一种焦炉荒煤气高温取出装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种焦炉荒煤气高温取出装置及方法，所述的焦炉荒煤气高温取出装置包括上升管、桥管、液封组合件。桥管的入口与焦炉的上升管相接，桥管的出口与液封组合件的入口连接，液封组合件的出口与集气管相接。本发明专利技术装置改变了原桥管装置的输送方式，不经喷氨水降温，在保证焦炉操作安全的前提下，可以实现600℃～800℃的高温荒煤气的直接取出。本发明专利技术可以避免煤焦油等含碳有机物析出以及输送管道内石墨化现象，为充分利用荒煤气自身的显热及高温水蒸汽资源提供条件。

A high temperature extraction device and method of coke oven raw gas

The invention discloses a high temperature extraction device and method of coke oven raw gas, the high temperature extraction device of coke oven raw gas comprises a rising pipe, a bridge pipe and a liquid seal assembly. The inlet of the bridge pipe is connected with the rising pipe of the coke oven, the outlet of the bridge pipe is connected with the inlet of the liquid seal assembly, and the outlet of the liquid seal assembly is connected with the gas collecting pipe. The device of the invention changes the transmission mode of the original bridge pipe device, and can directly take out the high temperature raw gas of 600 \u2103 ~ 800 \u2103 without spraying ammonia water for cooling, on the premise of ensuring the safe operation of the coke oven. The invention can avoid the precipitation of carbon containing organic matters such as coal tar and graphitization in the conveying pipeline, and provides conditions for making full use of the sensible heat and high temperature water steam resources of the raw gas itself.

【技术实现步骤摘要】
一种焦炉荒煤气高温取出装置及方法
本专利技术属于能源化工领域，尤其涉及一种焦炉荒煤气高温取出装置及方法。
技术介绍
焦化工业副产的焦炉煤气已经成为一种大吨位能源和化工资源。目前，焦炉煤气的化工利用多集中于生产甲醇、合成氨、氢气、天然气等，这里所指的焦炉煤气就是从焦炉出来的荒煤气初冷后，经过一系列电捕焦油、除氨、脱萘、洗苯、脱硫等工序回收焦油、苯、氨等化工产品后的洁净焦炉煤气。以洁净焦炉煤气为原料生产合成气来合成甲醇、二甲醚、合成氨等化工产品的常规方法大多有如下三种：部分氧化法、水蒸汽重整法、二氧化碳重整法。上述三种方法均需要催化系统。都需要将荒煤气净化，使净化后的煤气中硫化物、卤化物、焦油等降至很低的水平，以防止催化剂中毒。常规焦炉煤气制合成气前期净化工艺流程长，且焦炉荒煤气的高温显热和其中的蒸汽潜热没有被有效利用，造成能量的白白浪费。如果荒煤气不经过降温及化产回收处理，而是直接在高温下将其中焦油、苯、萘、甲烷等含碳有机物，通过蒸汽非催化转化制取合成气或者催化裂化为甲烷等低碳烃，就可以避免常规制备合成气存在的工艺流程长、污染严重及催化转化过程中催化剂的积炭中毒等问题，同时充分利用其高温能源及水蒸汽资源。蒸汽转化生成的合成气与焦炉煤气中的氢气和一氧化碳一起用于合成甲醇和氨，如果获得甲烷等低碳烃类则可以进一步将甲烷分离用作燃料，剩余气体用于生产甲醇和氨。为了充分利用焦炉荒煤气的高温显热和其中的蒸汽潜热，需要将从集气管出来的高温荒煤气输送到非催化重整炉，同时避免煤焦油等含碳有机物析出以及输送管道内出现石墨化现象，也必须要求高温状态下将焦炉荒煤气取出和输送。但是，目前的焦炉荒煤气取出的方法是采用高低压氨水对高温的焦炉荒煤气进行降温，将温度降到80℃后进入后续工段进行净化处理，现有的焦炉荒煤气取出装置(包括上升管、桥管和集气管，其中在桥管上装有氨水喷射装置)，不能实现将高达600～800℃的焦炉荒煤气直接取出。
技术实现思路
本专利技术为解决现有技术中的问题，提供一种焦炉荒煤气高温取出装置及方法，具体的技术方案如下：本专利技术一种焦炉荒煤气高温取出装置，包括上升管、桥管和液封组合件；所述上升管的下端口与焦炉碳化室荒煤气出口相连，上升管的上段侧面设有上升管出口并与桥管的水平端口相接；所述的桥管的水平端口与垂直端口呈90°，桥管的弯管部分为圆弧状或折线状，其垂直向下的端口通过法兰与液封组合件的插入管的上端口相接；所述的液封组合件包括插入管、液封外管、断热法兰一和液封组合件气体出口管；所述的液封组合件气体出口管与高温焦炉荒煤气集气管相连；所述上升管的下段侧面设有1-4个燃烧气进口，燃烧气进口上装有焦炉气燃烧器；所述的上升管上端设有上升管盖装置，所述桥管上设有清扫孔和观察孔，清扫孔和观察孔位于桥管的垂直部分的上方；所述的桥管与上升管相接采用插接连接方式，或法兰连接方式；所述液封组合件上端的插入管以相同中心线的位置插入液封外管中，并通过断热法兰一与液封外管相接；所述的液封组合件气体出口管安装在液封外管的上段侧面；所述的液封外管的上段侧面还设有密封液进口管和密封液高位溢流管，液封外管的下部侧面设有密封液低位溢流管，液封外管底部设有排净管；所述密封液高位溢流管数量为1～4个，安装在液封外管侧面的不同高度，以调整液封组合件内的液位高度。优选的，所述插入管包括上部的保温插入管和非保温插入管两部分，两者的外径相等；所述的保温插入管与非保温插入管通过断热法兰二连接，上下法兰之间为断热垫片，并采用断热式螺栓连接。优选的，所述上升管的总高度为1.5～4.0m，内径为0.2～1.0m；所述上升管盖装置上设有水封槽，其水封液位为40～100mm。优选的，所述桥管的内径为0.2～1.0m，其圆弯管部分中心弧线的半径为0.4～2.0m。优选的，所述插入管的内径为0.2～1.0m，其外径与液封外管内径的比例为0.2～0.7:1.0，其底端与液封外管底面的垂直距离为0.5～1.5m；所述的液封组合件气体出口管的内径为0.2～1.0m；液封组合件气体出口管的下沿与所述的最上面的密封液高位溢流管上沿的垂直距离为0.1～1.0m；所述的密封液低位溢流管的下沿与液封外管直筒底部的垂直距离为0.03～0.2m；所述的密封液进口管的下沿与最上面的溢流口管上沿的垂直距离为0.2～1.0m。优选的，所述断热法兰二的垂直安装位置高于最上面的密封液高位溢流管上沿0.10～1.0m。优选的，所述保温插入管采用内衬结构，其外壳采用耐热合金金属材料，内衬结构包括耐火隔层和保温层；所述的非保温插入管、液封外管、密封液进口管、密封液高位溢流管、低位溢流管、排净管为耐高温耐腐蚀的合金金属材料；所述的耐火隔层为砌筑或浇筑耐高温耐磨耐腐蚀抗热震防结渣耐火材料，耐火温度高于1200℃，厚度为40～150mm；所述的保温层的耐热温度高于1100℃，厚度为40～150mm。优选的，所述的上升管、桥管、保温插入管、液封组合件气体出口管均采用内衬结构；其中，上升管、桥管、液封组合件气体出口管的外壳为铸铁、碳钢或耐热钢；内衬结构包括耐火隔层和保温层。一种焦炉荒煤气高温取出装置的焦炉荒煤气高温取出方法，包括以下工艺步骤：a.装煤阶段a1.向上升管盖装置加入水，使其处于水封状态；a2.打开密封液高位溢流管阀门，打开密封液进口管阀门，向液封组合件内加入密封液，并保证密封液高位溢流管连续密封液的流出，使液封组合件内的密封液位处于高位液封状态；a3.打开焦炉碳化室抽烟除尘管道阀门，使装煤阶段的烟尘抽入除尘装置进行除尘后排空；b.碳化阶段b1.向上升管盖装置中的水封中连续加水，液封槽中的水处于溢流状态，保持水封有效；打开密封液低位溢流管上的阀门，排出其中的密封液，使液封组合件中的密封液处于低位状态，然后关闭密封液低位溢流管上的阀门；b2.向焦炉气燃烧器分别输送焦炉煤气和空气，同时对焦炉气燃烧器进行点火，对焦炉荒煤气高温取出装置内的管道进行加热升温至400～700℃；b3.关闭碳化室抽烟除尘管道阀门，焦炉碳化室出来的焦炉荒煤气通过上升管进入桥管，然后依次经过保温插入管和非保温插入管，再通过液封气体出口管进入高温焦炉荒煤气集气管；c.出焦阶段c1.关闭向焦炉气燃烧器输送焦炉煤气和空气的阀门，对焦炉气燃烧器灭火；c2.打开密封液高位溢流管阀门，打开密封液进口管阀门，向液封组合件内加入密封液，并保证密封液高位溢流管连续密封液的流出，使液封组合件内的密封液位处于高位液封状态；c3.打开上升管盖装置，根据实际情况可以对上升管内壁上的附着物进行清理,清理结束后，放置上升管盖装置上的盖板；c4.通过观察孔检查桥管内壁是否有附着物，如需要可以从清扫孔进行清理，清理结束后，关闭清扫孔；清理的附着物掉入液封组合件的底部，经排净管排出；c5.开始焦炉的碳化室出焦操作。优选的，所述液封组合件中密封液为水或高温融盐。本专利技术与现有技术相比，具有以下本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种焦炉荒煤气高温取出装置，其特征在于，包括上升管(1)、桥管(2)和液封组合件(3)；所述上升管(1)的下端口与焦炉碳化室荒煤气出口相连，上升管(1)的上段侧面设有上升管出口(4)并与桥管(2)的水平端口相接；所述的桥管(2)的水平端口与垂直端口呈90°，桥管(2)的弯管部分为圆弧状或折线状，其垂直向下的端口通过法兰与液封组合件(3)的插入管(10)的上端口相接；所述的液封组合件(3)包括插入管(10)、液封外管(11)、断热法兰一(12)和液封组合件气体出口管(13)；所述的液封组合件气体出口管(13)与高温焦炉荒煤气集气管(24)相连；/n所述上升管(1)的下段侧面设有1-4个燃烧气进口(5)，燃烧气进口(5)上装有焦炉气燃烧器(6)；所述的上升管(1)上端设有上升管盖装置(7)，/n所述桥管(2)上设有清扫孔(8)和观察孔(9)，清扫孔(8)和观察孔(9)位于桥管(2)的垂直部分的上方；所述的桥管(2)与上升管(1)相接采用插接连接方式，或法兰连接方式；/n所述液封组合件(3)上端的插入管(10)以相同中心线的位置插入液封外管(11)中，并通过断热法兰一(12)与液封外管(11)相接；所述的液封组合件气体出口管(13)安装在液封外管(11)的上段侧面；所述的液封外管(11)的上段侧面还设有密封液进口管(14)和密封液高位溢流管(15)，液封外管(11)的下部侧面设有密封液低位溢流管(16)，液封外管(11)底部设有排净管(17)；所述密封液高位溢流管(15)数量为1～4个，安装在液封外管(11)侧面的不同高度，以调整液封组合件(3)内的液位高度。/n...

【技术特征摘要】
1.一种焦炉荒煤气高温取出装置，其特征在于，包括上升管(1)、桥管(2)和液封组合件(3)；所述上升管(1)的下端口与焦炉碳化室荒煤气出口相连，上升管(1)的上段侧面设有上升管出口(4)并与桥管(2)的水平端口相接；所述的桥管(2)的水平端口与垂直端口呈90°，桥管(2)的弯管部分为圆弧状或折线状，其垂直向下的端口通过法兰与液封组合件(3)的插入管(10)的上端口相接；所述的液封组合件(3)包括插入管(10)、液封外管(11)、断热法兰一(12)和液封组合件气体出口管(13)；所述的液封组合件气体出口管(13)与高温焦炉荒煤气集气管(24)相连；
所述上升管(1)的下段侧面设有1-4个燃烧气进口(5)，燃烧气进口(5)上装有焦炉气燃烧器(6)；所述的上升管(1)上端设有上升管盖装置(7)，
所述桥管(2)上设有清扫孔(8)和观察孔(9)，清扫孔(8)和观察孔(9)位于桥管(2)的垂直部分的上方；所述的桥管(2)与上升管(1)相接采用插接连接方式，或法兰连接方式；
所述液封组合件(3)上端的插入管(10)以相同中心线的位置插入液封外管(11)中，并通过断热法兰一(12)与液封外管(11)相接；所述的液封组合件气体出口管(13)安装在液封外管(11)的上段侧面；所述的液封外管(11)的上段侧面还设有密封液进口管(14)和密封液高位溢流管(15)，液封外管(11)的下部侧面设有密封液低位溢流管(16)，液封外管(11)底部设有排净管(17)；所述密封液高位溢流管(15)数量为1～4个，安装在液封外管(11)侧面的不同高度，以调整液封组合件(3)内的液位高度。


2.根据权利要求1所述的一种焦炉荒煤气高温取出装置，其特征在于，所述插入管(10)包括上部的保温插入管(18)和非保温插入管(19)两部分，两者的外径相等；所述的保温插入管(18)与非保温插入管(19)通过断热法兰二(20)连接，上下法兰之间为断热垫片(21)，并采用断热式螺栓连接。


3.根据权利要求1所述的一种焦炉荒煤气高温取出装置，其特征在于，所述上升管(1)的总高度为1.5～4.0m，内径为0.2～1.0m；所述上升管盖装置(7)上设有水封槽，其水封液位为40～100mm。


4.根据权利要求1所述的一种焦炉荒煤气高温取出装置，其特征在于，所述桥管(2)的内径为0.2～1.0m，其圆弯管部分中心弧线的半径为0.4～2.0m。


5.根据权利要求1所述的一种焦炉荒煤气高温取出装置，其特征在于，所述插入管(10)的内径为0.2～1.0m，其外径与液封外管(11)内径的比例为0.2～0.7:1.0，其底端与液封外管(11)底面的垂直距离为0.5～1.5m；所述的液封组合件气体出口管(13)的内径为0.2～1.0m；液封组合件气体出口管(13)的下沿与所述的最上面的密封液高位溢流管(15)上沿的垂直距离为0.1～1.0m；所述的密封液低位溢流管(16)的下沿与液封外管(11)直筒底部的垂直距离为0.03～0.2m；所述的密封液进口管(14)的下沿与最上面的溢流口管(15)上沿的垂直距离为0.2～1.0m。


6.根据权利要求2所述的一种焦炉荒煤气高温取出装置，其特征在于，所述断热法兰二(20)的垂直安装位置高于最上面的密封液高...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡永琪，崔咏梅，赵风云，王建英，
申请(专利权)人：河北科技大学，
类型：发明
国别省市：河北;13