CN111120858A - 废气回收控制系统及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种废气回收控制系统及其控制方法，属于化工生产技术领域，废气回收控制系统包括废气管及氮气管，氮气管出口与废气管中部连通，氮气进口与氮气出口之间依次设有氮气压力调节装置和氮气吸力调节装置，废气管上设有废气吸力调节装置，废气吸力调节装置设于氮气出口与废气出口之间的废气管上；氮气吸力调节装置与废气吸力调节装置电连接。控制器控制氮气压力调节装置、氮气吸力调节装置及废气吸力调节装置，通过氮气压力调节装置保持氮气管内氮气压力稳定于0.5MPa，通过氮气吸力调节装置与废气吸力调节装置共同调控储槽出口至废气吸力调节装置之间废气管段间吸力稳定于0～50Pa，使储槽顶压始终处于微正压状态，保证生产安全。

Description

废气回收控制系统及其控制方法
技术领域
本发明属于化工生产技术领域，尤其涉及一种废气回收控制系统及其控制方法。
背景技术
在化工企业高温炼焦生产过程中产生的荒煤气经全负压（或半负压）煤气净化工艺初步冷凝，煤气中含有NH3、H2S、HCN等组份的焦油汽、水汽、萘汽被冷凝下来形成焦油和冷凝氨水混合液，经焦油氨水分离设施分离出焦油、氨水存储于储槽。高温焦油及氨水在储存过程中溶解于其中的有害化学组分NH3、H2S、HCN、萘会挥发外排，不仅造成环境污染，而且使金属设备严重腐蚀，降低设备寿命，成为焦化行业的老大难问题。
为使废气污染物得到彻底治理，利用全负压（或半负压）煤气净化工艺具有的负压吸力作用，将储槽内产生的废气回收至煤气洗涤系统消化处理。为保证废气连续回收过程中储槽内压力始终处于微正压安全状态，传统的废气回收系统采用废气输送管线安装单个调节阀进行调控稳定槽内压力，在储槽内液位出现突降，使槽内压力小于外界气压过程中，调节阀关严，也不能及时弥补槽内气体，保证槽内压力的微正压，此时很容易造成槽体损坏事故，不利于焦化企业生产的安全稳定。因此，传统废气回收系统不能满足安全生产的需要，十分有必要进行改进。
发明内容
本发明的目的是提供一种废气回收控制系统及其控制方法，旨在解决上述现有技术中与负压煤气洗涤系统连通的高温焦油及氨水储槽内压力控制不稳定，易导致槽体损坏的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：
一种废气回收控制系统，包括用于与储槽顶部相连的废气管及用于与氮气管网相连的氮气管，所述氮气管的氮气出口与废气管的中部连通，所述废气管的废气出口与负压煤气洗涤系统相连；所述氮气管的氮气进口与氮气出口之间依次设有氮气压力调节装置和氮气吸力调节装置，所述废气管上设有废气吸力调节装置，所述废气吸力调节装置设置于氮气出口与废气出口之间的废气管上；所述氮气吸力调节装置与废气吸力调节装置电连接，用于控制储槽处于微正压状态；所述氮气压力调节装置、氮气吸力调节装置及废气吸力调节装置均与控制器电连接。
优选的，所述氮气压力调节装置的旁路管线上设有旁通阀门及氮气压力调节节流板，所述氮气吸力调节装置的旁路管线上设有旁通阀门及氮气吸力调节节流板。
优选的，所述氮气压力调节装置为气开阀，用于控制氮气管内压力为0.5MPa。
优选的，所述氮气吸力调节装置为气关阀，用于控制进入废气管内的氮气量。
优选的，所述废气吸力调节装置为气开阀，用于控制进入负压煤气洗涤系统的废气量。
优选的，所述氮气压力调节节流板及氮气吸力调节节流板的孔径为4-10mm。
优选的，所述废气吸力调节装置的旁路上设有旁通阀门。
优选的，所述氮气进口及氮气出口均设有阀门，所述废气进口及废气出口均设有阀门；所述氮气进口与氮气管网、氮气管与氮气出口、储槽顶部排放管与废气进口及废气管与废气出口均通过法兰连接。
本发明还提供上述废气回收控制系统的控制方法，包括如下步骤：
a. 通过控制器调节将氮气压力调节装置、氮气吸力调节装置、废气吸力调节装置处于手动操作；
b.打开氮气压力调节装置的旁通阀门,打开外接氮气阀门，通过氮气压力调节节流板向氮气管内送氮气，手动调节氮气压力调节装置压力至规定压力值，稳定后压力调节改为自动调节，使氮气管内氮气压力稳定于0.5MPa；
c.打开氮气吸力调节装置的旁通阀门，使来自氮气压力调节装置的氮气通过氮气吸力调节节流板向废气管送氮气；
d.打开废气吸力调节装置的旁通阀门，同时打开废气管通往负压煤气洗涤系统前煤气管道的废气阀门；
e.手动调节氮气吸力调节装置、废气吸力调节装置吸力至规定吸力值，稳定后吸力调节改为自动调节,实现氮气吸力调节装置及废气吸力调节装置的串接调节，稳定废气吸力于0～50Pa，使储槽内压力始终处于微正压状态。
上述废气回收控制系统的开工调控流程如下：设P为储槽设计吸力，给定吸力值为0～50Pa，
当与储槽相连的废气管内吸力为50﹪～100﹪P时，氮气吸力调节装置处于关闭状态，废气吸力调节装置在其量程0﹪～100﹪间开关调控；
当与储槽相连的废气管内吸力为0～50﹪P时，废气吸力调节装置处于关闭状态，氮气吸力调节装置在其量程0﹪～100﹪间开关调控；
废气回收系统开工运行时，与储槽相连的废气管内吸力给定值为50﹪P，氮气吸力调节装置与废气吸力调节装置均处于关闭状态，废气吸力调节装置视给定吸力值缓慢打开，储槽内压力减小；当废气管内吸力低于给定吸力值，废气吸力调节装置开关信号减小至50﹪，氮气吸力调节装置与废气吸力调节装置全关；随着开关信号继续降低，氮气吸力调节装置调节开度＜50﹪时，氮气吸力调节装置缓慢打开，及时补充氮气，使废气管道吸力始终处于给定吸力值；当废气管道吸力大于给定吸力值，废气吸力调节装置又缓慢打开，使废气吸力始终处于给定吸力值（0～50Pa），如此反复循环调节，实现系统连续安全稳定运行；
上述废气回收控制系统的停用过程调控采用以下步骤进行：
a.控制器调节将氮气压力调节装置、氮气吸力调节装置、废气吸力调节装置改自动为手动操作。
b.打开储槽底部的放散阀门，同时关闭储槽至废气管交界处的废气阀门；
c.手动调节关闭氮气吸力调节装置、废气吸力调节装置的吸力调节阀，关闭氮气压力调节装置的压力调节阀；
d.控制系统停工调控流程:
系统停工运行时，手动操作氮气吸力调节装置的吸力调节阀与废气吸力调节装置的吸力调节阀，调节与储槽相连的废气管内吸力给定至50﹪P，此时氮气吸力调节装置的吸力调节阀与废气吸力调节装置的吸力调节阀均缓慢关闭；
手动操作氮气压力调节装置的压力调节阀，调节与储槽相连的废气管内吸力给定至0﹪，此时氮气压力调节装置的压力调节阀缓慢关闭；
e.关闭废气回收系统通往负压煤气洗涤系统前煤气管道的废气总阀门；
f.关闭外接氮气阀门，停止向废气回收系统送氮气，关闭氮气压力调节装置、氮气吸力调节装置、废气吸力调节装置的调节旁通阀门。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：与现有技术相比，本发明通过氮气压力调节装置的调控，使氮气管内氮气压力稳定受控于0.5MPa，并通过氮气吸力调节装置与废气吸力调节装置共同串接调控废气回收系统吸力，使废气回收系统吸力稳定受控于0～50Pa，保证储槽内压力始终处于微正压状态，实现了废气回收系统连续安全稳定运行，有效杜绝外界空气进入废气回收系统发生安全隐患，保证废气能顺利抽送至负压煤气洗涤系统进行净化吸收。
本发明通过氮气压力调节装置、氮气吸力调节装置的旁通节流孔板，能使废气回收系统收集废气的过程中，调节装置出现失灵故障处于关闭状态时，仍使微量氮气连续补充至废气回收系统，保证废气回收系统运行中储槽内压力始终处于微正压状态，保证系统的安全稳定运行。有效解决密闭储槽液位出现急剧下降，储槽内产生的废气达不到槽体所需的微正压量而瞬时形成负压，严重损坏槽体并引发生产事故的问题。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明实施例提供的一种废气回收控制系统的结构示意图；
图中：1-氮气管，2-氮气进口，3-氮气出口，4-废气管，5-废气进口，6-废气出口，7-氮气压力调节装置，8氮气压力调节节流板，9-氮气吸力调节装置，10-氮气吸力调节节流板，11-废气吸力调节装置。
具体实施方式
下面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，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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。
如图1所示的一种废气回收控制系统，包括用于与储槽顶部相连的废气管4及用于与氮气管网相连的氮气管1，所述氮气管1的氮气出口3与废气管4的中部连通，所述废气管4的废气出口6与负压煤气洗涤系统相连；所述氮气管1的氮气进口2与氮气出口3之间依次设有氮气压力调节装置7和氮气吸力调节装置9，所述废气管4上设有废气吸力调节装置11，所述废气吸力调节装置11设置于氮气出口3与废气出口6之间的废气管4上；所述氮气吸力调节装置9与废气吸力调节装置11电连接，用于控制储槽处于微正压状态；所述氮气压力调节装置7、氮气吸力调节装置9及废气吸力调节装置11均与控制器电连接。其中，所述氮气压力调节装置7的旁路管线上设有旁通阀门及氮气压力调节节流板8，所述氮气吸力调节装置9的旁路管线上设有旁通阀门及氮气吸力调节节流板10。
具体制作时，氮气管1选用直径80-100mm、壁厚5-10mm的钢管，废气管4选用直径150-250mm、壁厚5-10mm的钢管。
在本发明的一个具体实施例中，所述氮气压力调节装置7为气开阀，用于控制氮气管1内压力为0.5MPa；所述氮气吸力调节装置9为气关阀，用于控制进入废气管4内的氮气量；所述废气吸力调节装置11为气开阀，用于控制进入负压煤气洗涤系统的废气量。
优选的，所述氮气压力调节节流板8及氮气吸力调节节流板10的孔径为4-10mm，与氮气压力调节装置7的旁路管径、氮气吸力调节装置9的旁路管径相同，并夹装在氮气压力调节装置7的旁路管道、氮气吸力调节装置9的旁路管道中部位置两法兰之间紧固连接。
为了方便控制废气管内压力，所述废气吸力调节装置11的旁路上设有旁通阀。
另外，为了方便安装拆卸，所述氮气进口2及氮气出口3均设有阀门，所述废气进口5及废气出口6均设有阀门；所述氮气进口2与氮气管网、氮气管1与氮气出口3、储槽顶部排放管与废气进口5及废气管4与废气出口6均通过法兰连接。安装时，将氮气管进口2与外接氮气管网相连接，氮气管出口3与废气管4中部位置相对接，废气管进口5与储槽顶部放散管相连接，废气管出口6与负压煤气洗涤系统相连接，沿氮气管1进出口长度方向顺序排列有氮气压力调节装置7、氮气吸力调节装置9，在氮气压力调节装置7旁路管线安装氮气压力调节装置旁路节流孔板8，在氮气吸力调节装置9旁路管线安装氮气吸力调节装置旁路节流孔板10，沿废气管4进出口长度方向顺序对接氮气管进口2、安装废气吸力调节装置11。
本发明在具体应用中,氮气吸力调节装置9与废气吸力调节装置11共同调控储槽出口至废气吸力调节装置11之间废气管4管段间吸力，使储槽顶压始终处于微正压状态。如图1所示，氮气吸力调节装置9为气关阀，控制进系统氮气量大小；废气吸力调节装置11为气开阀，控制进负压煤气洗涤系统废气量大小；氮气压力调节装置7为气开阀，外供氮气通过氮气压力调节装置7的调控，使氮气压力调节装置7后氮气管1内氮气压力稳定于0.5MPa。
本发明还提供上述废气回收控制系统的控制方法，包括如下步骤：
a. 通过控制器调节将氮气压力调节装置、氮气吸力调节装置、废气吸力调节装置处于手动操作；
b.打开氮气压力调节装置的旁通阀门,打开外接氮气阀门，通过氮气压力调节节流板向氮气管内送氮气，手动调节氮气压力调节装置压力至规定压力值，稳定后压力调节改为自动调节，使氮气管内氮气压力稳定于0.5MPa；
c.打开氮气吸力调节装置的旁通阀门，使来自氮气压力调节装置的氮气通过氮气吸力调节节流板向废气管送氮气；
d.打开废气吸力调节装置的旁通阀门，同时打开废气管通往负压煤气洗涤系统前煤气管道的废气阀门；
e.手动调节氮气吸力调节装置、废气吸力调节装置吸力至规定吸力值，稳定后吸力调节改为自动调节,实现氮气吸力调节装置及废气吸力调节装置的串接调节，稳定废气吸力于0～50Pa，使储槽内压力始终处于微正压状态。
上述废气回收控制系统的开工调控流程如下：设P为储槽设计吸力，给定吸力值为0～50Pa，
当与储槽相连的废气管内吸力为50﹪～100﹪P时，氮气吸力调节装置处于关闭状态，废气吸力调节装置在其量程0﹪～100﹪间开关调控；
当与储槽相连的废气管内吸力为0～50﹪P时，废气吸力调节装置处于关闭状态，氮气吸力调节装置在其量程0﹪～100﹪间开关调控；
废气回收系统开工运行时，与储槽相连的废气管内吸力给定值为50﹪P，氮气吸力调节装置与废气吸力调节装置均处于关闭状态，废气吸力调节装置视给定吸力值缓慢打开，储槽内压力减小；当废气管内吸力低于给定吸力值，废气吸力调节装置开关信号减小至50﹪，氮气吸力调节装置与废气吸力调节装置全关；随着开关信号继续降低，氮气吸力调节装置调节开度＜50﹪时，氮气吸力调节装置缓慢打开，及时补充氮气，使废气管道吸力始终处于给定吸力值；当废气管道吸力大于给定吸力值，废气吸力调节装置又缓慢打开，使废气吸力始终处于给定吸力值（0～50Pa），如此反复循环调节，实现系统连续安全稳定运行；
上述废气回收控制系统的停用过程调控采用以下步骤进行：
a.控制器调节将氮气压力调节装置、氮气吸力调节装置、废气吸力调节装置改自动为手动操作。
b.打开储槽放散阀门，同时关闭储槽至废气管交界处的废气阀门；
c.手动调节关闭氮气吸力调节装置、废气吸力调节装置的吸力调节阀，关闭氮气压力调节装置的压力调节阀；
d.控制系统停工调控流程:
系统停工运行时，手动操作氮气吸力调节装置的吸力调节阀与废气吸力调节装置的吸力调节阀，调节与储槽相连的废气管内吸力给定至50﹪P，此时氮气吸力调节装置的吸力调节阀与废气吸力调节装置的吸力调节阀均缓慢关闭；
手动操作氮气压力调节装置的压力调节阀，调节与储槽相连的废气管内吸力给定至0﹪，此时氮气压力调节装置的压力调节阀缓慢关闭；
e.关闭废气回收系统通往负压煤气洗涤系统前煤气管道的废气总阀门；
f.关闭外接氮气阀门，停止向废气回收系统送氮气，关闭氮气压力调节装置、氮气吸力调节装置、废气吸力调节装置的调节旁通阀门。
本发明通过氮气压力调节装置的调控，使氮气管内氮气压力稳定受控于0.5MPa，并通过氮气吸力调节装置与废气吸力调节装置共同串接调控废气回收系统吸力，使废气回收系统吸力稳定受控于0～50Pa，保证储槽内压力始终处于微正压状态，实现了废气回收系统连续安全稳定运行，有效杜绝外界空气进入废气回收系统发生安全隐患，保证废气能顺利抽送至负压煤气洗涤系统进行净化吸收。
在上面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受上面公开的具体实施例的限制。

Claims (10)

1.一种废气回收控制系统，其特征在于：包括用于与储槽顶部相连的废气管及用于与氮气管网相连的氮气管，所述氮气管的氮气出口与废气管的中部连通，所述废气管的废气出口与负压煤气洗涤系统相连；所述氮气管的氮气进口与氮气出口之间依次设有氮气压力调节装置和氮气吸力调节装置，所述废气管上设有废气吸力调节装置，所述废气吸力调节装置设置于氮气出口与废气出口之间的废气管上；所述氮气吸力调节装置与废气吸力调节装置电连接，用于控制储槽处于微正压状态；所述氮气压力调节装置、氮气吸力调节装置及废气吸力调节装置均与控制器电连接。
2.根据权利要求1所述废气回收控制系统，其特征在于：所述氮气压力调节装置的旁路管线上设有旁通阀门及氮气压力调节节流板，所述氮气吸力调节装置的旁路管线上设有旁通阀门及氮气吸力调节节流板。
3.根据权利要求2所述废气回收控制系统，其特征在于：所述氮气压力调节装置为气开阀，用于控制氮气管内压力为0.5MPa。
4.根据权利要求3所述废气回收控制系统，其特征在于：所述氮气吸力调节装置为气关阀，用于控制进入废气管内的氮气量。
5.根据权利要求4所述废气回收控制系统，其特征在于：所述废气吸力调节装置为气开阀，用于控制进入负压煤气洗涤系统的废气量。
6.根据权利要求1所述废气回收控制系统，其特征在于：所述氮气压力调节节流板及氮气吸力调节节流板的孔径为4-10mm。
7.根据权利要求5所述的废气回收控制系统，其特征在于：所述废气吸力调节装置的旁路上设有旁通阀门。
8.根据权利要求7所述废气回收控制系统，其特征在于：所述氮气进口及氮气出口均设有阀门，所述废气进口及废气出口均设有阀门；所述氮气进口与氮气管网、氮气管与氮气出口、储槽顶部排放管与废气进口及废气管与废气出口均通过法兰连接。
9.如权利要求8所述的废气回收控制系统的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
a. 通过控制器调节将氮气压力调节装置、氮气吸力调节装置、废气吸力调节装置处于手动操作；
b.打开氮气压力调节装置的旁通阀门,打开外接氮气阀门，通过氮气压力调节节流板向氮气管内送氮气，手动调节氮气压力调节装置压力至规定压力值，稳定后压力调节改为自动调节，使氮气管内氮气压力稳定于0.5MPa；
c.打开氮气吸力调节装置的旁通阀门，使来自氮气压力调节装置的氮气通过氮气吸力调节节流板向废气管送氮气；
d.打开废气吸力调节装置的旁通阀门，同时打开废气管通往负压煤气洗涤系统前煤气管道的废气阀门；
e.手动调节氮气吸力调节装置、废气吸力调节装置吸力至规定吸力值，稳定后吸力调节改为自动调节,实现氮气吸力调节装置及废气吸力调节装置的串接调节，稳定废气吸力于0～50Pa，使储槽内压力始终处于微正压状态。
10.根据权利要求9所述的废气回收控制系统的控制方法，其特征在于，废气回收控制系统的开工调控流程如下：设P为储槽设计吸力，给定吸力值为0～50Pa，
当与储槽相连的废气管内吸力为50﹪～100﹪P时，氮气吸力调节装置处于关闭状态，废气吸力调节装置在其量程0﹪～100﹪间开关调控；
当与储槽相连的废气管内吸力为0～50﹪P时，废气吸力调节装置处于关闭状态，氮气吸力调节装置在其量程0﹪～100﹪间开关调控；
废气回收系统开工运行时，与储槽相连的废气管内吸力给定值为50﹪P，氮气吸力调节装置与废气吸力调节装置均处于关闭状态，废气吸力调节装置视给定吸力值缓慢打开，储槽内压力减小；当废气管内吸力低于给定吸力值，废气吸力调节装置开关信号减小至50﹪，氮气吸力调节装置与废气吸力调节装置全关；随着开关信号继续降低，氮气吸力调节装置调节开度＜50﹪时，氮气吸力调节装置缓慢打开，及时补充氮气，使废气管道吸力始终处于给定吸力值；当废气管道吸力大于给定吸力值，废气吸力调节装置又缓慢打开，使废气吸力始终处于给定吸力值（0～50Pa），如此反复循环调节，实现系统连续安全稳定运行；
所述废气回收控制系统的停用过程调控步骤如下：
a.控制器调节将氮气压力调节装置、氮气吸力调节装置、废气吸力调节装置改自动为手动操作；
b.打开储槽底部的放散阀门，同时关闭储槽至废气管交界处的废气阀门；
c.手动调节关闭氮气吸力调节装置、废气吸力调节装置的吸力调节阀，关闭氮气压力调节装置的压力调节阀；
d.控制系统停工调控流程如下:
系统停工运行时，手动操作氮气吸力调节装置的吸力调节阀与废气吸力调节装置的吸力调节阀，调节与储槽相连的废气管内吸力给定至50﹪P，此时氮气吸力调节装置的吸力调节阀与废气吸力调节装置的吸力调节阀均缓慢关闭；
手动操作氮气压力调节装置的压力调节阀，调节与储槽相连的废气管内吸力给定至0﹪，此时氮气压力调节装置的压力调节阀缓慢关闭；
e.关闭废气回收系统通往负压煤气洗涤系统前煤气管道的废气总阀门；
f.关闭外接氮气阀门，停止向废气回收系统送氮气，关闭氮气压力调节装置、氮气吸力调节装置、废气吸力调节装置的调节旁通阀门。
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