CN104190672A - 煤气预热管积碳去除方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种煤气预热管积碳去除方法，向预热管内通入x气体和y气体，反应温度控制在500～1000℃，一直持续直到煤气预热管通气阻力变小，先停止通入x气体，随后停止通入y气体，并恢复通入煤气，煤气预热管恢复正常运行状态；所述x气体为与碳发生放热反应的气体，所述y气体为与碳发生吸热反应的气体。使用本发明的煤气预热管积碳去除方法，能够更快速地去除预热器管内的积碳，并且不会在积碳较多的位置出现局部过热导致煤气预热管局部烧坏的风险。

Description

煤气预热管积碳去除方法
技术领域
本发明属于化工领域，具体的是一种去除煤气预热管内壁积碳的方法。
背景技术
工业生产中，在物料与焦炉煤气的反应体系中，如果反应的温度要求比较高时，一般会采用煤气预热管对焦炉煤气进行预热。由于焦炉煤气中含有甲烷和其它不饱和烃，这些成分在高温的预热管中会裂解产生单质碳，单质碳粘附在预热管内壁形成积碳。日积月累，预热管内壁的积碳逐渐变厚，不仅导致管道通气的阻力增大，而且会影响预热管传热性能，使整个预热盘管的预热效率大大降低，严重时还会出现积碳脱落堵塞管道。
现有的处理预热管积碳的方法，是向管道内通入一定流量的空气，同时保持管道内部具有一定温度，使积碳与空气缓慢反应生成气体并且排除。然而采用这种实施方式时，整个除碳过程需要相当长的时间。例如在煤气预热器管道中以130-150Nm3/h的流量通入预热焦炉煤气，在运行120小时后，煤气预热管自身阻力达到20kpa，表明由于预热管内壁积碳导致管道通气阻力变大。向管道内以60Nm3/h流量通入空气，并且保持管道温度800℃，监测管道自身阻力，在25小时后预热管自身阻力达到12kpa，在55小时后基本达到0kpa。可见这种方法需要约55小时时间，才可以基本除尽预热管内壁积碳。如果通过加大空气通入量促使反应加快，则在积碳较多的管壁位置，由于反应更为剧烈，容易造成局部放热量过大，使煤气预热管有局部烧坏的风险。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种煤气预热管积碳去除方法，能够更快速地去除预热器管内的积碳，并且不会在积碳较多的位置出现局部过热导致煤气预热管局部烧坏的风险。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
煤气预热管积碳去除方法，向预热管内通入x气体和y气体，反应温度控制在500～1000℃，一直持续直到煤气预热管通气阻力变小，先停止通入x气体，随后停止通入y气体，并恢复通入煤气，煤气预热管恢复正常运行状态；所述x气体为与碳发生放热反应的气体，所述y气体为与碳发生吸热反应的气体。
进一步的，包括顺序进行的以下步骤：
A、向预热管内按体积比(0.5～0.8):1通入空气和y气体，反应时间控制在180～300min；
B、向预热管内按体积比(0.8～1.2):1通入空气和y气体，反应时间控制在180～300min；
C、向预热管内按体积比(1.2～1.5):1通入空气和y气体，反应时间控制在120～240min；
D、先停止通入x气体，随后停止通入y气体，并恢复通入煤气，煤气预热管恢复正常运行状态。
进一步的，包括顺序进行的以下步骤：
A、向预热管内按体积比(0.1～0.16):1通入氧气和y气体，反应时间控制在180～300min；
B、向预热管内按体积比(0.16～0.24):1通入氧气和y气体，反应时间控制在180～300min；
C、向预热管内按体积比(0.24～0.3):1通入氧气和y气体，反应时间控制在120～240min；
D、先停止通入x气体，随后停止通入y气体，并恢复通入煤气，煤气预热管恢复正常运行状态。
进一步的，包括顺序进行的以下步骤：
A、向预热管内按体积比(0.05～0.08):1通入臭氧和y气体，反应时间控制在180～300min；
B、向预热管内按体积比(0.08～0.12):1通入臭氧和y气体，反应时间控制在180～300min；
C、向预热管内按体积比(0.12～0.15):1通入臭氧和y气体，反应时间控制在120～240min；
D、先停止通入x气体，随后停止通入y气体，并恢复通入煤气，煤气预热管恢复正常运行状态。
进一步的，所述y气体为水蒸气或二氧化碳。
本发明的有益效果是：使用本发明的煤气预热管积碳去除方法，能够更快速地去除预热器管内的积碳，并且不会在积碳较多的位置出现局部过热导致煤气预热管局部烧坏的风险。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进一步说明：
煤气预热管积碳去除方法，向预热管内通入x气体和y气体，反应温度控制在500～1000℃，一直持续直到煤气预热管通气阻力变小，先停止通入x气体，随后停止通入y气体，并恢复通入煤气，煤气预热管恢复正常运行状态；所述x气体为与碳发生放热反应的气体，所述y气体为与碳发生吸热反应的气体。
本方法向预热管内通入x气体和y气体，其中x气体为与碳发生放热反应的气体，其可以是一种混合气体，例如空气，或者是单一种气体，例如氧气、臭氧等。所述y气体为与碳发生吸热反应的气体，例如可以是水蒸气、二氧化碳等。
通入气体的同时，保持管道内温度在500～1000℃，使x气体和y气体均与碳发生反应。由于x气体与碳反应时会放热，而同时y气体与碳反应时会吸热，两者正好相互中和。在积碳严重的位置，由于反应剧烈，x气体与碳反应大量放热，但同时y气体也与碳反应剧烈大量吸热，因此不会出现局部过热，烧坏管道的情况。
本方法中，x气体和y气体与碳反应的产物应该是可以跟随管道内的气流一起流动的物质，例如空气与碳反应生成一氧化碳或者二氧化碳可以随管道气流一起排出，二氧化碳与碳反应生成一氧化碳也可以随气流排出。又或者x气体可以是与碳反应生成有机物而该有机物在500～1000℃的条件下为气态可以跟随气流一起排出。
一直持续上述过程，直到检测到煤气预热管通气阻力变小达到需求，例如自身阻力降至0.3kpa以下。则表明积碳基本除尽，此时先停止通入x气体，随后停止通入y气体，并恢复通入煤气，煤气预热管恢复正常运行状态。
针对煤气预热管的规格不同，或者预热管内积碳程度不同，可以适当选择，例如管道规格较小或者积碳较少可以缩短通气除碳时间；对于管道内积碳比较均匀，没有局部积碳明显过多的情况，可以减少y气体的通入量，即改变x气体和y气体通入的量比。
通常情况下以空气作为x气体时，可以是包括顺序进行的以下步骤：
A、向预热管内按体积比(0.5～0.8):1通入空气和y气体，反应时间控制在180～300min；
B、向预热管内按体积比(0.8～1.2):1通入空气和y气体，反应时间控制在180～300min；
C、向预热管内按体积比(1.2～1.5):1通入空气和y气体，反应时间控制在120～240min；
D、先停止通入x气体，随后停止通入y气体，并恢复通入煤气，煤气预热管恢复正常运行状态。
以氧气作为x气体时，可以是包括顺序进行的以下步骤：
A、向预热管内按体积比(0.1～0.16):1通入氧气和y气体，反应时间控制在180～300min；
B、向预热管内按体积比(0.16～0.24):1通入氧气和y气体，反应时间控制在180～300min；
C、向预热管内按体积比(0.24～0.3):1通入氧气和y气体，反应时间控制在120～240min；
D、先停止通入x气体，随后停止通入y气体，并恢复通入煤气，煤气预热管恢复正常运行状态。
以臭氧作为x气体时，可以是包括顺序进行的以下步骤：
A、向预热管内按体积比(0.05～0.08):1通入臭氧和y气体，反应时间控制在180～300min；
B、向预热管内按体积比(0.08～0.12):1通入臭氧和y气体，反应时间控制在180～300min；
C、向预热管内按体积比(0.12～0.15):1通入臭氧和y气体，反应时间控制在120～240min；
D、先停止通入x气体，随后停止通入y气体，并恢复通入煤气，煤气预热管恢复正常运行状态。
下面以具体实施的几组实施例来说明本方法的效果，见表1～表10。
在煤气预热器管道中以130-150Nm3/h的流量通入预热焦炉煤气，在运行120小时后，煤气预热管自身阻力达到20kpa，对此样本采用几种不同的除碳方法，分别得到以下数据。
表1
表1中数据含义为，依次进行A、B、C步骤：
A步骤，以45Nm3/h流量通入空气，以60Nm3/h流量通入水蒸气，管道内温度控制在900℃，持续时间240min，本步骤完成后检测到预热管压力为13.1kpa；
B步骤，以60Nm3/h流量通入空气，以60Nm3/h流量通入水蒸气，管道内温度控制在900℃，持续时间240min，本步骤完成后检测到预热管压力为4.2kpa；
C步骤，以75Nm3/h流量通入空气，以60Nm3/h流量通入水蒸气，管道内温度控制在900℃，持续时间180min，本步骤完成后检测到预热管压力为0kpa。
以下表2～表10中数据意义同上，表示依照A、B、C的步骤通入x气体和y气体，区别在于通入的气体类型、气体流量、反应时间、温度等不同，最终测量得到的预热管阻力不同。
表2
表3
表4
表5
表6
表7
表8
表9
表10
以上表1～表10数据均表明采用本方法去除煤气预热管内壁积碳，其所用时间只有传统除碳方法的三分之一左右，大大加快除碳速度，而且整个过程中均未出现预热管局部过热导致损坏的情况。

Claims (5)

1.煤气预热管积碳去除方法，其特征在于，向预热管内通入x气体和y气体，反应温度控制在500～1000℃，一直持续直到煤气预热管通气阻力变小，先停止通入x气体，随后停止通入y气体，并恢复通入煤气，煤气预热管恢复正常运行状态；所述x气体为与碳发生放热反应的气体，所述y气体为与碳发生吸热反应的气体。
2.如权利要求1所述的煤气预热管积碳去除方法，其特征在于，包括顺序进行的以下步骤：
A、向预热管内按体积比(0.5～0.8):1通入空气和y气体，反应时间控制在180～300min；
B、向预热管内按体积比(0.8～1.2):1通入空气和y气体，反应时间控制在180～300min；
C、向预热管内按体积比(1.2～1.5):1通入空气和y气体，反应时间控制在120～240min；
D、先停止通入x气体，随后停止通入y气体，并恢复通入煤气，煤气预热管恢复正常运行状态。
3.如权利要求1所述的煤气预热管积碳去除方法，其特征在于，包括顺序进行的以下步骤：
A、向预热管内按体积比(0.1～0.16):1通入氧气和y气体，反应时间控制在180～300min；
B、向预热管内按体积比(0.16～0.24):1通入氧气和y气体，反应时间控制在180～300min；
C、向预热管内按体积比(0.24～0.3):1通入氧气和y气体，反应时间控制在120～240min；
D、先停止通入x气体，随后停止通入y气体，并恢复通入煤气，煤气预热管恢复正常运行状态。
4.如权利要求1所述的煤气预热管积碳去除方法，其特征在于，包括顺序进行的以下步骤：
A、向预热管内按体积比(0.05～0.08):1通入臭氧和y气体，反应时间控制在180～300min；
B、向预热管内按体积比(0.08～0.12):1通入臭氧和y气体，反应时间控制在180～300min；
C、向预热管内按体积比(0.12～0.15):1通入臭氧和y气体，反应时间控制在120～240min；
D、先停止通入x气体，随后停止通入y气体，并恢复通入煤气，煤气预热管恢复正常运行状态。
5.如权利要求1～4中任意一项权利要求所述的煤气预热管积碳去除方法，其特征在于，所述y气体为水蒸气或二氧化碳。
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