一种无氮气参与的原煤热解装置的控制方式的制作方法

本发明涉及煤炭化工，具体为一种无氮气参与的原煤热解装置的控制方式。

背景技术：

1、原煤热解作为煤炭深加工和清洁转化的关键技术，已广泛应用于现代煤化工领域。传统的原煤热解技术中，热解过程通常在有氮气参与的环境下进行，这样的处理方式不可避免地导致热解煤气中氮气含量较高。热解煤气中的氮气不仅降低了煤气的热值，还会增加后续化工产品生产过程中的分离成本和能耗。

2、同时，由于传统热解过程中氧气和氮气的混合使用，氮氧化物等有害气体的排放也成了一个环境问题。为了满足环保要求和提高煤气利用效率，急需一种新的控制方式，以减少或消除热解过程中氮气的参与。

3、此外，原煤热解过程的稳定性是决定整个煤化工生产效率和安全的重要因素。传统热解系统往往难以在长时间内保持核心反应区的温度和高温区在炉内的空间位置以及系统内部压力的稳定，这限制了热解装置的长期稳定运行。因此，如何精确控制热解装置内部的反应条件，尤其是核心反应区的温度、高温区在炉内的空间位置和内部压力，成为技术发展的重要课题。

4、现有的原煤热解控制技术没有将氮气的排除作为主要考量点，亦未提供一套完整的控制手段来精确调节热解装置内核心反应区的条件以及内部压力，使得热解过程中煤气的质量和系统的稳定性难以保证。因此，现有技术迫切需要一种可以从源头解决高氮气含量问题，并确保热解系统安全稳定运行的新型控制方式。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种无氮气参与的原煤热解装置的控制方式，解决了传统原煤热解过程中氮气含量高、热值低及系统稳定性差的问题。

2、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种无氮气参与的原煤热解装置的控制方式，包括以下步骤：

3、a.利用制氧装置替换入炉空气中的氮气，将氧气浓度调节至99.99%；

4、b.控制热解装置内核心反应区的温度不超过650±50℃，若超过需相应调控核心反应区在合理的位置，并通过控制炉内物料的移动速度和进入炉膛的煤气和氧气量来控制高温区在炉内的空间位置；

5、c.控制热解装置内部压力；

6、d.控制回炉煤气压力。

7、优选的，所述a步骤具体包括以下步骤：

8、a1.将制氧装置连接至原煤热解装置的空气进口；

9、a2.通过制氧装置的分离技术，从入炉空气中除去氮气，同时提高氧气浓度；

10、a3.调整制氧装置的输出，确保出口氧气浓度达到99.99%，以满足热解过程的要求。

11、优选的，所述b步骤具体包括以下步骤：

12、b1.监测核心反应区的实时温度和高温区在炉内的空间位置；

13、b2.计算理论耗氧量，根据热解装置每小时原煤处理量和常数a、b确定；

14、b3.调整实际入炉氧气流量，以符合理论耗氧量；

15、b4.维持核心反应区的温度在650±50℃，并保持高温区在炉内适当的空间位置。

16、优选的，所述b3步骤具体包括以下步骤：

17、b3.1、若核心反应区温度偏低或高温区在炉内的空间位置减少，增加以超过，纠正高温区在炉内适当的空间位置减少导致偏薄。

18、b3.2、若核心反应区温度偏高或高温区在炉内的空间位置增加，减少以低于，纠正高温区在炉内适当的空间位置增加导致偏厚。

19、优选的，所述c步骤具体包括以下步骤：

20、c1、持续监控热解装置内部压力；

21、c2.依据出力热解煤气量和净化及加压装置的恒定阻力，使用变频调节来控制加压装置；

22、c3.确保热解装置内部压力稳定。

23、优选的，所述c2步骤具体包括以下步骤：

24、c2.1、若内部压力过高，增加加压装置的输出，以降低压力；

25、c2.2、若内部压力过低，减少加压装置的输出，以增加压力。

26、优选的，所述d步骤具体包括以下步骤：

27、d1、确定加压装置出口的热解煤气压力为恒定值；

28、d2、监测回炉煤气压力，并与设计压力p进行比较；

29、d3、通过调整送往化工装置工艺管线上的调节阀门开启角度δω来控制回炉煤气压力；

30、d4、保持回炉煤气压力稳定，确保热解装置的稳定运行。

31、优选的，所述d3步骤具体包括以下步骤：

32、d3.1、若＜p，减小δω以增加至设计压力p；

33、d3.2、若＞p，增大δω以降低至设计压力p。

34、优选的，所述b2步骤中=ax+b，其中为热解理论耗氧量，a、b为常数，x为热解装置每小时原煤处理量。

35、本发明提供了一种无氮气参与的原煤热解装置的控制方式。具备以下有益效果：

36、本发明通过使用制氧装置替换入炉空气中的氮气，并将氧气浓度调节至99.99%，可以显著提高氧化反应的效率，减少未反应氧气的排放，并且由于没有氮气参与热解反应，可以大幅度减少热解过程中氮氧化物等污染物的生成，有利于环境保护，并且使得煤气中用于化工合成生产的有效组分大幅提高，极大的增加了热解煤气的利用价值。

37、2、本发明通过精确控制热解核心反应区的温度和高温区在炉内的空间位置，可以保证热解过程的均匀性，从而提高热解产物的质量和一致性，并且通过实时监控内部压力并调节加压装置，以及控制回炉煤气压力，可以确保热解装置的稳定运行，提高生产过程的安全性和可靠性。

38、3、本发明通过精确控制氧气流量以符合理论耗氧量可以有效降低能耗，实现节能降耗的目的，并且通过调节阀门开启角度来控制煤气压力，使得系统调节更加灵活，可以快速响应生产过程中的各种变化，并且根据实时数据调整控制参数，使得整个系统能够自适应地响应原煤质量和处理量的变化，保持最优运行状态。

技术特征：

1.一种无氮气参与的原煤热解装置的控制方式，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种无氮气参与的原煤热解装置的控制方式，其特征在于，所述a步骤具体包括以下步骤：

3.根据权利要求1所述的一种无氮气参与的原煤热解装置的控制方式，其特征在于，所述b步骤具体包括以下步骤：

4.根据权利要求3所述的一种无氮气参与的原煤热解装置的控制方式，其特征在于，所述b3步骤具体包括以下步骤：

5.根据权利要求1所述的一种无氮气参与的原煤热解装置的控制方式，其特征在于，所述c步骤具体包括以下步骤：

6.根据权利要求5所述的一种无氮气参与的原煤热解装置的控制方式，其特征在于，所述c2步骤具体包括以下步骤：

7.根据权利要求1所述的一种无氮气参与的原煤热解装置的控制方式，其特征在于，所述d步骤具体包括以下步骤：

8.根据权利要求7所述的一种无氮气参与的原煤热解装置的控制方式，其特征在于，所述d3步骤具体包括以下步骤：

9.根据权利要求3所述的一种无氮气参与的原煤热解装置的控制方式，其特征在于，所述b2步骤中=ax+b，其中为热解理论耗氧量，a、b为常数，x为热解装置每小时原煤处理量。

技术总结本发明涉及煤炭化工技术领域，公开了一种无氮气参与的原煤热解装置的控制方式，包括以下步骤：a.利用制氧装置替换入炉空气中的氮气，将氧气浓度调节至99.99%；b.控制热解装置内核心反应区的温度不超过650±50℃，若超过需相应调控核心反应区在合理的位置，并通过控制炉内物料的移动速度和进入炉膛的煤气和氧气量来控制高温区在炉内的空间位置；c.控制热解装置内部压力；d.控制回炉煤气压力。通过精确控制热解核心反应区的温度和厚度，可以保证热解过程的均匀性，从而提高热解产物的质量和一致性，并且通过实时监控内部压力并调节加压装置，以及控制回炉煤气压力，可以确保热解装置的稳定运行，提高生产过程的安全性和可靠性。技术研发人员：尚敏,余东,张磊,刘蕾,张水军,方胜利,李波,刘军利,郭虎成,贺鑫,尚永平受保护的技术使用者：神木市三江煤化工有限责任公司技术研发日：技术公布日：2024/6/18