[发明专利]管式炉交替运行控制装置及工艺

说明书

技术领域

本发明涉及煤焦油深加工加热设备的炉管结焦控制技术领域，特别涉及一种管式炉交替运行控制装置及工艺。

背景技术

煤焦油又称煤膏、煤馏油、煤焦油溶液，是煤焦化过程中得到的一种黑色或黑褐色粘稠状液体，其产量约占装炉煤的3％～4％。煤焦油是煤化学工业的主要原料，其成分达上万种，主要含有苯、甲苯、二甲苯、萘、蒽等芳烃，以及芳香族含氧化合物(如苯酚等酚类化合物)，含氮、含硫的杂环化合物等多种有机物，可采用分馏的方法把煤焦油分割成不同沸点范围的馏分。煤焦油是生产塑料、合成纤维、染料、橡胶、医药、耐高温材料等的重要原料，可以用来合成杀虫剂、糖精、染料、药品、炸药等多种工业品。

正如上述，在煤焦油深加工生产过程中，需要将煤焦油加热到390-410℃，在蒸馏塔进行各组分的精馏分离。管式炉作为主要热量提供设备，承担着煤焦油深加工生产中80％以上的热负荷。

如图1所示，其示出了煤焦油深加工生产常用立式圆筒管式炉，该类管式炉加热室分为对流段11与辐射段12两部分。其中，对流段11炉管横向排列，位于炉膛上方，主要利用炉膛内煤气燃烧器13燃烧煤气后的上行高温气体热量进行焦油最终脱水段加热。辐射段12炉管121沿炉膛内壁环状竖向排列，其入口123、出口122延伸至炉膛外部。炉管121主要利用炉膛内煤气燃烧器13的火焰的热辐射进行煤焦油闪蒸段加热，是煤焦油蒸馏热量的主要提供部位。圆筒式管式炉煤气燃烧器13均匀分布炉膛底部，对整个炉膛均匀提供热量。由于辐射段12炉管121沿炉膛内壁环状竖向排列，煤焦油在管式炉辐射段12加热过程中沿炉管121走向逐步升温，其中的不饱和化合物逐步发生聚合反应，高分子化合物含量逐步增多，在辐射段炉管121后端逐步产生固态结焦物，附着于炉管121内壁，特别是湍流程度不足的底部弯头位置。随着结焦物的不断累积，炉管121内径不断缩小，煤焦油流动速度降低，结焦情况迅速恶化，造成二段柱塞泵压力迅速升高，直至彻底结焦堵塞，严重影响煤焦油深加工生产的安全运行。

发明内容

本发明的目的在于提供一种管式炉交替运行控制装置及工艺，以解决现有技术存在的炉管中结焦严重问题。

为了实现上述目的，本发明提供的管式炉交替运行控制装置如下：

一种管式炉交替运行控制装置，其包括：第一管道，用于连接管式炉辐射段炉管的第一进出口；第二管道，用于连接管式炉辐射段炉管的第二进出口；切换机构，安装于所述第一管道和第二管道上，用于交替改变煤焦油在管式炉辐射段炉管的第一进出口、第二进出口的流动方向。

优选地，在上述管式炉交替运行控制装置中，所述切换机构包括第一控制阀、第二控制阀、第一交通阀、第二交通阀、第三管道、第四管道；所述第一控制阀安装于所述第一管道上，所述第二控制阀安装于所述第二管道上；所述第三管道的两端分别与所述第一控制阀的第一端、所述第二控制阀的第二端连通；所述第一交通阀安装于所述第三管道上；所述第四管道的两端分别与所述第二控制阀的第一端、所述第一控制阀的第二端连通；所述第二交通阀安装于所述第四管道上。

优选地，在上述管式炉交替运行控制装置中，所述第一控制阀、第二控制阀、第一交通阀、第二交通阀均为不锈钢材质耐高压闸板阀。

优选地，在上述管式炉交替运行控制装置中，所述第三管道、第四管道均为无缝钢管，材质均为不锈钢。

优选地，在上述管式炉交替运行控制装置中，所述无缝钢管的壁厚为大于等于4mm。

优选地，在上述管式炉交替运行控制装置中，所述第一控制阀、第二控制阀、第一交通阀、第二交通阀的压盖和法兰上均设有垫片，且均为金属缠绕垫片。

优选地，在上述管式炉交替运行控制装置中，所述第一控制阀、第二控制阀、第一交通阀、第二交通阀的压盖及法兰外设有钢制防喷溅结构。

优选地，在上述管式炉交替运行控制装置中，所述防喷溅结构呈笼罩式结构，包覆在所述第一控制阀、第二控制阀、第一交通阀、第二交通阀的压盖及法兰外。

为了实现上述目的，本发明提供的管式炉交替运行工艺如下：

一种管式炉交替运行工艺，用于减少管式炉炉管内结焦，其包括以下步骤：首先，按照煤焦油加热第一走向组织管式炉加热运行，煤焦油在管式炉煤气燃烧器的加热作用下，沿管式炉辐射段炉管逐步升温；运行一定时间后，切换煤焦油的走向，按照与煤焦油加热第一走向相反的煤焦油加热第二走向组织管式炉加热运行；运行一定时间后，再次重复上述操作。