CN117757490A - 一种大型捣固焦炉高向加热的煤气贫化系统及贫化方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种大型捣固焦炉高向加热的煤气贫化系统及贫化方法，包括煤气管道、氮气管道和焦炉回炉煤气管道；氮气管道包括氮气源、与氮气源连接的氮气输出管路、依次设置在氮气输出管路上的减压阀、氮气压力传感器、氮气流量计、氮气温度传感器、氮气流量调节及切断阀、放散阀、氮气止回阀、闸阀和热值调节阀；煤气管道包括高炉煤气源、与高炉煤气源连接的煤气输出管路、依次设置在煤气输出管路上的带压开孔阀、电动闸阀、电动眼睛阀、煤气压力传感器、煤气流量计、煤气温度传感器、煤气流量调节及切断阀和煤气止回阀；煤气管道终端通过带压开孔闸阀连接至焦炉回炉煤气管道。本发明有效的解决了大型捣固焦炉上部焦炭夹生的问题。
Description
技术领域
本发明涉及焦化行业焦炉热工调节领域，尤其是一种大型捣固焦炉高向加热的煤气贫化系统及贫化方法。
背景技术
捣固焦炉是指用捣固法装煤炼焦的侧装焦炉。捣固焦泛指采用捣固炼焦技术在捣固焦专用炉型内生产出的焦炭。煤气贫化装置是一种用于处理煤气的设备，其目的是通过一定的工艺过程，将煤气中的有害物质进行分离、转化或去除，以达到净化煤气的目的。这些有害物质可能包括一氧化碳、硫化氢、氨等。煤气贫化装置通常由多个不同的单元组成，每个单元具有特定的功能。例如，一些单元可能用于分离煤气中的不同组分，如氢气和一氧化碳，而另一些单元可能用于将有害物质转化为无害物质或将其去除。
捣固焦炉采用二段加热，大废气循环两种方法改善高向加热。大废气循环可以从入炉煤气和空气量入手调整。分段加热原理以斜道出口为一段，开度限制使其不能完全燃烧，未完全燃烧废气在接触隔墙的二段空气口时继续燃烧从而拉长火焰。由于6.73米焦炉二段出口高度在2.3米左右，低于有废气循环火焰高度，实际使用证实进一步降低了二段加热使用效果，高向加热明显不足。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是提供一种大型捣固焦炉高向加热的煤气贫化装置及贫化方法，将回炉焦炉煤气管道安置配入装置，将高炉煤气或氮气热值较低的气体配入进回炉焦炉煤气管道进行掺混，降低焦炉煤气热值，使其可燃气体浓度梯度和扩散速度降低,燃烧速率减慢,从而拉长火焰，改善高向加热，有效的解决了大型捣固焦炉上部焦炭夹生的问题，大大提升了焦炭质量。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种大型捣固焦炉高向加热的煤气贫化系统，包括煤气管道、并入煤气管道的氮气管道和与煤气管道终端连接的焦炉回炉煤气管道；
所述氮气管道包括氮气源、与氮气源连接的氮气输出管路、依次设置在氮气输出管路上的减压阀、氮气压力传感器、氮气流量计、氮气温度传感器、氮气流量调节及切断阀、放散阀、氮气止回阀、闸阀和热值调节阀；
所述煤气管道包括高炉煤气源、与高炉煤气源连接的煤气输出管路、依次设置在煤气输出管路上的带压开孔阀、电动闸阀、电动眼睛阀、煤气压力传感器、煤气流量计、煤气温度传感器、煤气流量调节及切断阀和煤气止回阀；
所述煤气管道终端通过带压开孔闸阀连接至焦炉回炉煤气管道。
本发明技术方案的进一步改进在于：所述减压阀与氮气压力传感器、氮气流量计和氮气温度传感器联锁；所述氮气流量调节及切断阀与流量计。
本发明技术方案的进一步改进在于：所述煤气流量调节及切断阀与煤气压力传感器、煤气流量计、煤气温度传感器联锁。
一种大型捣固焦炉高向加热的煤气贫化方法，包括以下步骤：
S1、通过煤气压力传感器对煤气输出管路中煤气压力进行监测，低于极限压力时控制煤气流量调节及切断阀对高炉煤气进行切断；
S2、通过煤气流量计对煤气输出管路中煤气流量进行检测并反馈给DCS，并通过生产需要控制煤气流量调节及切断阀调节煤气流量；
S3、通过减压阀对氮气输出管路的氮气压力传感器进行调节，使其控制在压力范围内；所述压力范围为12～15kPa；
S4、对氮气输出管路中的氮气流量进行调节，控制在氮气流量范围内，联锁煤气流量计实时煤气流量，通过氮气流量调节及切断阀对氮气流量进行调节，使其达到最佳配比；
S5、测量焦炉回炉煤气管道中的热值并反馈至DCS，通过DCS控制热值调节阀，调节氮气输出管路最终接入煤气输出管路的氮气输入流量。
本发明技术方案的进一步改进在于：S1中，所述极限压力为10kPa。
本发明技术方案的进一步改进在于：S4中，氮气流量范围控制在3000～4500Nm3/h之间。
由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术进步是：
本发明将回炉焦炉煤气管道安置配入装置，将高炉煤气或氮气热值较低的气体配入进回炉焦炉煤气管道进行掺混，降低焦炉煤气热值，使其可燃气体浓度梯度和扩散速度降低,燃烧速率减慢,从而拉长火焰，改善高向加热，有效的解决了大型捣固焦炉上部焦炭夹生的问题，大大提升了焦炭质量。
附图说明
图1是本发明中大型捣固焦炉高向加热的煤气贫化系统示意图；
其中，1、氮气源，2、氮气输出管路，3、减压阀，4、氮气流量调节及切断阀，5、氮气止回阀，6、闸阀，7、氮气压力传感器，8、氮气流量计，9、氮气温度传感器，10、放散阀，11、高炉煤气源，12、煤气输出管路，13、带压开孔阀，14、电动闸阀，15、电动眼睛阀，16、煤气压力传感器，17、煤气流量计，18、煤气温度传感器，19、煤气流量调节及切断阀，20、煤气止回阀，21、带压开孔闸阀，22、焦炉回炉煤气管道。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步详细说明：
如图1所示，一种大型捣固焦炉高向加热的煤气贫化系统，包括煤气管道、并入煤气管道的氮气管道和与煤气管道终端连接的焦炉回炉煤气管道；
所述氮气管道包括氮气源1、与氮气源1连接的氮气输出管路2、依次设置在氮气输出管路2上的减压阀3、氮气压力传感器7、氮气流量计8、氮气温度传感器9、氮气流量调节及切断阀4、放散阀10、氮气止回阀5、闸阀6和热值调节阀；所述减压阀3与氮气压力传感器7、氮气流量计8和氮气温度传感器9联锁；所述氮气流量调节及切断阀4与流量计8；
所述煤气管道包括高炉煤气源11、与高炉煤气源11连接的煤气输出管路12、依次设置在煤气输出管路12上的带压开孔阀13、电动闸阀14、电动眼睛阀15、煤气压力传感器16、煤气流量计17、煤气温度传感器18、煤气流量调节及切断阀19和煤气止回阀20；所述煤气流量调节及切断阀19与煤气压力传感器16、煤气流量计17、煤气温度传感器18联锁；
所述煤气管道终端通过带压开孔闸阀21连接至焦炉回炉煤气管道22。
一种大型捣固焦炉高向加热的煤气贫化方法，包括以下步骤：
S1、通过煤气压力传感器16对煤气输出管路12中煤气压力进行监测，低于极限压力时控制煤气流量调节及切断阀19对高炉煤气进行切断；极限压力为10kPa；
S2、通过煤气流量计17对煤气输出管路12中煤气流量进行检测并反馈给DCS，并通过生产需要控制煤气流量调节及切断阀19调节煤气流量；
S3、通过减压阀3对氮气输出管路2的氮气压力传感器7进行调节，使其控制在压力范围内；所述压力范围为12～15kPa；
S4、对氮气输出管路2中的氮气流量进行调节，控制在氮气流量范围内，联锁煤气流量计17实时煤气流量，通过氮气流量调节及切断阀4对氮气流量进行调节，使其达到最佳配比；
S5、测量焦炉回炉煤气管道中的热值并反馈至DCS，通过DCS控制热值调节阀，调节氮气输出管路2最终接入煤气输出管路12的氮气输入流量。
实施例
1、氮气掺混
在现有平台顶层利旧现有开工放散管道，掺入低压氮气，在氮气输出管路（2）设置氮气流量检测及压力调节，确保减压后的氮气掺入现有焦炉回炉煤气主管。低压氮气来自厂区已有管网，在现有平台氮气管道层，从 DN100 氮气管道上带压开口，采用 DN100 闸阀切断；从 DN250 氮气管道上带压开口DN100管道，两路氮气合并后主管DN150，确保氮气流量在3000～4500Nm3/h之间。合并后的 DN150氮气主管设置紧急切断阀、安全阀、止回阀，防止氮气超压和煤气回流。设置流量调节阀及流量检测，根据生产需要实时调整氮气流量。采用减压孔板+压力调节阀的组合，满足阀后压力 12～15kPa，减压后氮气管道变径 DN300，设置热值仪调节阀，联锁已有的热值仪，实时调节氮气量，热值仪调节阀后管道沿平台立柱向上接入现有焦炉煤气总管 DN150 开工放散管上。
2、高炉煤气掺混
现有阀门平台顶层设焦炉煤气主管带压开口阀，掺入高炉煤气，并设置高炉煤气流量检测及压力调节，确保减压后的高炉煤气掺入 现有焦炉回炉煤气主管。高炉煤气来自厂区已有管网，从现有管道上带压开口，采用DN350 带压开孔闸阀+眼镜阀切断。设置紧急切断阀、止回阀，防止煤气回流。设置流量调节切断阀及流量检测，根据生产需要实时调整高炉煤气流量。当高炉煤气压力低于10kPa时，联锁切断高炉煤气。
本发将回炉焦炉煤气管道安置配入装置，将高炉煤气或氮气热值较低的气体配入进回炉焦炉煤气管道进行掺混，降低焦炉煤气热值，使其可燃气体浓度梯度和扩散速度降低,燃烧速率减慢,从而拉长火焰，改善高向加热，有效的解决了大型捣固焦炉上部焦炭夹生的问题，大大提升了焦炭质量。
Claims (6)
1.一种大型捣固焦炉高向加热的煤气贫化系统，其特征在于：包括煤气管道、并入煤气管道的氮气管道和与煤气管道终端连接的焦炉回炉煤气管道；
所述氮气管道包括氮气源（1）、与氮气源（1）连接的氮气输出管路（2）、依次设置在氮气输出管路（2）上的减压阀（3）、氮气压力传感器（7）、氮气流量计（8）、氮气温度传感器（9）、氮气流量调节及切断阀（4）、放散阀（10）、氮气止回阀（5）、闸阀（6）和热值调节阀；
所述煤气管道包括高炉煤气源（11）、与高炉煤气源（11）连接的煤气输出管路（12）、依次设置在煤气输出管路（12）上的带压开孔阀（13）、电动闸阀（14）、电动眼睛阀（15）、煤气压力传感器（16）、煤气流量计（17）、煤气温度传感器（18）、煤气流量调节及切断阀（19）和煤气止回阀（20）；
所述煤气管道终端通过带压开孔闸阀（21）连接至焦炉回炉煤气管道（22）。
2.根据权利要求1所述的大型捣固焦炉高向加热的煤气贫化系统，其特征在于：所述减压阀（3）与氮气压力传感器（7）、氮气流量计（8）和氮气温度传感器（9）联锁；所述氮气流量调节及切断阀（4）与流量计（8）。
3.根据权利要求1所述的大型捣固焦炉高向加热的煤气贫化系统，其特征在于：所述煤气流量调节及切断阀（19）与煤气压力传感器（16）、煤气流量计（17）、煤气温度传感器（18）联锁。
4.一种大型捣固焦炉高向加热的煤气贫化方法，其特征在于：使用如权利要求1～3任一项所述的大型捣固焦炉高向加热的煤气贫化系统，包括以下步骤：
S1、通过煤气压力传感器（16）对煤气输出管路（12）中煤气压力进行监测，低于极限压力时控制煤气流量调节及切断阀（19）对高炉煤气进行切断；
S2、通过煤气流量计（17）对煤气输出管路（12）中煤气流量进行检测并反馈给DCS，并通过生产需要控制煤气流量调节及切断阀（19）调节煤气流量；
S3、通过减压阀（3）对氮气输出管路（2）的氮气压力传感器（7）进行调节，使其控制在压力范围内；所述压力范围为12～15kPa；
S4、对氮气输出管路（2）中的氮气流量进行调节，控制在氮气流量范围内，联锁煤气流量计（17）实时煤气流量，通过氮气流量调节及切断阀（4）对氮气流量进行调节，使其达到最佳配比；
S5、测量焦炉回炉煤气管道中的热值并反馈至DCS，通过DCS控制热值调节阀，调节氮气输出管路（2）最终接入煤气输出管路（12）的氮气输入流量。
5.根据权利要求4所述的大型捣固焦炉高向加热的煤气贫化方法，其特征在于：S1中，所述极限压力为10kPa。
6.根据权利要求4所述的大型捣固焦炉高向加热的煤气贫化方法，其特征在于：S4中，氮气流量范围控制在3000～4500Nm3/h 之间。
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