[发明专利]石油焦脱硫提纯方法及工业炉

说明书

本发明涉及的石油焦脱硫提纯方法及工业炉属石油焦炭热处理领域。

石油焦是炭素生产行业重要原料，作为增碳剂也可用于铁合金和炼钢行业，同时其本身又是一种耐火材料。高纯(含碳量高于99％)、低硫(含硫量小于0.1％)石油焦用于炭素生产行业可研制出高功率、超高功率石墨化电极和开发其它新产品；作为增碳剂用于铁合金和炼钢行业可大大提高钢材质量；作为新型耐火材料可提高耐火性能。由此可见，石油焦原料(以下称生焦——即含硫量高且未经高温处理的石油焦)的含硫量及含其它杂质量的多少与相关行业产品质量的好坏密切相关，在我国低硫石油焦供给越来越少的情况下，对生焦进行脱硫、提纯热处理、将高硫份的生焦加工成低硫份的石油焦则显得特别重要。据申请人所知，在公知技术中，对生焦脱硫提纯尚没有较完善的技术方案，也没有实用的热处理专用设备。在公知技术中对石油焦热处理一般借用生产石墨电极的方法和采用焦炭煅烧炉，它只能将原料在隔绝空气的条件下经过1200℃左右温度的热处理。国内煅烧炉常用的有逆流罐式和顺流罐式煅烧炉，其炉体结构是由煅烧罐、火道和挥发份通道等组成。物料在罐中首先用煤气间接加热，待物料产生挥发份后可减少煤气的供给量或直接燃烧挥发份来加温物料，实现物料煅烧目的。由于普通煅烧炉的最高炉温只能达到1200℃左右，无法达到脱硫目的，因为生焦中的硫份只有当温度达到1700℃左右时才大量逸出，然后持续到2000℃左右时才能得到充分挥发，所以公知公用的煅烧炉是无法胜任生焦脱硫工艺的。工业电炉可产生较高炉温(在加工石墨电极时可达2300℃～2800℃)，但因生焦原料特性为在相对低温(1200℃以下)下呈绝缘性质、不导电，故不能实现对生焦进行直接电加热。即使是在石墨化工业电炉中填加通过1200℃处理后的石油焦物料生产低硫石油焦时(事实上尚无前人做过此事)，将会产生三种敝端：一是因非专用设备、炉子与供电装置很难实现匹配而不能正常生产；二是产品和炉膛保温料的严重混合，需要筛分，增加不少工作量和生产难度；三是物料产生的挥发份不能收集和利用，污染环境。

本发明目的在于提供一种可对石油焦原料进行脱硫、提纯热处理的方法和为实施该方法提供一种专用设备——石油焦脱硫工业炉，进而实现采用该方法及该工业炉生产出含硫份小于0.1％、含碳量大于99％的高纯低硫石油焦产品之目的。

实现上述目的采用的技术方案为：这种石油焦脱硫提纯方法，其特征在于其由如下方式实现：

(1)以粉状或块状石油焦为原料；

(2)将石油焦原料加温，达到原料中挥发份排除温度：600℃～1200℃，将原来不导电的石油焦原料制成导电物料；

(3)将具有导电性能的石油焦物料置放于工业电炉中，以物料本身为导体进行直接电加热，使物料产生焦尔热，物料升温至1700℃～2300℃；在此温度下物料所含硫份及其它杂质溢出，物料脱硫；

(4)采用风冷或水冷或自然冷却方式将脱硫处理后的物料降温，产出含硫量小于0.1％、含碳量大于99％的低硫、高纯石油焦产品。

这种实施石油焦脱硫提纯方法的专用设备——石油焦脱硫工业炉，包括具有进料口、出料口的炉体、炉膛、及烟气通道，其特征在于：炉膛分成温度在常温～1200℃范围的预热区和温度在1700℃～2300℃范围的脱硫区两个相互贯通区域；预热区与烟气通道连通，脱硫区设置有供电机组，供电机组的电极裸露置放于炉膛脱硫区内。

图1为本发明石油焦脱硫工业炉构造示意图(图2的A-A向剖视图)。

图2为图1的B-B向剖视图。

下面结合附图给出的实施例进一步描述石油焦脱硫提纯方法及专用工业炉。参见图1、图2所示石油焦脱硫工业炉，它包括炉体1，炉体1内腔形成具有预热区I、脱硫区II、冷却区III三个相互贯通区域的炉膛2。预热区I部位的炉体1上在预热区I炉膛两侧设置有用于加热预热区I的折返式多层烟气通道3，该烟气通道3的入口与炉膛2上部的挥发份出口4连通，其出口与排烟口5连通，脱硫区II部位的炉体1还安装有供电机组6，供电机组6的电极裸露置放于脱硫区II炉膛2之内；冷却区III部位的炉体1外壁上还设置有冷却水套8构造。炉体1的预热区I、脱硫区II部位的炉壁及烟气通道是由耐火砖砌成的，而其冷却区III炉壁及水套是由钢材制成。供电机组6包括变压器、整流装置及附件，系公知技术范畴，不再冗述。立式炉体1由炉体支架9支承于地面。炉体1上部设有进料口10，进料口10处连通设置有加料机11。炉体1下部设有出料口12，出料口12处连通设置有排料机13，排料机13下面还连通设置有储料斗14。上述加料机11、排料机13、上料提升机15系常规设计、不再冗述。