一种甲烷转化提氢的转化炉燃料气系统的制作方法

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1.本实用新型涉及甲烷转化提氢技术领域，具体地说涉及一种甲烷转化提氢的转化炉燃料气系统。


背景技术：

2.浓缩甲烷气变换转化提氢系统包括精脱硫单元、一氧化碳变换单元、甲烷转化单元。甲烷转化单元的转化炉是甲烷转化提氢的关键设备，转化炉的燃料气来自于解析气混合罐，压力为0.02mpa，温度≤40℃，流量为6500nm3/h，热值为4200kcal/nm3。由于解析气是来自于前工序三套psa变压吸附后的混合气，混合气中中萘、焦油、硫、苯、氨等杂质较多。由于燃料气温度低，制氢装置转化工序开车状态下，随着运行时间慢慢增长，萘、硫等杂质会附着燃料气管线内管壁上，形成白色雪花状结晶物，导致燃料气流量降低。如长期在此工况下运行，会导致转化炉火嘴堵塞，火焰燃烧效果变差，造成转化炉不同部位的温度温差增大，转化催化剂无法达到应有的最佳使用效果，从而影响工艺甲烷气的转化率。为使火嘴通畅并达到最佳燃烧效果，每1个月需人工对堵塞严重的火嘴进行清理疏通，不仅增加了员工的日常工作量，并且在疏通火嘴的过程中还极易造成作业人员因高温气体、设备对人员烫伤以及燃料气阀门泄露造成作业人员中毒窒息的风险。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种可保证正常供气的甲烷转化提氢的转化炉燃料气系统。
4.本实用新型由如下技术方案实施：一种甲烷转化提氢的转化炉燃料气系统，其包括燃料气管和换热器，所述转化炉排烟口与所述换热器的热介质入口管路连通，所述换热器的热介质出口与烟气处理单元进口管路连通；所述燃料气管的出口与所述换热器的冷介质入口连通，在所述燃料气管上安装有燃料气控制阀；所述换热器的冷介质出口通过供气管与所述转化炉的火嘴的进口连通，在所述供气管上安装有供气控制阀。
5.进一步的，在精脱硫单元的精脱硫罐的出口和所述供气控制阀出口侧的所述供气管之间连通有补偿管，在所述补偿管上安装有补偿控制阀。
6.进一步的，在所述补偿管与所述转化炉之间的所述供气管上安装有温度传感器，所述温度传感器与控制器的输入端电连接，所述控制器的输出端与所述补偿控制阀电连接。
7.进一步的，在所述补偿控制阀两侧的所述补偿管之间连通有旁通管，在所述旁通管上安装有旁通控制阀，在所述旁通管与所述补偿控制阀之间的所述补偿管上安装有截止阀。
8.进一步的，在所述燃料气控制阀进口侧的所述燃料气管和所述供气控制阀出口侧的所述供气管之间连通有调节管，在所述调节管上安装有调节控制阀。
9.本实用新型的优点：转化炉排出的烟气和燃料气管送来的燃料气在换热器中进行
换热，燃料气吸收烟气中的热量升温，防止杂质堵塞燃料气管线与火嘴，减少人员对火嘴清理与疏通的作业频次，保证燃料供给，使转化炉炉温稳定，避免了火嘴偏烧与局部超温现象；同时可保证转化炉内的燃烧温度，使催化剂达到最佳催化效果，提高浓缩甲烷气转化率、焦炉煤气综合提氢率，增加氢气产量。并且，可对烟气的余热进行有效利用，同时降低后续烟气处理单元的处理难度。
附图说明：
10.图1为本实用新型的整体结构示意图。
11.燃料气管1、换热器2、转化炉3、烟气处理单元4、燃料气控制阀5、供气管6、供气控制阀7、精脱硫罐8、补偿管9、补偿控制阀10、温度传感器11、旁通管12、旁通控制阀13、截止阀14、调节管15、调节控制阀16、控制器17。
具体实施方式：
12.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。
13.如图1所示，一种甲烷转化提氢的转化炉燃料气系统，其包括燃料气管1和换热器2，转化炉3排烟口与换热器2的热介质入口管路连通，换热器2的热介质出口与烟气处理单元4进口管路连通；燃料气管1的出口与换热器2的冷介质入口连通，在燃料气管1上安装有燃料气控制阀5；换热器2的冷介质出口通过供气管6与转化炉3的火嘴的进口连通，在供气管6上安装有供气控制阀7。转化炉3排出的烟气和燃料气管1送来的燃料气在换热器2中进行换热，燃料气吸收烟气中的热量升温，始终保持燃料气温度为80℃以上(80℃为萘的熔点)防止杂质堵塞燃料气管线与火嘴，减少人员对火嘴清理与疏通的作业频次，保证燃料供给，使转化炉炉温稳定，避免了火嘴偏烧与局部超温现象；同时可保证转化炉3内的燃烧温度，使催化剂达到最佳催化效果，提高浓缩甲烷气转化率、焦炉煤气综合提氢率，增加氢气产量。并且，可对烟气的余热进行有效利用，同时降低后续烟气处理单元4的处理难度。在燃料气控制阀5进口侧的燃料气管1和供气控制阀7出口侧的供气管6之间连通有调节管15，在调节管15上安装有调节控制阀16，换热器2需要检修时，可关闭燃料气控制阀5，并打开调节控制阀16，通过调节管15为转化炉3正常供气。
14.在精脱硫单元的精脱硫罐8的出口和供气控制阀7出口侧的供气管6之间连通有补偿管9，在补偿管9上安装有补偿控制阀10；在补偿控制阀10两侧的补偿管9之间连通有旁通管12，在旁通管12上安装有旁通控制阀13，在旁通管12与补偿控制阀10之间的补偿管9上安装有截止阀14，当补偿控制阀10故障时，关闭截止阀14打开旁通控制阀13，可保证甲烷气的正常供给。在补偿管9与转化炉3之间的供气管6上安装有温度传感器11，温度传感器11与控制器17的输入端电连接，控制器17的输出端与补偿控制阀10电连接。通过温度传感器11可以检测进入转化炉3的燃料气的温度，并将检测到的信息传给控制器17，当监测到温度低于
设定值，即换热达不到萘的融点温度时，从精脱硫罐8补充部分甲烷气到转化炉3，提高转化炉3炉温，进而提高烟气温度，加强换热效果。
15.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：
1.一种甲烷转化提氢的转化炉燃料气系统，其特征在于，其包括燃料气管和换热器，所述转化炉排烟口与所述换热器的热介质入口管路连通，所述换热器的热介质出口与烟气处理单元进口管路连通；所述燃料气管的出口与所述换热器的冷介质入口连通，在所述燃料气管上安装有燃料气控制阀；所述换热器的冷介质出口通过供气管与所述转化炉的火嘴的进口连通，在所述供气管上安装有供气控制阀。2.根据权利要求1所述的一种甲烷转化提氢的转化炉燃料气系统，其特征在于，在精脱硫单元的精脱硫罐的出口和所述供气控制阀出口侧的所述供气管之间连通有补偿管，在所述补偿管上安装有补偿控制阀。3.根据权利要求2所述的一种甲烷转化提氢的转化炉燃料气系统，其特征在于，在所述补偿管与所述转化炉之间的所述供气管上安装有温度传感器，所述温度传感器与控制器的输入端电连接，所述控制器的输出端与所述补偿控制阀电连接。4.根据权利要求2或3所述的一种甲烷转化提氢的转化炉燃料气系统，其特征在于，在所述补偿控制阀两侧的所述补偿管之间连通有旁通管，在所述旁通管上安装有旁通控制阀，在所述旁通管与所述补偿控制阀之间的所述补偿管上安装有截止阀。5.根据权利要求1至3任一所述的一种甲烷转化提氢的转化炉燃料气系统，其特征在于，在所述燃料气控制阀进口侧的所述燃料气管和所述供气控制阀出口侧的所述供气管之间连通有调节管，在所述调节管上安装有调节控制阀。6.根据权利要求4所述的一种甲烷转化提氢的转化炉燃料气系统，其特征在于，在所述燃料气控制阀进口侧的所述燃料气管和所述供气控制阀出口侧的所述供气管之间连通有调节管，在所述调节管上安装有调节控制阀。

技术总结
本实用新型公开了一种甲烷转化提氢的转化炉燃料气系统，其包括燃料气管和换热器，转化炉排烟口与换热器的热介质入口管路连通，燃料气管的出口与换热器的冷介质入口连通，换热器的冷介质出口通过供气管与转化炉的火嘴的进口连通，在供气管上安装有供气控制阀。优点：转化炉排出的烟气和燃料气管送来的燃料气在换热器中进行换热，燃料气吸收烟气中的热量升温，防止杂质堵塞燃料气管线与火嘴，减少人员对火嘴清理与疏通的作业频次，保证燃料供给，使转化炉炉温稳定，避免了火嘴偏烧与局部超温现象；同时可保证转化炉内的燃烧温度，使催化剂达到最佳催化效果，提高浓缩甲烷气转化率、焦炉煤气综合提氢率，增加氢气产量。增加氢气产量。增加氢气产量。


技术研发人员：秦玉东 孟鑫辉 李剑 邱进龙 樊亚龙 陈俊志 马炳鑫 韩爱东 雷晓娥
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：2022/11/28