煤氣預(yù)熱管積碳去除方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種煤氣預(yù)熱管積碳去除方法，向預(yù)熱管內(nèi)通入x氣體和y氣體，反應(yīng)溫度控制在500～1000℃，一直持續(xù)直到煤氣預(yù)熱管通氣阻力變小，先停止通入x氣體，隨后停止通入y氣體，并恢復(fù)通入煤氣，煤氣預(yù)熱管恢復(fù)正常運行狀態(tài)；所述x氣體為與碳發(fā)生放熱反應(yīng)的氣體，所述y氣體為與碳發(fā)生吸熱反應(yīng)的氣體。使用本發(fā)明的煤氣預(yù)熱管積碳去除方法，能夠更快速地去除預(yù)熱器管內(nèi)的積碳，并且不會在積碳較多的位置出現(xiàn)局部過熱導(dǎo)致煤氣預(yù)熱管局部燒壞的風險。
【專利說明】煤氣預(yù)熱管積碳去除方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于化工領(lǐng)域，具體的是一種去除煤氣預(yù)熱管內(nèi)壁積碳的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]工業(yè)生產(chǎn)中，在物料與焦爐煤氣的反應(yīng)體系中，如果反應(yīng)的溫度要求比較高時，一般會采用煤氣預(yù)熱管對焦爐煤氣進行預(yù)熱。由于焦爐煤氣中含有甲烷和其它不飽和烴，這些成分在高溫的預(yù)熱管中會裂解產(chǎn)生單質(zhì)碳，單質(zhì)碳粘附在預(yù)熱管內(nèi)壁形成積碳。日積月累，預(yù)熱管內(nèi)壁的積碳逐漸變厚，不僅導(dǎo)致管道通氣的阻力增大，而且會影響預(yù)熱管傳熱性能，使整個預(yù)熱盤管的預(yù)熱效率大大降低，嚴重時還會出現(xiàn)積碳脫落堵塞管道。
[0003]現(xiàn)有的處理預(yù)熱管積碳的方法，是向管道內(nèi)通入一定流量的空氣，同時保持管道內(nèi)部具有一定溫度，使積碳與空氣緩慢反應(yīng)生成氣體并且排除。然而采用這種實施方式時，整個除碳過程需要相當長的時間。例如在煤氣預(yù)熱器管道中以130-150Nm3/h的流量通入預(yù)熱焦爐煤氣，在運行120小時后，煤氣預(yù)熱管自身阻力達到20kpa，表明由于預(yù)熱管內(nèi)壁積碳導(dǎo)致管道通氣阻力變大。向管道內(nèi)以60Nm3/h流量通入空氣，并且保持管道溫度800 0C，監(jiān)測管道自身阻力，在25小時后預(yù)熱管自身阻力達到12kpa，在55小時后基本達到Okpa0可見這種方法需要約55小時時間，才可以基本除盡預(yù)熱管內(nèi)壁積碳。如果通過加大空氣通入量促使反應(yīng)加快，則在積碳較多的管壁位置，由于反應(yīng)更為劇烈，容易造成局部放熱量過大，使煤氣預(yù)熱管有局部燒壞的風險。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:提供一種煤氣預(yù)熱管積碳去除方法，能夠更快速地去除預(yù)熱器管內(nèi)的積碳，并且不會在積碳較多的位置出現(xiàn)局部過熱導(dǎo)致煤氣預(yù)熱管局部燒壞的風險。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0006]煤氣預(yù)熱管積碳去除方法，向預(yù)熱管內(nèi)通入X氣體和y氣體，反應(yīng)溫度控制在500?KKKTC，一直持續(xù)直到煤氣預(yù)熱管通氣阻力變小，先停止通入X氣體，隨后停止通入I氣體，并恢復(fù)通入煤氣，煤氣預(yù)熱管恢復(fù)正常運行狀態(tài)；所述X氣體為與碳發(fā)生放熱反應(yīng)的氣體，所述y氣體為與碳發(fā)生吸熱反應(yīng)的氣體。
[0007]進一步的，包括順序進行的以下步驟:
[0008]A、向預(yù)熱管內(nèi)按體積比(0.5?0.8):1通入空氣和y氣體，反應(yīng)時間控制在180?300min ；
[0009]B、向預(yù)熱管內(nèi)按體積比(0.8?1.2):1通入空氣和y氣體，反應(yīng)時間控制在180?300min ；
[0010]C、向預(yù)熱管內(nèi)按體積比(1.2?1.5):1通入空氣和y氣體，反應(yīng)時間控制在120?240min ；
[0011]D、先停止通入χ氣體，隨后停止通入y氣體，并恢復(fù)通入煤氣，煤氣預(yù)熱管恢復(fù)正常運行狀態(tài)。
[0012]進一步的，包括順序進行的以下步驟:
[0013]A、向預(yù)熱管內(nèi)按體積比(0.1?0.16):1通入氧氣和y氣體，反應(yīng)時間控制在180 ?300min ；
[0014]B、向預(yù)熱管內(nèi)按體積比(0.16?0.24):1通入氧氣和y氣體，反應(yīng)時間控制在180 ?300min ；
[0015]C、向預(yù)熱管內(nèi)按體積比(0.24?0.3):1通入氧氣和y氣體，反應(yīng)時間控制在120 ?240min ；
[0016]D、先停止通入χ氣體，隨后停止通入y氣體，并恢復(fù)通入煤氣，煤氣預(yù)熱管恢復(fù)正常運行狀態(tài)。
[0017]進一步的，包括順序進行的以下步驟:
[0018]A、向預(yù)熱管內(nèi)按體積比(0.05?0.08):1通入臭氧和y氣體，反應(yīng)時間控制在180 ?300min ；
[0019]B、向預(yù)熱管內(nèi)按體積比(0.08?0.12):1通入臭氧和y氣體，反應(yīng)時間控制在180 ?300min ；
[0020]C、向預(yù)熱管內(nèi)按體積比(0.12?0.15):1通入臭氧和y氣體，反應(yīng)時間控制在120 ?240min ；
[0021]D、先停止通入χ氣體，隨后停止通入y氣體，并恢復(fù)通入煤氣，煤氣預(yù)熱管恢復(fù)正常運行狀態(tài)。
[0022]進一步的，所述y氣體為水蒸氣或二氧化碳。
[0023]本發(fā)明的有益效果是:使用本發(fā)明的煤氣預(yù)熱管積碳去除方法，能夠更快速地去除預(yù)熱器管內(nèi)的積碳，并且不會在積碳較多的位置出現(xiàn)局部過熱導(dǎo)致煤氣預(yù)熱管局部燒壞的風險。

【具體實施方式】
[0024]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明進一步說明:
[0025]煤氣預(yù)熱管積碳去除方法，向預(yù)熱管內(nèi)通入X氣體和y氣體，反應(yīng)溫度控制在500?KKKTC，一直持續(xù)直到煤氣預(yù)熱管通氣阻力變小，先停止通入X氣體，隨后停止通入I氣體，并恢復(fù)通入煤氣，煤氣預(yù)熱管恢復(fù)正常運行狀態(tài)；所述X氣體為與碳發(fā)生放熱反應(yīng)的氣體，所述y氣體為與碳發(fā)生吸熱反應(yīng)的氣體。
[0026]本方法向預(yù)熱管內(nèi)通入X氣體和y氣體，其中X氣體為與碳發(fā)生放熱反應(yīng)的氣體，其可以是一種混合氣體，例如空氣，或者是單一種氣體，例如氧氣、臭氧等。所述y氣體為與碳發(fā)生吸熱反應(yīng)的氣體，例如可以是水蒸氣、二氧化碳等。
[0027]通入氣體的同時，保持管道內(nèi)溫度在500?1000°C，使χ氣體和y氣體均與碳發(fā)生反應(yīng)。由于χ氣體與碳反應(yīng)時會放熱，而同時y氣體與碳反應(yīng)時會吸熱，兩者正好相互中和。在積碳嚴重的位置，由于反應(yīng)劇烈，χ氣體與碳反應(yīng)大量放熱，但同時y氣體也與碳反應(yīng)劇烈大量吸熱，因此不會出現(xiàn)局部過熱，燒壞管道的情況。
[0028]本方法中，χ氣體和y氣體與碳反應(yīng)的產(chǎn)物應(yīng)該是可以跟隨管道內(nèi)的氣流一起流動的物質(zhì)，例如空氣與碳反應(yīng)生成一氧化碳或者二氧化碳可以隨管道氣流一起排出，二氧化碳與碳反應(yīng)生成一氧化碳也可以隨氣流排出。又或者X氣體可以是與碳反應(yīng)生成有機物而該有機物在500?1000°C的條件下為氣態(tài)可以跟隨氣流一起排出。
[0029]一直持續(xù)上述過程，直到檢測到煤氣預(yù)熱管通氣阻力變小達到需求，例如自身阻力降至0.3kpa以下。則表明積碳基本除盡，此時先停止通入χ氣體，隨后停止通入I氣體，并恢復(fù)通入煤氣，煤氣預(yù)熱管恢復(fù)正常運行狀態(tài)。
[0030]針對煤氣預(yù)熱管的規(guī)格不同，或者預(yù)熱管內(nèi)積碳程度不同，可以適當選擇，例如管道規(guī)格較小或者積碳較少可以縮短通氣除碳時間；對于管道內(nèi)積碳比較均勻，沒有局部積碳明顯過多的情況，可以減少I氣體的通入量，即改變X氣體和I氣體通入的量比。
[0031]通常情況下以空氣作為X氣體時，可以是包括順序進行的以下步驟:
[0032]A、向預(yù)熱管內(nèi)按體積比(0.5?0.8):1通入空氣和y氣體，反應(yīng)時間控制在180?300min ；
[0033]B、向預(yù)熱管內(nèi)按體積比(0.8?1.2):1通入空氣和y氣體，反應(yīng)時間控制在180?300min ；
[0034]C、向預(yù)熱管內(nèi)按體積比(1.2?1.5):1通入空氣和y氣體，反應(yīng)時間控制在120?240min ；
[0035]D、先停止通入χ氣體，隨后停止通入y氣體，并恢復(fù)通入煤氣，煤氣預(yù)熱管恢復(fù)正常運行狀態(tài)。
[0036]以氧氣作為χ氣體時，可以是包括順序進行的以下步驟:
[0037]A、向預(yù)熱管內(nèi)按體積比(0.1?0.16):1通入氧氣和y氣體，反應(yīng)時間控制在180 ?300min ；
[0038]B、向預(yù)熱管內(nèi)按體積比(0.16?0.24):1通入氧氣和y氣體，反應(yīng)時間控制在180 ?300min ；
[0039]C、向預(yù)熱管內(nèi)按體積比(0.24?0.3):1通入氧氣和y氣體，反應(yīng)時間控制在120 ?240min ；
[0040]D、先停止通入χ氣體，隨后停止通入y氣體，并恢復(fù)通入煤氣，煤氣預(yù)熱管恢復(fù)正常運行狀態(tài)。
[0041]以臭氧作為χ氣體時，可以是包括順序進行的以下步驟:
[0042]A、向預(yù)熱管內(nèi)按體積比(0.05?0.08):1通入臭氧和y氣體，反應(yīng)時間控制在180 ?300min ；
[0043]B、向預(yù)熱管內(nèi)按體積比(0.08?0.12):1通入臭氧和y氣體，反應(yīng)時間控制在180 ?300min ；
[0044]C、向預(yù)熱管內(nèi)按體積比(0.12?0.15):1通入臭氧和y氣體，反應(yīng)時間控制在120 ?240min ；
[0045]D、先停止通入χ氣體，隨后停止通入y氣體，并恢復(fù)通入煤氣，煤氣預(yù)熱管恢復(fù)正常運行狀態(tài)。
[0046]下面以具體實施的幾組實施例來說明本方法的效果，見表I?表10。
[0047]在煤氣預(yù)熱器管道中以130-150Nm3/h的流量通入預(yù)熱焦爐煤氣，在運行120小時后，煤氣預(yù)熱管自身阻力達到20kpa，對此樣本采用幾種不同的除碳方法，分別得到以下數(shù)據(jù)。
[0048]表I
[0049]
[χ~氣體量 I y 氣體量 I 反應(yīng)時間 、'? Ffr /-η Λ"""I KM+, η~λ步驟 ?3, X 3,, χ /.、 溫度(C) 預(yù)熱官阻力(kpa)__(Nm 7h)__(Nm 7h) (mm)_____
A —空氣45 一水蒸氣而—24090013.1
B ~ 空氣 60 —水蒸氣 6(Γ 240 一 9004.2—
C 丨空氣75水蒸氣60 180900O
[0050]表I中數(shù)據(jù)含義為，依次進行Α、B、C步驟:
[0051]A步驟，以45Nm3/h流量通入空氣，以60Nm3/h流量通入水蒸氣，管道內(nèi)溫度控制在900°C，持續(xù)時間240min，本步驟完成后檢測到預(yù)熱管壓力為13.1kpa ；
[0052]B步驟，以60Nm3/h流量通入空氣，以60Nm3/h流量通入水蒸氣，管道內(nèi)溫度控制在900°C，持續(xù)時間240min，本步驟完成后檢測到預(yù)熱管壓力為4.2kpa ；
[0053]C步驟，以75Nm3/h流量通入空氣，以60Nm3/h流量通入水蒸氣，管道內(nèi)溫度控制在900°C，持續(xù)時間180min，本步驟完成后檢測到預(yù)熱管壓力為Okpa。
[0054]以下表2?表10中數(shù)據(jù)意義同上,表示依照A、B、C的步驟通入χ氣體和y氣體，區(qū)別在于通入的氣體類型、氣體流量、反應(yīng)時間、溫度等不同，最終測量得到的預(yù)熱管阻力不同。
[0055]表 2
[0056]
止脾~I X 氣體量I y~氣體量I反應(yīng)時間-- 度rv、
歩驟 AT 3, Λ "Vtvt k、.- λm、 W熱管阻力(kpa)
(NmTh) (Nm'Vh)C mm)(C)
A _ 空氣 45 一二氧化碳 60 24080013.1一
B _ 空氣 60 — 二氧化碳 60 240800 4.3—
C I 空氣 75 I 二氧化碳 60 I 180I 800 O
[0057]表3
[0058]
步驟 x氣3體量y氣丨本量反應(yīng)時間I溫度(r)預(yù)a管阻力(kpo~
(Nm3Zh) (Nm3Zh) (min)P
A _ 空氣 40 一水蒸氣 80~ 180 _ 100013.5一
B ~ 空氣 64 —水蒸氣 80~ 180 — 10004.4
I空氣96 水蒸氣80 1201000O
[0059]表4
[0060]
步驟 x氣3體量y I體量I反應(yīng)時間溫~度預(yù)執(zhí)管阻力(kpa)~
(Nm3Zh) (Nm3Zh)(min)(V)1P
A ~ 空氣 40 — 二氧化碳 50 30050013.3—
B _ 空氣 60 一二氧化碳 50 300500 4.2
ν 丨空氣75二氧化碳50 240丨500 丨O
[0061]表 5

[0062]
取X 氣體量I y~~氣體量I反應(yīng)時間度η~λ
步驟(Nn^h)(Nm-Vh) (min) (P 預(yù)熱甘阻力(_)
A—氧氣 9 — 二氧化碳 60 190 800 13.5—
B—氧氣 12 — 二氧化碳 60 190 800 4.4—
C氧氣15 二氧化碳60 130 I 800 O
[0063]表 6
[0064]
XtTOI X 氣體量I y~氣體量I反應(yīng)時間~IH 度 V碰⑷日+, χ, ~X步驟，ν 3? χ ⑴3.λ ,.、 摘熱官阻力(kpa)__(Nm7h)__(Nm Zh)__(mm)__( O____
A—氧氣 7 一水蒸氣 70 180 1000 13.5—
B—氧氣 16.8 一水蒸氣 70 180 1000 4.3—
C丨氧氣21 I水蒸氣70 丨120 1000 O
[0065]表7
[0066]
料取~I X氣體量I y~氣體量I反應(yīng)時間~度Um*越'
步驟?31、 3, Λ ,.、 f貝熱官阻力(kpa;
(Nm /h)(Nm'Vh) tmm) (C)
A—氧氣 9,6 一水蒸氣 60 300 50013.2
B—氧氣 9.6 —水蒸氣 60 300 500 4.1
I氧氣14,4 水蒸氣60 240 500 O
[0067]表8
[0068]
止~氣體量I y~氣體量I反應(yīng)時間度t, n ^
少驟(Nm3Zh)(Nm3Zh) (min) (P 遞官阻力(咖)
A 臭氧 6__蒸氣 80 200__800 13.3_
B—臭氧 8 _ 水蒸氣 80 200 ~800 4.2
C臭氧10 水蒸氣80 150 800 O
[0069]表 9
[0070]
步驟Ix氣3體量卜 ' 體量反應(yīng)時間溫~度I預(yù)執(zhí)管閑力apai~
(Nm3Zh)(Nm3Zh) (min) (pC) J九…目丨吐刀、P ,
A 臭氧 3__二氧化碳 60 300__500 13.4_
B臭氧 7.2 二氧化碳 60 180__1000 4.4_
C臭氧7.2 二氧化碳60 240 500 | O
[0071]表10
[0072]步驟X '體量y飛體量反應(yīng)時同溫度預(yù)拽管阻力(kpa)
乂(Nm3Zh)(Nm7h)(min)(°C) 」兒'、、目祖刀^
A -臭氧 4.8 —水蒸氣 60 1801000 13.5—
B ~ 臭氧 4.8 一水蒸氣 60 300500 4.3—
C I臭氧9 丨水蒸氣60 I 1201000 丨O
[0073] 以上表I?表10數(shù)據(jù)均表明采用本方法去除煤氣預(yù)熱管內(nèi)壁積碳，其所用時間只有傳統(tǒng)除碳方法的三分之一左右，大大加快除碳速度，而且整個過程中均未出現(xiàn)預(yù)熱管局部過熱導(dǎo)致?lián)p壞的情況。
【權(quán)利要求】
1.煤氣預(yù)熱管積碳去除方法，其特征在于，向預(yù)熱管內(nèi)通入X氣體和I氣體，反應(yīng)溫度控制在500?1000°C，一直持續(xù)直到煤氣預(yù)熱管通氣阻力變小，先停止通入X氣體，隨后停止通入I氣體，并恢復(fù)通入煤氣，煤氣預(yù)熱管恢復(fù)正常運行狀態(tài)；所述χ氣體為與碳發(fā)生放熱反應(yīng)的氣體，所述I氣體為與碳發(fā)生吸熱反應(yīng)的氣體。
2.如權(quán)利要求1所述的煤氣預(yù)熱管積碳去除方法，其特征在于，包括順序進行的以下步驟: A、向預(yù)熱管內(nèi)按體積比(0.5?0.8):1通入空氣和y氣體，反應(yīng)時間控制在180?300min ； B、向預(yù)熱管內(nèi)按體積比(0.8?1.2):1通入空氣和y氣體，反應(yīng)時間控制在180?300min ； C、向預(yù)熱管內(nèi)按體積比(1.2?1.5):1通入空氣和y氣體，反應(yīng)時間控制在120?240min ； D、先停止通入χ氣體，隨后停止通入I氣體，并恢復(fù)通入煤氣，煤氣預(yù)熱管恢復(fù)正常運行狀態(tài)。
3.如權(quán)利要求1所述的煤氣預(yù)熱管積碳去除方法，其特征在于，包括順序進行的以下步驟: A、向預(yù)熱管內(nèi)按體積比(0.1?0.16):1通入氧氣和y氣體,反應(yīng)時間控制在180?300min ； B、向預(yù)熱管內(nèi)按體積比(0.16?0.24):1通入氧氣和y氣體，反應(yīng)時間控制在180?300min ； C、向預(yù)熱管內(nèi)按體積比(0.24?0.3):1通入氧氣和y氣體，反應(yīng)時間控制在120?240min ； D、先停止通入χ氣體，隨后停止通入I氣體，并恢復(fù)通入煤氣，煤氣預(yù)熱管恢復(fù)正常運行狀態(tài)。
4.如權(quán)利要求1所述的煤氣預(yù)熱管積碳去除方法，其特征在于，包括順序進行的以下步驟: A、向預(yù)熱管內(nèi)按體積比(0.05?0.08):1通入臭氧和y氣體,反應(yīng)時間控制在180?300min ； B、向預(yù)熱管內(nèi)按體積比(0.08?0.12):1通入臭氧和y氣體，反應(yīng)時間控制在180?300min ； C、向預(yù)熱管內(nèi)按體積比(0.12?0.15):1通入臭氧和y氣體，反應(yīng)時間控制在120?240min ； D、先停止通入χ氣體，隨后停止通入I氣體，并恢復(fù)通入煤氣，煤氣預(yù)熱管恢復(fù)正常運行狀態(tài)。
5.如權(quán)利要求1?4中任意一項權(quán)利要求所述的煤氣預(yù)熱管積碳去除方法，其特征在于，所述I氣體為水蒸氣或二氧化碳。
【文檔編號】B08B9/027GK104190672SQ201410392195
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年8月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月11日
【發(fā)明者】張興勇 申請人:攀鋼集團攀枝花鋼鐵研究院有限公司