一种直立方型炉综合热解燃料系统的制作方法

本实用新型涉及煤化工领域直立炉燃料技术领域，尤其涉及一种直立方型炉综合热解燃料系统。

背景技术：

兰炭又称半焦，是利用优质煤块烧制而成的一种碳素材料，引起固定碳高、比电阻高、化学活性高、含灰份低、低硫、低磷的特性，逐步取代冶金焦而广泛运用于电石、铁合金、硅铁以及碳化硅等产品的生产，成为一种重要的碳素材料。

兰炭产物按照形态可分为固态产物、液态产物和气态产物；气态产物主要是煤气，煤气排放对大气环境会造成严重污染，因此，一般会分为两部分使用，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。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。

有鉴于此，现提出一种直立方型炉综合热解燃料系统，用于多种燃料代替煤气回炉。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种直立方型炉综合热解燃料系统，用于多种燃料代替煤气回炉。

本实用新型采用的技术是：一种直立方型炉综合热解燃料系统，包括直立方型炉、制氢装置、减压装置、混合装置、缓存装置和燃料输入装置，直立方型炉依次连接制氢装置、减压装置、混合装置和缓存装置，缓存装置连接回直立方型炉；直立方型炉同时连接混合装置；燃料输入装置连接缓存装置；制氢装置，用于将直立方型炉排出的煤气生产并提取出氢气，氢气的解析气部分作为直立方型炉的燃料；混合装置，用于储存和混合制氢装置产生的解析气和直立方型炉部分回炉煤气；缓存装置，用于暂存混合燃料，以备直立方型炉随时取用；燃料输入装置，用于输入包括但不限于天然气、液化气，作为外部燃料供应。

作为方案的进一步优化，制氢装置包括依次连接的煤气净化装置、预处理装置、氢气提浓装置、脱氧装置和氢气提纯装置，氢气提浓装置和氢气提纯装置均与减压装置连接；煤气净化装置，用于净化热解产生的煤气，脱出煤气中的水分、焦油物质，得到净化煤气；预处理装置，用于将净化煤气进一步净化，脱除净化煤气焦油、萘、硫化氢杂质；氢气提浓装置，通过变压吸附脱除原料气除氢以外的杂质气体，解析气传输至减压装置，得到的提浓气经脱氧装置传输至氢气提纯装置；氢气提纯装置，用于提纯浓缩气得到产品氢气，一部分传输至减压装置，一部分产出。

作为方案的进一步优化，氢气提浓装置与减压装置之间连接第一管道，氢气提纯装置与减压装置之间连接第二管道，第一管道和第二管道上均设置有流量调节阀和截止阀。

作为方案的进一步优化，直立方型炉与混合装置之间连接第三管道，第三管道上设置有流量调节阀。

作为方案的进一步优化，混合装置与缓存装置之间连接第四管道，第四管道上设置有减压阀和水封；减压阀，用于降低混合燃料气压；水封，用于防止混合燃料泄漏。

作为方案的进一步优化，缓存装置与直立方型炉之间连接第五管道，第五管道上依次设置有测压阀、放空管线和流量调节阀，测压阀，用于检测第五管道内的压力；放空管线与外接连接，用于释放第五管道内的混合燃料；流量调节阀，用于调节第五管道输入给直立方型炉的混合燃料流量；第五管道的末端连接鼓风机，用于向直立方型炉鼓入空气或富氧空气。

作为方案的进一步优化，燃料输入装置与缓存装置通过第六管道连接，第六管道上依次设置有流量调节阀和水封。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1.系统结构简单，操作方便灵活；

2.燃料系统结合下游制氢装置，在满足制氢需求的同时，将多余的煤气作为燃料回炉，同时，制氢过程中的脱碳解析气作为燃料使用，节约能源，减少污染，提高企业的经济效益；

3.通过与外界能源供应连接，解决了煤气产出需求量大，自体能源供应不足，以及煤气回收利用率低的问题；

4.燃料种类选择多，比例可调，能够根据生产需求达到最经济的运行状态。

附图说明

图1为本实用新型提供的一种直立方型炉综合热解燃料系统的系统结构图；

图2为本实用新型提供的一种直立方型炉综合热解燃料系统的制氢装置的结构图。

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。

参照附图1-2所示，一种直立方型炉综合热解燃料系统，包括直立方型炉1、制氢装置2、减压装置3、混合装置4、缓存装置6和燃料输入装置7，直立方型炉1依次连接制氢装置2、减压装置3、混合装置4和缓存装置6，缓存装置6连接回直立方型炉1；直立方型炉1同时连接混合装置4；燃料输入装置7连接缓存装置6；制氢装置2，用于将直立方型炉1排出的煤气生产并提取出氢气，氢气的解析气部分作为直立方型炉1的燃料；混合装置4，用于储存和混合制氢装置产生的解析气和直立方型炉部分回炉煤气；缓存装置6，用于暂存混合燃料，以备直立方型炉1随时取用；燃料输入装置7，用于输入包括但不限于天然气、液化气，作为外部燃料供应。

炭化炉可选择直立方型炉1，直立方型炉1生产的煤气，一般会分为两部分使用，一部分外送下游装置使用，另一部分重新输回至炉中作为燃料使用。这样减少了环境污染，使物料得到充分利用。但随着产业链中煤气需求量的提高，回炉煤气已经不能满足直立方型炉1的功能需求，所以提出本实用新型的方案，外界提供燃料代替部分煤气回炉。

直立方型炉1产出的煤气，一部分作为制氢原料传输至下游的制氢装置2，一部分作为回路燃料，传输至混合装置4；制氢装置2产出的氢气的解析气传输至减压装置3，减压缓冲后传输至混合装置4，与回炉煤气混合，混合燃料传输至缓存装置6，缓存装置6连接的燃料输入装置7向系统输入包括但不限于液化气、天然气等燃料，混合燃料传输回直立方型炉1燃烧供能，鼓风机8向直立方型炉1内鼓入空气助燃。

与混合装置4连接的燃料供应的管道上均设有流量调节阀，当煤气产量过剩时，可以关闭其他燃料供应管道，节约能源；当煤气产能不足，或燃烧质量要求高时，可以根据实际需求，调节其他燃料的供应量，供能方式灵活多变。通过用氢气解析气、液化气等燃料取代煤气，解决了煤气回收利用率低的问题，且燃料种类选择多，比例可调，能够根据生产需求达到最经济的运行状态。

制氢装置包括依次连接的煤气净化装置、预处理装置、氢气提浓装置、脱氧装置和氢气提纯装置，氢气提浓装置和氢气提纯装置均与减压装置3连接；煤气净化装置，用于净化热解产生的煤气，脱出煤气中的水分、焦油物质，得到净化煤气；预处理装置，用于将净化煤气进一步净化，脱除净化煤气焦油、萘、硫化氢杂质；氢气提浓装置，通过变压吸附脱除原料气除氢以外的杂质气体，解析气传输至减压装置3，得到的提浓气经脱氧装置传输至氢气提纯装置；氢气提纯装置，用于提纯浓缩气得到产品氢气，一部分传输至减压装置3，一部分产出。氢气提浓装置与减压装置3之间连接第一管道13，氢气提纯装置与减压装置3之间连接第二管道14，第一管道13和第二管道14上均设置有流量调节阀和截止阀。

制氢装置2含有多个装置，逐步生产并纯化氢气，氢气提浓装置产生的解析气中氢气纯度低，不适用于生产需要，可作为燃料回炉；氢气提纯装置产出的浓缩的氢气，纯度高，一部分作为产品输出，一部分传输至混合装置4，能够提高燃料的热值，当氢气产品输出量需求高时，也可调节第二管道14上设置的流量调节阀，减少传输至混合装置4的氢气量。截止阀闭合时，可以方便工作人员对传输管道进行检修。

直立方型炉1与混合装置4之间连接第三管道9，第三管道9上设置有流量调节阀。第三管道9将直立方型炉1产生的煤气直接传输到混合装置4，当下游制氢装置2的需求高时，可以调节第三管道9上的流量调节阀，调小直至关闭，满足制氢的需求，燃料由外界输入的天然气、液化气等提供。

混合装置4与缓存装置6之间连接第四管道10，第四管道10上设置有减压阀15和水封5；减压阀15，用于降低混合燃料气压；水封5，用于防止混合燃料泄漏。第四管道10上设置的水封5利用一定高度的静水压力来抵抗管道内气压变化，防止管内气体泄漏。

缓存装置6与直立方型炉1之间连接第五管道11，第五管道11上依次设置有测压阀17、放空管线16和流量调节阀，测压阀17，用于检测第五管道11内的压力；放空管线16与外接连接，用于释放第五管道11内的混合燃料；流量调节阀，调节第五管道11输入给直立方型炉1的混合燃料流量；第五管道11的末端连接鼓风机8，用于向直立方型炉1鼓入空气或富氧空气。燃料输入装置7与缓存装置6通过第六管道12连接，第六管道12上依次设置有流量调节阀和水封5。

燃料输入装置7输入放入外界燃料可以有多种来源，包括但不限于天然气、液化气以及各种清洁的新型能源，根据研究发展，可以随时添加或舍弃某种能源，亦可调节管道上的流量调节阀，调整燃料供应量，达到最经济的燃料供应比例，后通过第五管道11传输回直立方型炉1，缓存装置6靠近直立方型炉1设置，根据直立方型炉1的用料需求，随时快速传输至炉内。第五管道11上设置的测压阀17、放空管线16和流量调节阀，能够进行自动化控制，便于及时控制并提醒作业人员第四管道10内压力的变化情况。鼓风机8设在第五传输管道11的末端，直接向直立方型炉1内鼓入空气助燃。

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。