CN102353259A - 电磁感应加热高温熔盐管式炉 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种电磁感应加热高温熔盐管式炉，它包括热交换器熔盐罐体支承平台(8)，其特点是在热交换器熔盐罐体支承平台(8)的下面设熔盐炉坩埚(9)，熔盐炉坩埚(9)的内部有热钉或翅片(12)；在熔盐炉坩埚(9)上焊接热交换器熔盐罐体(5)，内有液相熔盐(6)，热交换器熔盐罐体(5)的上部设热电偶(3)和膨胀箱兼投熔盐料口(13)，热交换器熔盐罐体(5)上焊接热交换器(1)，整体构成管式炉；在管式炉整体外设置绝热保温层(4)，熔盐炉坩埚(9)部位外设置绝缘层(10)，在绝缘层(10)的外面设置N个感应器(11)，循环泵(14)炉体外循环炉内的液相熔盐；液相熔盐(6)为热载体，采用电磁感应加热方式加热熔盐，把熔盐炉技术应用到管式炉中，热效率高，炉体结构简单，同时克服环境污染。

Description

电磁感应加热高温熔盐管式炉

技术领域：

本发明涉及加热炉技术领域，具体地讲是一种电磁感应加热高温熔盐管式炉，适用于石油炼制、石油化工和化学、化纤工业等工业领域。

背景技术：

采用管式加热炉始于1910年左右，管式加热炉最初是作为取代炼油“釜式蒸锅”的工艺设备而发明的，它的诞生在炼油工业的历史上是划时代的事件，使炼油工艺从古老的间歇式釜式蒸馏进入到近代的“连续管式蒸馏”方式，从此开始逐步得到发展；所以管式加热炉也被叫做“管式釜”。管式加热炉是石油炼制、石油化工和化学、化纤工业中使用的工艺加热炉，它具有其他工业炉所没有的若干特点。管式加热炉的特征是：(1)被加热物质在管内流动，故仅限于加热气体或液体。而且，这些气体或液体通常都是易燃易爆的烃类物质，同锅炉加热水或蒸汽相比，危险性大，操作条件要苛刻得多；(2)加热方式为直接受火式；(3)只烧液体或气体燃料；(4)长周期连续运转，不间断操作。

目前，管式加热炉几乎参与了各类工艺过程。尤其在制造乙烯、氢气、氨等工艺流程中，它成为进行裂解或转化反应的心脏设备，支配着整个工厂或装置的产品质量、产品收率、能耗和操作周期。也存在着如下不足：(1)管式炉系统复杂，辐射室、对流室、余热回收系统、燃烧器、鼓风、引风等系统，事故率多，维护工作量大；(2)炉子效率低，辅助动力能耗大；(3)管式炉的热效率，根据功率负荷不同，管式炉的热效率有比较大的区别，热负荷小于1MW时，热效率低于55％；热负荷大于24MW时，热效率能达到90％；平均热效率在70％左右；(4)污染环境比较严重。

现有的熔盐炉是以煤、油、气为燃料，以液相熔盐为热载体，利用循环泵强制熔盐液相循环，将热能输送给用热设备，继而返回重新加热的直流式特种工业炉。但是燃料型熔盐炉也有如下不足：直接火式，盘管受热不均，高温区的盘管易变形烧穿，存在安全隐患；熔盐液相循环需要较长输送管路送到用热设备，又需要较长的管路回流到炉中再加热，熔盐液相循环流程中有较大的热损失，其能源利用率低，熔盐炉效率平均只有60％左右，加上辅助系统多，耗能也较大，熔盐炉总的系统能耗利用率比较低，污染环境很严重。

发明内容：

本发明的目的是克服上述已有技术的不足，而提供一种电磁感应加热高温熔盐管式炉，主要解决现有的管式加热炉系统复杂、结构复杂、效率和热效率低、污染严重及熔盐炉能源利用率低、耗能大及污染环境的大问题。

为了达到上述目的，本发明是这样实现的：电磁感应加热高温熔盐管式炉，它包括热交换器熔盐罐体支承平台，其特殊之处在于在热交换器熔盐罐体支承平台的下面设熔盐炉坩埚，熔盐炉坩埚的内部有热钉或翅片，以提高加热液相熔盐的升温速度，在热交换器熔盐罐体支承平台上面设熔盐罐体，熔盐罐体与下面的熔盐炉坩埚焊接连接，熔盐罐体内有液相熔盐，在熔盐罐体的上部设热电偶和设膨胀箱兼投熔盐料口，热电偶与控制系统接口连接，熔盐罐体与上面的热交换器焊接连接，热交换器内有流动物质的管束置于热交换器熔盐罐体内的液相熔盐中，构成熔盐管式炉；在熔盐管式炉整体外设置绝热保温层，在熔盐炉坩埚段的绝热保温层外设绝缘层，在绝缘层的外面设N个感应器，循环泵通过管路分别与熔盐炉坩埚的底端和熔盐罐体的上部连接，形成熔盐炉体外循环液相熔盐，熔盐温度均匀，热交换效率高。

本发明的电磁感应加热高温熔盐管式炉，其所述的N个感应器，N大于等于1，N为正整数。

本发明的电磁感应加热高温熔盐管式炉，其所述的管式炉是以液相熔盐为热载体，采用电磁感应熔盐炉坩埚的方式加热熔盐，是由熔盐炉坩埚直接加热液相熔盐。

本发明的电磁感应加热高温熔盐管式炉与已有技术相比具有突出的实质性特点和显著进步，以高温液相熔盐为热载体，采用电磁感应坩埚，坩埚自身产生热量直接加热熔盐，感应加热的电效率达到95％以上，把熔盐炉技术应用到管式炉中，感应加热式高温熔盐管式炉的特点如下：

1、熔盐做热载体载热能力强、温度均匀、稳定性好，可强制循环，应用面广泛，锅炉行业可普及低温的熔盐炉，技术难度系数较低，提高加热温度取决于坩埚材质的耐热耐腐蚀性能；2、电磁感应加热适用耐腐蚀耐热钢铸件或焊接件的坩埚，感应加热炉的电效率可达到95％以上，远比电阻加热的电效率高30％多，没有复杂的辅助装置系统节能更显著；电磁感应加热高温熔盐管式炉的使用寿命取决于坩埚的使用寿命，更换坩埚就可以了，选用耐腐蚀耐热合金钢的铸件或焊接件的坩埚的使用寿命远超过燃料型熔盐炉的使用寿命；3、感应加热的工作效率高，功率密度大，加热速度快，是电阻加热速度达不到的，加热温度调节快捷，没有燃料型炉加热的惰性，通电立即加热，断电立即停止加热。可以做到大功率快速升温，低功率维持系统正常运转，不浪费能源；4、感应器在正常工作条件下可终身制，感应加热系统简单，维护管理方便，没有燃料型加热系统的逐多的弊端，没有燃料燃烧气体腐蚀、温度不均使受热元件变型损坏等事故，比较燃料型加热炉，系统结构极大的简化节省大量的钢材，完全自动化控制，安全性能好，除感应器本身带电以外，感应加热的炉体及热载体等系统都不带电，有好的接地措施会更安全；5、没有燃料型炉子的逐多的弊端，设备使用寿命提高了，维护工作量减少很多，提高了自动化程度，设备高质量的运转给提高产品质量创造了条件，给降低工业产品成本创造很大的空间，所生产的产品具备很大的竞争能力。

附图说明：

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式：

为了更好地理解与实施，下面结合附图给出具体实施例详细说明本发明。

实施例1，参见图1，采用耐腐蚀耐热钢铸件或焊接件制做熔盐炉坩埚9，熔盐炉坩埚9内有热钉或翅片12，用于加快液相熔盐6的升温速度，用热丁或翅片根据功率或熔盐炉坩埚9的规格不同的具体情况而定，将熔盐炉坩埚9安装在熔盐罐体支承平台8的下面，熔盐罐体5安装在支承平台8上面，熔盐罐体5与下面的熔盐炉坩埚9焊接为一体，熔盐罐体5的上部适当位置安装热电偶3，热电偶3是电磁感应加热高温熔盐管式炉实现自动化控制的测温元件，与控制系统接口连接，再在熔盐罐体5的上部适当位置安装膨胀箱兼投熔盐料口13；将熔盐罐体5与上面的热交换器1焊接为一体，使热交换器1内有流动物质的管束浸在熔盐罐体5内的液相熔盐6中；在炉体外做绝热保温层4，做完绝热保温层4后，再在熔盐炉坩埚9的位置的绝热保温层4外做绝缘层10，然后在绝缘层10的外面安装N个感应器11，N大于等于1，N为正整数，循环泵14通过管路分别与熔盐炉坩埚9的底端和热交换器熔盐罐体5的上部连接，形成熔盐炉体外循环，熔盐温度均匀，热交换率高；从膨胀箱兼投熔盐料口13投入熔盐加热成液相熔盐6，即形成了电磁感应加热高温熔盐管式炉。

本发明所述的电磁感应加热高温熔盐管式炉的工作原理：通电后，感应器11与变频电源接通后，N个感应器11与熔盐炉坩埚9产生变频电磁场，使感应加热高温熔盐炉坩埚9自身产生热量而直接加热液相熔盐6，炉里的液相熔盐为“热载体”，把热交换器1的管束内有流动物质的管束浸在“热载体”中，浸在“热载体”中的管束内的流动物质与“热载体”进行热交换，满足需要，调整功率就可以实现工况温度调整，也可以选择不同的熔盐满足不同的温度要求，实现生产工艺用热能的需求。

本发明电磁感应加热高温熔盐管炉的感应器与变频电源匹配，根据电磁感应加热高温熔盐管式炉功率不同，可选择工频、中频、高频、超高频等电源。

Claims (3)

1.电磁感应加热高温熔盐管式炉，它包括热交换器熔盐罐体支承平台(8)，其特征在于在热交换器熔盐罐体支承平台(8)的下面设熔盐炉坩埚(9)，熔盐炉坩埚(9)的内部有热钉或翅片(12)；在热交换器熔盐罐体支承平台(8)上面设置热交换器熔盐罐体(5)，热交换器熔盐罐体(5)与下面的熔盐炉坩埚(9)焊接连接，热交换器熔盐罐体(5)内有液相熔盐(6)，在热交换器熔盐罐体(5)的上部设热电偶(3)和设膨胀箱兼投熔盐料口(13)，热电偶(3)与控制系统接口连接，热交换器熔盐罐体(5)与上面的热交换器(1)焊接连接，热交换器(1)内有流动物质的管束置于热交换器熔盐罐体(5)内的液相熔盐(6)中，构成熔盐管式炉；在管式炉整体外设置绝热保温层(4)，在熔盐炉坩埚(9)部位的绝热保温层(4)外设置绝缘层(10)，在绝缘层(10)外设置N个感应器(11)；管式炉体外设置循环泵(14)通过管路分别与熔盐炉坩埚(9)的底端和熔盐罐体(5)的上部相通连接。

2.根据权利用要求1所述的电磁感应加热高温熔盐管式炉，其特征在于所述的N个感应器(11)，N大于等于1，N为正整数。

3.根据权利要求1-2所述的电磁感应加热高温熔盐管式炉，其特征在于所述的管式炉是以液相熔盐为热载体，采用电磁感应加热方式加热熔盐。

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