煤净化变换管道系统及其防裂方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及煤化工领域，具体而言，涉及一种煤净化变换管道系统及其防裂方法。
【背景技术】
[0002]在煤制氢及煤化工领域中采用的净化设备在进行投料时需要开停车，此过程中净化设备的变换管道内经历氮气循环过程，以对变换炉中的催化剂进行加热。在开停车过程中，由于变换管道与送入的工艺气体之间有显着温差，导致净化设备的变换管道系统很容易发生应力腐蚀开裂，出现显着的贯穿性裂纹，由此导致变换管道破裂，被迫停产。这既导致变换管道系统寿命缩短，还同时影响了净化设备的操作效率。因此，需要提出一种防止净化设备变换管道开裂的方法。
[0003]在中国专利(专利号为201110346785.4)中提供了一种煤净化设备变换管道系统的防裂方法，该方法在进行投料操作时，首先采用热氮气将整个变换管道系统的温度升至其露点温度以上，然后再通入合成工艺气，从而避免工艺气中的有害气体如硫化氢、氨等有害物质在露点温度以下形成凝液导致露点腐蚀，同时也可避免由此到来的应力导向氢致开裂。但是该方法首先采用热氮气将整个变换管道系统的温度升至其露点温度以上，这样将消耗大量氮气以及用于加热氮气的蒸汽，且该方法延长了投料时间。
【发明内容】
[0004]本发明的主要目的在于提供一种煤净化变换管道系统及其防裂方法，以有效地防止净化设备开停车投料过程中变换管道的开裂，延长管道的使用寿命，提高整个煤净化设备的操作效率。
[0005]为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种煤净化变换管道系统，包括煤气变换单元和变换管道，变换管道包括位于煤气变换单元的上游且与煤气变换单元的入口相连的第一变换管道，和位于煤气变换单元的下游且与煤气变换单元的出口相连的第二变换管道，其特征在于，煤净化变换管道系统还包括:附加管道，附加管道的第一端口连接于第一变换管道上，附加管道的第二端口连接于第二变换管道上，且附加管道和位于附加管道与煤气变换单元之间的变换管道构成控制管路；控制阀组，设置于控制管路上，控制阀组置于第一控制状态时煤气变换单元和变换管道之间不导通、变换管道和附加管道之间导通，且控制阀组置于第二控制状态时煤气变换单元和变换管道之间导通、变换管道和附加管道之间不导通。
[0006]进一步地，控制阀组包括:第一变换切断阀，设置于附加管道的第一端口与煤气变换单元之间的第一变换管道上；第二变换切断阀，设置于附加管道的第二端口与煤气变换单元之间的第二变换管道上；电动阀，设置于附加管道上。
[0007]进一步地，煤气变换单元包括:循环氮气风机；开工加热炉，设置于循环氮气风机的下游；煤气变换炉，设置于开工加热炉的下游，所述煤气变换炉的入口与所述第一变换管道相连，且所述煤气变换炉的出口与所述第二变换管道相连。
[0008]进一步地，煤净化变换管道系统还包括设置于煤气变换单元的下游的洗氨塔，洗氨塔设置于所述第二变换管道中，且洗氨塔的出口上设置有置换放空口。
[0009]进一步地，煤净化变换管道系统还包括依次串联设置于煤气变换单元和洗氨塔之间的中温换热器、第一变换废热锅炉、低压蒸汽过热器和第二变换废热锅炉，且控制阀组设置于中温换热器和煤气变换单元之间。
[0010]进一步地，煤净化变换管道系统还包括依次设置于第二变换废热锅炉和洗氨塔之间的低压废热锅炉、给水加热器单元、脱盐水加热器和变换气水冷器，且给水加热器单元包括并联设置的低压锅炉给水加热器和中压锅炉给水加热器。
[0011]根据本发明的另一方面，提供了上述的煤净化变换管道系统的防裂方法，其特征在于，防裂方法包括以下步骤:将煤净化变换管道系统的控制阀组置于第一控制状态，然后将工艺气体以第一压力、第一流速送入煤净化变换管道系统的变换管道中，至变换管道的温度高于工艺气体的露点温度；变换管道的温度高于工艺气体的露点温度后，将控制阀组置于第二控制状态，然后将工艺气体以第二压力、第二流速送入变换管道中，且第二压力大于第一压力，第二流速大于第一流速。
[0012]进一步地，将煤净化变换管道系统的控制阀组置于第一控制状态后，防裂方法还包括:向煤净化变换管道系统的煤气变换单元通入热氮气以对煤气变换单元进行升温。
[0013]进一步地，工艺气体的露点温度为250?280°C ;向煤气变换单元通入热氮气的步骤中，将煤气变换单元升温至220°C?250°C。
[0014]进一步地，将工艺气体以第一压力、第一流速送入变换管道的步骤中，第一压力为0.2 ?0.5MPA，第一流速为 6.6 ?10m/s。
[0015]进一步地，将工艺气体以第一压力、第一流速送入变换管道的步骤中，变换管道的升温速率小于30°C /h。
[0016]进一步地，将工艺气体以第二压力、第二流速送入变换管道的步骤中，第二压力大于0.5MPA，第二流速为10?18m/s。
[0017]应用本发明的技术方案，本发明提供了一种煤净化变换管道系统及其防裂方法，由于该煤净化设备变换管道系统中设置有控制阀组，通过控制控制阀组能够将煤气变换单元与变换管道断开，从而实现工艺气体对变换管道系统的直接预热，将整个变换管道系统的温度升至其露点温度以上，然后再通过控制控制阀组将煤气变换单元与变换管道连通，使煤净化设备变换管道系统正常运行，进而有效地防止了净化设备开停车投料过程中变换管道的开裂，延长了变换管道的使用寿命。进一步地，由于变换管道中的预热气体为工艺气体，从而减少预热气体为氮气时导致的氮气和蒸汽的消耗，缩短了投料时间，进而提高整个净化设备的操作效率。
【附图说明】
[0018]构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
[0019]构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
[0020]图1示出了根据本发明中的煤净化变换管道系统的示意图；
[0021]图2示出了图1中框A的局部结构放大示意图；
[0022]图3示出了图1中框B的局部结构放大示意图。
【具体实施方式】
[0023]需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
[0024]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述【具体实施方式】，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
[0025]为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述做出相应解释。
[0026]正如【背景技术】中所介绍的，现有的煤净化设备变换管道系统的防裂方法采用热氮气将整个变换管道系统的温度升至其露点温度以上，这样将消耗大量氮气以及用于加热氮气的蒸汽，且该方法延长了投料时间。本发明的发明人针对上述问题进行研宄，提出了一种煤净化变换管道系统。如图1至3所示，该煤净化变换管道系统包括煤气变换单元和变换管道，变换管道包括位于煤气变换单元的上游且与煤气变换单元的入口相连的第一变换管道，和位于煤气变换单元的下游且与煤气变换单元的出口相连的第二变换管道，煤净化变换管道系统还包括:附加管道，附加管道的第一端口连