CN102784605A - 一种防止煤气在预热时结焦的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种防止煤气在预热时结焦的方法。所述方法包括以下步骤：将煤气与水蒸气混合形成混合气体，然后在预热器内对混合气体进行预热，预热温度为300℃～1200℃。本发明采用水蒸气为原料，成本低廉且工艺简单易控制，并且不需要停车处理，可实现煤气连续预热操作，采用本发明对煤气进行预热，大大延长了连续使用预热器管道内积碳产生的天数，防止预热煤气结焦或积碳效果明显，生产稳定。
Description
技术领域
本发明属于冶金和化工领域，具体地讲，本发明涉及一种防止煤气在预热时结焦的方法，尤其是涉及一种在高温条件下防止煤气在预热时结焦的方法。
背景技术
在冶金和化工工业化生产流程中，从原料进厂到产品生产，均涉及到物质的化学和物理变化，对温度的控制至关重要，为了获得较佳的技术经济指标，需要严格控制反应温度等操作参数，对反应的反应热量进行平衡，确保生产过程处于需要的温度条件下。在工业设计过程中采用相应调节措施达到相应反应温度条件，通过生产操作来保持整个过程处于较佳的条件下。对于由于自身化学反应或物理变化热量不足的生产，需要采取补热方式进行热量补充，其中，提高进入反应器内风温是一种重要的措施，由于增加带入物理热，提高反应体系的热量。
在冶金行业中，补热一般采用蓄热式热风炉形式，此方法能较好的提高反应温度，但是在生产过程中，由于预热煤气中含有碳氢化合物等易分解物质，特别是含有焦炉煤气情况下，在高温条件下对煤气进行预热，煤气中的碳氢化合物发生分解形成碳，即发生积碳副反应，分解的碳吸附在预热器壁上，一方面会造成煤气在预热器上结焦或积碳，影响器壁的换热效果；另一方面会对容器器壁材质产生渗碳，导致设备在高温出现脆断，发生设备损坏；再一方面会导致系统压力降增大、管道堵塞而影响正常生产。煤气的典型化学组成见表1。
表1煤气典型化学组成/%
根据导致积碳的气体成分，积碳分为两类：CH4、CO、H2还原气氛引起的积碳和不饱和烃类聚合或缩合引起的结焦。当含有CH4、CO、H2等气体时，温度不同会引起以下不同反应的发生，导致碳的产生：
CH4=C+2H2 (1)
2CO＝C+2CO2 (2)
CO+H2=C+H2O (3)
煤气中碳氢化合物在700℃～1000℃裂解反应如下：
C2H6=C2H4+H2 (4)
C2H4＝CH4+C (5)
CH4=C+2H2 (6)
目前，对于预热煤气内的结焦或积碳的，主要采用以下几种方法处理：
一种防止预热器内积碳的方法是在工业操作过程中，为防止煤气中碳氢化合物的分解，采用在较低温度进行预热处理，温度一般控制在450℃以下，这是由于分解反应属于化学反应，在较低温度范围内，反应较慢，但仍然会出现积碳，只是积碳速度较慢。
另一种方法是，对于预热器内的积碳，工业上用在停车情况下，保证预热器处于一定温度条件下，通入空气进行氧化反应进行处理，处理过程时间长，影响正常的生产。
发明内容
针对现有技术在防止煤气在预热时结焦的方法中存在的问题，本发明提供一种防止煤气在预热过程中结焦的方法，该方法防止结焦效果明显且稳定性好，并可实现连续作业。
为了实现上述目的，本发明利用水煤气生产的原理，在高温条件下，碳与水蒸气反应生成碳氢化合物与氢气，以防止焦炉煤气中碳氢化合物分解析出碳。该方法包括以下步骤：将煤气与水蒸气混合形成混合气体，然后在预热器内对混合气体进行预热，预热温度为300℃~1200℃。
根据本发明的防止煤气在预热时结焦的方法，其中，本发明所提到的“水蒸气”是指当水达到沸点时，水变成的水蒸气，同时也包括在特定空间的水存在形态是气-液二相的水蒸汽。所述混合煤气是指焦炉煤气和高炉煤气的混合气体。
作为本发明防止煤气在预热时结焦的方法的一个优选方案，本发明采用的煤气为焦炉煤气或混合煤气，其中含有按体积百分比计2.0%~40.0%的碳氢化合物气体。
作为本发明防止煤气在预热时结焦的方法的另一个优选方案，所述水蒸气按体积百分比计占所述煤气的1%~20%。
作为本发明防止煤气在预热时结焦的方法的又一个优选方案，所述煤气通过加压机由管道中进入所述预热器，并且所述水蒸气通过设置在所述管道上的水蒸气鼓入装置与所述煤气混合。
作为本发明防止煤气在预热时结焦的方法的再一个优选方案，其中的混合气体在预热器内停留时间为5s~600s，优选地，100s~200s效果更好。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：采用本发明对煤气进行预热，大大延长了连续使用预热器管道内积碳产生的天数，生产稳定；另外，本发明的防止煤气在预热时结焦的方法不需要停车处理，可实现煤气连续预热操作；此外，本发明采用水蒸气为原料，成本低廉且工艺简单易控制，便于工业化生产。
具体实施方式
本发明提供了一种防止煤气在预热时结焦的方法，该方法包括以下步骤：
根据本发明的防止煤气在预热时结焦的方法，首先将煤气与水蒸气混合形成混合气体。
在冶金行业中，本发明采用的煤气可以为焦炉煤气或混合煤气，其中含有按体积百分比计2.0%~40.0%的碳氢化合物气体。但本发明不限于此，其它的煤气也可适用于本发明。使用煤气加压机将上述煤气鼓入预热器内，同时通过设置在预热器管道上的蒸汽鼓入装置鼓入水蒸气，并与煤气混合形成混合气体，其中水蒸气按体积百分比计占煤气的1%~20%，水蒸气的通入比例依据煤气中所含碳氢化合物的比例确定，优选地，当预热煤气为焦炉煤气时，水蒸气的通入比例为焦炉煤气的10%~15%。
通常，为了与冶金工业中常用的焦炉煤气或混合煤气的工艺压力相匹配，在一个示例性实施例中，水蒸气可以为低压或中压水蒸气，蒸汽压力≤1.6Mpa，其中低压蒸汽的蒸汽压力为0.5~0.8Mpa，若蒸汽压力>1.6Mpa时，煤气与水蒸气混合时需要进行压力匹配，操作难度增加。但本发明不限于此，其它压力的水蒸汽也可用于本发明。
然后，在预热器内对混合气体进行预热，预热温度为300℃~1200℃。
根据本发明，将混合气体预热至300℃~1200℃的温度区间可以对煤气积碳起抑制作用，若预热温度低于300℃，水蒸气对煤气积碳不起作用，并且水蒸气会影响煤气中的各成分含量；若预热温度高于1200℃，对预热器的材质要求高，需要特殊的耐高温材料。
进一步的是，控制混合气体在预热器内停留时间为5s~600s，若停留时间小于5s，煤气预热时间不够；若停留时间超过600s，则需要相应的煤气预热设备的体积大，且气体在预热器内的运动速度小，不利于反应的进行。一般控制混合气体在预热器内停留时间为100s~200s效果最好。
该步骤的反应原理为：
H2O+C=CO+H2 (7)
即水煤气生产的原理，在高温条件下，添加水蒸气能够减少由于受高温下CH4裂解和低温下CO歧化反应而产生的积碳。这表明，反应气中添加少量水蒸气能抵抗积碳或结焦的形成。
最后，连续使用一段时间后，对预热管道进行拆除，观察并测量积碳厚度，记录积碳情况。
以下，结合实施例对本发明的防止煤气在预热时结焦的方法进行详细描述。
对比例1
使用煤气加压机将焦炉煤气鼓入预热器内，在煤气进入预热器的管道上不安装蒸汽通入装置，煤气直接进入预热器时，控制煤气在预热器内停留时间为60s，预热温度900℃，连续使用2天，对预热管道进行拆除观察积碳并对积碳测量，预热器管道出现严重积碳，管道出现堵塞，积碳层厚度达到5mm，需采用空气进行高温处理后使用。
实施例1
使用煤气加压机将焦炉煤气鼓入预热器内，在煤气进入预热器的管道上安装蒸汽通入装置，煤气进入预热器时，同时通入蒸汽，按照1%比例鼓入蒸汽，水蒸气的蒸汽压力为0.5Mpa，使蒸汽与煤气一并进入预热器内，控制混合气体在预热器内停留时间为300s，预热温度950℃，连续使用10天，预热器管道内有少量积碳，管道压力增加，积碳层厚度达到2mm，采用空气进行高温处理后使用。
实施例2
使用煤气加压机将焦炉煤气鼓入预热器内，在煤气进入预热器的管道上安装蒸汽通入装置，煤气进入预热器时，同时通入蒸汽，按照20%比例鼓入蒸汽，水蒸气的蒸汽压力为0.5Mpa，使蒸汽与煤气一并进入预热器内，控制混合气体在预热器内停留时间为5s，预热温度1200℃，连续使用45天，预热器管道内无积碳。
实施例3
使用煤气加压机将焦炉煤气鼓入预热器内，在煤气进入预热器的管道上安装蒸汽通入装置，煤气进入预热器时，同时通入蒸汽，按照5%比例鼓入蒸汽，水蒸气的蒸汽压力为0.1Mpa，使蒸汽与煤气一并进入预热器内，控制混合气体在预热器内停留时间为300s，预热温度950℃，连续使用30天，预热器管道内无积碳。
实施例4
使用煤气加压机将焦炉与高炉混合煤气鼓入预热器内，在煤气进入预热器的管道上安装蒸汽通入装置，煤气进入预热器时，同时通入蒸汽，按照10%比例鼓入蒸汽，水蒸气的蒸汽压力为0.1Mpa，使蒸汽与煤气一并进入预热器内，控制混合气体在预热器内停留时间为600s，预热温度300℃，连续使用30天，预热器管道内无积碳。
实施例5
使用煤气加压机将焦炉与高炉混合煤气鼓入预热器内，在煤气进入预热器的管道上安装蒸汽通入装置，煤气进入预热器时，同时通入蒸汽，按照10%比例鼓入蒸汽，水蒸气的蒸汽压力为0.1Mpa，使蒸汽与煤气一并进入预热器内，控制混合气体在预热器内停留时间为300s，预热温度950℃，连续使用20天，预热器管道内无积碳。
通过将本发明的对比例1与实施例1-5进行比较可知，本发明的防止煤气在预热时结焦的方法大大延长了连续使用预热器管道内积碳产生的天数，防止预热煤气结焦或积碳效果好。
综上所述，本发明的防止煤气在预热时结焦的方法具有如下优点：1）防止预热煤气结焦或积碳效果明显，生产稳定；2）采用水蒸气为原料，成本低廉且工艺简单易控制，便于工业化生产；3）不需要停车处理，可实现煤气连续预热操作。
Claims (7)
1.一种防止煤气在预热时结焦的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
将煤气与水蒸气混合形成混合气体，然后在预热器内对混合气体进行预热，预热温度为300℃~1200℃。
2.根据权利要求1所述的防止煤气在预热时结焦的方法，其特征在于，所述煤气为焦炉煤气或混合煤气，其中含有按体积百分比计2.0%~40.0%的碳氢化合物气体。
3.根据权利要求2所述的防止煤气在预热时结焦的方法，其特征在于，所述水蒸气按体积百分比计占所述煤气的1%~20%。
4.根据权利要求3所述的防止煤气在预热时结焦的方法，其特征在于，所述水蒸气按体积百分比计占所述焦炉煤气的10%~15%。
5.根据权利要求1所述的防止煤气在预热时结焦的方法，其特征在于，所述煤气通过加压机由管道中进入所述预热器，并且所述水蒸气通过设置在所述管道上的水蒸气鼓入装置鼓入并与所述煤气混合。
6.根据权利要求1所述的防止煤气在预热时结焦的方法，其特征在于，所述混合气体在预热器内停留时间为5s~600s。
7.根据权利要求1所述的防止煤气在预热时结焦的方法，其特征在于，所述混合气体在预热器内停留时间为100s~200s。
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111718738A (zh) * | 2020-06-30 | 2020-09-29 | 葛霖 | 一种焦炉氢气利用方法及其系统 |
| CN113720016A (zh) * | 2021-08-19 | 2021-11-30 | 中冶赛迪工程技术股份有限公司 | 一种煤气加热方法及蓄热式煤气加热系统 |
| CN115751318A (zh) * | 2022-11-28 | 2023-03-07 | 中钢设备有限公司 | 一种煤气加热装置及方法 |
| CN115852077A (zh) * | 2022-12-22 | 2023-03-28 | 中钢设备有限公司 | 一种煤气加热炉防积碳装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN201425295Y (zh) * | 2009-05-27 | 2010-03-17 | 李宽龙 | 带有助燃装置的煤气化燃烧环保蒸汽锅炉 |
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Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN201425295Y (zh) * | 2009-05-27 | 2010-03-17 | 李宽龙 | 带有助燃装置的煤气化燃烧环保蒸汽锅炉 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 万新: "《炼铁设备与车间设计》", 30 August 2007 * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111718738A (zh) * | 2020-06-30 | 2020-09-29 | 葛霖 | 一种焦炉氢气利用方法及其系统 |
| CN113720016A (zh) * | 2021-08-19 | 2021-11-30 | 中冶赛迪工程技术股份有限公司 | 一种煤气加热方法及蓄热式煤气加热系统 |
| CN115751318A (zh) * | 2022-11-28 | 2023-03-07 | 中钢设备有限公司 | 一种煤气加热装置及方法 |
| CN115852077A (zh) * | 2022-12-22 | 2023-03-28 | 中钢设备有限公司 | 一种煤气加热炉防积碳装置 |
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