煤净化变换管道系统及其防裂方法_2

文档序号:8930089阅读:来源:国知局
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。
[0027]上述煤净化变换管道系统中由于设置有控制阀组,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;同时,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。
[0028]在本发明上述煤净化变换管道系统中,如图1所示,控制阀组可以包括:第一变换切断阀146MV108,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146MV109,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146MV107,设置于附加管道上。通过打开上述电动阀146MV107,并关闭上述第一变换切断阀146MV108和上述第二变换切断阀146MV109,从而通过控制该切断阀组将上述煤气变换单元与上述变换管道断开;在变换管道预热之后,关闭该电动阀146MV107,并打开第一变换切断阀146MV108和第二变换切断阀146MV109,从而通过控制该切断阀组将煤气变换单元与变换管道系统导通。
[0029]在本发明上述煤净化变换管道系统中,煤气变换单元可以包括循环氮气风机;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,煤气变换炉的入口与第一变换管道相连,且煤气变换炉的出口与第二变换管道相连。上述循环氮气风机用于为循环氮气提供循环动力;上述开工加热炉用蒸汽加热循环氮气,为循环氮气提供热源;上述煤气变换炉用于使工艺气体中的CO在催化剂的作用下与水蒸气发生反应,从而产生h2。由于上述变换炉和上述开工加热炉的加热是通过氮气,而变换管道系统则直接采用工艺气体加热,从而节省了氮气、加热氮气用蒸汽和投料时间,同时增强了预热效果,避免露点腐蚀的发生和管道的应力开裂。
[0030]在本发明上述煤净化变换管道系统中,如图1所示,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146T101,洗氨塔146T101设置于第二变换管道中,且洗氨塔146T101的出口上设置有置换放空口 146PV108。上述洗氨塔146T101用于洗涤工艺气体中的见13及分离工艺气体冷凝后的低温冷凝液;而上述置换放空口 146PV108用于放空工艺气,同时排出暖管过程产生的凝液。
[0031]在本发明上述煤净化变换管道系统中,如图1所示,煤净化变换管道系统还可以包括依次串联设置于煤气变换单元和洗氨塔146T101之间的中温换热器146E103、第一变换废热锅炉146E104、低压蒸汽过热器146E106和第二变换废热锅炉146E105,且控制阀组设置于中温换热器146E103和煤气变换单元之间。上述中温换热器146E103用于回收经过变换炉后氮气中多余的热量;上述第一变换废热锅炉146E104和第二变换废热锅炉146E105均用于回收热量并产生蒸汽;上述低压蒸汽过热器146E106用于热量回收和加热蒸汽。
[0032]在本发明上述煤净化变换管道系统中,如图1所示,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146E105和洗氨塔146T101之间的低压废热锅炉146E109、给水加热器单元、脱盐水加热器146E112和变换气水冷器146E113,且给水加热器单元包括并联设置的低压锅炉给水加热器146E111和中压锅炉给水加热器146E117。上述用于低压废热锅炉146E109用于热量回收并产生蒸汽;上述给水加热器单元用于热量回收和加热锅炉给水;上述脱盐水加热器146E112用于脱盐水的加热及热量回收;上述变换气水冷器146E113用于用冷却水冷却工艺气体。
[0033]在本发明上述煤净化变换管道系统中,如图1所示,还可以设置有很多换热器(146E10U146E102U46E107U46E108)和分离器(146V001、146V101、146V102、146V103、146V104、146V107),其中换热器用于热量回收;分离器用于分离气相中的冷凝液。
[0034]根据本发明的另一方面,提供了一种煤净化变换管道系统的防裂方法。该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。
[0035]上述防裂方法中通过控制控制阀组能够将煤气变换单元与变换管道断开,从而实现工艺气对变换管系统路的直接预热,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;同时,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。
[0036]下面将结合图1,进一步说明本发明所提供的煤净化变换管道系统的防裂方法的示例性实施方式。然而,这些示例性实施方式可以由多种不同的形式来实施,并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施方式。应当理解的是,提供这些实施方式是为了使得本发明的公开彻底且完整,并且将这些示例性实施方式的构思充分传达给本领域普通技术人员。
[0037]首先,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。其中,露点温度是指变换管道的露点腐蚀温度,露点温度随材料的不同而变化,例如,在采用不锈钢材料的情况下,变换管道的露点温度为175°C。优选地,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。
[0038]控制阀组可以包括:第一变换切断阀146MV108,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146MV109,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146MV107,设置于附加管道上。煤气变换单元可以包括循环氮气风机;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。
[0039]在一种优选的实施方式中,确认变换系统氮气置换完毕;确认电动阀146MV107打开,第一变换切断阀146MV108和第二变换切断阀146MV109关闭,将煤气变换单元与变化管道隔离开来;往隔离出来的煤气变换单元内通入热氮气使变换炉平缓升温至220?250°C,控制升温速率< 30°C /h ;变换炉的温度到达220?250°C后,停止通入热氮气,且使变换炉保温;在工艺气体进入变换系统的起始处,将工艺气体以第一流速送入变换管道系统,其中,变换管道内的预定压力(第一压力)在0.2?0.5Mpa范围内,第一流速在6.6?10m/s的范围内以控制变换管道升温速率彡300C /h,同时把置换放空口 146PV108和导淋阀打开,放空工艺气体,并排出暖管过程产生的凝液,以使整个变换管道系统的温度升至250?280°C的露点温度以上。对于变换管道,由于采用低压低流速的工艺气体对其进行预热,从而与线路改造相结合,实现整个变换管道系统的安全预热。
[0040]完成使变换管道的温度高于工艺气体的露点温度之后,将控制阀组置于第二控制状态,然后将
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