CN212076936U - 一种制氢解吸气替代兰炭工艺回炉煤气的燃料系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种制氢解吸气替代兰炭工艺回炉煤气的燃料系统，包括燃料处理装置，燃料处理装置位于制氢系统的一次副产解吸气出气端与兰炭装置的炭化炉火道进气端之间，燃料处理装置用于对进入炭化炉火道内的燃料进行处理。燃料处理装置包括第一管道，第一管道与制氢系统的氢气提浓工序连通。第一管道的另一端连接有第一缓冲储罐，第一管道用于将制氢系统的氢气提纯工序排出的一次副产解吸气引出并暂存至第一缓冲储罐内。第一缓冲储罐与炭化炉火道进气口之间设有第二管道，且第二管道上设有减压装置，减压装置用于对第二管道内的一次副产解吸气降压处理，避免出现安全隐患。本实用新型的燃料系统具有结构简单，操作方便，安全度高的优点。

Description

一种制氢解吸气替代兰炭工艺回炉煤气的燃料系统

技术领域

本实用新型属于煤化工领域中的煤炭深加工装置技术领域，具体涉及一种制氢解吸气替代兰炭工艺回炉煤气的燃料系统。

背景技术

兰炭是煤经低温干馏或热解形成的新型的炭素，具有固定炭高、比电阻高、化学活性高、含灰份低、铝低、硫低、磷低的特点，广泛运用于化工、冶炼、造气等行业的电石、铁合金、硅铁、碳化硅等产品生产。

兰炭工艺中产生的煤气中含有H₂、CO、CO₂、CH₄、O₂、H₂S等多种成分，一般分为两部分使用，一部分外送下游装置使用，另一部分重新输回至兰炭工艺的炭化炉中作为燃料使用。煤干馏或热解副产的煤气作为连接下游装置的主要纽带，随着产业链中煤气需求量的提高，将兰炭工艺中产生的煤气用于兰炭工艺的燃料使用，大大降低了外送煤气量，其严重制约了下游的产业装置的运行负荷及产能。

而且，煤气经无变换变压吸附制氢过程中产生的副产解吸气的热值较高，主要成分为CO、CH₄等气体，具有易燃、易爆、压力波动大、热值高的特点。由于其具有可燃性，可以作为兰炭工艺的燃料使用。

因此，有必要设计一种燃料系统，从而在稳定兰炭成本，确保下游产业装置的氢气需求下。

实用新型内容

在确保企业兰炭成本，下游产业装置(兰炭-煤焦油加氢-发电-金属镁循环经济产业链)的氢气需求下，本实用新型提供了一种结构简单、操作方便、安全可靠的制氢解吸气替代兰炭工艺回炉煤气的燃料系统，燃料系统能够将兰炭工艺产生的煤气与变压吸附制氢装置产生的一次副产解吸气进行合理利用。

实现本实用新型目的的技术方案如下：一种制氢解吸气替代兰炭工艺回炉煤气的燃料系统，包括燃料处理装置，燃料处理装置位于制氢系统的一次副产解吸气出气端与兰炭装置的炭化炉火道进气端之间，燃料处理装置用于对进入炭化炉火道内的燃料进行处理。

具体的，燃料处理装置包括第一管道，第一管道与制氢系统的氢气提浓工序连通。第一管道的另一端连接有第一缓冲储罐，第一管道用于将制氢系统的氢气提浓工序排出的一次副产解吸气引出并暂存至第一缓冲储罐内。

第一缓冲储罐与炭化炉火道进气口之间设有第二管道，且第二管道上设有减压装置，减压装置用于对第二管道内的一次副产解吸气降压处理，避免出现安全隐患。

作为对上述燃料处理装置进行进一步改进，燃料处理装置还包括位于第一缓冲储罐与制氢系统的氢气提纯工序之间的第三管道，第三管道上设有截止阀及流量调节阀，且第三管道用于将氢气提纯工序排出的二次副产解吸气输入第一缓冲储罐内，并与第一缓冲储罐内的一次副产解吸气混合。制氢系统的氢气提纯工序排出的二次副产解吸气中含有CO、CO₂、CH₄、H₂S等成分，当其与第一缓冲储罐内的一次副产解吸气混合形成新的燃料时，能够提高燃料的热值，确保了煤的低温干馏温度。

作为对上述减压装置的进一步改进，减压装置包括减压阀及安全水封，其中，减压阀能够使第二管道内的一次副产解吸气的压力由20-25Kpa降低至5～7Kpa，经安全水封进行第二次降压后，其一次副产解吸气的压力稳定至4.0Kpa～5.0Kpa范围内，从而确保了煤的低温干馏温度。

作为对上述燃料处理装置的进一步改进，第二管道与炭化炉火道进口处还设有测压阀，测压阀能够检测第二管道内燃料的压力，以便与巡查人员不定期的抽检进入炭化炉火道的燃料的压力，及时发现并燃料压力处理异常情况。

作为对上述燃料处理装置的进一步改进，当第二管道上设有测压阀时，为了对燃料处理装置进行自动化控制，以便于及时控制并提醒作业人员第二管道内压力的异常情况，在第二管道与所述炭化炉火道进口处还设有放空管线、保护装置、报警装置。保护装置与放空管线、第二管道、报警装置三者关联，保护装置用于放空管线及第二管道的开启及关闭，保护装置用于触发报警装置进行报警。

作为对上述燃料系统的进一步改进，经兰炭装置作用后产生的煤气中，含有CO、CO₂、H₂等物质，若将其直接输送至制氢系统中，则会产生制氢吸附剂失活等问题，从而影响制氢系统。因此，燃料系统还包括兰炭装置煤气净化装置，兰炭装置煤气净化装置位于兰炭装置排气端与制氢系统进气端之间，兰炭装置煤气净化装置用于对兰炭装置排出的煤气进行净化处理。

作为对上述第一管道的改进，为了便于对经第一管道进入第一缓冲储罐的一次副产解吸气的量进行控制；同时由于一次副产解吸气的压力大(约为 20-25Kpa)，便于对第一管道进行检修，在第一管道上设有截止阀及流量调节阀。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1.燃料系统的结构简单，操作方便，安全度高；

2.燃料系统能够将变压吸附制氢装置与兰炭装置结合起来，将变压吸附制氢装置产生的一次副产解吸气作为兰炭装置的燃料使用，同时，将兰炭装置的煤干馏时产生的煤气作为变压吸附制氢装置的氢气燃料，实现了产业的资源共享及合理利用，提高企业的经济效益；

3.通过兰炭装置及变压吸附制氢装置将两者产生的一次副产解吸气及煤气进行充分利用，在确保各自装置正常运行的情况下，满足下游工序的需要，从而提高了企业的经济效益和减少了企业废弃的排放量。

附图说明

图1为本实用新型制氢解吸气替代兰炭工艺回炉煤气的燃料系统的示意图；

其中，1.第一管道；2.氢气提浓工序；3.截止阀；4.流量调节阀；5. 第一缓冲储罐；6.第二管道；7.减压阀；8.安全水封；9.测压阀；10.放空管线；11.氢气提纯工序；12.第三管道；13.兰炭装置煤气净化装置。

具体实施方式

下面结合附图所示的各实施方式对本实用新型进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本实用新型的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本实用新型的保护范围之内。

在本实施例的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明创造的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。

实施例1：

本实施例提供了一种制氢解吸气替代兰炭工艺回炉煤气的燃料系统，如图1所示，图1为本实用新型制氢解吸气替代兰炭工艺回炉煤气的燃料系统的示意图。在本实施例中，兰炭装置采用多个并列的SH2007型内燃内热式直立方形炭化炉作为煤矿干馏产生兰炭的装置。

在本实施例中，燃料系统包括燃料处理装置，燃料处理装置位于制氢系统的一次副产解吸气出气端与兰炭装置的炭化炉火道进气端之间，燃料处理装置用于对进入炭化炉火道内的燃料进行处理。

具体的，如图1所示，燃料处理装置包括第一管道1，第一管道1与制氢系统的氢气提浓工序2连通。第一管道1的另一端连接有第一缓冲储罐5，第一管道1用于将制氢系统的氢气提浓工序2排出的一次副产解吸气引出并暂存至第一缓冲储罐5内。

第一缓冲储罐5与炭化炉火道进气口之间设有第二管道6，且第二管道 6上设有减压装置，减压装置用于对第二管道6内的一次副产解吸气降压处理，避免出现安全隐患。

作为对上述减压装置的进一步改进，减压装置包括减压阀7及安全水封 8，其中，减压阀7能够使第二管道6内的一次副产解吸气的压力由20-25Kpa 降低至5～7Kpa，经安全水封8进行第二次降压后，其一次副产解吸气的压力稳定至4.0Kpa～5.0Kpa范围内，从而确保了煤的低温干馏温度。

作为对上述第一管道1的改进，为了便于对经第一管道1进入第一缓冲储罐5的一次副产解吸气的量进行控制；同时由于一次副产解吸气的压力大 (约为20-25Kpa)，便于对第一管道1进行检修，在第一管道1上设有截止阀3及流量调节阀4。

实施例2：

本实施例是在实施例1的基础上进行改进的，如图1所示，燃料处理装置还包括位于第一缓冲储罐5与制氢系统的氢气提纯工序11之间的第三管道12，第三管道12上设有截止阀3及流量调节阀4，且第三管道12用于将氢气提纯工序11排出的二次副产解吸气输入第一缓冲储罐5内，并与第一缓冲储罐5内的一次副产解吸气混合。制氢系统的氢气提纯工序11排出的二次副产解吸气中含有CO、CO₂、CH₄、H₂S等成分，当其与第一缓冲储罐 5内的一次副产解吸气混合形成新的燃料时，能够提高燃料的热值，确保了煤的低温干馏温度。

如图1所示，经兰炭装置作用后产生的煤气中，含有CO、CO₂、H₂等物质，若将其直接输送至制氢系统中，则会产生制氢吸附剂失活等问题，从而影响制氢系统。因此，燃料系统还包括兰炭装置煤气净化装置13，兰炭装置煤气净化装置13位于兰炭装置排气端与制氢系统进气端之间，兰炭装置煤气净化装置13用于对兰炭装置排出的煤气进行净化处理。

实施例3：

本实施例是在实施例1及实施例2的基础上，针对实施例及实施例2的第二管道6的内容进行改进的。

如图1所示，在第二管道6与炭化炉火道进口处还设有测压阀9，测压阀9能够检测第二管道6内燃料的压力，以便与巡查人员不定期的抽检进入炭化炉火道的燃料的压力，及时发现并燃料压力处理异常情况。

当第二管道上设有测压阀9时，为了对燃料处理装置进行自动化控制，以便于及时控制并提醒作业人员第二管道内压力的异常情况，在第二管道6 与所述炭化炉火道进口处还设有放空管线10、保护装置(附图未画出)、报警装置(附图未画出)。保护装置与放空管线10、第二管道6、报警装置三者关联，保护装置用于放空管线10及第二管道6的开启及关闭，保护装置用于触发报警装置进行报警，在本实施例中，报警装置优选为声光报警器。

如图1所示，在第二管道6上，且位于安全水封8与测压阀9之间还设有第二缓冲储罐14，第二缓冲储罐14的设置，能够对降压后的一次副产解吸气燃料进行缓存，以便于兰炭装置1及兰炭装置2按需使用。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本实用新型的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本实用新型的保护范围，凡未脱离本实用新型技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本实用新型的保护范围之内。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种制氢解吸气替代兰炭工艺回炉煤气的燃料系统，其特征在于：包括燃料处理装置，所述燃料处理装置位于制氢系统的一次副产解吸气出气端与兰炭装置的炭化炉火道进气端之间，所述燃料处理装置用于对进入所述炭化炉火道内的燃料进行处理；

所述燃料处理装置包括第一管道，所述第一管道与所述制氢系统的氢气提浓工序连通，所述第一管道的另一端连接有第一缓冲储罐，所述第一管道用于将所述制氢系统的氢气提浓工序排出的一次副产解吸气引出并暂存至所述第一缓冲储罐内；

所述第一缓冲储罐与所述炭化炉火道进气口之间设有第二管道，且所述第二管道上设有减压装置。

2.根据权利要求1所述的一种制氢解吸气替代兰炭工艺回炉煤气的燃料系统，其特征在于：所述燃料处理装置还包括位于所述第一缓冲储罐与所述制氢系统的氢气提纯工序之间的第三管道，所述第三管道上设有截止阀及流量调节阀，且所述第三管道用于将所述氢气提纯工序排出的二次副产解吸气输入所述第一缓冲储罐内，并与所述第一缓冲储罐内的一次副产解吸气混合。

3.根据权利要求1或2所述的一种制氢解吸气替代兰炭工艺回炉煤气的燃料系统，其特征在于：所述减压装置包括减压阀及安全水封。

4.根据权利要求1或2所述的一种制氢解吸气替代兰炭工艺回炉煤气的燃料系统，其特征在于：所述第二管道与所述炭化炉火道进口处还设有测压阀。

5.根据权利要求4所述的一种制氢解吸气替代兰炭工艺回炉煤气的燃料系统，其特征在于：所述第二管道与所述炭化炉火道进口处还设有放空管线、保护装置、报警装置，所述保护装置与所述放空管线、所述第二管道、所述报警装置三者关联，所述保护装置用于所述放空管线及所述第二管道的开启及关闭，所述保护装置用于触发所述报警装置进行报警。

6.根据权利要求2所述的一种制氢解吸气替代兰炭工艺回炉煤气的燃料系统，其特征在于：所述燃料系统还包括兰炭装置煤气净化装置，所述兰炭装置煤气净化装置位于兰炭装置排气端与制氢系统进气端之间，所述兰炭装置煤气净化装置用于对所述兰炭装置排出的煤气进行净化处理。

7.根据权利要求2所述的一种制氢解吸气替代兰炭工艺回炉煤气的燃料系统，其特征在于：所述第一管道上设有截止阀及流量调节阀。

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