CN203810032U - 自动调节式焦炉煤气混天然气的加气*** - Google Patents

自动调节式焦炉煤气混天然气的加气*** Download PDF

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郭武杰
段德虎
李琨杰
王莉萍
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Abstract

本实用新型涉及加气站的加气***，具体为一种自动调节式焦炉煤气混天然气的加气***，包括天然气脱硫装置（1），所述天然气脱硫装置的出气口通过管路与天然气脱水装置（2）的进气口连接，所述天然气脱水装置的出气口通过管路经天然气压缩机（3）后与天然气储气罐（4）的进气口连接，所述天然气出气罐的出气口通过管路经第一气动截止阀（5）后与气体混合储气罐（7）上的天然气入气口（6）连接。本实用新型设计合理，将混合气组成在线分析装置、DCS控制***和气动截止阀组合到一起，既能在线检测分析气体组成，又能集中监视控制加气站运行情况，使混合气中氢气含量维持在20%左右，保障了气源气体质量，提高发动机的性能和热效率。

Description

自动调节式焦炉煤气混天然气的加气***
技术领域
本实用新型涉及加气站的加气***，具体为一种自动调节式焦炉煤气混天然气的加气***。
背景技术
天然气作为一种清洁能源，近年来引起了国内外科研工作者的普遍关注。2013年前后，我国华北地区大面积出现了“雾霾”，大力发展和推广清洁燃料汽车迫在眉睫。天然气汽车在一定程度上降低了碳等污染物的排放，缓解了能源需求矛盾，但天然气存在发动机热效率低、着火范围窄、火焰传播速慢等问题。氢混天然气汽车综合了氢气和天然气的优点，不仅提高了燃气的燃烧速度和发动机的热效率，还具有经济环保的优势。然而，制氢工艺复杂，提纯能耗高，储运难度大，制约了氢混天然气汽车的发展。
我国具有丰富的焦炉煤气资源，每年可利用的焦炉煤气高达400亿立方米。焦炉煤气中氢气含量达到55%以上，用焦炉煤气代替氢气不仅可以避免复杂氢气的制取和提纯工艺，通过调节比例还可以达到氢混天然气汽车的热效率和动力效果。研究表明，氢气比例在20%左右时车用发动机有最佳的性能。现有的加气站存在气源单一，组成不可调节，不能有效调节加气站气体氢碳比例等问题。针对目前压缩天然气加气站存在的问题，开发一种既能利用我国丰富的焦炉煤气资源，又能够为汽车提供优质能源的加气方法和装置具有重要的环境价值和社会效益。
发明内容
本实用新型的目的在于为加气站提供一种自动调节式焦炉煤气混天然气的加气***。
本实用新型是采用如下技术方案实现的：
一种自动调节式焦炉煤气混天然气的加气***，包括天然气脱硫装置，所述天然气脱硫装置的出气口通过管路与天然气脱水装置的进气口连接，所述天然气脱水装置的出气口通过管路经天然气压缩机后与天然气储气罐的进气口连接，所述天然气出气罐的出气口通过管路经第一气动截止阀后与气体混合储气罐上的天然气入气口连接。
还包括焦炉煤气脱焦油装置，所述焦炉煤气脱焦油装置的出气口通过管路与焦炉煤气脱硫装置的进气口连接，所述焦炉煤气脱硫装置的出气口通过管路经焦炉煤气压缩机后与焦炉煤气储气罐的进气口连接，所述焦炉煤气储气罐的出气口通过管路经第二气动截止阀后与气体混合储气罐上的焦炉煤气入气口连接。
所述气体混合储气罐上安装有混合气压力指示记录报警装置和混合气组成在线分析装置，所述混合气压力指示记录报警装置和混合气组成在线分析装置的输出端分别与DCS控制***连接，所述DCS控制***分别控制第一气动截止阀和第二气动截止阀。
所述气体混合储气罐的尾部设有混合气出口。
工作时，天然气依次经过天然气脱硫装置和天然气脱水装置，主要用来脱除原料天然气中的硫杂质和水蒸汽，净化后的天然气经过天然气压缩机压缩后进入天然气储气罐，天然气储气罐内天然气在第一气动截止阀的控制下通过天然气入气口进入气体混合储气罐；来自焦化厂的粗焦炉煤气首先经过焦炉煤气脱焦油装置和焦炉煤气脱硫装置净化后进入焦炉煤气压缩机，压缩后的焦炉煤气进入焦炉煤气储气罐，焦炉煤气储气罐内的焦炉煤气在第二气动截止阀的控制下通过焦炉煤气入气口进入气体混合储气罐。
气体混合储气罐上设有混合气压力指示记录报警装置和混合气组成在线分析装置。混合气组成在线分析装置主要用来分析气体混合装置中甲烷和氢气的含量，使氢气含量保持在15%～25%之间。当混合气中氢气的含量低于15%时，DCS控制***就会根据***参数设定值联锁第一、二气动截止阀，即增大焦炉煤气的流量、减少天然气的流率，使混合气中的含量回复到正常范围；当混合气中氢气的含量高于25%时，DCS控制***就会联锁第一、二气动截止阀，即增大天然气的流率、减少焦炉煤气流量，使混合气中的含量回复到正常范围。最后，符合规格的混合气通过混合气出口连接到加气机为汽车提供高效的动力燃气。
优选地，所述气体混合储气罐在其同一横截面上分别开有四个天然气入气口和四个焦炉煤气入气口，所述天然气入气口和焦炉煤气入气口分别两两相对。气体混合储气罐内的天然气和焦炉煤气在高压下逆向对流接触后充分均匀混合，避免了气体混合装置的使用，运行流程简单，具有高效快捷的优点，同时降低了能耗。
本实用新型设计合理，将混合气组成在线分析装置、DCS控制***和气动截止阀组合到一起，综合了混合气组成在线分析装置和DCS控制***高效快捷的优点，既能在线检测分析气体组成，又能集中监视控制加气站运行情况，分散控制气体流量，使混合气中氢气含量维持在20%左右，保障了气源气体质量，有利于提高发动机的性能和热效率。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
图2是气体混合储气罐上天然气入气口和焦炉煤气入气口的排列方式。
图中：1-天然气脱硫装置，2-天然气脱水装置，3-天然气压缩机，4-天然气储气罐，5-第一气动截止阀，6-天然气入气口，7-气体混合储气罐，8-焦炉煤气脱焦油装置，9-焦炉煤气脱硫装置，10-焦炉煤气压缩机，11-焦炉煤气储气罐，12-第二气动截止阀，13-焦炉煤气入气口，14-混合气压力指示记录报警装置，15-混合气组成在线分析装置，16- DCS控制***，17-混合气出口阀，18-法兰。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。
如图1所示，一种自动调节式焦炉煤气混天然气的加气***，包括天然气脱硫装置1，所述天然气脱硫装置1的出气口通过管路与天然气脱水装置2的进气口连接，所述天然气脱水装置2的出气口通过管路经天然气压缩机3后与天然气储气罐4的进气口连接，所述天然气储气罐4的出气口通过管路经第一气动截止阀5后与气体混合储气罐7上的天然气入气口6连接。
还包括焦炉煤气脱焦油装置8，所述焦炉煤气脱焦油装置8的出气口通过管路与焦炉煤气脱硫装置9的进气口连接，所述焦炉煤气脱硫装置9的出气口通过管路经焦炉煤气压缩机10后与焦炉煤气储气罐11的进气口连接，所述焦炉煤气储气罐11的出气口通过管路经第二气动截止阀12后与气体混合储气罐7上的焦炉煤气入气口13连接。
所述气体混合储气罐7上安装有混合气压力指示记录报警装置14和混合气组成在线分析装置15，所述混合气压力指示记录报警装置14和混合气组成在线分析装置15的输出端分别与DCS控制***16连接，所述DCS控制***16分别控制第二气动截止阀5和第二气动截止阀12。
所述气体混合储气罐7的尾部设有混合气出口，且安装有混合气出口阀17。
具体实施时，所述气体混合储气罐7在其同一横截面上分别开有四个天然气入气口6（分别通过法兰18与天然气储气罐4连接）和四个焦炉煤气入气口13（分别通过法兰18与焦炉煤气储气罐11连接），所述天然气入气口6和焦炉煤气入气口13分别两两相对。
所述混合气组成在线分析装置15采用在线红外气体检测***，可在市场中直接购买得到。
工作时，通过混合气组成在线分析装置、DCS控制***和气动截止阀联锁调节焦炉煤气和天然气质量流率来控制加气站混合气体中氢气的含量。混合装置中天然气入口和焦炉煤气入口两两相对、均匀交替排列，入口的气体逆向对流接触后充分混合。根据原料焦炉煤气中氢气的含量自动调节焦炉煤气和天然气的质量流率，焦炉煤气和天然气在混合装置中天然气入口两两逆向对流接触后充分混合。混合气组成在线分析装置在线分析混合气中的氢气和甲烷含量后，将分析数据传输给DCS控制***，DCS控制***经过数据分析处理适当调节气动阀为混合装置提供气体。同时，通过混合气压力指示记录报警装置（可从市场中直接购买得到）来检测气体混合储气罐内的混合气压力。最终，均匀混合后的焦炉煤气和天然气通过混合气出口阀与加气机连接向加气站供气。

Claims (3)

1.一种自动调节式焦炉煤气混天然气的加气***，其特征在于：包括天然气脱硫装置（1），所述天然气脱硫装置（1）的出气口通过管路与天然气脱水装置（2）的进气口连接，所述天然气脱水装置（2）的出气口通过管路经天然气压缩机（3）后与天然气储气罐（4）的进气口连接，所述天然气出气罐（4）的出气口通过管路经第一气动截止阀（5）后与气体混合储气罐（7）上的天然气入气口（6）连接；
还包括焦炉煤气脱焦油装置（8），所述焦炉煤气脱焦油装置（8）的出气口通过管路与焦炉煤气脱硫装置（9）的进气口连接，所述焦炉煤气脱硫装置（9）的出气口通过管路经焦炉煤气压缩机（10）后与焦炉煤气储气罐（11）的进气口连接，所述焦炉煤气储气罐（11）的出气口通过管路经第二气动截止阀（12）后与气体混合储气罐（7）上的焦炉煤气入气口（13）连接；
所述气体混合储气罐（7）上安装有混合气压力指示记录报警装置（14）和混合气组成在线分析装置（15），所述混合气压力指示记录报警装置（14）和混合气组成在线分析装置（15）的输出端分别与DCS控制***（16）连接，所述DCS控制***（16）分别控制第二气动截止阀（5）和第二气动截止阀（12）；
所述气体混合储气罐（7）的尾部设有混合气出口。
2.根据权利要求1所述的自动调节式焦炉煤气混天然气的加气***，其特征在于：所述气体混合储气罐（7）在其同一横截面上分别开有四个天然气入气口（6）和四个焦炉煤气入气口（13），所述天然气入气口（6）和焦炉煤气入气口（13）分别两两相对。
3.根据权利要求1或2所述的自动调节式焦炉煤气混天然气的加气***，其特征在于：所述混合气组成在线分析装置（15）采用在线红外气体检测***。
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