CN102408907B - 一种利用裂解余热的加热方法及其设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种利用裂解余热的加热方法及其设备，尤其是一种利用裂解废旧橡胶、塑料余热的加热方法及其设备。本发明主要采用设有回风腔和混风室的加热炉，对裂解余热以及裂解过程中产生的可燃气体进行回用，采用本发明不仅可以延长加热炉的使用寿命，而且还实现了换热后热风的回用，节约资源。
Description
技术领域
本发明涉及一种利用裂解余热的加热方法及其设备，尤其是一种利用裂解废旧橡胶、塑料余热的加热方法及其设备。
背景技术
采用裂解釜将废旧塑料、橡胶催化裂解为低分子烃类，以燃油的形式回收利用，已成为废旧塑料、橡胶回收利用的有效途径，由于裂解所需温度较高，人们通常采用加热炉对裂解釜进行加热。目前，常用的加热炉大致分为两种，一种是仅仅是在炉膛外部设置保温层，将燃料置于炉膛内长期燃烧，从而提供保证釜内裂解所需温度。然而，催化裂解塑料、橡胶一般要求温度在400℃以上，所以加热炉内温度需要远远高于400℃，加热炉长期处于此高温环境下，很容易造成炉体材料变形、烧坏，缩短使用寿命。另一种是由燃烧室和燃烧室外的炉腔构成的加热炉，被加热流体在炉腔内被加热，该种加热炉通常引进的是冷流体，当冷流体进入炉腔时，很容易由于骤冷骤热，温差过大造成炉体损坏。而且，上述两种加热炉都是将加热后的热风直接排放，不能充分利用其热量，造成过多的能源浪费。
申请人在专利200910016783.1中曾经提到一种回用裂解余热进行加热的方法，虽然该方法是将裂解的余热与即将送入裂解器的高温热风直接混合，但是由于采用的加热炉仅仅是一层结构，在整个过程中回用的余热并没有通过吸收热量降低炉体壁温度，所以炉体仍然长期处于高温状态下，使用寿命缩短。
发明内容
针对上述问题，本发明提出了一种利用裂解余热的加热方法及其设备，采用本发明，不仅可以延长加热炉的使用寿命，而且还实现了裂解余热以及裂解过程中产生的可燃气体的充分回用，节约资源。
本发明所述的利用裂解余热的加热方法，是通过如下的加热炉实现：
该加热炉，包括炉体，炉体内部设有燃烧室，炉体前端设有加热装置I，加热装置I上设有可燃气进口和空气进口，炉体与燃烧室之间设有回风腔；燃烧室前设有混风室；回风腔与混风室相通；回风腔和混风室的腔体壁内设有螺旋导流片；炉体上设有与回风腔相通的热风进口以及与混风室相通的热风出口；
加热的主要步骤为：裂解过程中产生的可燃气体首先回用至炉体前端加热装置I上的可燃气进口，与从空气进口进入的空气混合燃烧；对裂解器进行加热后的回风通过热风进口进入回风腔，通过吸收炉体内的热量降低炉体壁的温度，然后进入燃烧室前的混风室，与燃烧室中的获得的高温热风通过螺旋导流片混合，最后从与混风室相通的热风出口排出，进入裂解器；
所述的可燃气体为裂解气。
针对上述工艺要求，本发明提出了一种加热炉，包括炉体，炉体内部设有燃烧室，炉体前端设有加热装置I，加热装置I上设有可燃气进口和空气进口，炉体与燃烧室之间设有回风腔；燃烧室前设有混风室；回风腔与混风室相通；回风腔和混风室的腔体壁内设有螺旋导流片；炉体上设有与回风腔相通的热风进口以及与混风室相通的热风出口。
炉体前端设有辅助加热装置II。
燃烧室外部为耐火层。
炉体外设有保温层。
具体工作时，裂解过程中产生的可燃气体首先回用至炉体前端加热装置I上的可燃气进口，与从空气进口进入的空气混合燃烧，将空气在燃烧室内加热至所需温度，形成热风，通过热风出口进入裂解釜底部，对裂解釜进行加热，使得废旧塑料或者橡胶达到裂解所需温度；加热后的热风温度降低，达不到裂解温度要求，便通过炉体上的热风进口返回炉体与燃烧室之间的回风腔，在螺旋导流片的作用下，继续进入燃烧室前的混风室，与燃烧室中通过裂解气加热获得的热风混合均匀，达到裂解所需温度，经热风出口再次进入裂解釜的加热机构内如热风腔等，对裂解釜进行加热，实现了资源的循环利用，大大降低了生产的成本。使用者可以通过调节回风量和加热过程中产生的热风量，实现调温。
一般回风温度为200-450℃，混合后的热风温度为400-600℃。
在该过程中，回风的温度低于燃烧室中温度，回风充满整个回风腔，使得腔体壁的温度低于燃烧室中的温度，避免了长期高温加热炉体造成的炉体过快损坏，延长了炉体寿命。
在该工作过程中，加热炉前端的加热装置I除了加热作用以外，还具有调节裂解釜内压力的作用，如果裂解釜中压力过大，则通过增大加热装置I中回用的可燃气体流量，达到减小裂解釜内压力的情况；同理，如果裂解釜中压力趋于平稳，则减小加热装置I中回用的可燃气体流量即可。
炉体前端设有辅助加热装置II，辅助加热装置II采用现有技术中常用的辅助加热装置，如果仅仅使用加热装置I达不到所需的温度时，可以同时使用辅助加热装置II，达到裂解所需温度。
燃烧室外部为耐火层，炉体外设有保温层，避免热量损失，能源浪费。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1、对加热后的热风以及裂解过程中产生的可燃气体进行回用，既避免能源浪费，又使得整个裂解过程中无污染外排；
2、对加热后的热风进行回用，而不采用直接引入冷风进行加热，避免了引入风与加热风之间温差过大造成的炉体损伤；
3、由于回风的温度低于燃烧室中直接产生的热风温度，在一定程度上降低了炉体材料的表面温度，同时又使得燃烧室中无需剧烈加热即可达到所需温度，避免了炉体长时间处于剧烈加热状态，延长了炉体的使用寿命。
4、对裂解过程中产生的可燃气体进行回用，实现了对裂解釜内压力调节。
附图说明
图1为本发明剖示图；
图2为图1的A-A向视图；
图中：1为炉体，2为燃烧室，3为回风腔，4为混风室，5为螺旋导流片，6、热风进口，7为热风出口，8为保温层，9为耐火层，10为加热装置I，11为可燃气进口，12为空气进口，13为辅助加热装置II。
具体实施方式
实施例1
一种利用裂解余热的加热方法，是通过如下的加热炉实现：
该加热炉，包括炉体1，炉体1内部设有燃烧室2，炉体1前端设有加热装置I10，加热装置I10上设有可燃气进口11和空气进口12，炉体1与燃烧室2之间设有回风腔3；燃烧室2前设有混风室4；回风腔3与混风室4相通；回风腔3和混风室4的腔体壁内设有螺旋导流片5；炉体1上设有与回风腔3相通的热风进口6以及与混风室4相通的热风出口7；
裂解过程中产生的可燃气体首先回用至炉体1前端加热装置I10上的可燃气进口11，与从空气进口12进入的空气混合燃烧；对裂解器进行加热后的回风通过热风进口6进入回风腔3，通过吸收炉体1内的热量降低炉体壁的温度，然后进入燃烧室2前的混风室4，与燃烧室2中获得的高温热风通过螺旋导流片5混合，最后从与混风室4相通的热风出口7排出，进入裂解器；
所述的可燃气体为裂解气。
实施例2
一种利用裂解余热的加热方法，是通过如下的加热炉实现：
该加热炉，包括炉体1，炉体1内部设有燃烧室2，炉体1前端设有加热装置I10，加热装置I10上设有可燃气进口11和空气进口12，炉体1与燃烧室2之间设有回风腔3；燃烧室2前设有混风室4；回风腔3与混风室4相通；回风腔3和混风室4的腔体壁内设有螺旋导流片5；炉体1上设有与回风腔3相通的热风进口6以及与混风室4相通的热风出口7；炉体1前端设有辅助加热装置II13。
具体工作时，裂解过程中产生的裂解气首先回用至炉体1前端加热装置I10上的可燃气进口11，与从空气进口12进入的空气混合燃烧，将空气在燃烧室2内加热，形成热风，通过热风出口7进入裂解釜底部，对裂解釜进行加热，使得废旧塑料或者橡胶达到裂解所需温度；加热后的热风温度降为200-250℃，达不到裂解温度要求，便通过炉体1上的热风进口6返回炉体1与燃烧室2之间的回风腔3，在螺旋导流片5的作用下，继续进入燃烧室2前的混风室4，与燃烧室2中获得的高温热风混合均匀，达到裂解所需温度400-450℃，经热风出口再次进入裂解釜的加热机构内如热风腔，对裂解釜进行加热。使用者可以通过调节回风量和加热过程中产生的热风量，实现调温。
在该过程中，回风的温度低于燃烧室2中温度，回风充满整个回风腔3，使得腔体壁的温度低于燃烧室2中的温度，避免了长期高温加热炉体造成的炉体过快损坏，延长了炉体1寿命。
在该工作过程中，加热炉前端的加热装置I10除了加热作用以外，还具有调节裂解釜内压力的作用，如果裂解釜中压力过大，则通过增大加热装置I10中回用的可燃气体流量，达到减小裂解釜内压力的情况；同理，如果裂解釜中压力趋于平稳，则减小加热装置I10中回用的可燃气体流量即可。
炉体前端设有辅助加热装置II13，辅助加热装置II13采用现有技术中常用的辅助加热装置，如果仅仅使用加热装置I10达不到所需的温度时，可以同时使用辅助加热装置II13，达到裂解所需温度。
实施例3
一种利用裂解余热的加热方法，是通过如下的加热炉实现：
该加热炉，包括炉体1，炉体1内部设有燃烧室2，炉体1前端设有加热装置I10，加热装置I10上设有可燃气进口11和空气进口12，炉体1与燃烧室2之间设有回风腔3；燃烧室2前设有混风室4；回风腔3与混风室4相通；回风腔3和混风室4的腔体壁内设有螺旋导流片5；炉体1上设有与回风腔3相通的热风进口6以及与混风室4相通的热风出口7；炉体1前端设有辅助加热装置II13，燃烧室2外部为耐火层9，炉体1外设有保温层8。
具体工作时，裂解过程中产生的裂解气首先回用至炉体1前端加热装置I10上的可燃气进口11，与从空气进口12进入的空气混合燃烧，将空气在燃烧室2内加热，形成热风，通过热风出口7进入裂解釜底部，对裂解釜进行加热，使得废旧塑料或者橡胶达到裂解所需温度；加热后的热风温度降为400-450℃，达不到裂解温度要求，便通过炉体1上的热风进口6返回炉体1与燃烧室2之间的回风腔3，在螺旋导流片5的作用下，继续进入燃烧室2前的混风室4，与燃烧室2中获得的高温热风混合均匀，达到裂解所需温度550-600℃，经热风出口再次进入裂解釜的加热机构内如热风腔，对裂解釜进行加热。使用者可以通过调节回风量和加热过程中产生的热风量，实现调温。
在该过程中，回风的温度低于燃烧室2中温度，回风充满整个回风腔3，使得腔体壁的温度低于燃烧室2中的温度，避免了长期高温加热炉体造成的炉体过快损坏，延长了炉体1寿命。
在该工作过程中，加热炉前端的加热装置I10除了加热作用以外，还具有调节裂解釜内压力的作用，如果裂解釜中压力过大，则通过增大加热装置I10中回用的可燃气体流量，达到减小裂解釜内压力的情况；同理，如果裂解釜中压力趋于平稳，则减小加热装置I10中回用的可燃气体流量即可。
炉体前端设有辅助加热装置II13，辅助加热装置II13采用现有技术中常用的辅助加热装置，如果仅仅使用加热装置I10达不到所需的温度时，可以同时使用辅助加热装置II13，达到裂解所需温度，燃烧室2外部为耐火层9，炉体1外设有保温层8，避免热量损失，能源浪费。
Claims (6)
1.一种利用裂解余热的加热方法，其特征在于：通过如下的加热炉实现：
该加热炉，包括炉体（1），炉体（1）内部设有燃烧室（2），炉体（1）前端设有加热装置I（10），加热装置I（10）上设有可燃气进口（11）和空气进口（12），炉体（1）与燃烧室（2）之间设有回风腔（3）；燃烧室（2）前设有混风室（4）；回风腔（3）与混风室（4）相通；回风腔（3）和混风室（4）的腔体壁内设有螺旋导流片（5）；炉体（1）上设有与回风腔（3）相通的热风进口（6）以及与混风室（4）相通的热风出口（7）；
加热的主要步骤为：裂解过程中产生的可燃气体首先回用至炉体前端加热装置I上的可燃气进口，与从空气进口进入的空气混合燃烧；对裂解器进行加热后的回风通过热风进口（6）进入回风腔（3），通过吸收炉体内的热量降低炉体壁的温度，然后进入燃烧室（2）前的混风室（4），与燃烧室（2）中获得的高温热风通过螺旋导流片（5）混合，最后从与混风室（4）相通的热风出口（7）排出，进入裂解器；
所述的可燃气体为裂解气；
回风温度为200-500℃；
混合后的热风温度为400-600℃；
加热装置I通过调节回用的可燃气体流量调节裂解釜内压力。
2.根据权利要求1所述的利用裂解余热的加热方法，其特征在于：通过调节回风量和加热过程中产生的热风量，实现调温。
3.一种加热炉，包括炉体（1），炉体（1）内部设有燃烧室（2），炉体（1）前端设有加热装置I（10），加热装置I（10）上设有可燃气进口（11）和空气进口（12），炉体（1）与燃烧室（2）之间设有回风腔（3）；燃烧室（2）前设有混风室（4）；回风腔（3）与混风室（4）相通；回风腔（3）和混风室（4）的腔体壁内设有螺旋导流片（5）；炉体（1）上设有与回风腔（3）相通的热风进口（6）以及与混风室（4）相通的热风出口（7）。
4.根据权利要求3所述的加热炉，其特征在于：炉体（1）前端设有辅助加热装置II（13）。
5.根据权利要求3所述的加热炉，其特征在于：燃烧室（2）外部为耐火层（9）。
6.根据权利要求3所述的加热炉，其特征在于：炉体（1）外设有保温层（8）。
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