)連接，噴嘴式成型器(16)與冷卻盤管(10)末端連接，并置于鏈板輸送機(17)上方。該裝置工藝簡單、操作方便，在密閉系統中對瀝青加壓冷卻成型，瀝青與空氣接觸面很小，能解決成型瀝青外觀不好、水分高、污染大等問題。固化后的瀝青呈柱狀，粗細均勻、空心少，含水量≤5％，達到國家標準。
文檔編號C10C3/14GK101463260SQ20071009458
公開日2009年6月24日 申請日期2007年12月20日 優先權日2007年12月20日
發明者劉建中, 杜亞平 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司