CN114100398A - 一种管道输送油煤浆防煤粉沉积的设备及方法 - Google Patents
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Abstract
一种管道输送油煤浆防煤粉沉积的设备及方法，所述设备包括与所述管道的尺寸相同的外管，所述外管的内壁上设置有扰流垫，所述扰流垫表面设置有若干向所述外管中心凸起的扰流板，所述外管沿轴向的两端具有与所述管道连接的法兰。通过本发明的设备，能够改变管道底层流体流动方向，使管道内的流体出现非稳定流态，实现油煤浆的充分搅动，让逐渐沉积的煤粉均匀混合，实现防煤粉沉积的目的。本发明操作简便，成本低廉，能够增强装置运行的稳定性，提高了装置的检修周期，意义重大。
Description
技术领域
本发明涉及一种在使用管道输送油煤浆过程中避免煤粉沉积的方法及用途，属于石油炼制、化工和煤化工领域。
背景技术
近年来，世界石油资源日益短缺，而且石油资源的重质化和劣质化问题越来越明显，但是随着经济的快速增长，社会对石油产品的需求与日俱增。重油深加工技术不但可以有效利用石油资源，而且能够提高石油加工企业的经济效益。同时，我国是一个煤炭资源丰富的国家，如何将储量丰富而且价格低廉的煤炭资源转化成液体产品成为煤炭资源清洁利用的一个重要发展方向。
在重油和煤炭共加工工艺的生产过程中，首先需要将重油和煤粉制成油煤浆，再输送到反应器进行反应得到目标产品。在油煤浆的输送过程中，由于重油和煤粉不能完全融合成均相流体，且存在密度差，所以部分煤粉会在管道内沉积，影响正常的生产过程。
发明内容
为了解决现有技术重油和煤炭共加工工艺的生产过程中部分煤粉会发生沉积的问题，本发明提供一种管道输送油煤浆防煤粉沉积的设备及用途。
本发明的技术方案如下：
一种管道输送油煤浆防煤粉沉积的设备，其特征在于包括与所述管道的尺寸相同的外管，所述外管的内壁上设置有扰流垫，所述扰流垫表面设置有若干向所述外管中心凸起的扰流板，所述外管沿轴向的两端具有与所述管道连接的法兰。
优选的，所述扰流垫的厚度沿流向方向先变大再变小。
优选的，所述扰流板分布在经过外管中轴与液面垂直的截面的两侧，且所述扰流板的下端相比上端向流向方向倾斜。
进一步优选的，所述扰流板的垂直于其长度方向的截面其自由部(除去与扰流垫接触的表面)的表面为两个圆弧的平滑连接，其中面对油煤浆侧的圆弧的弧长小于另一侧的圆弧的弧长。
优选的，包括改性剂注入口。
优选的，所述外管与管道的连接处设置密封垫。
一种管道输送油煤浆防煤粉沉积的方法，其特征在于在采样口、仪表接口、调节阀、机泵的副线和/或因沉积或间断使用而产生死区的管道处设置前述的设备。
优选的，靠近所述设备的管道上设置改性剂注入口，所述改性剂的活性组分为苯磺酸盐、氨基三亚甲基膦酸、二乙烯三氨五亚甲基膦酸、乙二胺四乙酸、羟基亚乙基二膦酸、环烷酸盐中的一种或者多种。
本发明的技术效果如下：
本发明提供一种在使用管道输送油煤浆过程中避免煤粉沉积的设备及使用方法，根据油煤浆在管道中的流动状态，通过在管道上增加扰流设备，改变流体层流状态，使管道内的流体出现非稳定流态，改变管道底层流体流动方向，实现油煤浆的充分搅动，实现防煤粉沉积目的。设置扰流设备的位置可包括：因沉积或间断使用而产生死区的管道、采样口及仪表接口，调节阀、机泵的副线。
具体的，
1、本发明的扰流设备，外管与管道同规格，通过法兰连接；扰流设备内设置特殊的扰动结构，包括扰流垫与扰流板，通过本发明设计的形状，能够改变管道底层流体流动方向，使管道内的流体出现非稳定流态，实现油煤浆的充分搅动，让逐渐沉积的煤粉均匀混合，实现防煤粉沉积的目的。
2、扰流垫与扰流板可根据油煤浆的流动状态，调整其扰流的幅度，保证介质在底部区域的流速，将煤粉携带至反应器内，防止煤粉在此沉积。
3、设置改性剂注入口，可根据需要，向管道中注入改性剂。改性剂的活性组分为苯磺酸盐、氨基三亚甲基膦酸、二乙烯三氨五亚甲基膦酸、乙二胺四乙酸、羟基亚乙基二膦酸、环烷酸盐中的一种或者多种，可防止油煤浆在混合溶胀过程中胶质和沥青质在煤粉上聚集，进一步保证避免煤粉的沉积。
本发明操作简便，成本低廉，能够增强装置运行的稳定性，提高了装置的检修周期，意义重大。
附图说明
图1为本发明实施例1的一种管道输送油煤浆防煤粉沉积的设备结合两侧管道的截面示意图，
图2为图1中设备沿流向视角的示意图，
图3为本发明实施例1的扰流板俯视图，
图4为图3的截面示意图，
图5为实施例2设备结合两侧管道的截面示意图。
图中各标号列示如下：
1-法兰，2-扰流板，3-扰流垫，4-注入口，5-管道，6-外管，7-密封垫，8-第一圆弧，9-第二圆弧。
具体实施方式
为更好的理解本发明，下面结合附图和实施例对本发明进行进一步阐述。
实施例1
本实施例的一种管道输送油煤浆防煤粉沉积的设备，如图1所示，包括与所述管道5的尺寸相同的外管6，所述外管6的内壁上设置有扰流垫3，所述扰流垫3表面设置有若干向所述外管中心凸起的扰流板2，所述外管6沿轴向的两端具有与所述管道连接的法兰。扰流垫3与外管6、扰流板2可一体焊接成型，先制造外管6筒体，再对焊上扰流垫3和扰流板2。
所述扰流垫3的厚度沿流向方向先变大再变小，形成一个凸起。
所述扰流板2分布在经过外管6中轴且与液面垂直的截面的两侧(如图2所示)，且所述扰流板2的下端相比上端向流向方向倾斜。所述外管6与管道5的连接处设置密封垫7。
如图3、4所示，所述扰流板2的垂直于其长度方向的截面的上部为两个圆弧的平滑连接，其中面对油煤浆侧的第一圆弧8的弧长小于另一侧的第二圆弧9的弧长，即第一圆弧8更陡一些。
当油煤浆经过扰流设备时，扰流板2配合扰流垫3将改变底层流体流动方向，使管道内的流体出现非稳定流态，防止层流，把层流变成湍流，实现油煤浆的充分搅动，保持管道内的湍流状态让逐渐沉积的煤粉均匀混合，让固体沉积物随液体介质共同流动，避免结焦物和煤粉沉积物造成的堵塞，实现防煤粉沉积的目的。
在介质分层严重，扰流效果不好时，可增加扰流板2的角度、扰流垫3的坡度，来增强扰流，达到防沉积的目的。如果想调整角度，重新换个扰流垫和扰流板即可，成本不大。
本实施例操作简便，成本低廉，能够增强装置运行的稳定性，提高了装置的检修周期。在未安装本装置的管道中，如果有沉积现象，严重的话，几天就会堵；不严重也只能坚持1-3个月会堵。设置本实施例后，根据整体装置的检修周期，可达到1-2年连续运行，与全装置一起检修。
实施例2
如图5所示，在靠近法兰的管道处1设置有改性剂注入口4。可向管道中注入改性剂。改性剂的活性组分为苯磺酸盐、氨基三亚甲基膦酸、二乙烯三氨五亚甲基膦酸、乙二胺四乙酸、羟基亚乙基二膦酸、环烷酸盐中的一种或者多种，可防止油煤浆在混合溶胀过程中胶质和沥青质在煤粉上聚集。
以上所述仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
Claims (8)
1.一种管道输送油煤浆防煤粉沉积的设备，其特征在于包括与所述管道的尺寸相同的外管，所述外管的内壁上设置有扰流垫，所述扰流垫表面设置有若干向所述外管中心凸起的扰流板，所述外管沿轴向的两端具有与所述管道连接的法兰。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于所述扰流垫的厚度沿流向方向先变大再变小。
3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于所述扰流板分布在经过外管中轴与液面垂直的截面的两侧，且所述扰流板的下端相比上端向流向方向倾斜。
4.根据权利要求3所述的设备，其特征在于所述扰流板的垂直于其长度方向的截面其自由部的表面为两个圆弧的平滑连接，其中面对油煤浆进入方向的圆弧的弧长小于另一圆弧的弧长。
5.根据权利要求1所述的设备，其特征在于包括改性剂注入口。
6.根据权利要求1所述的设备，其特征在于所述外管与管道的连接处设置密封垫。
7.一种管道输送油煤浆防煤粉沉积的方法，其特征在于在采样口、仪表接口、调节阀、机泵的副线和/或因沉积或间断使用而产生死区的管道处设置权利要求1-6任一所述的设备。
8.根据权利要求7所述方法，其特征在于靠近所述设备的管道上设置改性剂注入口，所述改性剂的活性组分为苯磺酸盐、氨基三亚甲基膦酸、二乙烯三氨五亚甲基膦酸、乙二胺四乙酸、羟基亚乙基二膦酸、环烷酸盐中的一种或者多种。
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