1.本实用新型涉及一种处理石油焦的装置，更具体一点说，涉及一种无害化处理高硫石油焦的装置，属于石油化工领域。
背景技术：
2.石油焦是渣油深度热转化过程中形成的，当温度升到一定程度后，原料中的分子开始断裂，导致了自由基的生成，发生了复杂的连锁反应，大分子断裂成相对分子质量较小的分子，同时由于缩合反应也相应产生了相对分子质量大、碳氢比高的重质分子，甚至生成固体焦炭。渣油的裂化和脱碳过程，大量的氢被转化到气体和液体产物中，降低了石油焦中的氢碳比，同时约30％的硫和大部分的金属迁移至石油焦。
3.随着我国延迟焦化装置的增加，石油焦产量呈每年增加的态势，2020年1-10月全国石油焦产量为2413.2万吨。除部分优质石油焦用于生产工业原料外，大部分石油焦用作燃烧发电，高硫石油焦的处置面临着处置困难、污染严重的问题，石油焦的合理、高效处置成为各企业的难题，因此开发高硫石油焦的高效清洁利用成为了一个迫切需要解决的问题。
4.目前已有部分厂家进行石油焦与煤掺烧气化生产粗煤气的工作，根据掺烧比例的不同出现了不同的问题，但因石油焦气化反应活性差、着火点高、灰分低、灰熔点高等性质降低了气化炉转化效率和碳转化率，同时设备的腐蚀和堵塞严重。
技术实现要素：
5.为了解决上述现有技术问题，本实用新型提供具有在气化过程中无有害气体、固体、液体外排，提高了石油焦的转化效率，实现了对高硫石油焦进行高效、合理、环保利用等技术特点的一种无害化处理高硫石油焦的装置。
6.为了实现上述目的，本实用新型是通过以下技术方案实现的：
7.一种无害化处理高硫石油焦的装置，包括石油焦浆制备系统、气化及初步净化系统、黑水处理系统，所述石油焦浆制备系统、气化及初步净化系统、黑水处理系统间通过管线连接；
8.所述石油焦浆制备系统将石油焦、添加剂、水及气化灰渣在磨机中充分混合、研磨后制得石油焦浆，所述石油焦浆输入气化及初步净化系统；
9.所述气化及初步净化系统包括反应设备、合成气初步净化设备，在反应设备中将纯氧和石油焦浆混合在加压非催化条件下进行部分氧化反应生成粗合成气，粗合成气进入合成气初步净化设备中进行酸性气体脱除，所述反应设备、合成气初步净化设备均排出有黑水，所述黑水送入黑水处理系统；
10.所述黑水处理系统包括多级串联的闪蒸罐、渣水分离设备，所述闪蒸罐实现使黑水中溶解的气体组分充分挥发释放，所述渣水分离设备将灰渣送进所述石油焦浆制备系统以作为回收利用。
11.优选的，所述石油焦浆制备系统包括通过管线依次连通的石油焦仓、称重给料机、磨机、滚筒筛、磨机出料槽、磨机出料槽泵，还包括添加剂槽，所述添加剂槽通过带有添加剂给料泵的管线连接在磨机进口端上。
12.优选的，所述反应设备包括汽化炉，所述合成气初步净化设备包括一级混合器、分离器、二级混合器、水洗涤塔，所述汽化炉、一级混合器、分离器、二级混合器、水洗涤塔通过管线依次连通的，所述水洗涤塔顶部通过管线连接有管网以实现合成气去管网。
13.优选的，所述磨机出料槽泵通过管线依次连接有石油焦料槽、焦浆给料泵，所述焦浆给料泵通过管线与汽化炉的烧嘴连接。
14.优选的，所述多级串联的闪蒸罐包括通过管线依次连通的高压闪蒸罐、低压闪蒸罐和真空闪蒸罐以使黑水中溶解的气体组分充分挥发释放以及黑水浓缩；
15.所述渣水分离设备包括澄清槽，所述澄清槽底端通过管线连接有澄清槽底流泵，所述澄清槽底流泵通过管线连接在磨机进口端，所述澄清槽通过管线与真空闪蒸罐底端连通。
16.优选的，所述澄清槽底流泵通过管线依次连接有过滤机、滤液槽、滤液泵，所述滤液泵通过管线连接在磨机进口端。
17.优选的，所述汽化炉底部通过管线依次连接有锁斗、捞渣机。
18.优选的，所述澄清槽的上部通过管线连接有灰水槽、低压灰水泵、灰水罐、高压灰水泵，所述高压灰水罐通过管线连接在水洗涤塔上，所述灰水罐还通过管线与高压闪蒸罐连接。
19.优选的，所述汽化炉、分离器、水洗涤塔均分别通过管线与高压闪蒸罐连接。
20.有益效果：与传统的处理石油焦方法如焚烧、掺烧气化不同的是，结构上可以实现采用流体态石油焦与纯氧进行高温、高压气化反应，高效实现制得一氧化碳、氢气为主的合成气供下游使用，并且在气化过程中无有害气体、固体、液体外排，提高了石油焦的转化效率，实现了对高硫石油焦进行高效、合理、环保利用；可操作性强，适合推广使用，保护环境；资源利用率高。
附图说明
21.图1是本实用新型结构框图。
具体实施方式
22.以下结合说明书附图，对本实用新型作进一步说明，但本实用新型并不局限于以下实施例。
23.本发明属于高效、环保利用石油焦的成功案例，合成气有效气组分高、碳转化率高、环境友好。
24.如图1所示为一种无害化处理高硫石油焦的装置的具体实施例，该实施例一种无害化处理高硫石油焦的装置，包括石油焦浆制备系统、气化及初步净化系统、黑水处理系统，所述石油焦浆制备系统、气化及初步净化系统、黑水处理系统间通过管线连接；所述石油焦浆制备系统将石油焦、添加剂、水及气化灰渣在磨机中充分混合、研磨后制得石油焦浆，所述石油焦浆输入气化及初步净化系统；所述气化及初步净化系统包括反应设备、合成
气初步净化设备，在反应设备中将纯氧和石油焦浆混合在加压非催化条件下进行部分氧化反应生成粗合成气，粗合成气进入合成气初步净化设备中进行酸性气体脱除，所述反应设备、合成气初步净化设备均排出有黑水，所述黑水送入黑水处理系统；所述黑水处理系统包括多级串联的闪蒸罐、渣水分离设备，所述闪蒸罐实现使黑水中溶解的气体组分充分挥发释放，所述渣水分离设备将灰渣送进所述石油焦浆制备系统以作为回收利用。
25.本技术中石油焦浆制备系统：以石油焦、添加剂、水及气化灰渣在磨机中充分混合、研磨后制得，具有流动性好、稳定性强、合适ph值特点的石油焦浆，浓度在60-72％之间，其中，添加剂根据需要进行选择即可；
26.具体的：粒度为15mm以下的石油焦，送入石油焦仓后经称重给料机计量后进入磨机，在磨机中加入添加剂槽通过添加剂给料泵输送的添加剂，以提高石油焦浆浓度和稳定性，降低石油焦浆粘度，石油焦浆的制浆过程用水主要来自澄清槽，经澄清槽底流液泵送入磨机，制浆用水尽量考虑废水回用，可用气化灰水、滤液以及其他装置的工艺冷凝液或废水。当石油焦、水、添加剂、气化灰渣经磨机制得一定浓度和粒度分布的石油焦浆，石油焦浆溢流出磨机，经滚筒筛滤去3.5mm以上的大颗粒后，依靠重力自流至磨机出料槽，由磨机出料槽泵送石油焦浆槽，并通过焦浆给料泵输送进入汽化炉；其中，气化石油焦掺入灰渣的目的是降低石油焦灰熔点、提高其反应活性，提高气化效率。
27.下表为不同添加率下的石油焦灰熔点。
[0028][0029]
通过石油焦灰熔点分析结果可知，在气化过程中添加细渣5-10％时对于降低灰熔点作用较大。
[0030]
气化及初步净化系统：以纯氧和石油焦浆为原料，采用汽化炉(气流床反应器)，在加压非催化条件下进行部分氧化反应，生成以一氧化碳和氢气为有效成分的粗合成气，作为下游化工产品的原料气，气化炉内反应温度为1400-1550℃，压力约为6.5mpa(g)，在此高温高压条件下化学反应速率相对较快。合成气经过一级混合器、分离器、二级混合器、水洗涤塔，进行酸性气体脱除后供后系统使用，具有高效、节能功效。其中，一级混合器、分离器、二级混合器属于现有技术中常规的设备，本技术不作详细介绍。
[0031]
水处理系统：采用三级连续闪蒸即高压闪蒸罐、低压闪蒸罐和真空闪蒸罐，使黑水
中溶解的气体组分充分挥发释放，黑水进一步浓缩，具有节能、长周期运行的特点，黑水经过浓缩后进行渣水分离，产生的灰渣进入磨机中再次制浆，进行再次回收利用，以更大程度的提高碳转化率。
[0032]
下表为石油焦气化后的合成气组分及灰水分析，由表内数据可知，石油焦气化效率较好，灰渣及灰水对环境无污染，属于石油焦清洁高效利用的有效方法。
[0033][0034][0035]
优选的一种实施例方式，所述石油焦浆制备系统包括通过管线依次连通的石油焦仓、称重给料机、磨机、滚筒筛、磨机出料槽、磨机出料槽泵，还包括添加剂槽，所述添加剂槽通过带有添加剂给料泵的管线连接在磨机进口端上。
[0036]
优选的一种实施例方式，所述反应设备包括汽化炉，所述合成气初步净化设备包括一级混合器、分离器、二级混合器、水洗涤塔，所述汽化炉、一级混合器、分离器、二级混合器、水洗涤塔通过管线依次连通的，所述水洗涤塔顶部通过管线连接有管网以实现合成气去管网。
[0037]
优选的一种实施例方式，所述磨机出料槽泵通过管线依次连接有石油焦料槽、焦浆给料泵，所述焦浆给料泵通过管线与汽化炉的烧嘴连接。
[0038]
优选的一种实施例方式，所述多级串联的闪蒸罐包括通过管线依次连通的高压闪蒸罐、低压闪蒸罐和真空闪蒸罐以使黑水中溶解的气体组分充分挥发释放以及黑水浓缩；
[0039]
所述渣水分离设备包括澄清槽，所述澄清槽底端通过管线连接有澄清槽底流泵，所述澄清槽底流泵通过管线连接在磨机进口端，所述澄清槽通过管线与真空闪蒸罐底端连通。
[0040]
优选的一种实施例方式，所述澄清槽底流泵通过管线依次连接有过滤机、滤液槽、滤液泵，所述滤液泵通过管线连接在磨机进口端。
[0041]
优选的一种实施例方式，所述汽化炉底部通过管线依次连接有锁斗、捞渣机。
[0042]
优选的一种实施例方式，所述澄清槽的上部通过管线连接有灰水槽、低压灰水泵、灰水罐、高压灰水泵，所述高压灰水罐通过管线连接在水洗涤塔上，所述灰水罐还通过管线
与高压闪蒸罐连接。
[0043]
优选的一种实施例方式，所述汽化炉、分离器、水洗涤塔均分别通过管线与高压闪蒸罐连接。
[0044]
最后，需要注意的是，本实用新型不限于以上实施例，还可以有很多变形。本领域的普通技术人员能从本实用新型公开的内容中直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本实用新型的保护范围。