[发明专利]煤净化设备变换管道线路及其防裂方法

说明书

技术领域

本发明涉及煤制氢及煤化工领域，具体地涉及煤制氢及煤化工中采用的煤净化设备变换管道线路的防裂方法及用于此的煤净化设备变换管道线路。

背景技术

在煤制氢及煤化工领域中采用的净化设备在进行投料时需要开停车，此过程中净化设备的变换管道内经历氮气循环过程，以对变换炉中的催化剂进行加热。在开停车过程中，由于变换管道与送入的工艺气体之间有显着温差，导致净化设备的变换管道系统很容易发生应力腐蚀开裂，出现显着的贯穿性裂纹，由此导致变换管道破裂，被迫停产。这既导致变换管道系统寿命缩短，还同时影响了净化设备的操作效率。因此，需要提出一种防止净化设备变换管道开裂的方法。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种煤净化设备变换管道线路的防裂方法及相应的煤净化设备变换管道线路，其能够有效地防止净化设备开停车投料过程中变换管道的开裂，延长管道的使用寿命，提高整个净化设备的操作效率。

针对上述目的，根据本发明的第一方面提供了一种煤净化设备变换管道线路防裂方法，其中，一种煤净化设备变换管道线路防裂方法，变换管道线路中从上游至下游包括通过变换管道连接的循环氮气风机、开工加热炉、电动阀、变换炉，其特征在于，方法包括：a)通过循环氮气风机对进入其中的氮气加压；b)氮气进入循环氮气风机下游的开工加热炉，在开工加热炉内加热至第一温度；c)氮气进入开工加热炉下游的电动阀加热至低于第一温度的第二温度，第二温度高于变换管道的露点温度；d)氮气进入电动阀下游的变换炉，将变换炉内的催化剂加热至第二温度；e)将具有预定压力的工艺气体送入变换管道线路。

具体地，根据本发明第一方面的变换管道防裂方法，其中，在步骤e)包括：e1)在变换管道线路的起始处，将预定压力的工艺气体以第一流速送入变换管道线路，预定压力在0.2～0.5Mpa范围内，第一流速在14.86～18m/s的范围内；或者e1)在工艺气体通过变换炉以后，将工艺气体的压力保持在第一压力且流速保持在第一流速，将工艺气体送入变换管道线路在变换炉下游的部分。

具体地，根据本发明第一方面的变换管道防裂方法，其中，在步骤e1)之后执行：e2)在整个变换管道线路的温度升至露点温度以上后，将工艺气体的流速调整至小于第一流速的第二流速，并将工艺气体的压力保持在预定压力，第二流速在6.6～10m/s的范围内。

具体地，根据本发明第一方面的变换管道防裂方法，其中，第一流速为14.86m/s，第二流速为6.6m/s。

具体地，根据本发明第一方面的变换管道防裂方法，其中，预定压力为0.2MPA。

具体地，根据本发明第一方面的变换管道防裂方法，其中，第一温度在250～300℃的范围内，第二温度在220～250℃的范围内。

具体地，根据本发明第一方面的变换管道防裂方法，其中，利用氮风机对变换管道系统进行加热。

根据本发明的第二方面提供了一种煤净化设备变换管道线路，其用于执行根据本发明第一方面的变换管道线路防裂方法，变换管道线路中的部件通过变换管道相连，变换管道线路包括：循环氮气风机，布置在变换管道线路的上游，对进入其中的氮气加压；开工加热炉，布置在循环氮气风机下游，将进入其中的氮气加热至第一温度；电动阀，布置在开工加热炉下游，将进入其中的氮气加热至高于第一温度的第二温度；变换炉，布置在电动阀下游，变换炉内的催化剂被进入变换炉的氮气加热至第二温度。

具体地，根据本发明第二方面的煤净化设备变换管道线路，其中，还包括：流速控制阀，布置在变换管道线路的起始处，或者布置在变换炉的出口端处，其中，流速控制阀在整个变换管道线路的温度升至其露点温度之前将工艺气体的流速控制为第一流速，在整个变换管道线路的温度升至其露点温度以上后将工艺气体的流速调整至第二流速。

具体地，根据本发明第二方面的煤净化设备变换管道线路，其中，还包括：第一中温换热器，布置在开工加热炉与电动阀之间，在开工加热炉加热的氮气的温度高于第一温度的情况下，第一中温换热器回收氮气中多余的热量使氮气的温度回到第一温度。

具体地，根据本发明第二方面的煤净化设备变换管道线路，其中，还包括：依次串联布置的低压蒸汽过热器、变换废热锅炉、第二中温换热器，布置在电动阀与变换炉之间，在电动阀加热的氮气的温度高于第二温度的情况下，依次串联布置的低压蒸汽过热器、变换废热锅炉、第二中温换热器回收氮气中多于的热量使氮气的温度回到第二温度。

本发明具有以下技术效果：