浓缩甲烷制氢转化炉热值调节系统的制作方法

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1.本实用新型涉及浓缩甲烷制氢技术领域，具体地说涉及一种浓缩甲烷制氢转化炉热值调节系统。


背景技术：

2.50000nm3/h焦炉煤气净化、转化、psa制氢装置浓缩甲烷气制氢系统投产运行过程中发现转化炉转化率低，分析其原因主要有以下几点：1、转化炉燃料气组分波动较大-转化炉燃料气由焦炉煤气变压吸附制氢解吸气混合组成，组分较为复杂，且组分波动较大，导致燃料气热值波动大，无法达到设计值(4200-4600kcal)，直接导致转化炉炉温波动大，转化率波动大；2、转化炉炉温由燃料气流量调节阀控制，因燃料气热值波动大，在燃料气低热值工况下，直接导致流量调节阀全开，转化炉温度仍低于设计指标(980℃)，无法满足满负荷生产需求。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种降低燃料气热值波动的浓缩甲烷制氢转化炉热值调节系统。
4.本实用新型由如下技术方案实施：浓缩甲烷制氢转化炉热值调节系统，其包括富氢气储罐和低压氮气储罐，在所述富氢气储罐与转化炉火嘴入口的燃料气管之间连通有氢气管，在所述氢气管上安装有氢气控制阀；在所述低压氮气储罐与所述燃料气管之间连通有氮气管，在所述氮气管上安装有氮气控制阀。
5.进一步的，在所述转化炉的火嘴入口处的所述燃料气管上安装有燃气热值在线分析仪，所述燃气热值在线分析仪与控制器的输入端电连接，所述控制器的输出端分别与所述氢气控制阀和所述氮气控制阀电连接。
6.进一步的，氢气控制阀两侧的所述氢气管之间连通有第一旁路，在所述第一旁路上安装有第一旁路阀；在所述第一旁路与所述氢气控制阀之间的所述氢气管上安装有氢气截止阀。
7.进一步的，氮气控制阀两侧的所述氮气管之间连通有第二旁路，在所述第二旁路上安装有第二旁路阀；在所述第二旁路与所述氮气控制阀之间的所述氮气管上安装有氮气截止阀。
8.本实用新型的优点：燃料气热值上下波动时，可通过富氢气储罐或低压氮气储罐为燃料气补充富氢气或低压氮气，以降低燃料气热值波动，保证燃料气热值在设计指标范围内；转化炉温度几乎不会因燃料气组分波动而造成不达标，转化炉浓缩甲烷气转化率有所提高。燃料气热值可通过燃气热值在线分析仪实时检测热值数据，并自动调整氢气控制阀或氮气控制阀的启闭，实现自动调节。
附图说明：
9.图1为本实用新型的整体结构示意图。
10.富氢气储罐1、低压氮气储罐2、转化炉3、燃料气管4、氢气管5、氢气控制阀6、氮气管7、氮气控制阀8、燃气热值在线分析仪9、控制器10、第一旁路11、第一旁路阀12、氢气截止阀13、第二旁路14、第二旁路阀15、氮气截止阀16。
具体实施方式：
11.在本实用新型的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等，其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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，如出现术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
12.如图1所示，浓缩甲烷制氢转化炉热值调节系统，其包括富氢气储罐1和低压氮气储罐2，在富氢气储罐1与转化炉3火嘴入口的燃料气管4之间连通有氢气管5，在氢气管5上安装有氢气控制阀6；氢气控制阀6两侧的氢气管5之间连通有第一旁路11，在第一旁路11上安装有第一旁路阀12；在第一旁路11与氢气控制阀6之间的氢气管5上安装有氢气截止阀13；需要对氢气控制阀6检修时，关闭氢气截止阀13，打开第一旁路阀12即可保证氢气正常供给。在低压氮气储罐2与燃料气管4之间连通有氮气管7，在氮气管7上安装有氮气控制阀8；氮气控制阀8两侧的氮气管7之间连通有第二旁路14，在第二旁路14上安装有第二旁路阀15；在第二旁路14与氮气控制阀8之间的氮气管7上安装有氮气截止阀16；需要对氮气控制阀8检修时，关闭氮气截止阀16，打开第二旁路阀15即可保证氮气正常供给。在转化炉3的火嘴入口处的燃料气管4上安装有燃气热值在线分析仪9，燃气热值在线分析仪9与控制器10的输入端电连接，控制器10的输出端分别与氢气控制阀6和氮气控制阀8电连接。通过燃气热值在线分析仪9对火嘴入口处的燃料气进行组分及热值进行分析，并将分析结果传给控制器10。富氢气具有高热值、低硫等特点，当燃料气热值低时，打开氢气控制阀6，富氢气储罐1内的富氢气由氢气管5汇入燃料气管4，进行富氢气补充，保证燃料气热值稳定在4200-4600kcal。低压氮气是惰性气体，具有洁净度高、不燃等特点，当燃料气热值高时，打开氮气控制阀8，低压氮气储罐2内的低压氮气由氮气管7汇入燃料气管4，进行低压氮气补充，保证燃料气热值稳定在4200-4600kcal。
13.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。


技术特征：
1.浓缩甲烷制氢转化炉热值调节系统，其特征在于，其包括富氢气储罐和低压氮气储罐，在所述富氢气储罐与转化炉火嘴入口的燃料气管之间连通有氢气管，在所述氢气管上安装有氢气控制阀；在所述低压氮气储罐与所述燃料气管之间连通有氮气管，在所述氮气管上安装有氮气控制阀。2.根据权利要求1所述的浓缩甲烷制氢转化炉热值调节系统，其特征在于，在所述转化炉的火嘴入口处的所述燃料气管上安装有燃气热值在线分析仪，所述燃气热值在线分析仪与控制器的输入端电连接，所述控制器的输出端分别与所述氢气控制阀和所述氮气控制阀电连接。3.根据权利要求1或2所述的浓缩甲烷制氢转化炉热值调节系统，其特征在于，氢气控制阀两侧的所述氢气管之间连通有第一旁路，在所述第一旁路上安装有第一旁路阀；在所述第一旁路与所述氢气控制阀之间的所述氢气管上安装有氢气截止阀。4.根据权利要求1或2所述的浓缩甲烷制氢转化炉热值调节系统，其特征在于，氮气控制阀两侧的所述氮气管之间连通有第二旁路，在所述第二旁路上安装有第二旁路阀；在所述第二旁路与所述氮气控制阀之间的所述氮气管上安装有氮气截止阀。5.根据权利要求3所述的浓缩甲烷制氢转化炉热值调节系统，其特征在于，氮气控制阀两侧的所述氮气管之间连通有第二旁路，在所述第二旁路上安装有第二旁路阀；在所述第二旁路与所述氮气控制阀之间的所述氮气管上安装有氮气截止阀。

技术总结
本实用新型公开了一种浓缩甲烷制氢转化炉热值调节系统，其包括富氢气储罐和低压氮气储罐，在富氢气储罐与转化炉火嘴入口的燃料气管之间连通有氢气管，在氢气管上安装有氢气控制阀；在低压氮气储罐与燃料气管之间连通有氮气管，在氮气管上安装有氮气控制阀。优点：燃料气热值上下波动时，可通过富氢气储罐或低压氮气储罐为燃料气补充富氢气或低压氮气，以降低燃料气热值波动，保证燃料气热值在设计指标范围内；转化炉温度几乎不会因燃料气组分波动而造成不达标，转化炉浓缩甲烷气转化率有所提高。燃料气热值可通过燃气热值在线分析仪实时检测热值数据，并自动调整氢气控制阀或氮气控制阀的启闭，实现自动调节。实现自动调节。实现自动调节。


技术研发人员：李京原 秦玉东 周军武 马炳鑫 王兴武 陈佳 李杰 王双 安军霞 陈俊志 王波
受保护的技术使用者：内蒙古庆华集团乌斯太能源化工有限公司
技术研发日：2021.08.20
技术公布日：2022/1/11