自動調節式焦爐煤氣混天然氣的加氣系統的制作方法
【專利摘要】本發明涉及加氣站的加氣系統，具體為一種自動調節式焦爐煤氣混天然氣的加氣系統，包括天然氣脫硫裝置（1），所述天然氣脫硫裝置（1）的出氣口通過管路與天然氣脫水裝置（2）的進氣口連接，所述天然氣脫水裝置的出氣口通過管路經天然氣壓縮機（3）后與天然氣儲氣罐（4）的進氣口連接，所述天然氣出氣罐（4）的出氣口通過管路經第一氣動截止閥（5）后與氣體混合儲氣罐（7）上的天然氣入氣口（6）連接。本發明設計合理，將混合氣組成在線分析裝置、DCS控制系統和氣動截止閥組合到一起，既能在線檢測分析氣體組成，又能集中監視控制加氣站運行情況，使混合氣中氫氣含量維持在20%左右，保障了氣源氣體質量，提高發動機的性能和熱效率。
【專利說明】自動調節式焦爐煤氣混天然氣的加氣系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及加氣站的加氣系統，具體為一種自動調節式焦爐煤氣混天然氣的加氣系統。
【背景技術】
[0002]天然氣作為一種清潔能源，近年來引起了國內外科研工作者的普遍關注。2013年前后，我國華北地區大面積出現了“霧霾”，大力發展和推廣清潔燃料汽車迫在眉睫。天然氣汽車在一定程度上降低了碳等污染物的排放，緩解了能源需求矛盾，但天然氣存在發動機熱效率低、著火范圍窄、火焰傳播速慢等問題。氫混天然氣汽車綜合了氫氣和天然氣的優點，不僅提高了燃氣的燃燒速度和發動機的熱效率，還具有經濟環保的優勢。然而，制氫工藝復雜，提純能耗高，儲運難度大，制約了氫混天然氣汽車的發展。
[0003]我國具有豐富的焦爐煤氣資源，每年可利用的焦爐煤氣高達400億立方米。焦爐煤氣中氫氣含量達到55%以上，用焦爐煤氣代替氫氣不僅可以避免復雜氫氣的制取和提純工藝，通過調節比例還可以達到氫混天然氣汽車的熱效率和動力效果。研究表明，氫氣比例在20%左右時車用發動機有最佳的性能。現有的加氣站存在氣源單一，組成不可調節，不能有效調節加氣站氣體氫碳比例等問題。針對目前壓縮天然氣加氣站存在的問題，開發一種既能利用我國豐富的焦爐煤氣資源，又能夠為汽車提供優質能源的加氣方法和裝置具有重要的環境價值和社會效益。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于為加氣站提供一種自動調節式焦爐煤氣混天然氣的加氣系統。
[0005]本發明是采用如下技術方案實現的:
一種自動調節式焦爐煤氣混天然氣的加氣系統，包括天然氣脫硫裝置，所述天然氣脫硫裝置的出氣口通過管路與天然氣脫水裝置的進氣口連接，所述天然氣脫水裝置的出氣口通過管路經天然氣壓縮機后與天然氣儲氣罐的進氣口連接，所述天然氣出氣罐的出氣口通過管路經第一氣動截止閥后與氣體混合儲氣罐上的天然氣入氣口連接。
[0006]還包括焦爐煤氣脫焦油裝置，所述焦爐煤氣脫焦油裝置的出氣口通過管路與焦爐煤氣脫硫裝置的進氣口連接，所述焦爐煤氣脫硫裝置的出氣口通過管路經焦爐煤氣壓縮機后與焦爐煤氣儲氣罐的進氣口連接，所述焦爐煤氣儲氣罐的出氣口通過管路經第二氣動截止閥后與氣體混合儲氣罐上的焦爐煤氣入氣口連接。
[0007]所述氣體混合儲氣罐上安裝有混合氣壓力指示記錄報警裝置和混合氣組成在線分析裝置，所述混合氣壓力指示記錄報警裝置和混合氣組成在線分析裝置的輸出端分別與DCS控制系統連接，所述DCS控制系統分別控制第一氣動截止閥和第二氣動截止閥。
[0008]所述氣體混合儲氣罐的尾部設有混合氣出口。
[0009]工作時，天然氣依次經過天然氣脫硫裝置和天然氣脫水裝置，主要用來脫除原料天然氣中的硫雜質和水蒸汽，凈化后的天然氣經過天然氣壓縮機壓縮后進入天然氣儲氣罐，天然氣儲氣罐內天然氣在第一氣動截止閥的控制下通過天然氣入氣口進入氣體混合儲氣罐；來自焦化廠的粗焦爐煤氣首先經過焦爐煤氣脫焦油裝置和焦爐煤氣脫硫裝置凈化后進入焦爐煤氣壓縮機，壓縮后的焦爐煤氣進入焦爐煤氣儲氣罐，焦爐煤氣儲氣罐內的焦爐煤氣在第二氣動截止閥的控制下通過焦爐煤氣入氣口進入氣體混合儲氣罐。
[0010]氣體混合儲氣罐上設有混合氣壓力指示記錄報警裝置和混合氣組成在線分析裝置。混合氣組成在線分析裝置主要用來分析氣體混合裝置中甲烷和氫氣的含量，使氫氣含量保持在15%?25%之間。當混合氣中氫氣的含量低于15%時，DCS控制系統就會根據系統參數設定值聯鎖第一、二氣動截止閥，即增大焦爐煤氣的流量、減少天然氣的流率，使混合氣中的含量回復到正常范圍；當混合氣中氫氣的含量高于25%時，DCS控制系統就會聯鎖第一、二氣動截止閥，即增大天然氣的流率、減少焦爐煤氣流量，使混合氣中的含量回復到正常范圍。最后，符合規格的混合氣通過混合氣出口連接到加氣機為汽車提供高效的動力燃氣。
[0011]優選地，所述氣體混合儲氣罐在其同一橫截面上分別開有四個天然氣入氣口和四個焦爐煤氣入氣口，所述天然氣入氣口和焦爐煤氣入氣口分別兩兩相對。氣體混合儲氣罐內的天然氣和焦爐煤氣在高壓下逆向對流接觸后充分均勻混合，避免了氣體混合裝置的使用，運行流程簡單，具有高效快捷的優點，同時降低了能耗。
[0012]本發明設計合理，將混合氣組成在線分析裝置、DCS控制系統和氣動截止閥組合到一起，綜合了混合氣組成在線分析裝置和DCS控制系統高效快捷的優點，既能在線檢測分析氣體組成，又能集中監視控制加氣站運行情況，分散控制氣體流量，使混合氣中氫氣含量維持在20%左右，保障了氣源氣體質量，有利于提高發動機的性能和熱效率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1是本發明的結構示意圖。
[0014]圖2是氣體混合儲氣罐上天然氣入氣口和焦爐煤氣入氣口的排列方式。
[0015]圖中:1_天然氣脫硫裝置，2-天然氣脫水裝置，3-天然氣壓縮機，4-天然氣儲氣罐，5-第一氣動截止閥，6-天然氣入氣口，7-氣體混合儲氣罐，8-焦爐煤氣脫焦油裝置，9-焦爐煤氣脫硫裝置，10-焦爐煤氣壓縮機，11-焦爐煤氣儲氣罐，12-第二氣動截止閥，13-焦爐煤氣入氣口，14-混合氣壓力指示記錄報警裝置，15-混合氣組成在線分析裝置，16- DCS控制系統，17-混合氣出口閥，18-法蘭。
【具體實施方式】
[0016]下面結合附圖對本發明的【具體實施方式】進行詳細說明。
[0017]如圖1所示，一種自動調節式焦爐煤氣混天然氣的加氣系統，包括天然氣脫硫裝置1，所述天然氣脫硫裝置I的出氣口通過管路與天然氣脫水裝置2的進氣口連接，所述天然氣脫水裝置2的出氣口通過管路經天然氣壓縮機3后與天然氣儲氣罐4的進氣口連接，所述天然氣儲氣罐4的出氣口通過管路經第一氣動截止閥5后與氣體混合儲氣罐7上的天然氣入氣口 6連接。
[0018]還包括焦爐煤氣脫焦油裝置8，所述焦爐煤氣脫焦油裝置8的出氣口通過管路與焦爐煤氣脫硫裝置9的進氣口連接，所述焦爐煤氣脫硫裝置9的出氣口通過管路經焦爐煤氣壓縮機10后與焦爐煤氣儲氣罐11的進氣口連接，所述焦爐煤氣儲氣罐11的出氣口通過管路經第二氣動截止閥12后與氣體混合儲氣罐7上的焦爐煤氣入氣口 13連接。
[0019]所述氣體混合儲氣罐7上安裝有混合氣壓力指示記錄報警裝置14和混合氣組成在線分析裝置15，所述混合氣壓力指示記錄報警裝置14和混合氣組成在線分析裝置15的輸出端分別與DCS控制系統16連接，所述DCS控制系統16分別控制第二氣動截止閥5和第二氣動截止閥12。
[0020]所述氣體混合儲氣罐7的尾部設有混合氣出口，且安裝有混合氣出口閥17。
[0021]具體實施時，所述氣體混合儲氣罐7在其同一橫截面上分別開有四個天然氣入氣口 6 (分別通過法蘭18與天然氣儲氣罐4連接)和四個焦爐煤氣入氣口 13 (分別通過法蘭18與焦爐煤氣儲氣罐11連接)，所述天然氣入氣口 6和焦爐煤氣入氣口 13分別兩兩相對。
[0022]所述混合氣組成在線分析裝置15采用在線紅外氣體檢測系統，可在市場中直接購買得到。
[0023]工作時，通過混合氣組成在線分析裝置、DCS控制系統和氣動截止閥聯鎖調節焦爐煤氣和天然氣質量流率來控制加氣站混合氣體中氫氣的含量。混合裝置中天然氣入口和焦爐煤氣入口兩兩相對、均勻交替排列，入口的氣體逆向對流接觸后充分混合。根據原料焦爐煤氣中氫氣的含量自動調節焦爐煤氣和天然氣的質量流率，焦爐煤氣和天然氣在混合裝置中天然氣入口兩兩逆向對流接觸后充分混合。混合氣組成在線分析裝置在線分析混合氣中的氫氣和甲烷含量后，將分析數據傳輸給DCS控制系統，DCS控制系統經過數據分析處理適當調節氣動閥為混合裝置提供氣體。同時，通過混合氣壓力指示記錄報警裝置(可從市場中直接購買得到)來檢測氣體混合儲氣罐內的混合氣壓力。最終，均勻混合后的焦爐煤氣和天然氣通過混合氣出口閥與加氣機連接向加氣站供氣。
【權利要求】
1.一種自動調節式焦爐煤氣混天然氣的加氣系統，其特征在于:包括天然氣脫硫裝置(1)，所述天然氣脫硫裝置(I)的出氣口通過管路與天然氣脫水裝置(2)的進氣口連接，所述天然氣脫水裝置(2)的出氣口通過管路經天然氣壓縮機(3)后與天然氣儲氣罐(4)的進氣口連接，所述天然氣出氣罐(4)的出氣口通過管路經第一氣動截止閥(5 )后與氣體混合儲氣罐(7)上的天然氣入氣口(6)連接； 還包括焦爐煤氣脫焦油裝置(8)，所述焦爐煤氣脫焦油裝置(8)的出氣口通過管路與焦爐煤氣脫硫裝置(9)的進氣口連接，所述焦爐煤氣脫硫裝置(9)的出氣口通過管路經焦爐煤氣壓縮機(10)后與焦爐煤氣儲氣罐(11)的進氣口連接，所述焦爐煤氣儲氣罐(11)的出氣口通過管路經第二氣動截止閥(12 )后與氣體混合儲氣罐(7 )上的焦爐煤氣入氣口(13)連接； 所述氣體混合儲氣罐(7)上安裝有混合氣壓力指示記錄報警裝置(14)和混合氣組成在線分析裝置(15)，所述混合氣壓力指示記錄報警裝置(14)和混合氣組成在線分析裝置(15)的輸出端分別與DCS控制系統(16)連接，所述DCS控制系統(16)分別控制第二氣動截止閥(5)和第二氣動截止閥(12)； 所述氣體混合儲氣罐(7)的尾部設有混合氣出口。
2.根據權利要求1所述的自動調節式焦爐煤氣混天然氣的加氣系統，其特征在于:所述氣體混合儲氣罐(7)在其同一橫截面上分別開有四個天然氣入氣口(6)和四個焦爐煤氣入氣口( 13)，所述天然氣入氣口(6)和焦爐煤氣入氣口( 13)分別兩兩相對。
3.根據權利要求1或2所述的自動調節式焦爐煤氣混天然氣的加氣系統，其特征在于:所述混合氣組成在線分析裝置(15)采用在線紅外氣體檢測系統。
【文檔編號】F17D3/14GK103742781SQ201310675287
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2013年12月13日 優先權日:2013年12月13日
【發明者】郭武杰, 段德虎, 李琨杰, 王莉萍 申請人:山西省國新能源發展集團有限公司