CN104197733B - 蓄热式循环瓦斯气加热炉高温烧积碳装置及工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种蓄热式循环瓦斯气加热炉高温烧积碳装置及工艺，装置包括蓄热式循环瓦斯气加热炉，所述蓄热式循环瓦斯气加热炉下方的炉箅子、炉箅子支撑横梁和支柱采用陶瓷耐火材料砌筑；燃烧室热瓦斯出口对面炉壁上设烧积碳烟气出口，并通过管道与混合室连接，混合室上部设空气入口，下部设出气口。烧积碳工艺包括预热、烧积碳作业、混合气温度调节、烟气除尘等步骤。与现有技术相比，本发明的有益效果是：1)可采用高温明火烧积碳，清除积碳干净彻底；2)设置了烧积碳烟气余热回收和除尘系统，回收利用烟气热能，烟气达标排放，节能环保；3)陶瓷耐火材料对循环干馏气的析碳无催化作用，析碳现象明显减轻，有效提高加热炉工作效率。

Description

蓄热式循环瓦斯气加热炉高温烧积碳装置及工艺

技术领域

本发明涉及冶金和石化等行业蓄热式循环瓦斯气加热炉的烧积碳技术，尤其涉及一种蓄热式循环瓦斯气加热炉高温烧积碳装置及工艺。

背景技术

目前在冶金行业和石化行业的蓄热式循环瓦斯气加热炉中普遍采用耐热合金铸铁炉箅子、横梁和支柱支撑格子砖蓄热体，由于铸铁对循环干馏气的析碳具有催化的作用，循环干馏气在铸铁炉箅子及横梁上在催化剂的作用下大量生成，并与瓦斯气中的油泥粘结附着在铸铁炉箅子及横梁表面，形成粘稠坚韧的附着物，严重时会堵塞炉箅子通孔，导致加热炉不能正常工作。

目前清除积碳附着物最有效的方法是火焰烧损法，但铸铁构件支撑方式对烟气温度有严格限制，即烟气温度要低于400℃，超过此温度后铸铁构件强度明显下降，在上方格子砖重量的作用下会变形直至破损，因而在烧积碳时对时间和温度都需严格控制，无法完全彻底的将积碳附着物烧损。同时烧积碳产生的高温烟气未经除尘便由加热炉拱顶水封或人孔直接排入大气，造成环境污染。

发明内容

本发明提供了一种蓄热式循环瓦斯气加热炉高温烧积碳装置，格子砖支撑构件可承受1400℃以上高温，可采用高温明火烧积碳，清除积碳干净彻底；同时对烧积碳烟气进行余热回收和除尘，以达到节能环保的目的；本发明同时提供了基于该装置的高温烧积碳工艺。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

蓄热式循环瓦斯气加热炉高温烧积碳装置，包括蓄热式循环瓦斯气加热炉，所述蓄热式循环瓦斯气加热炉下方的炉箅子、炉箅子支撑横梁和支柱采用陶瓷耐火材料砌筑；燃烧室热瓦斯出口对面炉壁上设烧积碳烟气出口，并通过管道与混合室连接，混合室上部设空气入口，下部设出气口。

所述混合室下部出气口通过管道依次连通布袋除尘器、除尘风机、干燥车间和烟囱，混合气出气管道上设二次空气入口，混合室出气口及二次空气入口后的混合气出气管道上设测温点，布袋除尘器前的混合气出气管道上设差压计。

所述布袋除尘器上部设防爆安全阀，箱体连接有反吹氮气管道。

所述陶瓷耐火材料为高铝砖或粘土砖。

基于蓄热式循环瓦斯气加热炉高温烧积碳装置的高温烧积碳工艺，包括如下步骤:

1)烧积碳之前，延长燃烧期烧炉时间，使炉箅子区域的温度提高至750℃以上后，停止烧炉转入烧积碳作业；

2)关闭加热炉煤气燃烧阀、空气燃烧阀、热瓦斯出口阀、冷瓦斯入口阀和烟道阀；开启烟道支管空气入口管道调节阀、烧积碳烟气出口管道切断阀和混合室空气入口管道调节阀，启动除尘风机，开启除尘风机入口切断阀和除尘风机出口切断阀；在除尘风机抽力的作用下，助燃空气由烟道空气入口管道进入炉箅子下方积碳结焦区，该区域的积碳结焦遇见空气后开始燃烧，直至完全烧掉，烧积碳作业结束；

3)积碳燃烧产生的烟气经加热炉烧积碳烟气出口管道进入烟气空气混合室，烟气空气混合气经混合气出口管道向布袋除尘器流动；经过混合室出口测温点时检测温度，若温度超过200℃，则开启二次空气调节阀再次混入空气，并在其后的测温点再次测温，根据测得的温度值调节二次空气调节阀的开度，保证进入布袋除尘器的混合气体温度低于200℃；

4)混合气体经布袋除尘器除尘后，经干燥车间流化床干燥器干燥后由烟囱排入大气；

5)烧积碳作业之后对布袋进行反吹清灰，此时，关闭烟道支管空气入口管道调节阀、烧积碳烟气出口管道切断阀、混合室空气入口管道调节阀和二次空气调节阀，开启反吹氮气管道切断阀，脉冲氮气进入布袋内侧将布袋外表面的粘接物吹落，粘接物落入布袋除尘器下方的灰斗；当布袋入口与出口压差低于设定值时，反吹清灰结束；除尘灰采用吸排车或气力输送方式送至用户点。

所述烧积碳作业时，可采用移动式燃烧器配合进行局部燃烧，即将燃烧器对准积碳残留区域，接通电子打火器，开启燃烧器空气入口阀和燃烧器煤气入口阀，空气和煤气在燃烧器出口混合燃烧，将其前方的残留积碳烧损。

所述步骤3)中从混合室出气口流出的混合气先送干燥车间加热炉料回收热量，再送布袋除尘器除尘后由烟囱排入大气。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)蓄热式循环瓦斯气加热炉炉箅子、横梁及支柱全部由陶瓷耐火材料砌筑而成，具有非常高的耐温性能，该支撑结构的工作温度可以超过1400℃，可采用高温明火烧积碳，清除积碳干净彻底；

2)设置了烧积碳烟气余热回收和除尘系统，回收利用烟气热能，利用后的烟气达标排放，节能环保；

3)陶瓷耐火材料对循环干馏气的析碳无催化作用，与铸铁炉箅子比较，循环瓦斯的析碳现象明显减轻，有效提高加热炉工作效率。

附图说明

图1是本发明的设备连接及工艺流程图。

图中：1.加热炉2.空气燃烧阀3.热瓦斯出口阀4.冷瓦斯入口阀5.烟道阀6.烟道支管空气入口管道调节阀7.烟道空气入口管道8.燃烧器煤气入口管道9.燃烧器煤气入口阀10.燃烧器空气入口管道11.燃烧器空气入口阀12.燃烧器13.积碳结焦区14.炉箅子15.烧积碳烟气出口管道16.烧积碳烟气出口管道切断阀17.加热炉煤气燃烧阀18.煤气管道19.混合室空气入口管道20.混合室空气入口管道调节阀21.烟气空气混合室22.测温点一23.混合气出口管道24.二次空气管道调节阀25.测温点二26.差压计27.反吹氮气管道28.反吹氮气管道切断阀29.星形卸灰阀30.灰斗31.吸排车32.布袋除尘器33.防爆安全阀34.除尘后烟气管道35.除尘风机入口切断阀36.除尘风机出口切断阀37.除尘风机38.干燥车间39.净烟气管道烟囱

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

见图1，是本发明的设备连接及工艺流程图，本发明所述蓄热式循环瓦斯气加热炉高温烧积碳装置，包括蓄热式循环瓦斯气加热炉1，所述蓄热式循环瓦斯气加热炉1下方的炉箅子、炉箅子支撑横梁和支柱采用陶瓷耐火材料砌筑；燃烧室热瓦斯出口对面炉壁上设烧积碳烟气出口，并通过管道15与混合室21连接，混合室21上部设空气入口，下部设出气口。

所述混合室21下部出气口通过管道23依次连通布袋除尘器32、除尘风机37、干燥车间38和烟囱40，混合气出气管道23上设二次空气入口，混合室出气口及二次空气入口后的混合气出气管道23上设测温点22、25，布袋除尘器32前的混合气出气管道23上设差压计。

所述布袋除尘器32上部设防爆安全阀33，箱体连接有反吹氮气管道27。

所述陶瓷耐火材料为高铝砖或粘土砖。

本发明所述基于蓄热式循环瓦斯气加热炉高温烧积碳装置的高温烧积碳工艺，包括如下步骤：

1)烧积碳之前，延长燃烧期烧炉时间，使炉箅子区域的温度提高至750℃以上后，停止烧炉转入烧积碳作业；

2)关闭加热炉煤气燃烧阀17、空气燃烧阀2、热瓦斯出口阀3、冷瓦斯入口阀4和烟道阀5；开启烟道支管空气入口管道调节阀6、烧积碳烟气出口管道切断阀16和混合室空气入口管道调节阀20，启动除尘风机37，开启除尘风机入口切断阀35和除尘风机出口切断阀36；在除尘风机37抽力的作用下，助燃空气由烟道空气入口管道7进入炉箅子下方积碳结焦区13，该区域的积碳结焦遇见空气后开始燃烧，直至完全烧掉，烧积碳作业结束；

3)积碳燃烧产生的烟气经加热炉烧积碳烟气出口管道15进入烟气空气混合室21，烟气空气混合气经混合气出口管道23向布袋除尘器32流动；经过混合室出口测温点22时检测温度，若温度超过200℃，则开启二次空气调节阀24再次混入空气，并在其后的测温点25再次测温，根据测得的温度值调节二次空气调节阀24的开度，保证进入布袋除尘器32的混合气体温度低于200℃；

4)混合气体经布袋除尘器32除尘后，经干燥车间38流化床干燥器干燥后由烟囱40排入大气；

5)烧积碳作业之后对布袋进行反吹清灰，此时，关闭烟道支管空气入口管道调节阀6、烧积碳烟气出口管道切断阀16、混合室空气入口管道调节阀20和二次空气调节阀24，开启反吹氮气管道切断阀28，脉冲氮气进入布袋内侧将布袋外表面的粘接物吹落，粘接物落入布袋除尘器32下方的灰斗30；当布袋入口与出口压差低于设定值时，反吹清灰结束；除尘灰采用吸排车31或气力输送方式送至用户点。

所述烧积碳作业时，可采用移动式燃烧器12配合进行局部燃烧，即将燃烧器12对准积碳残留区域，接通电子打火器，开启燃烧器空气入口阀11和燃烧器煤气入口阀9，空气和煤气在燃烧器12出口混合燃烧，将其前方的残留积碳烧损。

所述步骤3)中从混合室21出气口流出的混合气先送干燥车间38加热炉料回收热量，再送布袋除尘器32除尘后由烟囱40排入大气。

以下实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。下述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法。

【实施例1】

见图1，是本发明蓄热式循环瓦斯气加热炉高温烧积碳装置的一种具体实施方式，所述装置包括通过管道依次连接的蓄热式循环瓦斯气加热炉1、布袋除尘器32、除尘风机37、干燥车间38和烟囱40。

加热炉1炉顶设空气管道和煤气管道，分别设空气燃烧阀2和煤气燃烧阀17。加热炉下部的冷瓦斯入口管道设冷瓦斯入口阀3，烟道管上设烟道阀5。

炉体下方的烟道支管上设空气入口，外接烟道空气入口管道7，并设烟道支管空气入口管道调节阀6。

燃烧室热瓦斯出口外接热瓦斯出口管道，并设热瓦斯出口阀3，热瓦斯出口对面的加热炉炉壁上设烧积碳烟气出口，并通过烧积碳烟气出口管道15与烟气空气混合室21连接，烧积碳烟气出口管道15上设烧积碳烟气出口管道切断阀16。混合室21上部设空气入口，连接外部空气入口管道19，并设调节阀20。混合室21下部设出气口，通过混合气出气管道23。

布袋除尘器32前的混合气出气管道23上设二次空气入口，外接二次空气入口管道，并设二次空气调节阀24。混合室21出气口及二次空气入口后的混合气出气管道23上分别设测温点一22和测温点二25。

布袋除尘器32箱体连接有反吹氮气管道27，其上设有反吹氮气管道切断阀28。

除尘风机前后的除尘后烟气管道34上分别设有除尘风机入口切断阀35和除尘风机出口切断阀36。

在瓦斯气加热炉1炉底板上用陶瓷耐火材料砌筑炉箅子支柱、横梁和炉箅子。通过过渡砖与上方的七孔格子砖连接，从而保证蓄热室格子砖通孔率为100％。炉箅子下方1米范围内为积碳结焦区13，烧积碳主要在此区域进行，由于采用了陶瓷耐火材料砌筑炉箅子支柱、横梁和炉箅子，陶瓷耐火材料的耐火度超过1700℃，烧积碳时产生的高温不会对炉箅子支柱、横梁和炉箅子产生破坏。

烧积碳过程是自烧自排的单炉作业，不影响其他加热炉正常生产。

本实施例中，在加热炉1燃烧室热瓦斯出口对面炉壁上设烧积碳烟气出口管道15，并在管道上设切断阀16，烟气出口管道15端部设烟气空气混合室21，空气由上方进入混合室21，烟气由水平方向进入混合室21，混合室21出口设测温点一22，根据混合气体的温度确定混兑的空气量，在混合室21下方的混合气体出口管道23上设有二次空气混合管道及调节阀24，以保证混合气体进入布袋除尘器32之前温度低于200℃。

布袋除尘器32由1至2个箱体组成，布袋除尘器32下方设灰仓30，灰仓30下方设排灰管，在排灰管上设星形卸灰阀29。因每年烧积碳1至2次，每次烧积碳的作业时间为2天，因此除尘箱体均为工作箱体，不设备用除尘箱体。每次烧积碳之后要对布袋进行反吹，清理布袋表面粘结物，并用吸排车31或负压抽吸方式将布袋除尘器灰斗30中的积灰排空，以备下次再用。布袋箱体上方安装一个防爆安全阀33，当系统压力高于40kPa时，安全阀33开启泄压，保护布袋除尘器32。

混合气经布袋除尘器32的净化后，出口气体含尘量控制在20mg/Nm³以下，可直接由净烟气管道39送往烟囱40达标排放，或经干燥车间中的流化床干燥器干燥并后经烟囱排放。从混合室21出气口流出的混合气也可先送干燥车间38加热炉料回收热量，再送布袋除尘器32除尘后由烟囱40排入大气。

考虑到由烟道支管进入的空气分布的不均匀性，空气流量小的地方积碳可能烧的不彻底，需要借助移动式燃烧器12进行局部烧积碳作业。

本实施例的工艺过程如下；

烧积碳之前，延长燃烧期烧炉时间，使炉箅子区域的温度提高至750℃以上后，停止烧炉转入烧积碳作业；

关闭加热炉煤气燃烧阀17、空气燃烧阀2、热瓦斯出口阀3、冷瓦斯入口阀4和烟道阀5；开启烟道支管空气入口管道调节阀6、烧积碳烟气出口管道切断阀16和混合室空气入口管道调节阀20，启动除尘风机37，开启除尘风机入口切断阀35和除尘风机出口切断阀36；在除尘风机37抽力的作用下，助燃空气由烟道空气入口管道7进入炉箅子下方积碳结焦区13，该区域的积碳结焦遇见空气后开始燃烧，直至完全烧掉，烧积碳作业结束；

积碳燃烧产生的烟气经加热炉烧积碳烟气出口管道15进入烟气空气混合室21，烟气空气混合气经混合气出口管道23向布袋除尘器32流动；经过混合室出口测温点22时检测温度，若温度超过200℃，则开启二次空气调节阀24再次混入空气，并在其后的测温点25再次测温，根据测得的温度值调节二次空气调节阀24的开度，保证进入布袋除尘器32的混合气体温度低于200℃；

混合气体经布袋除尘器32除尘后，经干燥车间38流化床干燥器干燥并回收余热，然后由烟囱40排入大气；

烧积碳作业之后对布袋进行反吹清灰，此时，关闭烟道支管空气入口管道调节阀6、烧积碳烟气出口管道切断阀16、混合室空气入口管道调节阀20和二次空气调节阀24，开启反吹氮气管道切断阀28，脉冲氮气进入布袋内侧将布袋外表面的粘接物吹落，粘接物落入布袋除尘器32下方的灰斗30；当布袋入口与出口压差低于设定值时，反吹清灰结束；除尘灰采用吸排车31或气力输送方式送至用户点。

采用移动式燃烧器12配合进行局部燃烧时，将燃烧器12对准积碳残留区域，接通电子打火器，开启燃烧器空气入口阀11和燃烧器煤气入口阀9，空气和煤气在燃烧器12出口混合燃烧，将其前方的残留积碳烧损。

Claims (4)

1.蓄热式循环瓦斯气加热炉高温烧积碳工艺，其特征在于，采用的装置包括蓄热式循环瓦斯气加热炉，所述蓄热式循环瓦斯气加热炉下方的炉箅子、炉箅子支撑横梁和支柱采用陶瓷耐火材料砌筑；燃烧室热瓦斯出口对面炉壁上设烧积碳烟气出口，并通过管道与混合室连接，混合室上部设空气入口，下部设出气口；所述混合室下部出气口通过管道依次连通布袋除尘器、除尘风机、干燥车间和烟囱，混合气出气管道上设二次空气入口，混合室出气口及二次空气入口后的混合气出气管道上设测温点，布袋除尘器前的混合气出气管道上设差压计；所述布袋除尘器上部设防爆安全阀，箱体连接有反吹氮气管道；具体工艺包括如下步骤:

1)烧积碳之前，延长燃烧期烧炉时间，使炉箅子区域的温度提高至750℃以上后，停止烧炉转入烧积碳作业；

2)关闭加热炉煤气燃烧阀、空气燃烧阀、热瓦斯出口阀、冷瓦斯入口阀和烟道阀；开启烟道支管空气入口管道调节阀、烧积碳烟气出口管道切断阀和混合室空气入口管道调节阀，启动除尘风机，开启除尘风机入口切断阀和除尘风机出口切断阀；在除尘风机抽力的作用下，助燃空气由烟道空气入口管道进入炉箅子下方积碳结焦区，该区域的积碳结焦遇见空气后开始燃烧，直至完全烧掉，烧积碳作业结束；

3)积碳燃烧产生的烟气经加热炉烧积碳烟气出口管道进入烟气空气混合室，烟气空气混合气经混合气出口管道向布袋除尘器流动；经过混合室出口测温点时检测温度，若温度超过200℃，则开启二次空气调节阀再次混入空气，并在其后的测温点再次测温，根据测得的温度值调节二次空气调节阀的开度，保证进入布袋除尘器的混合气体温度低于200℃；

4)混合气体经布袋除尘器除尘后，经干燥车间流化床干燥器干燥后由烟囱排入大气；

5)烧积碳作业之后对布袋进行反吹清灰，此时，关闭烟道支管空气入口管道调节阀、烧积碳烟气出口管道切断阀、混合室空气入口管道调节阀和二次空气调节阀，开启反吹氮气管道切断阀，脉冲氮气进入布袋内侧将布袋外表面的粘接物吹落，粘接物落入布袋除尘器下方的灰斗；当布袋入口与出口压差低于设定值时，反吹清灰结束；除尘灰采用吸排车或气力输送方式送至用户点。

2.根据权利要求1所述的蓄热式循环瓦斯气加热炉高温烧积碳工艺，其特征在于，所述烧积碳作业时，可采用移动式燃烧器配合进行局部燃烧，即将燃烧器对准积碳残留区域，接通电子打火器，开启燃烧器空气入口阀和燃烧器煤气入口阀，空气和煤气在燃烧器出口混合燃烧，将其前方的残留积碳烧损。

3.根据权利要求1所述的蓄热式循环瓦斯气加热炉高温烧积碳工艺，其特征在于，所述步骤3)中从混合室出气口流出的混合气先送干燥车间加热炉料回收热量，再送布袋除尘器除尘后由烟囱排入大气。

4.根据权利要求1所述的蓄热式循环瓦斯气加热炉高温烧积碳工艺，其特征在于，所述陶瓷耐火材料为高铝砖或粘土砖。