阅读说明：本技术 一种煤气加热方法及蓄热式煤气加热系统 (Gas heating method and heat accumulating type gas heating system ) 是由 侯世锋 郑军 王刚 邹忠平 熊拾根 颜新 王贤 赵运建 于 2021-08-19 设计创作，主要内容包括：本发明属于工业煤气加热技术领域,涉及一种煤气加热方法及蓄热式煤气加热系统,采用蓄热式煤气加热系统对冷煤气进行加热,所述蓄热式加热炉的加热过程包括蓄热期、放热期,蓄热期与放热期交替循环运行；并控制在交替循环过程中所述蓄热式煤气加热系统中至少有1个蓄热式加热炉处于放热期,从而对冷煤气进行不间断加热；蓄热式煤气加热系统包括蓄热式加热炉、燃烧介质管道、助燃空气管道、冷煤气管道、热煤气管道、烟气管道,所述蓄热式加热炉中设有蓄热体,蓄热式加热炉内设有测温装置。本发明采用蓄热体实现煤气间接式加热,解决了煤气加热过程中CO析碳的问题,同时提高了加热效率,可有效将煤气加热到950℃以上甚至更高,并且投资成本更低。(The invention belongs to the technical field of industrial gas heating, and relates to a gas heating method and a heat accumulating type gas heating system, wherein a heat accumulating type gas heating system is adopted to heat cold gas, the heating process of the heat accumulating type heating furnace comprises a heat accumulating period and a heat releasing period, and the heat accumulating period and the heat releasing period alternately and circularly operate; and controlling at least 1 heat accumulating type heating furnace in the heat accumulating type gas heating system to be in a heat release period in the alternate circulation process, thereby continuously heating cold gas; the heat accumulating type gas heating system comprises a heat accumulating type heating furnace, a combustion medium pipeline, a combustion-supporting air pipeline, a cold gas pipeline, a hot gas pipeline and a flue gas pipeline, wherein a heat accumulator is arranged in the heat accumulating type heating furnace, and a temperature measuring device is arranged in the heat accumulating type heating furnace. The invention adopts the heat accumulator to realize indirect heating of the coal gas, solves the problem of carbon precipitation of CO in the coal gas heating process, simultaneously improves the heating efficiency, can effectively heat the coal gas to more than 950 ℃ or even higher, and has lower investment cost.)

一种煤气加热方法及蓄热式煤气加热系统

技术领域

本发明属于工业煤气加热技术领域，涉及一种煤气加热方法及蓄热式煤气加热系统。

背景技术

目前工业领域用于加热煤气的装置主要是列管式煤气加热炉，该装置主要存在以下问题：

1、列管式煤气加热炉属于间壁式换热装置，加热煤气在管内持续不断的流动，其在300～700℃之间会产生析碳反应，CO气体析出的碳附着在管壁上并逐步累积，长期运行会严重影响传热效果，并对设备运行带来很大的不利影响。

2、列管式煤气加热炉的列管材质主要是各种钢材，受钢材本身耐热温度的限制，为了尽可能提高煤气温度，就需要使用耐温等级较高的耐热不锈钢，极大的增加了加热炉的成本，即便如此，加热煤气温度也很难超过800℃，难以满足后续工艺的使用要求。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于解决上述煤气加热缺陷，提供一种煤气加热方法及蓄热式煤气加热系统。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种蓄热式煤气加热系统，包括蓄热式加热炉、燃烧介质管道、助燃空气管道、冷煤气管道、热煤气管道、烟气管道，所述蓄热式加热炉中设有蓄热体，所述蓄热式加热炉至少有2个，且呈并联设置，所述燃烧介质管道、助燃空气管道、冷煤气管道、热煤气管道均与所述蓄热式加热炉连通。

进一步，所述助燃空气管道、燃烧介质管道、烟气管道、冷煤气管道上均设有放散管道；所述燃烧介质管道、助燃空气管道、冷煤气管道、烟气管道上位于所述放散管道的两侧位置均设有控制阀。由于控制阀无法做到完全密封，具有一定的泄漏率，通过放散管道将泄漏的气体排出。

进一步，所述热煤气管道上也设有控制阀。

进一步，所述助燃空气管道、燃烧介质管道上均还设有吹扫管道。

进一步，所述蓄热体、蓄热式加热炉的内衬均采用非金属耐火材料。

进一步，所述蓄热式加热炉内设有沿竖直方向呈层状间隔分布的测温装置，所述测温装置至少有2层。通过测温装置检测蓄热式加热炉内的温度，根据温度反馈进行炉内温度控制，以及根据炉内温度进行加热期与蓄热期的切换。

一种煤气加热方法，采用上述的蓄热式煤气加热系统对冷煤气进行加热，所述蓄热式加热炉的加热过程包括蓄热期、放热期，蓄热期与放热期交替循环运行；并控制在交替循环过程中所述蓄热式煤气加热系统中至少有1个蓄热式加热炉处于放热期，从而对冷煤气进行不间断加热；

所述蓄热期为：将燃烧介质与助燃空气输入蓄热式加热炉内进行燃烧，生成的高温烟气对蓄热体进行加热，当蓄热体被加热到设定的目标温度时，停止输入燃烧介质与助燃空气，蓄热期结束；

所述放热期为：将冷煤气输入蓄热式加热炉内，蓄热体释放热能对冷煤气进行加热，当冷煤气被加热到目标温度后，从热煤气管道输出；当加热后的煤气温度低于目标温度时，放热期结束。

进一步，在蓄热期与放热期结束时，均通过吹扫管道向蓄热式加热炉内通入惰性气体进行吹扫，排出残留气体；当蓄热式加热炉从蓄热期转换到放热期的过程中，打开吹扫管道，用氮气等惰性气体将蓄热式加热炉内吹扫一遍，然后才能完成换炉。当煤气加热炉从加热期转换到蓄热期的过程中，打开燃烧介质管道、助燃空气管道、烟气管道上的放散管道，将蓄热式加热炉里面残留的煤气对空放散掉，确保安全。

进一步，在蓄热期，控制蓄热式加热炉内的温度不低于400℃，利用蓄热期内蓄热式加热炉内的温度将放热期内煤气加热过程CO析出的碳燃烧去除。

进一步，在蓄热期内，打开加热炉冷煤气管道上的放散管道，将从冷煤气管道中泄漏的煤气对空放散掉；在放热期内，打开加热炉燃烧介质管道、助燃空气管道、烟气管道上的放散管道，将从蓄热式加热炉内泄漏的煤气对空放散掉。由于管道开闭采用控制阀，而控制阀通常无法做到完全密封，具有一定的泄漏率，为防止泄漏的煤气聚集产生安全隐患，通过放散管道将其对空放散掉。

本发明的有益效果在于：

1、本发明采用蓄热体作为储热放热媒介，通过间接加热的方式对煤气进行加热，采用耐火材料制成的蓄热体可加热到的温度更高，与传统的间壁式加热相比，可承受1200℃以上的温度，可有效将煤气加热到950℃以上甚至更高，并且投资成本更低。

2、本发明针对煤气加热过程中CO析碳的问题，利用蓄热期燃烧介质产生的高温及助燃空气带来的氧气，将析出的碳燃烧去除，避免在蓄热体上累积，有效解决了析碳问题。

3、本发明通过在两个控制阀之间设置放散管道，将从控制阀泄漏的气体对空放散，解决了因控制阀无法完全密封，而产生的安全隐患。

4、本发明采用蓄热体对煤气进行加热，在加热煤气过程中不改变煤气成分，有利于后续工艺的利用。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中：

图1为本发明中蓄热式煤气加热系统布置图；

图2为蓄热式加热炉示意图。

附图标记：1-助燃空气管道；2-烟气管道；3-冷煤气管道；4-燃烧介质管道；5-蓄热式加热炉；6-热煤气管道；7-吹扫管道；8-放散管道；9-测温装置。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”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，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

请参阅图1～2，为一种蓄热式煤气加热系统，包括蓄热式加热炉5、燃烧介质管道4、助燃空气管道1、冷煤气管道3、热煤气管道6、烟气管道2，蓄热式加热炉5中设置有蓄热体，蓄热式加热炉5有2个，且呈并联设置，燃烧介质管道4、助燃空气管道1、冷煤气管道3、热煤气管道6均与蓄热式加热炉5连通，烟气管道2与烟囱连通。

助燃空气管道1、燃烧介质管道4、烟气管道2、冷煤气管道3上均安装有放散管道8。助燃空气管道1、燃烧介质管道4上均还安装有吹扫管道7。

燃烧介质管道4、助燃空气管道1、冷煤气管道3、热煤气管道6、烟气管道2上均安装有控制阀，其中放散管道8的两侧各安装有一个控制阀。

蓄热式加热炉5内安装有测温装置9，测温装置9有5层，且沿竖直方向间隔分布在蓄热式加热炉5内的中下部位置。

一种煤气加热方法，采用本实施例中的蓄热式煤气加热系统对冷煤气进行加热，蓄热式加热炉5的加热过程包括蓄热期、放热期，蓄热期与放热期交替循环运行；并控制在交替循环过程中蓄热式煤气加热系统中2个蓄热式加热炉5中的一个处于蓄热期，另一个处于放热期，从而对冷煤气进行不间断加热；

其中蓄热期为：将燃烧介质与助燃空气输入蓄热式加热炉5内进行燃烧，生成的高温烟气对蓄热体进行加热，并根据测温装置9测得的温度，控制蓄热式加热炉5内的温度不低于400℃，利用蓄热期内蓄热式加热炉5内的温度将放热期内煤气析出的碳燃烧去除；高温烟气最终通过烟气管道2从烟囱排出；当蓄热体被加热到设定的目标温度时，停止输入燃烧介质与助燃空气，蓄热期结束；通过吹扫管道7向蓄热式加热炉5内通入惰性气体进行吹扫，排出残留气体；在整个蓄热期内，冷煤气管道3上的放散管道8两侧的控制阀处于关闭装置，放散管道8保持打开状态，将冷煤气管道3中泄漏的煤气对空放散掉。

其中放热期为：将冷煤气输入蓄热式加热炉5内，蓄热体释放热能对冷煤气进行加热，当冷煤气被加热到目标温度后，从热煤气管道6输出；当加热后的煤气温度低于目标温度时，放热期结束；放热期结束后，通过吹扫管道7向蓄热式加热炉5内通入惰性气体进行吹扫，排出残留气体，然后再进入蓄热期进行循环运行。在整个放热期内，燃烧介质管道4、助燃空气管道1、烟气管道2上的放散管道8两侧的控制阀处于关闭装置，放散管道8保持打开状态，将从蓄热式加热炉5内泄漏的煤气对空放散掉。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。