一种甲烷部分氧化制乙炔裂解设备及其使用方法

技术领域

本发明涉及裂解设备技术领域，尤其涉及一种甲烷部分氧化制乙炔裂解设备及其使用方法。

背景技术

以甲烷为原料通过部分氧化裂解制备乙炔是工业化使用乙炔的主要来源，目前采用的工业化装置用于副产大量的高级炔和炭黑，其转化率大都在5.5～7.8％，转化的效率不高，同时裂解设备中包括了燃烧时，燃烧时首先使用，在使用时，缺少对其进气的限制和过滤，其中的杂质容易影响后续的工艺，因此，本发明提出一种甲烷部分氧化制乙炔裂解设备及其使用方法，用于解决上述问题。

发明内容

基于背景技术存在高级炔和炭黑，其转化的效率不高，同时裂解设备中包括了燃烧时，燃烧时首先使用，在使用时缺少对其进气的限制和过滤，其中的杂质容易影响后续的工艺的技术问题，本发明提出了一种甲烷部分氧化制乙炔裂解设备及其使用方法。

本发明提出的一种甲烷部分氧化制乙炔裂解设备，包括燃烧室，所述燃烧室的左侧固定安装有连接管，所述连接管的左侧固定安装有预热器，所述预热器的左侧固定安装有第一管道，所述第一管道的内侧固定安装有软管，所述第一管道的左侧设有第二管道，所述第二管道的右侧外侧固定安装有滑动环，所述第一管道的左侧外侧固定套设贴合环，所述贴合环与滑动环滑动接触，所述第二管道的外侧滑动连接有安装环，所述第一管道的外侧滑动连接有固定架，所述固定架上设有对称设置的控制机构，所述第一管道上设有对称设置的夹持机构，所述夹持机构和控制机构的数量均为两组，所述夹持机构与软管相配合，所述安装环上设有对称设置的解锁机构，所述第二管道上设有对称设置的定位机构，所述定位机构和解锁机构的数量均为两组，所述第一管道的内侧设有过滤板，所述过滤板与第二管道滑动接触。

优选的，所述控制机构包括对接架、两个复位弹簧、两个固定板、铰接杆和电动伸缩杆，所述对接架滑动连接在固定架的内侧，所述对接架与电动伸缩杆转动连接，所述电动伸缩杆转动连接在对接架的内侧，所述对接架与复位弹簧固定连接，所述复位弹簧与固定板固定连接，所述固定板固定安装在对接架的内侧，所述铰接杆固定连接在固定架的内侧，所述铰接杆与电动伸缩杆铰接连接。

进一步的，通过控制机构，控制机构用于在固定架的内侧放开滑动块，使得固定架可推动滑动块移动，滑动块就可推动插入板插入到第一管道内。

优选的，所述夹持机构包括固定杆、推动板、插入板、压缩弹簧和滑动块，所述固定杆与第一管道固定连接，所述固定杆与推动板转动连接，所述推动板与插入板滑动接触，所述插入板与固定杆滑动连接，所述固定杆延伸至第一管道内，所述插入板与压缩弹簧固定连接，所述压缩弹簧与第一管道固定连接，所述推动板与滑动块转动连接，所述滑动块与固定架滑动连接。

进一步的，通过夹持机构，夹持机构用于在第一管道内相互靠近，来与软管贴合，就可缩小软管的通过量，实现对燃烧室进气速度的调节。

优选的，所述解锁机构包括把手、定位弹簧、定位架和解锁架，所述把手与安装环固定连接，所述定位弹簧与安装环固定连接，所述定位弹簧与定位架固定连接，所述定位架与安装环滑动连接，所述解锁架与安装环滑动连接，所述解锁架与定位架滑动接触。

进一步的，通过解锁机构，解锁机构可先对安装环进行解锁或者定位，使得安装环可推动滑动杆移动，也可对滑动杆的位置进行定位，使得滑动杆无法移动。

优选的，所述定位机构包括滑动杆、推动杆和定位杆，所述滑动杆与安装环固定连接，所述滑动杆与推动杆转动连接，所述推动杆与定位杆转动连接，所述定位杆与滑动环滑动连接。

进一步的，通过定位机构，定位机构用于在滑动环上贴合环贴合，使得贴合环无法与滑动环脱离，就可实现对贴合环的贴合，就可将第一管道和第二管道连接起来，就可实现对过滤板的安装。

优选的，所述预热器的左侧固定安装有支撑杆，所述支撑杆与第一管道固定连接。

进一步的，支撑杆用于支撑第一管道，使得第一管道可稳定的处于预热器上。

优选的，所述配合架的右侧固定安装有等间距排列的多个定位块，所述滑动块的左侧固定安装有等间距排列的多个定位槽，所述定位块的外侧与定位槽的内壁滑动接触。

进一步的，在定位块插入到定位槽内后，定位块就可阻挡滑动块移动，定位块就可阻挡滑动块移动。

优选的，所述插入架的底部固定安装有插入杆，所述第二管道的顶部和底部均开设有插入槽，所述插入杆推动板与插入槽的内侧滑动接触。

进一步的，在插入杆插入到插入槽内后，插入杆就可阻挡安装环移动，就可实现对安装环的定位。

进一步的，还包括外设输入装置和控制模块，所述连接管与所述燃烧室的连接位置设置流量检测器，外设输入装置和流量检测器的检测信号分别输入至控制模块，控制模块的控制信号输出至电动伸缩杆和工业计算机。

流量检测器根据检测器两端的压强差和比阻计算出气体流量数据；

输入:管道的比阻s，检测器两端水平落差h，气体密度p，重力加速度g，扬程w，检测器两端长度L

输出：气体流量Q

流量检测器30将检测到的气体流量数据输入至控制模块，输出为电动伸缩杆(28)的运动距离

λ为电动伸缩杆的阻力系数，l为电动伸缩杆的长度，d为电动伸缩杆的内径，D为管道内径，p为气体密度，Q为气体流量。

本发明还提出了一种甲烷部分氧化制乙炔裂解设备的使用方法，包括实施例1的甲烷部分氧化制乙炔裂解设备，还包括以下步骤：

S1：调整预热器进气指标，在天然气中加入体积比0.5％-15％的乙烷和丙烷的混合物，然后混合后的气体依次通过第二管道、第一管道进入预热器；

S2：预热后的混合气体从所述预热器依次通过所述连接管和流量检测器进入所述燃烧室；

S3：预热温度调整在550-648℃，温度过高时，燃烧室喷水急冷，采用两层极冷，上层水用含高级炔和炭黑浓度高的回用水，下层用相对清洁的中水；

S4：然后在需要调整第一管道和第二管道的进气速度时，控制模块控制电动伸缩杆再推动固定架移动，固定架就可控制软管的气体通过量；

S5：在需要对第一管道和第二管道内的过滤板进行拆卸时，只需要在第一管道上按动解锁架和推动把手移动，就可放开第一管道，再将过滤板取出。

本发明的有益效果是：

1、通过控制机构，控制机构用于在固定架的内侧放开滑动块，使得固定架可推动滑动块移动，滑动块就可推动插入板插入到第一管道内；

2、通过夹持机构，夹持机构用于在第一管道内相互靠近，来与软管贴合，就可缩小软管的通过量，实现对燃烧室进气速度的调节；

3、通过解锁机构，解锁机构可先对安装环进行解锁或者定位，使得安装环可推动滑动杆移动，也可对滑动杆的位置进行定位，使得滑动杆无法移动；

4、所述配合架的右侧固定安装有等间距排列的多个定位块，所述滑动块的左侧固定安装有等间距排列的多个定位槽，所述定位块的外侧与定位槽的内壁滑动接触；

本发明通过调整进气指标和后续设备中的设置，就可提高转化效率，然后再通过对软管进行夹持就可控制预燃室的进气量，其中第一管道内的过滤板就可对气体进行过滤，方便使用。

附图说明

图1为本发明提出的一种甲烷部分氧化制乙炔裂解设备的结构主视示意图；

图2为本发明提出的一种甲烷部分氧化制乙炔裂解设备的结构侧视示意图；

图3为本发明提出的一种甲烷部分氧化制乙炔裂解设备的结构三维示意图；

图4为本发明提出的一种甲烷部分氧化制乙炔裂解设备的结构附图1中A放大示意图；

图5为本发明提出的一种甲烷部分氧化制乙炔裂解设备的结构附图1中B放大示意图；

图6为本发明提出的一种甲烷部分氧化制乙炔裂解设备的电气模块示意图。

图中：1、燃烧室；2、连接管；3、预热器；4、第一管道；5、软管；6、第二管道；7、滑动杆；8、推动杆；9、定位杆；10、滑动环；11、贴合环；12、过滤板；13、固定杆；14、推动板；15、插入板；16、压缩弹簧；17、支撑杆；18、安装环；19、把手；20、定位弹簧；21、定位架；22、解锁架；23、固定架；24、对接架；25、复位弹簧；26、固定板；27、铰接杆；28、电动伸缩杆；29、滑动块；30、流量检测器。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。

实施例1

参考图1-5，本实施例中提出了一种甲烷部分氧化制乙炔裂解设备，包括燃烧室1，燃烧室1的左侧固定安装有连接管2，连接管2的左侧固定安装有预热器3，预热器3的左侧固定安装有第一管道4，第一管道4的内侧固定安装有软管5，第一管道4的左侧设有第二管道6，第二管道6的右侧外侧固定安装有滑动环10，第一管道4的左侧外侧固定套设贴合环11，贴合环11与滑动环10滑动接触，第管道6的外侧滑动连接有安装环18，第一管道4的外侧滑动连接有固定架23，固定架23上设有对称设置的控制机构，第一管道4上设有对称设置的夹持机构，夹持机构和控制机构的数量均为两组，夹持机构与软管5相配合，安装环18上设有对称设置的解锁机构，第二管道6上设有对称设置的定位机构，定位机构和解锁机构的数量均为两组，第一管道4的内侧设有过滤板12，过滤板12与第二管道6滑动接触。

控制机构包括对接架24、两个复位弹簧25、两个固定板26、铰接杆27和电动伸缩杆28，对接架24滑动连接在固定架23的内侧，对接架24与电动伸缩杆28转动连接，电动伸缩杆28转动连接在对接架24的内侧，对接架24与复位弹簧25固定连接，复位弹簧25与固定板26固定连接，固定板26固定安装在对接架24的内侧，铰接杆27固定连接在固定架23的内侧，铰接杆27与电动伸缩杆28铰接连接，通过控制机构，控制机构用于在固定架23的内侧放开滑动块29，使得固定架23可推动滑动块29移动，滑动块29就可推动插入板15插入到第一管道4内。

夹持机构包括固定杆13、推动板14、插入板15、压缩弹簧16和滑动块29，固定杆13与第一管道4固定连接，固定杆13与推动板14转动连接，推动板14与插入板15滑动接触，插入板15与固定杆13滑动连接，固定杆13延伸至第一管道4内，插入板15与压缩弹簧16固定连接，压缩弹簧16与第一管道4固定连接，推动板14与滑动块29转动连接，滑动块29与固定架23滑动连接，通过夹持机构，夹持机构用于在第一管道4内相互靠近，来与软管5贴合，就可缩小软管5的通过量，实现对燃烧室1进气速度的调节。

解锁机构包括把手19、定位弹簧20、定位架21和解锁架22，把手19与安装环18固定连接，定位弹簧20与安装环18固定连接，定位弹簧20与定位架21固定连接，定位架21与安装环18滑动连接，解锁架22与安装环18滑动连接，解锁架22与定位架21滑动接触，通过解锁机构，解锁机构可先对安装环18进行解锁或者定位，使得安装环18可推动滑动杆7移动，也可对滑动杆7的位置进行定位，使得滑动杆7无法移动。

定位机构包括滑动杆7、推动杆8和定位杆9，滑动杆7与安装环18固定连接，滑动杆7与推动杆8转动连接，推动杆8与定位杆9转动连接，定位杆9与滑动环10滑动连接，通过定位机构，定位机构用于在滑动环10上贴合环11贴合，使得贴合环11无法与滑动环10脱离，就可实现对贴合环11的贴合，就可将第一管道4和第二管道6连接起来，就可实现对过滤板12的安装。

预热器3的左侧固定安装有支撑杆17，支撑杆17与第一管道4固定连接，支撑杆17用于支撑第一管道4，使得第一管道4可稳定的处于预热器3上。

配合架的右侧固定安装有等间距排列的多个定位块，滑动块29的左侧固定安装有等间距排列的多个定位槽，定位块的外侧与定位槽的内壁滑动接触，在定位块插入到定位槽内后，定位块就可阻挡滑动块29移动，定位块就可阻挡滑动块29移动。

插入架的底部固定安装有插入杆，第二管道6的顶部和底部均开设有插入槽，插入杆推动板14与插入槽的内侧滑动接触，在插入杆插入到插入槽内后，插入杆就可阻挡安装环18移动，就可实现对安装环18的定位。

工作原理：调整预热器3进气指标，天然气在进入预热器3前加入体积比0.5％-15％的乙烷和丙烷的混合物，燃烧室1喷水急冷时，采用两层极冷，上层水用含高级炔和炭黑浓度高的回用水，下层用相对清洁的中水，预热温度调整在550-648℃，就可大大的提高转化效率，然后在需要调整第一管道4和第二管道6的进气速度时，通过外设输入装置直接向控制模块中输入控制信号，控制模块控制两个电动伸缩杆28相互移动，电动伸缩杆28带动对接架24向左侧移动并压缩复位弹簧25，使得对接架24与滑动块29脱离，使得固定架23可推动滑动块29，固定架23向右侧移动后，推动滑动杆7向右侧移动，滑动杆7推动推动杆8，推动杆8推动滑动块29相互远离，两个滑动块29再带动两个插入板15的右侧相互靠近，来推动两个推动板14相互靠近，来与软管5贴合，就可缩小软管5的通过量，实现对燃烧室1进气速度的调节。

进一步的，还包括外设输入装置和控制模块，所述连接管2与所述燃烧室1的连接位置设置流量检测器30，外设输入装置和流量检测器30的检测信号分别输入至控制模块，控制模块的控制信号输出至电动伸缩杆28和工业计算机。

预热后的混合气体从所述预热器3依次通过所述连接管2和流量检测器30进入所述燃烧室，由于通过预热器3的时候，混合气体的实时流量会发生不确定的变化，流量检测器30将检测到的气体流量数据输入至控制模块，控制模块通过控制电动伸缩杆28再推动固定架23移动，固定架23就可控制预热器的气体进入量，进而实现通过检测燃烧室1输入气体量来调整预热器3的输入气体量的目的，进而保证了预热器4的工作平稳以及燃烧室2的工作稳定；

控制模块将接收到的流量检测器30的输入数据，以及控制模块发出的控制信号均同步输出至工业计算机进行保存。

还包括外设输入装置和控制模块，所述连接管2与所述燃烧室1的连接位置设置流量检测器30，外设输入装置和流量检测器30的检测信号分别输入至控制模块，控制模块的控制信号输出至电动伸缩杆28和工业计算机。

流量检测器30根据检测器两端的压强差和比阻计算出气体流量数据；

输入:管道的比阻s，检测器两端水平落差h，气体密度p，重力加速度g，扬程w，检测器两端长度L

输出：气体流量Q

流量检测器30将检测到的气体流量数据输入至控制模块，输出为电动伸缩杆(28)的运动距离

λ为电动伸缩杆28的阻力系数，l为电动伸缩杆28的长度，d为电动伸缩杆28的内径，D为管道内径，p为气体密度，Q为气体流量。

在需要对第一管道4和第二管道6内的过滤板12进行拆卸时，只需要对推动两个解锁架22向右侧移动，解锁架22推动定位架21向上移动，定位架21先压缩定位弹簧20，然后再对安装环18进行解锁，再向右侧推动把手19，把手19推动滑动杆7向右侧移动，滑动杆7推动推动杆8，推动杆8推动定位杆9再滑动环10上滑动并与贴合环11脱离，实现对第一管道4的拆卸，就可将过滤板12取出更换，然后再将第一管道4和第二管道6贴合，再拉动安装环18复位，然后再放开解锁架22，定位架21通过定位弹簧20的回弹复位，定位架21底端的插入杆插入到第二管道6上，在插入杆插入到插入槽内后，插入杆就可阻挡安装环18移动，就可实现对安装环18的定位过滤板12就可正常使用。

实施例2

本发明还提出了一种甲烷部分氧化制乙炔裂解设备的使用方法，包括实施例1的甲烷部分氧化制乙炔裂解设备，还包括以下步骤：

S1：调整预热器3进气指标，在天然气中加入体积比0.5％-15％的乙烷和丙烷的混合物，然后混合后的气体依次通过第二管道6、第一管道4进入预热器3；

S2：预热后的混合气体从所述预热器3依次通过所述连接管2和流量检测器30进入所述燃烧室1；

S3：预热温度调整在550-648℃，温度过高时，燃烧室1喷水急冷，采用两层极冷，上层水用含高级炔和炭黑浓度高的回用水，下层用相对清洁的中水；

S4：然后在需要调整第一管道4和第二管道6的进气速度时，控制模块控制电动伸缩杆28再推动固定架23移动，固定架23就可控制软管5的气体通过量；

S5：在需要对第一管道4和第二管道6内的过滤板12进行拆卸时，只需要在第一管道4上按动解锁架22和推动把手19移动，就可放开第一管道4，再将过滤板12取出。

以上仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。