一种评价油煤浆在连续生产装置中结垢状态的设备和方法与流程

本发明涉及油煤浆检测评估
技术领域：
，具体涉及一种评价油煤浆在连续生产装置中结垢状态的设备和方法。
背景技术：
：油煤浆是重油原料和煤粉原料通过强烈的机械搅拌而形成的固液混合物，其自身稳定性较差，在输送过程中极易出现因煤粉沉积导致的相分离情况；其次，因为油煤浆中重油的胶体稳定性在输送过程中会被破坏，导致沥青质等极性组分絮凝沉积的情况，也会造成预热器及管线出现结垢。因而在连续生产装置上，容易出现油煤浆相分离的位置主要在预热器及预热器连接管线上。专利申请号为cn108872526a的一种油煤浆稳定性的快速检测方法公开了一种测量油煤浆稳定性的方法，其特征在于能够检测油煤浆在储存过程中煤粉的沉降情况。但是油煤浆在连续生产装置内部输送过程中的结垢状态会受到预热器加热温度、油煤浆流速和煤粉浓度等情况的影响，现有的cn108872526a中一种油煤浆稳定性的快速检测方法没有把这些动态因素列入评估影响因素中，其检测方法并不全面。技术实现要素：为了解决上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种评价油煤浆在连续生产装置中结垢状态的设备和方法，能够结合油煤浆流速和预热器加热温度这两个因素，对在连续生产装置内部流动的油煤浆的结垢状态的影响作出评价；本评价方法具有动态化，全面化的特点。为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种评价油煤浆在连续生产装置中结垢状态的设备，包括油煤浆储油罐1，油煤浆储油罐1的进料口与第四阀门t4相连，油煤浆储油罐1的排料口与第五阀门t5相连，油煤浆储油罐1的进气口与第六阀门t6相连，油煤浆储油罐1的出料口经过第一阀门t1与进料泵2的进料口相连，进料泵2的出料口通过第二阀门t2与预热器3的进料口相连，预热器3的出料口处设置有第一热电偶4的测温端，预热器3的出料口与结垢反应管5的进料口相连，结垢反应管5中心位置设置有第二热电偶6的测温端，结垢反应管5的内壁一侧设置有第三热电偶8的测温端，结垢反应管5的出料口与冷凝管8的进料口相连，冷凝管8的出料口与油煤浆接收罐9的进料口相连，油煤浆接收罐9的排料口与第三阀门t3相连。所述结垢反应管5的长度为400-1000mm，内径为10-30mm，管壁厚度为2-10mm。一种评价油煤浆在连续生产装置中结垢状态的方法，包括以下步骤：步骤一、(ⅰ)将重油原料和煤粉原料通过机械搅拌混合均匀，得到煤粉质量分数为20％-50％的油煤浆，并将制得的油煤浆置于油煤浆储存罐1中加热至100-180℃加热并保温；(ⅱ)将预热器3加热到200-300℃并保温；(ⅲ)将结垢反应管5中的温度加热到300-400℃并保温，由第二热电偶6测出没有结垢组织时的结垢反应管5中心温度由第三热电偶7测出没有结垢组织时的结垢反应管5管壁温度步骤二、向储存有步骤一所制得油煤浆的油煤浆储存罐1中吹入低压氮气，保持油煤浆储存罐1内部的气压达到5.7-5.9mpa。步骤三、打开进料泵2，使油煤浆储存罐1中的油煤浆在整个评价全程都以5-50g/min的速度向预热器3以及之后的结垢反应管5、冷凝管8和油煤浆接收罐9运动。步骤四、当油煤浆充满结垢反应管5时，评价过程进入结垢反应阶段，结垢反应阶段持续时间10-50h。步骤五、当油煤浆在结垢反应管5中处于结垢反应阶段内，实时记录结垢反应管中心温度ttb、结垢反应管管壁温度tts。步骤六、结垢反应阶段中从结垢反应管5中流出的油煤浆经过冷凝管8冷却后流至油煤浆接收罐9。步骤七、将步骤一(ⅲ)和步骤五中收集到的数据通过公式一和公式二分别计算出油煤浆结垢组织的热阻和平均结垢速率。步骤八、结垢反应结束后，油煤浆通过油煤浆储存罐1排料口和油煤浆接收罐9出料口将油煤浆储存罐1和油煤浆接收罐9中的油煤浆排出。所述的油煤浆中的煤粉原料可以是烟煤或者褐煤。所述的油煤浆中的重油原料是催化裂化油浆、减压渣油、常压渣油、中低温煤焦油和高温煤焦油。所述步骤七中公式一的q代表结垢反应管5的热流密度，是与结垢反应管5加热功率有关的常数。本发明的有益效果：由于本发明的使用了进料泵，故可以研究油煤浆流速对结垢状态的影响，使评价模型更加动态化；油煤浆储存罐、进料泵、预热管与结垢反应管的加热和恒温保温功能使本发明可以研究不同温度对结垢状态的影响，提高了本发明中评价方法的综合性和全面性。附图说明图1为本发明的结构示意图。图中：1、油煤浆储存罐；2、进料泵；3、预热器；4、第一热电偶；5、结垢反应管；6、第二热电偶；7、第三热电偶；8、冷凝管；9、油煤浆接收罐。具体实施方式下面结合附图对本发明做出进一步详细说明。参见图1，一种评价油煤浆在连续生产装置中结垢状态的设备，包括油煤浆储油罐1，油煤浆储油罐1的进料口与第四阀门t4相连，油煤浆储油罐1的排料口与第五阀门t5相连，油煤浆储油罐1的进气口与第六阀门t6相连，油煤浆储油罐1的出料口经过第一阀门t1与进料泵2的进料口相连，进料泵2的出料口通过第二阀门t2与预热器3的进料口相连，预热器3的出料口处设置有第一热电偶4的测温端，预热器3的出料口与结垢反应管5的进料口相连，结垢反应管5中心位置设置有第二热电偶6的测温端，结垢反应管5的内壁一侧设置有第三热电偶8的测温端，结垢反应管5的出料口与冷凝管8的进料口相连，冷凝管8的出料口与油煤浆接收罐9的进料口相连，油煤浆接收罐9的排料口与第三阀门t3相连。所述结垢反应管5的长度为400-1000mm，内径为10-30mm，管壁厚度为2-10mm。实施例1一种评价油煤浆在连续生产装置中结垢状态的方法，包括以下步骤：步骤一、(ⅰ)将催化裂化油浆和陕北烟煤煤粉原料通过机械搅拌混合均匀，得到煤粉质量分数为30％的油煤浆，并将制得的油煤浆置于油煤浆储存罐1中加热至150℃加热并保温；(ⅱ)将预热器3加热到250℃并保温；(ⅲ)将结垢反应管5中的温度加热到350℃并保温，由第二热电偶6测出没有结垢组织时的结垢反应管5中心温度t0b，由第三热电偶7测出没有结垢组织时的结垢反应管5管壁温度步骤二、向储存有步骤一所制得油煤浆的油煤浆储存罐1中吹入低压氮气，保持油煤浆储存罐1内部的气压达到5.8mpa。步骤三、打开进料泵2，使油煤浆储存罐1中的油煤浆在整个评价全程都以25g/min的速度向预热器3以及之后的结垢反应管5、冷凝管8和油煤浆接收罐9运动。步骤四、当油煤浆充满结垢反应管5时，评价过程进入结垢反应阶段，结垢反应阶段持续时间25h。步骤五、当油煤浆在结垢反应管5中处于结垢反应阶段内，实时记录结垢反应管中心温度ttb、结垢反应管管壁温度tts。步骤六、结垢反应阶段中从结垢反应管5中流出的油煤浆经过冷凝管8冷却后流至油煤浆接收罐9。步骤七、将步骤一和步骤五中收集到的数据通过公式一和公式二分别计算出油煤浆结垢组织的热阻和平均结垢速率。步骤八、结垢反应结束后，油煤浆通过油煤浆储存罐1排料口和油煤浆接收罐9的排料口将油煤浆储存罐1和油煤浆接收罐9中的油煤浆排出。所述催化裂化油浆性质见表1。所述陕北烟煤性质见表2。所述油煤浆结垢组织热阻和平均结垢速率见表3。所述使用的结垢反应管的长度为800mm，内径为20mm，管壁厚度为5mm。实施例2一种评价油煤浆在连续生产装置中结垢状态的方法，包括以下步骤：步骤一、(ⅰ)将减压渣油和云南褐煤煤粉通过机械搅拌混合均匀，得到褐煤煤粉质量分数为20％的油煤浆，并将制得的油煤浆置于油煤浆储存罐1中加热至120℃加热并保温；(ⅱ)将预热器3加热到300℃并保温；(ⅲ)将结垢反应管5中的温度加热到400℃并保温，由第二热电偶6测出没有结垢组织时的结垢反应管5中心温度t0b，由第三热电偶7测出没有结垢组织时的结垢反应管5管壁温度步骤二、向储存有步骤一所制得油煤浆的油煤浆储存罐1中吹入低压氮气，保持油煤浆储存罐1内部的气压达到5.8mpa。步骤三、打开进料泵2，使油煤浆储存罐1中的油煤浆在整个评价全程都以50g/min的速度向预热器3以及之后的结垢反应管5、冷凝管8和油煤浆接收罐9运动。步骤四、当油煤浆充满结垢反应管5时，评价过程进入结垢反应阶段，结垢反应阶段持续时间15h。步骤五、当油煤浆在结垢反应管5中处于结垢反应阶段内，实时记录结垢反应管中心温度ttb、结垢反应管管壁温度tts。步骤六、结垢反应阶段中，从结垢反应管5中流出的油煤浆经过冷凝管8冷却后流至油煤浆接收罐9。步骤七、将步骤一和步骤五中收集到的数据通过公式一和公式二分别计算出油煤浆结垢组织的热阻和平均结垢速率。步骤八、结垢反应结束后，油煤浆通过油煤浆储存罐1排料口和油煤浆接收罐9出料口将油煤浆储存罐1和油煤浆接收罐9中的油煤浆排出。所述减压渣油的理化性质见表1。所述的云南褐煤的理化性质见表2。所述油煤浆结垢组织热阻和平均结垢速率见表3。所述使用的结垢反应管的长度为800mm，内径为20mm，管壁厚度为5mm。实施例3一种评价油煤浆在连续生产装置中结垢状态的方法，包括以下步骤：步骤一、(ⅰ)将常压渣油和云南褐煤煤粉通过机械搅拌混合均匀，得到煤粉质量分数为20％的油煤浆，并将制得的油煤浆置于油煤浆储存罐1中加热至120℃加热并保温；(ⅱ)将预热器3加热到280℃并保温；(ⅲ)将结垢反应管5中的温度加热到380℃并保温，由第二热电偶6测出没有结垢组织时的结垢反应管5中心温度t0b，由第三热电偶7测出没有结垢组织时的结垢反应管5管壁温度步骤二、向储存有步骤一所制得油煤浆的油煤浆储存罐1中吹入低压氮气，保持油煤浆储存罐1内部的气压达到5.8mpa。步骤三、打开进料泵2，使油煤浆储存罐1中的油煤浆在整个评价全程都以40g/min的速度向预热器3以及之后的结垢反应管5、冷凝管8和油煤浆接收罐9运动。步骤四、当油煤浆充满结垢反应管5时，评价过程进入结垢反应阶段，结垢反应阶段持续时间50h。步骤五、当油煤浆在结垢反应管5中处于结垢反应阶段内，实时记录结垢反应管中心温度ttb、结垢反应管管壁温度tts。步骤六、结垢反应阶段中，从结垢反应管5中流出的油煤浆经过冷凝管8冷却后流至油煤浆接收罐9。步骤七、将步骤一和步骤五中收集到的数据通过公式一和公式二分别计算出油煤浆结垢组织的热阻和平均结垢速率。步骤八、结垢反应结束后，油煤浆通过油煤浆储存罐1排料口和油煤浆接收罐9出料口将油煤浆储存罐1和油煤浆接收罐9中的油煤浆排出。所述常压渣油的性质见表1。所述云南褐煤的性质见表2。所述油煤浆结垢组织热阻和平均结垢速率见表3。所述使用的结垢反应管的长度为800mm，内径为20mm，管壁厚度为5mm。实施例4一种评价油煤浆在连续生产装置中结垢状态的方法，包括以下步骤：步骤一、(ⅰ)将中低温煤焦油和陕北烟煤煤粉通过机械搅拌混合均匀，得到煤粉质量分数为40％的油煤浆，并将制得的油煤浆置于油煤浆储存罐1中加热至160℃加热并保温；(ⅱ)将预热器3加热到250℃并保温；(ⅲ)将结垢反应管5中的温度加热到350℃并保温，由第二热电偶6测出没有结垢组织时的结垢反应管5中心温度t0b，由第三热电偶7测出没有结垢组织时的结垢反应管5管壁温度步骤二、向储存有步骤一所制得油煤浆的油煤浆储存罐1中吹入低压氮气，保持油煤浆储存罐1内部的气压达到5.8mpa。步骤三、打开进料泵2，使油煤浆储存罐1中的油煤浆在整个评价全程都以25g/min的速度向预热器3以及之后的结垢反应管5、冷凝管8和油煤浆接收罐9运动。步骤四、当油煤浆充满结垢反应管5时，评价过程进入结垢反应阶段，结垢反应阶段持续时间25h。步骤五、当油煤浆在结垢反应管5中处于结垢反应阶段内，实时记录结垢反应管中心温度ttb、结垢反应管管壁温度tts。步骤六、结垢反应阶段中，从结垢反应管5中流出的油煤浆经过冷凝管8冷却后流至油煤浆接收罐9。步骤七、将步骤一和步骤五中收集到的数据通过公式一和公式二分别计算出油煤浆结垢组织的热阻和平均结垢速率。步骤八、结垢反应结束后，油煤浆通过油煤浆储存罐1排料口和油煤浆接收罐9出料口将油煤浆储存罐1和油煤浆接收罐9中的油煤浆排出。所述中低温煤焦油的性质见表1。所述陕北烟煤的性质见表2。所述油煤浆结垢组织热阻和平均结垢速率见表3。所述使用的结垢反应管的长度为800mm，内径为20mm，管壁厚度为5mm。实施例5一种评价油煤浆在连续生产装置中结垢状态的方法，包括以下步骤：步骤一、(ⅰ)将高温煤焦油和陕北烟煤煤粉通过机械搅拌混合均匀，得到煤粉质量分数为40％的油煤浆，并将制得的油煤浆置于油煤浆储存罐1中加热至160℃加热并保温；(ⅱ)将预热器3加热到250℃并保温；(ⅲ)将结垢反应管5中的温度加热到350℃并保温，由第二热电偶6测出没有结垢组织时的结垢反应管5中心温度t0b，由第三热电偶7测出没有结垢组织时的结垢反应管5管壁温度步骤二、向储存有步骤一所制得油煤浆的油煤浆储存罐1中吹入低压氮气，保持油煤浆储存罐1内部的气压达到5.8mpa。步骤三、打开进料泵2，使油煤浆储存罐1中的油煤浆在整个评价全程都以25g/min的速度向预热器3以及之后的结垢反应管5、冷凝管8和油煤浆接收罐9运动。步骤四、当油煤浆充满结垢反应管5时，评价过程进入结垢反应阶段，结垢反应阶段持续时间25h。步骤五、当油煤浆在结垢反应管5中处于结垢反应阶段内，实时记录结垢反应管中心温度ttb、结垢反应管管壁温度tts。步骤六、结垢反应阶段中，从结垢反应管5中流出的油煤浆经过冷凝管8冷却后流至油煤浆接收罐9。步骤七、将步骤一和步骤五中收集到的数据通过公式一和公式二分别计算出油煤浆结垢组织的热阻和平均结垢速率。步骤八、结垢反应结束后，油煤浆通过油煤浆储存罐1排料口和油煤浆接收罐9出料口将油煤浆储存罐1和油煤浆接收罐9中的油煤浆排出。所述高温煤焦油性质见表1。所述陕北烟煤性质见表2。所述油煤浆结垢组织热阻和平均结垢速率见表3。所述使用的结垢反应管的长度为800mm，内径为20mm，管壁厚度为5mm。表1各实施例中催化裂化油浆性质表2各实施例中烟煤性质分析分析项目单位陕北烟煤云南褐煤水分％1.8813.8挥发分％36.0141.58灰分％6.705.65c％78.4960.05h％4.354.66s％0.500.58n％0.971.88o％8.6413.39表3实施例实验结果当前第1页12