[发明专利]一种气体顺循环降膜冷却方法及装置

说明书

本发明涉及一种气体顺循环降膜冷却方法及装置，所述装置包括由降液管液‑液换热器和沥青储槽组成的沥青降膜冷却器；所述降液管液‑液换热器的上方一侧设循环氮气入口，所述沥青储槽的上部一侧设循环氮气出口，循环氮气出口通过外部的循环氮气管道连接循环氮气入口，沿氮气流动方向，循环氮气管道上依次设有氮气循环风机及流量记录联锁仪表。本发明对现有沥青降膜冷却器的沥青自然成膜方式进行改进，采用循环氮气带动成膜液体快速向下流动，对沥青成膜提供辅助动力，使沥青流速加快、成膜薄而均匀，使换热效率获得极大提高；随着循环氮气流速的增加，还可以提高原料的处理量，极大地提高了设备的操作弹性。

技术领域

本发明涉及沥青生产及深加工技术领域，尤其涉及一种气体顺循环降膜冷却方法及装置。

背景技术

煤焦油加工过程中一般产生约50％～60％的中温沥青，属于焦油加工的大宗产品，改质沥青是目前中温沥青的主要下游产品，主要用于电解铝行业生产预焙阳极、制备电池棒或电极粘结剂。

国内生产的中温沥青、改质沥青产品，主要采用沥青固化冷却成型的固体方式进行销售，需要将生产出的热沥青(中温沥青或改质沥青)冷却到用于固化成型的低温度的液体沥青。

液体沥青本身的特性是：含有聚合物等固体悬浮物，液体粘度大易凝固，软化点高达105℃以上，而沥青成型温度最低要求150℃左右，因此沥青冷却器容易堵塞。以往都是通过高置槽静置自然冷却的方式进行冷却，但这种方式只适合小规模生产。对于较大规模生产，焦油蒸馏装置生产的中温沥青以及中温沥青经釜式加热法生产的改质沥青，基本上采用降膜冷却器作为冷却设备。

降膜冷却器的冷却工艺是：沥青成型前的热沥青先送到降膜冷却器，在降膜冷却器中与蒸汽冷凝液换热到需要的温度(150℃左右)，然后以氮气作为背压，压送到沥青成型装置的喷嘴。目前普遍使用的沥青降膜冷却器，上部为降液管液-液换热器，下部设置沥青储槽，降液管液-液换热器中的降液管通过上管板及下管板固定，热沥青经沥青分配管均匀分配到上管板上，然后以满流的方式进入各降液管，在降液管内形成均匀的液膜向下流动，通过与壳程的蒸汽冷凝液换热，达到所需的温度后，收集到下部的沥青储槽中。沥青储槽要保持一定的液位，然后通过氮气背压将冷却后的沥青压送到沥青成型装置的喷嘴处，换热汽化后的蒸汽冷凝液在蒸汽冷凝器中通过循环冷却水冷却后，经冷凝水罐通过泵送回到降液管液-液换热器中循环使用。

沥青降膜冷却器作为冷却设备，虽然换热的效果非常好，但对冷却沥青而言，还是有些特殊的问题需要解决；由于沥青的粘度随着温度的降低而快速增大，沥青在降液管上部温度较高时成膜较好，而在降液管下部，随着冷却温度的降低，沥青的粘度快速增大，流速变慢，成膜逐渐变厚，液膜温度越低，换热效果变差；而对于沥青成型而言，冷却的温度越低，成型的效果越好。因此，现有的沥青降膜冷却器在沥青降膜冷却的成膜效果方面，还有改进的迫切要求。

发明内容

本发明提供了一种气体顺循环降膜冷却方法及装置，对现有沥青降膜冷却器的沥青自然成膜方式进行改进，采用循环氮气带动成膜液体快速向下流动，对沥青成膜提供辅助动力，使沥青流速加快、成膜薄而均匀，使换热效率获得极大提高；随着循环氮气流速的增加，还可以提高原料的处理量，极大地提高了设备的操作弹性。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种气体顺循环降膜冷却方法，在沥青降膜冷却器的外部增设氮气循环风机，将下部沥青储槽中作为沥青背压的氮气回送到上部降液管液-液换热器的顶部，使沥青降膜冷却器内部充满的氮气在降液管内沿沥青流动方向加速流动，并通过外部循环氮气管道实现循环流动，循环流动的氮气带动沥青液体快速向下流动，对沥青成膜提供辅助动力，使沥青流速加快、成膜薄且均匀，同时提高换热效率。

所述沥青为中温沥青或改质沥青。