阅读说明：本技术 一种高温输送焦炉荒煤气的方法及装置 (Method and device for conveying coke oven crude gas at high temperature ) 是由 杨洪庆 刘红雷 赵风云 崔咏梅 王华东 李建莉 王建英 翟记川 陈磊 姚永存 胡 于 2019-03-20 设计创作，主要内容包括：本申请提供了一种高温输送焦炉荒煤气的方法及装置,所述装置包括：具有耐火底部隔层,在所述耐火底部隔层上部设置有夹套层,所述夹套层由内到外依次包括：内腔、耐火内隔层、夹套空腔、耐火外隔层、金属外壳、保温层；燃烧器,用于使所述内腔满足预设高温条件；焦炉荒煤气进口管,用于将焦炉炭化室内达到预设输入温度条件的的焦炉荒煤气输送入所述内腔中；所述焦炉荒煤气出口管,用于向非催化重整炉输送高温的焦炉荒煤气。本申请提供的一种高温输送焦炉荒煤气的方法及装置第一次实现了在高温状态下输送焦炉荒煤气,避免了煤焦油等含碳有机物析出以及输送管道内石墨化现象,充分保留了焦炉荒煤气自身的显热及高温水蒸汽资源。(The application provides a method and a device for conveying coke oven crude gas at high temperature, wherein the device comprises the following steps: have fire-resistant bottom interlayer upper portion is provided with presss from both sides the jacket layer, it includes by inside to outside in proper order to press from both sides the jacket layer: an inner cavity, a fireproof inner interlayer, a jacket cavity, a fireproof outer interlayer, a metal shell and a heat insulation layer; the combustor is used for enabling the inner cavity to meet a preset high-temperature condition; the coke oven raw gas inlet pipe is used for conveying the coke oven raw gas reaching the preset input temperature condition in the coke oven carbonization chamber into the inner cavity; the coke oven crude gas outlet pipe is used for conveying high-temperature coke oven crude gas to the non-catalytic reforming furnace. The method and the device for conveying the coke oven raw gas at the high temperature provided by the application realize conveying the coke oven raw gas at the high temperature for the first time, avoid the phenomena of separation of carbon-containing organic matters such as coal tar and the like and graphitization in a conveying pipeline, and fully reserve the sensible heat and high-temperature water vapor resources of the coke oven raw gas.)

一种高温输送焦炉荒煤气的方法及装置

技术领域

本申请涉及能源化工领域，具体涉及高温输送焦炉荒煤气的方法，以及高温输送焦炉荒煤气的装置。

背景技术

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.

焦炉煤气，就是从焦炉出来的焦炉荒煤气，经初冷后一系列电捕焦油、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、合成氨等化工产品包括三种方法：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。需要将焦炉荒煤气净化，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，且荒焦炉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。

用焦炉荒煤气不经过降温及回收化产处理，而是直接通过蒸汽非催化转化法制取合成气，可以充分利用其高温及水蒸汽资源。直接将煤气中的煤焦油、苯、萘等含碳有机物全部转化生产合成气等有用成分。避免了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问题。另外，用水蒸汽转化荒焦炉煤气做原料后，煤焦油、苯、萘、烯烃等化学产品中多余的碳就可以弥补洁净煤气中不足的碳，提高了氢碳比例，从而提高甲醇产量。

为了能充分利用高温显热和其中的蒸汽潜热，需要将从集气管出来的焦炉荒煤气焦炉荒煤气输送到非催化重整炉，为保证输送过程中焦炉荒煤气的热量不损失(温度不降低)，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，必须在高温状态下输送，以进一步为后面的非催化转化过程提供合适的工艺条件。

发明内容

本申请提供一种高温输送焦炉荒煤气的方法，一种高温输送焦炉荒煤气的装置；以解决高温状态下输送焦炉荒煤气造成煤焦油等含碳有机物析出及输送管道内石墨化现象的问题。

为了解决上述技术问题，本申请实施例提供了如下的技术方案：

本申请提供了一种高温输送焦炉荒煤气的装置，具有耐火底部隔层13，在所述耐火底部隔层13上部设置有夹套层，所述夹套层由内到外依次包括：内腔1、耐火内隔层2、夹套空腔3、耐火外隔层4、金属外壳5、保温层6；

燃烧器8和烟道气出口11，分别由所述保温层6穿过所述夹套层与所述夹套空腔3连通；所述燃烧器8包括；燃气进口管9和空气进口管10；用于利用燃烧所述燃气进口管(9)输入的燃气和所述空气进口管(10)输入的空气燃烧产生的热量为所述夹套空腔3供热，以便使所述内腔1满足预设高温条件；

焦炉荒煤气进口管7和焦炉荒煤气出口管12，分别由所述保温层6穿过所述夹套层与所述内腔1连通；所述焦炉荒煤气进口管7，用于将焦炉炭化室内达到预设输入温度条件的的焦炉荒煤气输送入所述内腔1中；所述焦炉荒煤气出口管12，用于向非催化重整炉输送高温的焦炉荒煤气。

优选的，所述耐火内隔层2、所述耐火外隔层4和所述耐火底部隔层13分别由耐火材料砌筑或浇筑而成；耐高温耐磨抗热抗震防结渣的耐火材料；所述耐火材料，具有耐高温耐磨抗热抗震防结渣的特性，其耐火度大于1100℃；

所述耐火内隔层2厚度为40～90毫米；

所述耐火外隔层4厚度为100～200毫米；

所述的耐火底部隔层13厚度为150～250毫米。

优选的，所述保温层6为隔热保温材料，其使用温度大于1200℃。

优选的，所述金属外壳5为碳钢。

优选的，所述装置两侧分别设置数个所述燃烧器8，所述燃烧器8，每间隔4～6米交错设置。

优选的，所述装置包括数个所述焦炉荒煤气进口管7；

所述焦炉荒煤气进口管7，其设置在所述燃烧器8上方，且其间隔等于相邻两个焦炉炭化室的间距。

本申请提供了一种高温输送焦炉荒煤气的方法，所述方法应用于上述所述的装置，包括：

S1，利用氮气置换所述内腔1和所述夹套空腔3中的空气，使氧气含量满足预设氧气含量条件；

S2，在所述燃烧器内利用所述燃气进口管9输入的燃气和所述空气进口管10输入的空气燃烧产生的热量为所述夹套空腔3供热，以便使所述内腔1达到并保持预设高温条件；

S3，判断所述内腔1内的温度是否满足预设高温条件；

S4，若是，则将焦炉炭化室内达到预设输入温度条件的焦炉荒煤气输送入所述内腔1中。

优选的，所述预设高温条件，具体是：所述内腔1内的温度大于600℃。

优选的，所述预设输入温度条件，具体是：所述焦炉荒煤气温度达到600℃～800℃的温度范围。

优选的，所述预设氧气含量条件，具体是：氧气含量小于0.5％。

基于上述实施例的公开可以获知，本申请实施例具备如下的有益效果：

本申请提供了一种高温输送焦炉荒煤气的方法及装置，所述装置包括：

具有耐火底部隔层13，在所述耐火底部隔层13上部设置有夹套层，所述夹套层由内到外依次包括：内腔1、耐火内隔层2、夹套空腔3、耐火外隔层4、金属外壳5、保温层6；

燃烧器8和烟道气出口11，分别由所述保温层6穿过所述夹套层与所述夹套空腔3连通；所述燃烧器8包括；燃气进口管9和空气进口管10；用于利用所述燃气进口管9输入的燃气和所述空气进口管10输入的空气燃烧产生的热量为所述夹套空腔3供热，以便使所述内腔1满足预设高温条件；

焦炉荒煤气进口管7和焦炉荒煤气出口管12，分别由所述保温层6穿过所述夹套层与所述内腔1连通；所述焦炉荒煤气进口管7，用于将焦炉炭化室内达到预设输入温度条件的的焦炉荒煤气输送入所述内腔1中；所述焦炉荒煤气出口管12，用于向非催化重整炉输送高温的焦炉荒煤气。

本申请提供的一种高温输送焦炉荒煤气的方法及装置，第一次实现了在高温状态下输送焦炉荒煤气，避免了煤焦油等含碳有机物析出以及输送管道内石墨化现象，充分保留了焦炉荒煤气自身的显热及高温水蒸汽资源。

避免了现有技术中采用焦炉净煤气重整制取合成气，存在工艺流程长、污染严重及催化转化过程中催化剂的积炭中毒等问题。本申请提供的焦炉荒煤气焦炉荒煤气充分利用了焦炉荒煤气自身的显热和其中的蒸汽潜热，避免了上述问题，同时解决了现有焦化工艺中含酚氰废水难以处理的问题，为焦炉荒煤气的利用开辟了新途径。

本申请具有设备简单、投资小、污染小、没有液体废物产生、保证高温输送等特点。

附图说明

图1为本申请实施例提供的高温输送焦炉荒煤气的装置的侧视结构示意图；

图2为本申请实施例提供的高温输送焦炉荒煤气的装置俯视结构示意图；

图3为本申请实施例提供的高温输送焦炉荒煤气的方法的流程图。

附图标记说明

1-内腔，2-耐火内隔层，3-夹套空腔，4-耐火外隔层，5-金属外壳，6-保温层，7-焦炉荒煤气进口管，8-燃烧器，9-燃气进口管，10-空气进口管，11-烟道气出口，12-焦炉荒煤气出口管，13-耐火底部隔层。

具体实施方式

下面，结合附图对本申请的具体实施例进行详细的描述，但不作为本申请的限定。

应理解的是，可以对此处公开的实施例做出各种修改。因此，上述说明书不应该视为限制，而仅是作为实施例的范例。本领域的技术人员将想到在本申请的范围和精神内的其他修改。

包含在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本申请的实施例，并且与上面给出的对本申请的大致描述以及下面给出的对实施例的详细描述一起用于解释本申请的原理。

通过下面参照附图对给定为非限制性实例的实施例的优选形式的描述，本申请的这些和其它特性将会变得显而易见。

还应当理解，尽管已经参照一些具体实例对本申请进行了描述，但本领域技术人员能够确定地实现本申请的很多其它等效形式，它们具有如权利要求所述的特征并因此都位于借此所限定的保护范围内。

当结合附图时，鉴于以下详细说明，本申请的上述和其他方面、特征和优势将变得更为显而易见。

此后参照附图描述本申请的具体实施例；然而，应当理解，所公开的实施例仅仅是本申请的实例，其可采用多种方式实施。熟知和/或重复的功能和结构并未详细描述以避免不必要或多余的细节使得本申请模糊不清。因此，本文所公开的具体的结构性和功能性细节并非意在限定，而是仅仅作为权利要求的基础和代表性基础用于教导本领域技术人员以实质上任意合适的详细结构多样地使用本申请。

本说明书可使用词组“在一种实施例中”、“在另一个实施例中”、“在又一实施例中”或“在其他实施例中”，其均可指代根据本申请的相同或不同实施例中的一个或多个。

本申请提供一种高温输送焦炉荒煤气的装置；本申请还提供一种高温输送焦炉荒煤气的方法。在下面的实施例中逐一进行详细说明。

对本申请提供的第一实施例，即一种高温输送焦炉荒煤气的装置的实施例。

下面结合图1和图2对本实施例进行详细说明，其中，图1为本申请实施例提供的高温输送焦炉荒煤气的装置的侧视结构示意图；图2为本申请实施例提供的高温输送焦炉荒煤气的装置俯视结构示意图。

本实施例提供一种高温输送焦炉荒煤气的装置，具有耐火底部隔层13，在所述耐火底部隔层13上部设置有夹套层，所述夹套层由内到外依次包括：内腔1、耐火内隔层2、夹套空腔3、耐火外隔层4、金属外壳5、保温层6。

燃烧器8和烟道气出口11，分别由所述保温层6穿过所述夹套层与所述夹套空腔3连通；所述燃烧器8包括；燃气进口管9和空气进口管10；用于利用所述燃气进口管9输入的燃气和所述空气进口管10输入的空气燃烧产生的热量为所述夹套空腔3供热，以便使所述内腔1满足预设高温条件。

焦炉荒煤气进口管7和焦炉荒煤气出口管12，分别由所述保温层6穿过所述夹套层与所述内腔1连通；所述焦炉荒煤气进口管7，用于将焦炉炭化室内达到预设输入温度条件的的焦炉荒煤气输送入所述内腔1中；所述焦炉荒煤气出口管12，用于向非催化重整炉输送高温的焦炉荒煤气。

所述耐火内隔层2、所述耐火外隔层4和所述耐火底部隔层13分别由耐火材料砌筑或浇筑而成；耐高温耐磨抗热抗震防结渣的耐火材料；所述耐火材料，具有耐高温耐磨抗热抗震防结渣的特性，其耐火度大于1100℃；

所述耐火内隔层2厚度为40～90毫米。

所述耐火外隔层4厚度为100～200毫米。

所述的耐火底部隔层13厚度为150～250毫米。

所述保温层6为隔热保温材料，其使用温度大于1200℃。

所述金属外壳5为碳钢。

所述装置两侧分别设置数个所述燃烧器8，所述燃烧器8，每间隔4～6米交错设置。

所述装置包括数个所述焦炉荒煤气进口管7。

所述焦炉荒煤气进口管7，其设置在所述燃烧器8上方，且其间隔等于相邻两个焦炉炭化室的间距。

本申请提供的一种高温输送焦炉荒煤气的装置，第一次实现了在高温状态下输送焦炉荒煤气，避免了煤焦油等含碳有机物析出以及输送管道内石墨化现象，充分保留了焦炉荒煤气自身的显热及高温水蒸汽资源。

避免了现有技术中采用焦炉净煤气重整制取合成气，存在工艺流程长、污染严重及催化转化过程中催化剂的积炭中毒等问题。本申请提供的焦炉荒煤气焦炉荒煤气充分利用了焦炉荒煤气自身的显热和其中的蒸汽潜热，避免了上述问题，同时解决了现有焦化工艺中含酚氰废水难以处理的问题，为焦炉荒煤气的利用开辟了新途径。

本申请具有设备简单、投资小、污染小、没有液体废物产生、保证高温输送等特点。

与本申请提供的第一实施例相对应，本申请还提供了第二实施例，即一种高温输送焦炉荒煤气的方法。由于第二实施例基本相似于第一实施例，所以描述得比较简单，相关的部分请参见第一实施例的对应说明即可。下述描述的方法实施例仅仅是示意性的。

图3示出了本申请提供的一种高温输送焦炉荒煤气的方法的实施例。图3为本申请实施例提供的高温输送焦炉荒煤气的方法的流程图。

请参见图3所示，本申请提供一种高温输送焦炉荒煤气的方法，所述方法应用于第一实施例所述的装置，包括：

步骤S1，利用氮气置换所述内腔1和所述夹套空腔3中的空气，使氧气含量满足预设氧气含量条件。

步骤S2，在所述燃烧器内利用所述燃气进口管9输入的燃气和所述空气进口管10输入的空气燃烧产生的热量为所述夹套空腔3供热，以便使所述内腔1达到并保持预设高温条件。

步骤S3，判断所述内腔1内的温度是否满足预设高温条件。

步骤S4，若是，则将焦炉炭化室内达到预设输入温度条件的焦炉荒煤气输送入所述内腔1中。

所述预设高温条件，具体是：所述内腔1内的温度大于600℃。

所述预设输入温度条件，具体是：所述焦炉荒煤气温度达到600℃～800℃的温度范围。

所述预设氧气含量条件，具体是：氧气含量小于0.5％。

本实施例提供了的具体应用场景一：

在每次装置启用时，需要采用氮气对焦炉荒煤气所述内腔1和所述夹套空腔3中的空气进行置换，使其中的氧气含量小于0.5％；分别开启所述燃气进口管9和所述空气进口管10上的阀门，点燃所述燃烧器8内的混合气体，对所述装置进行预热，当所述内腔1达到600℃以上时开始输送焦炉荒煤气。

来自焦炉炭化室的800℃焦炉荒煤气，干煤气流量为60000Nm³/h，通过所述焦炉荒煤气进口管7直接进入所述内腔1。所述内腔1下部长方形高3米，上部半圆直径为2.6米。所述夹套空腔3宽度为0.6米。所述耐火内隔层2厚度为90毫米，所述耐火外隔层4厚度为200毫米，所述耐火底部隔层13厚度为250毫米；所述耐火内隔层2、所述耐火外隔层4和所述耐火底部隔层13为砌筑耐火材料硅砖。所述保温层6为高铝质轻质隔热砖。所述装置两侧分别设置数个所述燃烧器8，所述燃烧器8，每间隔4米交错设置。焦炉炭化室净煤气流量为45Nm³/h，通过所述燃气进口管9进入所述燃烧器8，空气流量为148Nm³/h，通过所述空气进口管10进入所述燃烧器8，在所述夹套空腔3进行燃烧供热。800℃的焦炉荒煤气在所述夹套空腔3的供热保温下，再通过所述焦炉荒煤气出口管12进入非催化重整炉。

本实施例提供了的具体应用场景二：

在每次装置启用时，需要采用氮气将所述内腔1和所述夹套空腔3中的空气进行置换，使其中的氧气含量小于0.5％；分别开启所述燃气进口管9和所述空气进口管10上的阀门，点燃所述燃烧器8内的混合气体，对所述装置进行预热，当所述内腔1达到600℃以上时开始输送焦炉荒煤气。

来自焦炉炭化室的600℃焦炉荒煤气，干煤气流量为60000Nm³/h，通过所述焦炉荒煤气进口管7直接进入所述内腔1。所述内腔1下部长方形高2.7米，上部半圆直径为2米。所述夹套空腔3宽度为1.1米。所述耐火内隔层2厚度为40毫米，所述耐火外隔层4厚度为100毫米，所述耐火底部隔层13厚度为150毫米；所述耐火内隔层2、所述耐火外隔层4和所述耐火底部隔层13为砌筑耐火材料黏土砖。所述保温层6为漂珠砖。所述装置两侧分别设置数个所述燃烧器8，所述燃烧器8，每间隔6米交错设置。焦炉净煤气流量为35Nm³/h，通过所述燃气进口管9进入所述燃烧器8，空气流量为115Nm³/h，通过所述空气进口管10进入所述燃烧器8，在所述夹套空腔3进行燃烧供热。600℃的焦炉荒煤气在所述夹套空腔3的供热保温下，再通过所述焦炉荒煤气出口管12进入非催化重整炉。

本实施例提供了的具体应用场景三：

在每次装置启用时，需要采用氮气将所述内腔1和所述夹套空腔3中的空气进行置换，使其中的氧气含量小于0.5％；分别开启所述燃气进口管9和所述空气进口管10上的阀门，点燃所述燃烧器8内的混合气体，对所述装置进行预热，当所述内腔1达到600℃以上时开始输送焦炉荒煤气。

来自焦炉的800℃焦炉荒煤气，干煤气流量为60000Nm3/h，通过所述焦炉荒煤气进口管7直接进入所述内腔1。所述内腔1下部长方形高2.5米，上部半圆直径为2.2米。所述夹套空腔3宽度为1米。所述耐火内隔层2厚度为70毫米，所述耐火外隔层4厚度为150毫米，所述耐火底部隔层13厚度为200毫米；所述耐火内隔层2、所述耐火外隔层4和所述耐火底部隔层13为砌筑耐火材料高铝砖。所述保温层6为轻质硅砖。所述装置两侧分别设置数个所述燃烧器8，所述燃烧器8，每间隔5米交错设置。焦炉净煤气流量为48Nm³/h，通过所述燃气进口管9进入所述燃烧器8，空气流量为158Nm3/h，通过所述空气进口管10进入所述燃烧器8，在所述夹套空腔3进行燃烧供热。800℃的焦炉荒煤气在所述夹套空腔3的供热保温下，再通过所述焦炉荒煤气出口管12进入非催化重整炉。

本实施例提供了的具体应用场景四：

在每次装置启用时，需要采用氮气将所述内腔1和所述夹套空腔3中的空气进行置换，使其中的氧气含量小于0.5％；分别开启所述燃气进口管9和所述空气进口管10上的阀门，点燃所述燃烧器8内的混合气体，对所述装置进行预热，当所述内腔1达到600℃以上时开始输送焦炉荒煤气。

来自焦炉的700℃焦炉荒煤气，干煤气流量为60000Nm³/h，通过所述焦炉荒煤气进口管7直接进入所述内腔1。所述内腔1下部长方形高3.0米，上部半圆直径为2.5米。所述夹套空腔3宽度为0.9米。所述耐火内隔层2厚度为60毫米，所述耐火外隔层4厚度为170毫米，所述耐火底部隔层13厚度为220毫米；所述耐火内隔层2、所述耐火外隔层4和所述耐火底部隔层13为浇筑耐高温耐磨抗热震防结渣耐火材料硅火泥。所述保温层6为轻质黏土砖。所述装置两侧分别设置数个所述燃烧器8，所述燃烧器8，每间隔4.5米交错设置。焦炉净煤气流量为41Nm³/h，通过所述燃气进口管9进入所述燃烧器8，空气流量为135Nm³/h，通过所述空气进口管10进入所述燃烧器8，在所述夹套空腔3进行燃烧供热。700℃的焦炉荒煤气在所述夹套空腔3的供热保温下，再通过所述焦炉荒煤气出口管12进入非催化重整炉。

本实施例提供了的具体应用场景五：

在每次装置启用时，需要采用氮气将所述内腔1和所述夹套空腔3中的空气进行置换，使其中的氧气含量小于0.5％；分别开启所述燃气进口管9和所述空气进口管10上的阀门，点燃所述燃烧器8内的混合气体，对所述装置进行预热，当所述内腔1达到600℃以上时开始输送焦炉荒煤气。

来自焦炉的700℃焦炉荒煤气，干煤气流量为60000Nm³/h，通过所述焦炉荒煤气进口管7直接进入所述内腔1。所述内腔1下部长方形高2.8米，上部半圆直径为2.1米。所述夹套空腔3宽度为1.3米。所述耐火内隔层2厚度为50毫米，所述耐火外隔层4厚度为120毫米，所述耐火底部隔层13厚度为180毫米；所述耐火内隔层2、所述耐火外隔层4和所述耐火底部隔层13为浇筑耐高温耐磨抗热震防结渣耐火材料黏土火泥。所述保温层6为多晶氧化铝纤维。所述装置两侧分别设置数个所述燃烧器8，所述燃烧器8，每间隔5.2米交错设置。焦炉净煤气流量为45Nm³/h，通过所述燃气进口管9进入所述燃烧器8，空气流量为148Nm³/h，通过所述空气进口管10进入所述燃烧器8，在所述夹套空腔3进行燃烧供热。700℃的焦炉荒煤气在所述夹套空腔3的供热保温下，再通过所述焦炉荒煤气出口管12进入非催化重整炉。

本申请提供的一种高温输送焦炉荒煤气的方法，第一次实现了在高温状态下输送焦炉荒煤气，避免了煤焦油等含碳有机物析出以及输送管道内石墨化现象，充分保留了焦炉荒煤气自身的显热及高温水蒸汽资源。

避免了现有技术中采用焦炉净煤气重整制取合成气，存在工艺流程长、污染严重及催化转化过程中催化剂的积炭中毒等问题。本申请提供的焦炉荒煤气焦炉荒煤气充分利用了焦炉荒煤气自身的显热和其中的蒸汽潜热，避免了上述问题，同时解决了现有焦化工艺中含酚氰废水难以处理的问题，为焦炉荒煤气的利用开辟了新途径。

本申请具有设备简单、投资小、污染小、没有液体废物产生、保证高温输送等特点。

以上实施例仅为本申请的示例性实施例，不用于限制本申请，本申请的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本申请的实质和保护范围内，对本申请做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本申请的保护范围内。