CN107603677B - 一种煤气生产设备及其安全开炉方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种煤气生产设备及其安全开炉方法，安全开炉方法包括步骤：在开炉前的预设置换时间开始向水煤气除尘装置和水煤气余热回收装置内通入置换气体，以将所述水煤气除尘装置和所述水煤气余热回收装置内的氧气吹扫出去，所述预设置换时间与开炉时间具有预设时间间隔。本发明在开炉前通过置换气体对水煤气除尘装置和水煤气余热回收装置进行吹扫，利用置换气体置换掉氧气，降低了从烟囱排出的煤气的含氧量，从而解决了开炉时烟囱着火的问题，进而提高了开炉的安全性。而且在引蒸汽、氧气入炉时，置换气体能够作为保护气随煤气由烟囱高排，保证了在安全可控的情况下开炉。

Description

一种煤气生产设备及其安全开炉方法

技术领域

本发明涉及煤气生产技术领域，更具体地说，涉及一种煤气生产设备的安全开炉方法，本发明还涉及一种煤气生产设备。

背景技术

现有的煤气生产设备主要使用固定床纯氧连续气化炉生产水煤气，所用气化剂为蒸汽和氧气的混合气。外送煤气前，造气炉处于养炉即闷炉状态，其气化剂为炉底自然鼓入的外界空气。在造气炉开炉准备送外送煤气时，需要提前向造气炉内送蒸汽、氧气，待炉出口煤气取样合格后才可并入燃气总管。

但是在实际运行中，用于对煤气进行除尘的旋风除尘器和用于回收高温气体余热的废热锅炉的底部水封保持常流水，在造气炉闷炉时，造气循环水中的溶解氧会不断地在旋风除尘器和废热锅炉内释放，从而造成旋风除尘器和废热锅炉上部空间氧气积累，造成过高浓度的氧含量。而在开炉进气化剂的过程中，产生的大量煤气从烟囱排出的同时，对旋风除尘器和废热锅炉上部的气体形成吸引力，从而导致煤气中氧含量升高。因为煤气中的主要成分为CO和H2，因此一旦煤气中的氧含量过高，极易造成烟囱着火。

此外，在炉出口煤气取样合格后，煤气并入煤总管的前段时期，受洗气塔内挥发氧气的影响，也会导致煤气中氧含量超标，引起洗气塔出口在线氧表满量程报警，同时会引起后路气柜在线氧表氧含量升高，存在较大危险。

综上所述，如何解决开炉时烟囱着火的问题，以提高开炉的安全性，是目前本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种煤气生产设备的安全开炉方法，以解决开炉时烟囱着火的问题，进而提高开炉的安全性。

本发明的另一目的在于提供一种煤气生产设备，以解决开炉时烟囱着火的问题，进而提高开炉的安全性。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种煤气生产设备的安全开炉方法，包括步骤：

在开炉前的预设置换时间开始向水煤气除尘装置和水煤气余热回收装置内通入置换气体，以将所述水煤气除尘装置和所述水煤气余热回收装置内的氧气吹扫出去，所述预设置换时间与开炉时间具有预设时间间隔。

优选的，上述安全开炉方法中，还包括步骤：

向水煤气洗涤降温装置内通入置换气体，以将所述水煤气洗涤降温装置内的氧气吹扫出去。

优选的，上述安全开炉方法中，所述预设时间间隔为25-35min。

优选的，上述安全开炉方法中，所述置换气体为氮气。

从上述的技术方案可以看出，本发明提供的煤气生产设备的安全开炉方法包括步骤：在开炉前的预设置换时间开始向水煤气除尘装置和水煤气余热回收装置内通入置换气体，以将水煤气除尘装置和水煤气余热回收装置内的氧气吹扫出去，预设置换时间与开炉时间具有预设时间间隔。

需要说明的是，上述置换气体为不与煤气发生燃烧的气体。

本发明在准备开炉前的预设置换时间，开始向水煤气除尘装置和水煤气余热回收装置内通入置换气体；置换气体进入到水煤气除尘装置和水煤气余热回收装置，经过烟囱煤气放散管高排。在通入置换气体过程中，水煤气余热回收装置和水煤气除尘装置上部空间的氧气被置换气体带走，实现对上部空间进行气体置换，从而将水煤气除尘装置和水煤气余热回收装置内的氧气吹扫出去。在开炉过程中，仍然保持置换气体正常通入，引气化剂即蒸汽和氧气入炉后，待气流平稳气化剂稳定、所产煤气稳定后，停止通入置换气体。

本发明在开炉前通过置换气体对水煤气除尘装置和水煤气余热回收装置进行吹扫，利用置换气体置换掉氧气，降低了从烟囱排出的煤气的含氧量，从而解决了开炉时烟囱着火的问题，进而提高了开炉的安全性。

而且在引蒸汽、氧气入炉时，置换气体能够作为保护气随煤气由烟囱高排，保证了在安全可控的情况下开炉。

本发明还提供了一种煤气生产设备，包括水煤气除尘装置和水煤气余热回收装置；还包括用于在开炉前的预设置换时间向所述水煤气除尘装置和所述水煤气余热回收装置内通入置换气体的第一置换气体置换装置。

优选的，上述煤气生产设备中，还包括用于向所述煤气生产设备的水煤气洗涤降温装置内通入置换气体的第二置换气体置换装置。

优选的，上述煤气生产设备中，所述水煤气除尘装置为旋风除尘器；

所述水煤气余热回收装置为废热锅炉；

所述水煤气洗涤降温装置为洗气塔；

所述旋风除尘器与所述废热锅炉之间通过旋风除尘器出口煤气管连接；

所述废热锅炉与所述洗气塔之间通过废热锅炉出口煤气管连接，所述废热锅炉出口煤气管上设置有煤气总阀。

优选的，上述煤气生产设备中，所述旋风除尘器顶端设置有烟囱煤气放散管；

所述第一置换气体置换装置为设置在所述煤气总阀进口侧的第一注氮气管，所述第一注氮气管上设置有第一氮气阀。

优选的，上述煤气生产设备中，所述洗气塔与所述煤气生产设备的干水封之间通过洗气塔出口煤气管连接，所述干水封的顶端设置有顶部放空管；

所述第二置换气体置换装置为设置在所述煤气总阀出口侧的第二注氮气管，所述第二注氮气管上设置有第二氮气阀。

优选的，上述煤气生产设备中，所述预设置换时间与开炉时间的时间间隔为25-35min。

从上述的技术方案可以看出，本发明提供的煤气生产设备包括水煤气除尘装置和水煤气余热回收装置；还包括用于在开炉前的预设置换时间向水煤气除尘装置和水煤气余热回收装置内通入置换气体的第一置换气体置换装置。

本发明在准备开炉前的预设置换时间，通过第一置换气体置换装置开始向水煤气除尘装置和水煤气余热回收装置内通入置换气体；置换气体进入到水煤气除尘装置和水煤气余热回收装置，经过烟囱煤气放散管高排。在通入置换气体过程中，水煤气余热回收装置和水煤气除尘装置上部空间的氧气被置换气体带走，实现对上部空间进行气体置换，从而将水煤气除尘装置和水煤气余热回收装置内的氧气吹扫出去。在开炉过程中，仍然保持置换气体正常通入，引气化剂即蒸汽和氧气入炉后，待气流平稳气化剂稳定、所产煤气稳定后，停止通入置换气体。

本发明在开炉前通过置换气体对水煤气除尘装置和水煤气余热回收装置进行吹扫，利用置换气体置换掉氧气，降低了从烟囱排出的煤气的含氧量，从而解决了开炉时烟囱着火的问题，进而提高了开炉的安全性。

而且在引蒸汽、氧气入炉时，置换气体能够作为保护气随煤气由烟囱高排，保证了在安全可控的情况下开炉。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的煤气生产设备的结构示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种煤气生产设备的安全开炉方法，解决了开炉时烟囱着火的问题，进而提高了开炉的安全性。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供的煤气生产设备的安全开炉方法包括步骤：在开炉前的预设置换时间开始向水煤气除尘装置和水煤气余热回收装置内通入置换气体，以将水煤气除尘装置和水煤气余热回收装置内的氧气吹扫出去，预设置换时间与开炉时间具有预设时间间隔。需要说明的是，上述置换气体为不与煤气发生燃烧的气体。

本发明在准备开炉前的预设置换时间，开始向水煤气除尘装置和水煤气余热回收装置内通入置换气体；置换气体进入到水煤气除尘装置和水煤气余热回收装置，经过烟囱煤气放散管f高排。在通入置换气体过程中，水煤气余热回收装置和水煤气除尘装置上部空间的氧气被置换气体带走，实现对上部空间进行气体置换，从而将水煤气除尘装置和水煤气余热回收装置内的氧气吹扫出去。在开炉过程中，仍然保持置换气体正常通入，引气化剂即蒸汽和氧气入炉后，待气流平稳气化剂稳定、所产煤气稳定后，停止通入置换气体。

本发明在开炉前通过置换气体对水煤气除尘装置和水煤气余热回收装置进行吹扫，利用置换气体置换掉氧气，降低了从烟囱排出的煤气的含氧量，从而解决了开炉时烟囱着火的问题，进而提高了开炉的安全性。

而且在引蒸汽、氧气入炉时，置换气体能够作为保护气随煤气由烟囱高排，保证了在安全可控的情况下开炉。

为了消除水煤气生产装置如造气炉1，经过干水封5外送煤气时，水煤气洗涤降温装置如洗气塔4和后路气柜入口在线氧表因氧含量高报警的问题，上述安全开炉方法还包括步骤：向水煤气洗涤降温装置内通入置换气体，以将水煤气洗涤降温装置内的氧气吹扫出去。

本发明通过向洗气塔4内通入置换气体，最后由干水封5顶部放空管高排。在干水封5处进行取样，分析结果直至氧含量小于0.5％，便可以打开煤气总阀32向后路送煤气。利用置换气体带走了洗气塔4上部的挥发氧气，保证了煤气并入煤总管时的煤气中氧含量稳定在安全范围内，不会再发生因煤气中氧含量高，在线氧表报警的问题，更不会产生着火爆炸等极端危险的生产性事件。

优选的，预设时间间隔为25-35min。具体的实施例中，预设时间间隔为30min；在准备开炉前提前30min向水煤气除尘装置和水煤气余热回收装置内通入置换气体；能够在开炉后实现较好的置换效果。可以理解的是，上述预设时间间隔还可以为其他时间段，如20min或40min等。

进一步的技术方案中，置换气体为氮气。氮气比较稳定，成本降低。当然，上述置换气体还可以为二氧化碳或者其他不与煤气发生燃烧的气体，本发明对此不做具体限定。

请参考附图1，本发明实施例提供的煤气生产设备包括水煤气除尘装置和水煤气余热回收装置；还包括用于在开炉前的预设置换时间向水煤气除尘装置和水煤气余热回收装置内通入置换气体的第一置换气体置换装置。

需要说明的是，上述置换气体为不与煤气发生燃烧的气体。

本发明在准备开炉前的预设置换时间，通过第一置换气体置换装置开始向水煤气除尘装置和水煤气余热回收装置内通入置换气体；置换气体进入到水煤气除尘装置和水煤气余热回收装置，经过烟囱煤气放散管f高排。在通入置换气体过程中，水煤气余热回收装置和水煤气除尘装置上部空间的氧气被置换气体带走，实现对上部空间进行气体置换，从而将水煤气除尘装置和水煤气余热回收装置内的氧气吹扫出去。在开炉过程中，仍然保持置换气体正常通入，引气化剂即蒸汽和氧气入炉后，待气流平稳气化剂稳定、所产煤气稳定后，停止通入置换气体。

本发明在开炉前通过置换气体对水煤气除尘装置和水煤气余热回收装置进行吹扫，利用置换气体置换掉氧气，降低了从烟囱排出的煤气的含氧量，从而解决了开炉时烟囱着火的问题，进而提高了开炉的安全性。

而且在引蒸汽、氧气入炉时，置换气体能够作为保护气随煤气由烟囱高排，保证了在安全可控的情况下开炉。

为了消除水煤气生产装置如造气炉1，经过干水封5外送煤气时，水煤气洗涤降温装置如洗气塔4和后路气柜入口在线氧表因氧含量高报警的问题，煤气生产设备还包括用于向煤气生产设备的水煤气洗涤降温装置内通入置换气体的第二置换气体置换装置。

本发明通过第二置换气体置换装置向洗气塔4内通入置换气体，最后由干水封5顶部放空管高排。在干水封5处进行取样，分析结果直至氧含量小于0.5％，便可以打开煤气总阀32向后路送煤气。利用置换气体带走了洗气塔4上部的挥发氧气，保证了煤气并入煤总管时的煤气中氧含量稳定在安全范围内，不会再发生因煤气中氧含量高，在线氧表报警的问题，更不会产生着火爆炸等极端危险的生产性事件。

本发明一具体的实施例中，水煤气除尘装置为旋风除尘器2；水煤气余热回收装置为废热锅炉3；水煤气洗涤降温装置为洗气塔4；旋风除尘器2与废热锅炉3之间通过旋风除尘器出口煤气管b连接；废热锅炉3与洗气塔4之间通过废热锅炉出口煤气管c连接，废热锅炉出口煤气管c上设置有煤气总阀32。

其中旋风除尘器2和废热锅炉3下部分别设置溢流水封，以常流水的状态运行，带走旋风除尘器2以及废热锅炉3底部的煤灰，起到了连续湿法排灰的作用。

在本发明中，当造气炉1处于闷炉状态时，煤气总阀32处于关闭状态，烟囱煤气放散管f上的烟囱阀21处于开启状态，造气炉1炉底自然通风所产生的空气煤气由炉出口煤气管a，经过旋风除尘器2，通过烟囱阀21，经由烟囱煤气放散管f高排放空。由于旋风除尘器2和废热锅炉3通过旋风除尘器出口煤气管b直接相连接，之间无切断阀门，因此当旋风除尘器2的烟囱受上升气流影响抽力变大时，便会通过旋风除尘器出口煤气管b将旋风除尘器2和废热锅炉3上部空间的部分气体抽出，使其内部压力达到与烟囱抽力相平衡的状态。

当造气炉1处于开炉状态时，炉底自然通风关闭，由蒸汽和氧气形成的气化剂从炉底吹入炉膛，那么在造气炉1的出口便产生水煤气，水煤气同样由炉出口煤气管a，通过旋风除尘器2，再通过烟囱阀21，经由烟囱煤气放散管f高排放空。与自然通风不同的是，由于入炉蒸汽和氧气受自身调节阀影响，过小的量无法入炉，因此一旦气化剂入炉后，便会产生约4000NM³/h的煤气，大量的煤气从烟囱高排，会形成较大的烟囱吸引力。将旋风除尘器2和废热锅炉3上部空间的部分气体抽出，与煤气形成混合气高排。

因为旋风除尘器2和废热锅炉3设备本体下部自带常流水排污水封，造气循环水通过旋风除尘器水封上水管i和废热锅炉水封上水管k，分别经过造气循环水切断阀门22和31进入旋风除尘器2和废热锅炉3，然后通过旋风除尘器水封溢流管j和废热锅炉水封溢流管m溢流，不断带走设备底部的煤灰。由于水封一方面起着除尘的作用，另一个重要方面便是密封旋风除尘器2和废热锅炉3上部的煤气，使其不外泄，起到安全排污的目的。

造气循环水自身温度在35-45℃之间，并且在造气炉1闷炉状态时就必须保持溢流。

优选的，旋风除尘器2顶端设置有烟囱煤气放散管f；第一置换气体置换装置为设置在煤气总阀32进口侧的第一注氮气管g，第一注氮气管g上设置有第一氮气阀33。

由氮气总管引介质氮气，增加第一注氮气管g，在准备开炉前提前30min打开第一氮气阀33，流程不低于500NM3，逆流程对废热锅炉3和旋风除尘器2注氮气，进行吹扫。氮气通过废热锅炉出口煤气管c进入到废热锅炉3，然后经过旋风除尘器出口煤气管b进入到旋风除尘器2，最后经过烟囱煤气放散管g高排。这样废热锅炉3和旋风除尘器2上部空间的氧气被氮气带走，对上部空间进行置换。在开炉过程中，仍然保持第一氮气阀33正常开启，引气化剂即蒸汽和氧气入炉后，待气流平稳气化剂稳定、所产煤气稳定后，将第一氮气阀33关闭。

本发明通过一个注氮气管即完成向两个装置内通入氮气，结构简单。可以理解的是，上述第一注氮气管g还可以包括分别用于向旋风除尘器2通入氮气的第一分支管和用于向废热锅炉3通入氮气的第二分支管等。

进一步的技术方案中，洗气塔4与煤气生产设备的干水封5之间通过洗气塔出口煤气管d连接，干水封5的顶端设置有顶部放空管；第二置换气体置换装置为设置在煤气总阀32出口侧的第二注氮气管h，第二注氮气管h上设置有第二氮气阀41。

为了消除造气炉1经过干水封5外送煤气时洗气塔4和后路气柜入口在线氧表因氧含量高报警的问题，通过第二注氮气管h，打开第二氮气阀41，通过洗气塔4、洗气塔出口煤气管d、干水封5，最后由干水封5的顶部放空管由顶部放空阀51高排。在干水封5处进行取样，分析结果直至氧含量小于0.5％，便可以打开煤气总阀32向后路送煤气，由干水封出口煤气管e送入燃气总管。

此过程同样是因为洗气塔4的造气循环水所带来的溶解氧释放，导致洗气塔4上部空间氧含量较高，氮气带走了上部的挥发氧气，保证了煤气并入煤总管时的煤气中氧含量稳定在安全范围内，不会再发生因煤气中氧含量高，在线氧表报警的问题。

上述第二注氮气管h还可以设置在洗气塔出口煤气管d上或者能够实现置换洗气塔4内上部氧气的其他位置。本发明采用氮气作为置换气体。氮气比较稳定，成本降低。当然，上述置换气体还可以为二氧化碳或者其他不与煤气发生燃烧的气体，本发明对此不做具体限定。

优选的，上述煤气生产设备中，预设置换时间与开炉时间的时间间隔为25-35min。具体的实施例中，预设时间间隔为30min；在准备开炉前提前30min向水煤气除尘装置和水煤气余热回收装置内通入置换气体；能够在开炉后实现较好的置换效果。可以理解的是，上述预设时间间隔还可以为其他时间段，如20min或40min等。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种煤气生产设备的安全开炉方法，其特征在于，包括步骤：

在开炉前的预设置换时间开始向水煤气除尘装置和水煤气余热回收装置内通入置换气体，以将所述水煤气除尘装置和所述水煤气余热回收装置上部空间内的氧气吹扫出去，所述预设置换时间与开炉时间具有预设时间间隔；

在开炉过程中，仍然保持置换气体正常通入，引气化剂入炉后，待气流平稳、气化剂稳定、所产煤气稳定后，停止通入置换气体；

其中，所述水煤气除尘装置和所述水煤气余热回收装置的上部直接相连接，所述水煤气除尘装置顶端设置有烟囱煤气放散管(f)，置换气体逆流程先进入到所述水煤气余热回收装置，然后进入所述水煤气除尘装置，最后经过所述烟囱煤气放散管(f)高排；

在引气化剂入炉时，置换气体能够作为保护气随煤气由所述烟囱煤气放散管(f)高排，形成较大的烟囱吸引力，将所述水煤气除尘装置和所述水煤气余热回收装置上部空间的部分气体抽出，与煤气形成混合气高排。

2.根据权利要求1所述的安全开炉方法，其特征在于，还包括步骤：

向水煤气洗涤降温装置内通入置换气体，以将所述水煤气洗涤降温装置内的氧气吹扫出去。

3.根据权利要求1所述的安全开炉方法，其特征在于，所述预设时间间隔为25-35min。

4.根据权利要求1-3任一项所述的安全开炉方法，其特征在于，所述置换气体为氮气。

5.一种煤气生产设备，包括水煤气除尘装置和水煤气余热回收装置；其特征在于，还包括用于在开炉前的预设置换时间向所述水煤气除尘装置和所述水煤气余热回收装置上部空间内通入置换气体的第一置换气体置换装置，所述第一置换气体置换装置用于将所述水煤气除尘装置和所述水煤气余热回收装置上部空间内的氧气吹扫出去，所述预设置换时间与开炉时间具有预设时间间隔；

在开炉过程中，仍然保持置换气体正常通入，引气化剂入炉后，待气流平稳、气化剂稳定、所产煤气稳定后，停止通入置换气体；

其中，所述水煤气除尘装置和所述水煤气余热回收装置的上部直接相连接，所述水煤气除尘装置顶端设置有烟囱煤气放散管(f)，置换气体逆流程先进入到所述水煤气余热回收装置，然后进入所述水煤气除尘装置，最后经过所述烟囱煤气放散管(f)高排；

在引气化剂入炉时，置换气体能够作为保护气随煤气由所述烟囱煤气放散管(f)高排，形成较大的烟囱吸引力，将所述水煤气除尘装置和所述水煤气余热回收装置上部空间的部分气体抽出，与煤气形成混合气高排。

6.根据权利要求5所述的煤气生产设备，其特征在于，还包括用于向所述煤气生产设备的水煤气洗涤降温装置内通入置换气体的第二置换气体置换装置。

7.根据权利要求6所述的煤气生产设备，其特征在于，所述水煤气除尘装置为旋风除尘器(2)；

所述水煤气余热回收装置为废热锅炉(3)；

所述水煤气洗涤降温装置为洗气塔(4)；

所述旋风除尘器(2)与所述废热锅炉(3)之间通过旋风除尘器出口煤气管(b)连接；

所述废热锅炉(3)与所述洗气塔(4)之间通过废热锅炉出口煤气管(c)连接，所述废热锅炉出口煤气管(c)上设置有煤气总阀(32)。

8.根据权利要求7所述的煤气生产设备，其特征在于，所述第一置换气体置换装置为设置在所述煤气总阀(32)进口侧的第一注氮气管(g)，所述第一注氮气管(g)上设置有第一氮气阀(33)。

9.根据权利要求7所述的煤气生产设备，其特征在于，所述洗气塔(4)与所述煤气生产设备的干水封(5)之间通过洗气塔出口煤气管(d)连接，所述干水封(5)的顶端设置有顶部放空管；

所述第二置换气体置换装置为设置在所述煤气总阀(32)出口侧的第二注氮气管(h)，所述第二注氮气管(h)上设置有第二氮气阀(41)。

10.根据权利要求5-9任一项所述的煤气生产设备，其特征在于，所述预设置换时间与开炉时间的时间间隔为25-35min。

Images