[发明专利]一种用于加热炉前的煤焦油与氢气混合装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于煤焦油加氢领域，特别涉及一种用于加热炉前的煤焦油与氢气混合装置及方法。

背景技术

随着我国经济的快速发展，对石油的需求量越来越大，现在我国对石油的对外依存度已经达到58％以上。近10多年来，为了缓解我国石油供应的不足，以煤焦油为原料加氢生产燃料油已实现了工业化生产，并获得了良好的经济效益、环境效益和社会效益。目前我国已实现工业化生产的煤焦油加氢生产燃烧油的方法主要是：煤焦油轻馏分固定床催化加氢、煤焦油延迟焦化—固定床催化加氢组合工艺和煤焦油全馏分固定床加氢工艺等。虽然煤焦油加氢生产燃料油的方法各不相同，但在实际生产工艺中，都是将煤焦油与氢气先在加热炉前的管道中自然流动混合，然后再经加热炉预热后送入固定床催化加氢反应器中，进行煤焦油改质反应。

由于煤焦油与氢气是在加热炉前的管道中自然流动混合，在实际生产运行中，致使煤焦油与氢气在管道中混合不均匀，而形成气—液两相流，从而降低了加热炉的传热效率，增大了加热炉的能耗。

发明内容

本发明为了克服现有技术中存在的缺现，提供了一种设计合理、混合均匀、易于操作、安全稳定的用于加热炉前的煤焦油与氢气混合装置及方法。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种用于加热炉前的煤焦油与氢气混合装置，包括由筒体和上下两个锥形封头组合而成的外筒体；上锥形封头顶端设置有氢气进口管，下锥形封头顶端设置有混合油气出口管，筒体的顶部设置有氢气分布板，筒体的中上部设置垂直于筒体轴向的煤焦油进口管，煤焦油进口管一端直延伸至筒体内部后设置有使其管口改向混合油气出口方向的90度弯管，煤焦油进口管伸入到筒体内的管口末端设置有分布挡板，筒体内在分布挡板下方设置有不同孔径和开孔率的多级油气混合板。

油气混合板上设置有60度的锥孔。

所述的筒体内部在分布挡板下方从上到下依次设置有不同孔径和开孔率的一级油气混合板、二级油气混合板、三级油气混合板和四级油气混合板。

所述的一级油气混合板孔径为8～12mm，开孔率为25％～35％；二级油气混合板孔径为6～10mm，开孔率为30％～45％；三级油气混合板孔径为3～8mm，开孔率为35％～55％；四级油气混合板孔径为3～8mm，开孔率为40％～55％。

所述的一级油气混合板孔径为8～9.5mm，开孔率为30％～35％；二级油气混合板孔径为6～8mm，开孔率为40％～45％；三级油气混合板孔径为4～5mm，开孔率为45％～50％；四级油气混合板孔径为4～5mm，开孔率为45％～50％。

所述的煤焦油进口管的管口末端通过支撑板设置有分布挡板。

所述的氢气分布板的孔径为2～8mm，开孔率为30％～55％。

所述的氢气分布板的孔径为3.5～5mm，开孔率为40％～45％。

所述的筒体为圆柱形筒体。

一种用于加热炉前的煤焦油与氢气混合方法，包括以下步骤：

1)将中低温煤焦油和氢气，分别经氢气进口管和煤焦油进口管进入到筒体内；

2)氢气经氢气分布板对氢气进行均匀分布后，与来自分布挡板的煤焦油混合，混合后的混合油气依次经过一级油气混合板、二级油气混合板、三级油气混合板、四级油气混合板的锥孔，经过反复的冲击、挤压、切割，使氢气充分分散在煤焦油当中，混合完全的混合油气经混合油气出口管排出。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明提供的用于加热炉前的煤焦油与氢气混合装置及方法，氢气由氢气进口管进入筒体内，经氢气分布板在筒体内部进行气流轴向均匀分布，与自分布挡板来的沿筒体径向流动的煤焦油十字交叉混合，混合后的油气混合物分别经过了4级不同孔径和开孔率的油气混合板。混合油气在冲击混合板的过程中形成强烈的涡流，由于油气混合板采用了60度的锥孔结构，混合油气经过锥孔时，由于截面突然收缩，流速加快，对没有分散和混合的氢气进行挤压和切割，使其成为细小的气泡，经过反复的冲击、挤压、切割，使氢气充分分散在煤焦油当中，因而，设计合理、混合均匀、易于操作、安全稳定，解决了在实际生产运行中，致使煤焦油与氢气在管道中混合不均匀时而形成的气—液两相流现象，带来的加热炉的传热效率降低，加热炉能耗增大的问题。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的氢气分布板结构示意图。

图3是本发明的一级油气混合板结构示意图。

图4是本发明的二级油气混合板结构示意图。