一种热解燃料气智能化调压控制系统的制作方法

1.本公开涉及荒煤气制氢领域，尤其涉及一种热解燃料气智能化调压控制系统。


背景技术：

2.公开号为cn112662437a的中国专利公开文献，公开了一种荒煤气的分级分质利用工艺，包括：使用荒煤气依次经过除盐工段、预处理工段、提浓工段、脱氧工段和提纯工段，以制取氢气；将提纯工段产生的提纯解吸气升压至预设压力值；对提纯解吸气进行精脱硫和精脱氧处理；提纯解吸气通过变压吸附，除去一氧化碳和二氧化碳，获得产品气；将荒煤气制取的部分氢气与产品气混合，形成氢氮比为3:1的混合气，并用混合气合成氨。本技术实现了荒煤气的分级分质高值化利用。
3.为了进一步实现制氢解吸气的分质分类综合利用，通过对荒煤气变压吸附制氢各工段解吸气成分的分析研究，发现荒煤气制氢提浓工段副产的解吸气co、ch4含量较高，热值高达1500大卡/标方，完全满足内燃式直立方形炉热解燃料热值要求。
4.然而，由于提浓解吸气压力波动范围大(15-25kpa)、安全控制难度高等特性，解吸气的高值化利用成为主要技术瓶颈。
5.有鉴于此，有必要研究出一种热解燃料气智能化调压控制系统，以解决解吸气压力波动的问题。


技术实现要素：

6.为了解决解吸气压力检测、调节和稳定性问题，本实用新型的实施例提供一种热解燃料气智能化调压控制系统，具有智能化检测和调压功能，从根本上解决了解吸气压力波动问题，实现制氢解吸气的平稳、安全替代煤气的工业化应用，减少了荒煤气作为热解燃料的资源浪费，提高了荒煤气的利用率。
7.为达到上述目的，本实用新型的实施例采用如下技术方案：
8.一种热解燃料气智能化调压控制系统，包括：
9.用于一次缓冲压力波动的第一缓冲罐，所述第一缓冲罐与荒煤气变压吸附制氢系统的提浓工段连通，提浓工段产生的解析气进入所述第一缓冲罐；
10.用于二次缓冲压力波动的第二缓冲罐，所述第二缓冲罐与所述第一缓冲罐通过第一连通管道连通，所述第二缓冲罐与直立炉通过第二连通管道连通；
11.压力传感器，所述压力传感器设置于所述第二连通管道，所述压力传感器实时采集所述第二连通管道的压力数据；
12.压力调节阀，所述压力调节阀设置于所述第二连通管道；
13.数据处理单元，所述压力调节阀和所述压力传感器均与所述数据处理单元连接，所述压力传感器把压力数据传输给所述数据处理单元，所述数据处理单元根据压力数据控制所述压力调节阀调节所述第二连通管道的压力。
14.在一种可能的实现方式中，还包括：
15.减压阀，所述减压阀设置于所述第一连通管道，所述减压阀保证解析气进入所述第二缓冲罐的压力稳定。
16.在一种可能的实现方式中，还包括：
17.流量传感器，所述流量传感器设置于所述第一连通管道，所述流量传感器与所述数据处理单元连接，所述流量传感器实时采集所述第一连通管道的流量数据，所述数据处理单元实时接收流量数据；
18.流量调节阀，所述流量调节阀设置于所述第一连通管道，所述流量调节阀控制所述第一连通管道的流量；所述流量调节阀与所述数据处理单元连接，所述数据处理单元根据流量数据控制所述流量调节阀调节所述第一连通管道的流量。
19.在一种可能的实现方式中，还包括减压阀，所述减压阀设置于所述流量调节阀和所述第二缓冲罐之间的所述第一连通管道。
20.在一种可能的实现方式中，所述数据处理单元包括数据收发模块和计算机，所述数据收发模块和所述计算机连接，所述数据收发模块还与压力传感器、压力调节阀、流量传感器以及流量调节阀连接。
21.在一种可能的实现方式中，所述压力调节阀和所述直立炉之间的所述第二连通管道上还设置有控制阀。
22.在一种可能的实现方式中，所述控制阀和所述压力调节阀之间的所述第二连通管道上还设置有水封件。
23.在一种可能的实现方式中，从所述第一缓冲罐流出的解析气流过所述第一连通管道进入所述第二缓冲罐，所述第二缓冲罐流出的解析气流过所述第二连通管道进入所述直立炉。
24.在本公开中，至少具有如下技术效果或优点：
25.本公开的实施例通过压力传感器、压力调节阀和数据处理单元之间数据传输和处理，使整个系统具有智能化检测和调压功能，从根本上解决了解吸气压力波动问题，实现制氢解吸气的平稳、安全替代煤气的工业化应用，减少了荒煤气作为热解燃料的资源浪费，提高了荒煤气的利用率。
附图说明
26.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对本实用新型实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
27.图1为根据本公开的实施例提供的一种热解燃料气智能化调压控制系统原理框图；
28.附图标记：1-第一缓冲罐；2-第二缓冲罐；3-压力传感器；4-压力调节阀；5-数据处理单元；51-数据收发模块；52-计算机；6-减压阀；7-流量传感器；8-流量调节阀；9-控制阀；10-水封件；100-直立炉；200-空气风机系统；300-真空泵。
具体实施方式
29.下面结合附图所示的各实施方式对本公开进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本公开的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本公开的保护范围之内。
30.针对荒煤气提氢后的低热值解吸气高值化利用难题，首次开发了低热值解吸气替代兰炭回炉煤气工艺。低热值解吸气替代兰炭回炉煤气工艺，包括燃料处理装置、一次缓冲储罐，燃料处理装置与制氢系统的氢气提浓工序连通。制氢系统的氢气提浓工序排出的一次副产解吸气引出并暂存至一次缓冲储罐内。一次缓冲储罐与炭化炉火道进气口之间的管道上设有减压阀，减压阀对管道内的解吸气降压处理，避免出现安全隐患。
31.减压阀包括减压阀本体及安全水封，其中，减压阀本体能够使管道内的解吸气的压力由20-25kpa降低至5～7kpa，经安全水封进行二次降压后，解吸气的压力稳定至4.0kpa～5.0kpa范围内。在管道上且位于安全水封与减压阀之间还设有二次缓冲储罐，二次缓冲储罐的设置能够对降压后的一次解吸气进行缓存，以便于炭化炉按需提取解析气。
32.为了实现制氢解吸气的分质分类综合利用，通过对荒煤气变压吸附制氢各工段解吸气成分的分析研究，发现了荒煤气制氢提浓工段副产的解吸气co、ch4含量较高，热值高达1500大卡/标方，完全满足内燃式直立方形炉热解燃料热值要求。提浓解吸气压力波动范围大(15-25kpa)、安全控制难度高等特性，是其高值化利用的主要技术瓶颈，因此开发了解吸气掺烧智能化调节新装备，实现了解吸气替代内燃式直立回炉煤气。为了解决解吸气压力检测、调节和稳定性问题，本公开实施例开发了智能化检测、调压系统和装备，从根本上解决了后续设备运行不稳定和热失衡难题，实现了制氢解吸气的平稳、安全替代煤气的工业化应用，减少了荒煤气作为热解燃料的资源浪费，提高了荒煤气的利用率。
33.请参阅图1，本公开的实施例提供一种热解燃料气智能化调压控制系统，包括第一缓冲罐1、第二缓冲罐2、压力传感器3、压力调节阀4和数据处理单元5，第一缓冲罐1用于一次缓冲压力波动，第一缓冲罐1与荒煤气变压吸附制氢系统的提浓工段连通，提浓工段产生的解析气进入第一缓冲罐1；第二缓冲罐2用于二次缓冲压力波动，第二缓冲罐2与第一缓冲罐1通过第一连通管道连通，第二缓冲罐2与直立炉100(炭化炉)通过第二连通管道连通；压力传感器3设置于第二连通管道，压力传感器3实时采集第二连通管道的压力数据；压力调节阀4设置于第二连通管道；压力调节阀4和压力传感器3均与数据处理单元5连接，压力传感器3把压力数据传输给数据处理单元5，数据处理单元5根据压力数据控制压力调节阀4调节第二连通管道的压力。
34.本公开实施例可以使稳定在5.0kpa。在上述方案中，本公开实施例的压力传感器3采集到第二连通管道上的压力数据大于5.0kpa，数据处理单元5向压力调节阀4发送调节指令，压力调节阀4的阀门调小使第二连通管道上的压力数据维持在5.0kpa。反之，本公开实施例的压力传感器3采集到第二连通管道上的压力数据小于5.0kpa，数据处理单元5向压力调节阀4发送调节指令，压力调节阀4的阀门调大使第二连通管道上的压力数据维持在5.0kpa。
35.请继续参阅图1，本公开实施例提供的一种热解燃料气智能化调压控制系统，除了包括第一缓冲罐1、第二缓冲罐2、压力传感器3、压力调节阀4和数据处理单元5之外，还包括：减压阀6，减压阀6设置于第一连通管道，减压阀6保证解析气进入第二缓冲罐2的压力稳
定。
36.在上述方案中，本公开实施例的压力传感器3采集到第二连通管道上的压力数据大于5.0kpa，数据处理单元5向压力调节阀4和减压阀6发送调节指令，压力调节阀4的阀门调小、减压阀6的阀门调小使第二连通管道上的压力数据维持在5.0kpa。反之，本公开实施例的压力传感器3采集到第二连通管道上的压力数据小于5.0kpa，数据处理单元5向压力调节阀4和减压阀6发送调节指令，压力调节阀4的阀门调大、减压阀6的阀门调大使第二连通管道上的压力数据维持在5.0kpa。
37.请继续参阅图1，本公开实施例提供的一种热解燃料气智能化调压控制系统，除了包括第一缓冲罐1、第二缓冲罐2、压力传感器3、压力调节阀4、数据处理单元5和减压阀6之外还包括：流量传感器7和流量调节阀8，流量传感器7设置于第一连通管道，流量传感器7与数据处理单元5连接，流量传感器7实时采集第一连通管道的流量数据，数据处理单元5实时接收流量数据；流量调节阀8设置于第一连通管道，流量调节阀8控制第一连通管道的流量；流量调节阀8与数据处理单元5连接，数据处理单元5根据流量数据控制流量调节阀8调节第一连通管道的流量。需指出，请继续参阅图1，本公开实施例的pt为流量变送器，本公开实施例的ft为电压传感器。
38.在上述方案中，本公开实施例的流量传感器7采集到第一连通管道上的流量数据不稳定，数据处理单元5向流量调节阀8发送调节指令，相应调节流量调节阀8的开度，使第一连通管道上的流量数据维持稳定。
39.本公开实施例的压力传感器3采集到第二连通管道上的压力数据大于5.0kpa，并且流量传感器7采集到第一连通管道上的流量数据偏小，数据处理单元5向压力调节阀4和流量调节阀8发送调节指令，压力调节阀4的阀门调小使第二连通管道上的压力数据维持在5.0kpa；流量调节阀8的阀门调大使第一连通管道上的流量数据维持稳定。反之，本公开实施例的压力传感器3采集到第二连通管道上的压力数据小于5.0kpa，并且流量传感器7采集到第一连通管道上的流量数据偏大，数据处理单元5向压力调节阀4和流量调节阀8发送调节指令，压力调节阀4的阀门调大使第二连通管道上的压力数据维持在5.0kpa；流量调节阀8的阀门调小使第一连通管道上的流量数据维持稳定。
40.请继续参阅图1，本公开实施例提供的一种热解燃料气智能化调压控制系统，除了包括第一缓冲罐1、第二缓冲罐2、压力传感器3、压力调节阀4、数据处理单元5、减压阀6、流量传感器7和流量调节阀8之外，还包括减压阀6，减压阀6设置于流量调节阀8和第二缓冲罐2之间的第一连通管道。
41.请继续参阅图1，上述的数据处理单元5包括数据收发模块51和计算机52，数据收发模块51和计算机52连接，数据收发模块51还与压力传感器3、压力调节阀4、流量传感器7以及流量调节阀8连接。
42.本公开实施例的数据收发模块51接收各传感器采集的数据，以及向各阀门发送调节指令，向计算机52输入接收到的数据，计算机52能够得到具体的调节指令，各调节阀按照调节指令调节阀的开度，使解析气维持在5.0kpa。
43.请继续参阅图1，上述的压力调节阀4和直立炉100之间的第二连通管道上还设置有控制阀9。上述的控制阀9和压力调节阀4之间的第二连通管道上还设置有水封件10。
44.本公开实施例的减压阀6能够使第一管道内的解吸气的压力由20-25kpa降低至5
～7kpa，本公开实施例的安全水封将第二管道内的解析气二次降压，解吸气的压力稳定至5.0kpa。
45.请继续参阅图1，在本公开的实施例中，从第一缓冲罐1流出的解析气流过第一连通管道进入第二缓冲罐2，第二缓冲罐2流出的解析气流过第二连通管道进入直立炉100。
46.请继续参阅图1，本公开实施例的二次缓冲储罐的设置能够对降压后的一次解吸气进行缓存，以便于炭化炉按需提取解析气。
47.本公开的实施例通过压力传感器3、压力调节阀4和数据处理单元5之间数据传输和处理，使整个系统具有智能化检测和调压功能，从根本上解决了解吸气压力波动问题，实现制氢解吸气的平稳、安全替代煤气的工业化应用，减少了荒煤气作为热解燃料的资源浪费，提高了荒煤气的利用率。
48.针对提浓解吸气压力波动范围大(15-25kpa)、安全控制复杂等难题，本公开的热解燃料气智能化调压控制系统采用解吸气压力智能化检测、调节，从根本上解决了内燃式干馏炉燃烧不稳定和热失衡难题，实现了解吸气的平稳、安全替代回炉煤气的工业化应用，减少了热解煤气作为热解燃料的资源浪费，提高了热解煤气的利用率。
49.上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本公开的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本公开的保护范围，凡未脱离本公开技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本公开的保护范围之内。
50.对于本领域技术人员而言，显然本公开不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本公开的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本公开。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本公开的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本公开内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
51.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。