[發明專利]造氣爐入爐氮空氣調節系統

在審

• 申請號: 201510360607.5
• 申請日: 2015-06-26
• 公開（公告）號: CN104974794A
• 公開（公告）日: 2015-10-14
• 發明（設計）人: 張偉;張栓
• 申請（專利權）人: 河南晉開化工投資控股集團有限責任公司
• 主分類號: C10J3/20
• 分類號: C10J3/20;C10J3/72
• 代理公司: 鄭州立格知識產權代理有限公司 41126
• 代理人: 田小伍;田磊

技術領域

本發明涉及煤化工領域，具體為一種造氣爐入爐氮空氣調節系統。

背景技術

造氣爐，即固定床間歇煤氣發生爐通常采用“五步制氣法”生產半水煤氣，分別為吹風階段、上吹階段、下吹階段、二次上吹階段和吹凈階段，其中吹風階段和吹凈階段發生炭的燃燒反應，反應放熱，在吹風階段結束的時候造氣爐內燃料氣化層溫度最高；上吹階段、下吹階段和二次上吹階段發生的是吸熱反應，隨著溫度的降低反應速度越來越慢，在上吹階段前期反應速度最快，中后期逐漸減緩，下垂階段和二次上吹階段時反應速度更慢。

為加快反應速度，行業內采用的常規方法時在上吹階段時通入氮空氣，氮空氣與蒸汽同時入爐參與反應，能為之較高的氣化層溫度。然而其缺陷也同樣存在：①氮空氣是在進入上吹階段時與蒸汽同時入爐，此時造氣爐內燃料氣化層溫度最高，將導致氣化層溫度過高而使得煤渣灰渣熱熔，在爐壁結疤結塊，影響爐內的溫度分布，同時也會縮短爐壁的壽命；②氮空氣的加入會導致上吹蒸汽量減少，使爐內溫度難以下降，更是會加重爐內結疤結塊的情況，同時也限制了單爐發氣量，氣體成分變差，氣體質量下降；③氮空氣是以一定量通入，并不能按照需求量進行調節。

為了解決造氣爐內溫度下降過快引起反應速度減慢的問題，行業中有用蒸汽遞減的方法，在蒸汽總閥后添加一個閘板閥，通過調整通入造氣爐內的蒸汽量，可以有效的改善，但依然不能解決上吹階段初期氣化層溫度過高時添加氮空氣進一步升高溫度帶來的爐內結疤結塊，也無法解決上吹階段后期提高爐內溫度需要通入大量氮空氣以燃燒補熱的問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種造氣爐入爐氮空氣調節系統，以解決上述問題。

為實現上述目的，本發明提出的技術方案為：

造氣爐入爐氮空氣調節系統，設置在造氣爐入爐管道的氮空氣支管，包括手動閥、靠近造氣爐的油壓座板閥和調節閥，所述手動閥有兩個，分別設置在油壓座板閥與調節閥外側的管道兩端，所述調節閥為電動調節閥。

進一步的，所述調節閥由PLC控制。

進一步的，所述調節閥為逐漸開啟，即開啟后進氣流量逐漸加大，關閉時即時停止。

進一步的，基于PLC控制的調節閥，其開啟過程在上吹階段，上吹階段持續t秒，上吹階段開始以后調節閥開啟，上吹階段結束前m秒調節閥停止作為安全時間，整個開啟時間，即氮空氣通入時間為0~(t-m)秒。

進一步的，所述安全時間的保護范圍為3~15秒。

進一步的，所述安全時間優選為5秒。

在本發明中，氮空氣的流量和時間根據實際爐況進行調節。

與現有技術相比，本發明的優點在于：

（1）氮空氣量逐漸放大，可在爐內氣化層溫度遞減時，有效的阻止爐溫持續下降，保持爐內反應速度；

（2）調節閥通氣時間的設置，能有效的避開爐內氣化層溫度最高的時刻，減少爐內波動；

（3）入爐氮空氣量加大后，蒸汽入爐量相應減少，可以有效的節約資源，減少浪費；

（4）安全可靠，氮空氣為介質，同時還設置有可提前關閉設備的安全時間，在設備出現故障時刻單獨分離，不至于影響生產。

附圖說明

圖1?為本發明的結構示意圖。

圖中：造氣爐1、手動閥2、油壓座板閥3、調節閥4。

具體實施方式

以下結合說明書附圖和具體優選的實施例對本發明作進一步描述，但并不因此而限制本發明的保護范圍。

參見圖1所示的造氣爐入爐氮空氣調節系統，設置在造氣爐1入爐管道的氮空氣支管，包括手動閥2、靠近造氣爐1的油壓座板閥3和調節閥4，所述手動閥2有兩個，分別設置在油壓座板閥3與調節閥4外側的管道兩端，所述調節閥4為PLC控制的電動調節閥。

基于上述PLC控制的調節閥，其開啟過程上吹階段，上吹階段持續t秒，上吹階段開始以后調節閥開啟，上吹階段結束前m秒調節閥停止作為安全時間，整個開啟時間，即氮空氣通入時間為0~(t-m)秒，其中，安全時間為3~15秒，優選為5秒。調節閥開啟后氮空氣流量逐漸加大。

本發明應用于造氣爐上時，保證手動閥2處于開啟狀態，打開油壓座板閥3，造氣爐1處于上吹階段時，根據PLC設置好的時間，上吹階段一段時間后調節閥4開啟，并持續加大氮空氣流量，此時爐內反應速率逐漸減慢，但在持續通入的氮空氣的輔助燃燒下，盡量的保持爐內氣化層溫度，保證適當的反應速度；到達預設的停止時間，即距離上吹階段結束3~15秒時，調節閥4關閉，停止向造氣爐內通入氮空氣，此時如果爐內氣化層溫度異常可及時調整甚至停車，然后上吹階段結束。

綜上，本發明的入爐氮空氣調節系統能有效的保持爐內氣化層反應溫度，保證了反應的穩定進行，同時節約資源，安全可靠。