專利名稱：一種在碳轉(zhuǎn)化反應(yīng)器中的機(jī)械清焦裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種在高溫情況下，對碳轉(zhuǎn)化反應(yīng)器側(cè)壁結(jié)焦進(jìn)行清除的機(jī)械裝置。特別是在高溫等離子煤裂解反應(yīng)過程中，清除反應(yīng)器內(nèi)壁中的硬制積碳結(jié)焦的一種裝置。
背景技術(shù)：
在高溫碳轉(zhuǎn)化反應(yīng)中，反應(yīng)器中碳遇高溫容易在反應(yīng)范圍內(nèi)形成硬制積碳結(jié)焦， 結(jié)焦易依附在反應(yīng)器側(cè)壁上，長時間會影響反應(yīng)的連續(xù)穩(wěn)定運行，特別是在高溫等離子裂解煤制乙炔反應(yīng)中，反應(yīng)器側(cè)壁積碳問題一直是制約等離子體煤制乙炔反應(yīng)長時間運行的重大障礙，使等離子煤制乙炔項目在技術(shù)上很難得到進(jìn)一步發(fā)展。很多實驗研究都對該技術(shù)難題提出了許多的觀點。除焦的方法通常借助于燃燒法(即水蒸氣-空氣除焦)、水蒸汽反應(yīng)或采用機(jī)械法除焦。水蒸氣-空氣除焦是在水蒸氣主題中通入少量空氣，通常在開始階段用1_2%，并分階段漸增至約20% (空氣對水蒸氣，重量比)，將此混合氣通入結(jié)焦的反應(yīng)器通道內(nèi)，將反應(yīng)器壁的焦炭燒掉。水蒸汽反應(yīng)除焦則與此不同，需要向高溫度的管內(nèi)通入水蒸汽，使之與焦炭反應(yīng)。美國專利US4376694即為水蒸汽反應(yīng)除焦之一例。進(jìn)入 20 世紀(jì) 90 年代后，德國的 AKAD WISS PHYS CHEM 公司(AkadWiss PhysChem. DD Pat, 294-497-A 1991-10-02)開發(fā)了用氧等離子體射流快速徹底地清除等離子體反應(yīng)器壁上的硬碳沉積的技術(shù)，該過程是清除反應(yīng)器壁上的硬碳沉積與烴類熱解過程交替進(jìn)行的一個過程，在清除過程中，將一個旋轉(zhuǎn)弧開動Imin 2min，該套系統(tǒng)不需要特別昂貴的設(shè)備，并且環(huán)境友好，可以用在各種各樣的等離子體裝置中，尤其是適用于碳流體以及煤轉(zhuǎn)化制乙烯、 乙炔的反應(yīng)器中。這種氧等離子體流射清焦技術(shù)的優(yōu)點是能方便快捷、快速將反應(yīng)器內(nèi)壁上的硬碳沉積物清除掉，但是存在以下問題清焦過程中反應(yīng)器需停止運行，待清焦結(jié)束后再啟動，嚴(yán)重影響了反應(yīng)器工作的連續(xù)性。德國的Huls公司(Hbls A G.EP Pat, 133-982-A, 1987-05-20)開發(fā)了將煤在電弧中轉(zhuǎn)化為乙炔，并在第二個弧中引入氣流將副產(chǎn)品——焦， 氣化成合成氣的技術(shù)。在這個過程中煤首先在能量密度為IkW · h/Nm3 5kW · h/Nm3的第一個電弧反應(yīng)器中熱解，停留時間為0. 5ms 10ms，溫度最低為1500°C。從煤中獲取的氣體化合物不超過煤中揮發(fā)分的1.8倍。將淬冷后殘存的焦通過第二個反應(yīng)器，這個過程是在 800°C的條件下在電弧或等離子過程中停留Is 1 進(jìn)行的。在熱解和氣化階段獲得的氣體被收集起來。在熱解階段獲得的氣體被提純，乙炔可用一種選擇性溶劑獲取，氣化階段獲得的氣體在冷卻后也可提純。但是此方法只能對產(chǎn)生的焦部分清除，對于積附在混合器上的焦很難徹底清除。德國的 VEB CHEMLEIPZIG 公司(Veb Chem Leipzig. DD Pat，270315 — A, 1989-07 (88))開發(fā)了在等離子體熱解反應(yīng)器連續(xù)操作條件下，周期性引入含氧等離子體而使熱解焦化學(xué)分解的焦清除術(shù)，此技術(shù)雖然在引入氧等離子體會取得一定的成果，但對于還原氣氛的等離子體煤制乙炔來說，引入氧并不是很理想，如果控制不好，容易發(fā)成以乙炔、氫氣和氧反應(yīng)的現(xiàn)象，甚至?xí)霈F(xiàn)爆炸現(xiàn)象。因此，提供一種新的安全有效的清除反應(yīng)器側(cè)壁積碳的方法，對碳轉(zhuǎn)化反應(yīng)過程中，尤其是在對等離子體裂解煤制乙炔的工業(yè)化道路乃至其他高溫碳轉(zhuǎn)化反應(yīng)中出現(xiàn)的積碳問題都具有重大意義。 發(fā)明內(nèi)容本實用新型目的在與提供適用在等離子體應(yīng)用中一種耐高溫、使用壽命長、清焦性能可靠的機(jī)械裝置，即在高溫碳轉(zhuǎn)化反應(yīng)過程中，在反應(yīng)器底部設(shè)置由氣缸、油缸或其他快速傳動裝置傳動的機(jī)械清焦裝置，在高溫環(huán)境下實現(xiàn)快速清焦。本實用新型解決技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是一種在碳轉(zhuǎn)化反應(yīng)器中的機(jī)械清焦裝置，包括以下次序連接的設(shè)備切削部分、支撐部分、固定環(huán)、底座部分、傳動裝置切削部分連接支撐部分，支撐部分由固定環(huán)固定連接在底座部分上，底座部分與傳動裝置連接。上述的一種在碳轉(zhuǎn)化反應(yīng)器中的機(jī)械清焦裝置，所述刀頭為耐高溫金屬或者非金屬材料，能短時間實現(xiàn)高溫區(qū)域清楚積焦且不變形。上述的一種在碳轉(zhuǎn)化反應(yīng)器中的機(jī)械清焦裝置，設(shè)有一個切削部分，該部分可為圓形或者其他形狀，切削刃可為鋸齒形或者其他可切削形狀，切削刃可以為一個或者多個； 其目的是使刀頭切削部分在清楚硬質(zhì)積焦更有力。上述的一種在碳轉(zhuǎn)化反應(yīng)器中的機(jī)械清焦裝置，設(shè)置有1個或1個以上的支撐部分與切削部分連接；如果為多個支撐部分，則在多個支撐部分之間設(shè)置有一個或者多個固定環(huán)，防止支撐受熱變形。上述的一種在碳轉(zhuǎn)化反應(yīng)器中的機(jī)械清焦裝置，支撐部分與切削部分的連接可為螺紋連接、螺栓連接、銷連接、鍵連接或者其它配合連接；使其在固定的軌道穩(wěn)定運作。上述的一種在碳轉(zhuǎn)化反應(yīng)器中的機(jī)械清焦裝置，設(shè)置一個底座部分，該部分可為圓形或者其它形狀；可承擔(dān)支撐部分和傳動部分的連接。上述的一種在碳轉(zhuǎn)化反應(yīng)器中的機(jī)械清焦裝置，底座部分與支撐部分和傳動部分的連接可為螺紋連接、螺栓連接、銷連接、鍵連接或者其它配合連接。上述的一種在碳轉(zhuǎn)化反應(yīng)器中的機(jī)械清焦裝置，設(shè)置了傳動部分；該部分實現(xiàn)清焦部分的快速傳動，該部分可為快速汽缸、油缸或者其它快速捷機(jī)械傳動和電磁運動；使耐高溫材料清焦刀頭在高溫區(qū)域停留時間短且達(dá)到清焦目的。本實用新型的刀頭部分材料為耐高溫材料且硬度強(qiáng)，能有效的清楚硬質(zhì)結(jié)焦。整個系統(tǒng)全程控制，清焦效率高，時間短，整個過程不影響試驗的正常運行。本實用新型的有益效果是通過圖1中工作部件傳動裝置5的快速運動，帶動切削部分1、支持部分2、固定環(huán)3、底座部分4各部分整體上下運動，從而清除反應(yīng)器側(cè)壁的結(jié)焦，該技術(shù)不會引進(jìn)額外氣體，不會破壞反應(yīng)生成氣的成分，不會增加后續(xù)的氣體分離工作。因此機(jī)械清焦技術(shù)可使裂解裝置持續(xù)運行，延長了反應(yīng)器服務(wù)壽命，提高了工作可靠性，優(yōu)化了反應(yīng)器的設(shè)計、操作控制及溫度測量。

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型的工藝流程圖。圖1中，1為切削部分，2為支撐部分，3為固定環(huán)，4為底座部分，5傳動裝置。圖2中，6為等離子反應(yīng)器，7為切削部分，8為傳動部分，9為氣動控制閥，10為控制系統(tǒng)。
具體實施方式
參照附圖1-2，傳動裝置5選擇氣缸，氣缸中通入工作氣體，氣缸活塞在氣體的推動下向上運動，活塞桿將切削部分1、支撐部分2、固定環(huán)3、底座部分4部分向上推動，從而實現(xiàn)切削。切削完畢后反向充氣，切削部分1回退到初始位置。
權(quán)利要求1.一種在碳轉(zhuǎn)化反應(yīng)器中的機(jī)械清焦裝置，包括以下次序連接的設(shè)備切削部分、支撐部分、固定環(huán)、底座部分、傳動裝置；切削部分連接支撐部分，支撐部分由固定環(huán)固定連接在底座部分上，底座部分與傳動裝置連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種在碳轉(zhuǎn)化反應(yīng)器中的機(jī)械清焦裝置，其特征在于所述切削部分為耐高溫硬質(zhì)金屬或者非金屬材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種在碳轉(zhuǎn)化反應(yīng)器中的機(jī)械清焦裝置，其特征在于設(shè)有一個切削部分；該部分可為圓形或者其他形狀，切削刃可為鋸齒形或者其他可切削形狀。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的一種在碳轉(zhuǎn)化反應(yīng)器中的機(jī)械清焦裝置，其特征在于設(shè)置有1個或者1個以上的支撐部分與切削部分連接；如果為多個支撐部分，則在多個支撐部分之間設(shè)置有一個或者多個固定環(huán)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種在碳轉(zhuǎn)化反應(yīng)器中的機(jī)械清焦裝置，其特征在于支撐部分與切削部分的連接可為螺紋連接、螺栓連接、銷連接、鍵連接或者其它配合連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種在碳轉(zhuǎn)化反應(yīng)器中的機(jī)械清焦裝置，其特征在于設(shè)置一個承擔(dān)支撐部分和傳動部分的底座連接部分；該部分可為圓形或者其它形狀。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種在碳轉(zhuǎn)化反應(yīng)器中的機(jī)械清焦裝置，其特征在于底座部分與支撐部分和傳動部分的連接可為螺紋連接、螺栓連接、銷連接、鍵連接或者其它配合連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種在碳轉(zhuǎn)化反應(yīng)器中的機(jī)械清焦裝置，其特征在于設(shè)置了傳動部分；該部分可為汽缸或油缸或者其它快捷機(jī)械傳動或電磁運動。
專利摘要一種在碳轉(zhuǎn)化反應(yīng)器中的機(jī)械清焦裝置，包括以下次序連接的設(shè)備切削部分、支撐部分、固定環(huán)、底座部分、傳動裝置切削部分連接支撐部分，支撐部分由固定環(huán)固定連接在底座部分上，底座部分與傳動裝置連接。本實用新型的有益效果是通過圖1中工作部件傳動裝置5的快速運動，帶動切削部分1、支持部分2、固定環(huán)3、底座部分4各部分整體上下運動，從而清除反應(yīng)器側(cè)壁的結(jié)焦，該技術(shù)不會引進(jìn)額外氣體，不會破壞反應(yīng)生成氣的成分，不會增加后續(xù)的氣體分離工作。因此機(jī)械清焦技術(shù)可使裂解裝置持續(xù)運行，延長了反應(yīng)器服務(wù)壽命，提高了工作可靠性，優(yōu)化了反應(yīng)器的設(shè)計、操作控制及溫度測量。
文檔編號B08B9/087GK201940403SQ201020182670
公開日2011年8月24日 申請日期2010年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月21日
發(fā)明者萬振國, 劉軍, 周延紅, 唐復(fù)興, 張磊, 張萍, 徐勇, 慕龍, 朱從軍, 李小花, 李永宏, 李自兵, 沙鋒, 熊新陽, 郭慶人, 郭文康, 黃崢嶸 申請人:新疆天業(yè)(集團(tuán))有限公司