CN106439803A - 一种液态轻烃燃料气化的燃烧系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于轻烃燃气配制燃烧领域，具体公开了一种液态轻烃燃料气化的燃烧系统。在热工炉窑的烟道内设置轻烃燃料蒸发装置，利用烟气余热将轻烃燃料加热气化，并将气态轻烃燃料与炉窑烟气或空气(或烟气与空气混合气)混合，未完全气化的残液通过油泵送到热工炉窑燃烧装置，与气态燃气同时燃烧。在满足工艺温度要求的前提下，大幅度降低燃气热值，提高气态轻烃燃料与助燃空气的混合效果，降低炉窑烟气中固体颗粒污染物含量，降低了火焰中心区温度，降低了NO_x排放水平及能源消耗水平。

Description

一种液态轻烃燃料气化的燃烧系统

技术领域

本发明涉及液态燃料气化燃烧领域，特别涉及一种液态轻烃燃料气化的燃烧系统。

背景技术

化石燃料在燃烧过程中，不可避免地形成一些有毒、有害的物质。不同的燃料形态，燃烧后形成的有毒、有害的物质的数量是不同的。即使是同一种燃料，当它以固态、液态和气态三种物理形态分别燃烧时，其污染物的排放水平也是不一样的。具体说就是，同一热工设备，使用固体燃料燃烧时污染物排放水平最严重，液体燃料燃烧时，污染物排放水平次之，气体燃料燃烧时，污染物排放水平最轻。这是由于燃料在燃烧时产生的二次污染物和燃料在燃烧时的受控程度有关，越容易控制的燃料，其燃烧时产生的二次污染物越少。

由于燃煤对环境对环境污染较大，将其逐渐退出历史舞台已经成为必然。天然气以及轻烃是燃煤的理想替代产品。由于燃煤用户所在区域相当部分没有铺设天然气管道，或者没有足够的天然气源，使用天然气代替燃煤存在一定困难。而应用轻烃燃料则无此障碍，且轻烃燃料全球资源量及我国的工程技术水平足以当此大任。

在全球资源和能源结构调整的大背景下，充分利用全球轻烃燃料资源是我国改变一次能源结构，进而提升我国大气治理进程的一个历史性机遇。

轻烃燃料中硫份以及含氮量远比煤的含量低。轻烃燃料燃烧后，其烟气中的含尘量、SO₂、NO_x含量，远比燃煤燃烧时，烟气的含尘量、SO₂、NO_x低，可以大大减轻对环境的污染，满足最新的国家环保要求。

针对轻烃燃料，在不降低燃料利用效率的前提下，如何尽可能减小二次污染物排放，是亟待解决的问题。本技术是以轻烃燃料常温、常压下为液态，当温度超过一定温度时，轻烃燃料中绝大部分组分气化，剩余组分重量不足10％的特点为出发点。

将轻烃燃料作为燃料时，将绝大部分轻烃燃料以气态方式燃烧，较易实现，只需要将轻烃燃料加热至一定温度即可。但这需要付出一定的能源消耗。而在上述各领域的热工炉窑在生产过程中，会产生大量的中、低温废气，个别炉窑的废气排放温度甚至会更高。这部分废气余热的数量足以满足绝大部分轻烃燃料气化所需。一旦实现此工艺目标，不仅可以降低颗粒污染物及NO_x的排放水平，同时由于燃料温度的提高，也同时将一部分物理热带入炉膛，在完成同一工艺目标的前提下，燃料的单耗会有相当幅度的降低。

轻烃燃料热值很高，在液态时，其热值在46000KJ/KG左右,而在气态(标态)时，其热值更是达到160000KJ/Nm3左右。要使这么高热值的燃料既要燃烧充分，又能满足环保排放，无疑对燃烧装备的要求是极高的。而在目前的燃烧器市场上，能同时满足充分燃烧及环保排放要求的极其少见。因此，调整燃料热值，同时满足燃料充分燃料和环保排放，也是本发明的内容之一。

发明内容

本发明是为了利用废气余热、减小二次污染物的排放、降低燃料消耗、增加燃料利用率，为实现上述目的，本发明通过以下方案予以实现：

一种液态轻烃燃料气化的燃烧系统，包括控制系统、进油管、烟道、设置在烟道内或烟道外的蒸发装置、引风机、与蒸发装置相连通的收集罐、与收集罐连接的混合罐、热工炉窑燃烧装置和油泵，引风机可以将烟道内气体或空气(或烟气与空气混合气体)通过烟气管引入到混合罐中，蒸发装置通过输气管与混合罐相连接，输气管和烟气管上设有阀门，混合罐后设有热值仪，蒸发装置内的液态轻烃燃料在热工炉窑燃烧产生的烟气余热作用下气化，油泵可以使蒸发装置内的未气化的液态轻烃燃料转移到燃烧设备，过量的液态轻烃燃料通过回流管转移到蒸发装置中。热工炉窑燃烧装置包括燃烧设备、储气罐和鼓风机，储气罐中的压缩气体将液态轻烃燃料雾化后，供燃烧设备使用。阀门包括快速切断阀、稳压阀和调节阀。控制装置，可以检测和控制液态轻烃燃料气化燃烧系统的热工参数。热工参数包括压力、温度、液位、气体混合比例。

本发明所述轻烃燃气包括：稳定轻烃、轻烃、凝析油、石脑油、页岩油、轻、重柴油等，适用于以废气作为热源来加热轻烃燃料，并使之气化燃烧的采暖、发电、玻璃炉窑、陶瓷炉窑、冶金炉窑、机械炉窑行业等。

本发明的有益效果是：

该系统操作简便，利用了废气余热、减小了二次污染物的排放、降低了燃料消耗、增加了燃料利用率。

附图说明

图1：本发明一种轻烃燃气发生系统结构示意图。

图中：1.烟囱；2.进油管；3.引风机；4.烟气管；5.输气管；6.收集罐；7.烟道；8.混合罐；9.燃气管；10.燃烧设备；11.储气罐；12.鼓风机；13.输液管；14.回油管；15.油泵；16.蒸发装置。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进一步说明：

如图1所示，某热工炉窑的燃烧系统为：“气、液两相燃烧”，可以100％燃烧气态轻烃燃料，可以100％燃烧液态轻烃燃料，也可以使两种形态的燃料按任意比例进行燃烧。在该热工炉窑的烟道7(或烟道7外)设置轻烃燃料蒸发装置16，罐车或者油库中的轻烃燃料通过进油管2进入蒸发装置16中，轻烃燃料在蒸发装置16中的液位，通过控制系统的控制，使之维持在一定范围内，控制系统还可以检测控制和设定蒸发装置16内的温度。热工炉窑燃烧产生的烟气余热通过轻烃燃料蒸发装置16时，蒸发装置16内的轻烃燃料会由于受热不断蒸发，气化后的轻烃燃料进入收集罐6，收集罐6中的气态轻烃燃料，通过带有系列阀门与设施的输气管5与引风机3按一定比例抽取的热烟气(或空气或热烟气与空气的混合物)在通过带有系列阀门的烟气管4后，按一定比例进入混合罐8进行混合，形成具有设定热值的燃气，通过燃气管9供热工炉窑使用。系列阀门是供热工炉窑燃气热值控制所用，主要包括燃气快速切断阀、燃气稳压阀、燃气调节阀、快速切断阀、稳压阀、调节阀及在线热值仪等。

当轻烃燃料的蒸发装置16的温度控制在设定温度时，轻烃燃料中会有极少量的组分还未蒸发，形成残液，随时间的推移，降低蒸发装置16的效率，通过热工窑炉燃烧系统将蒸发装置16内的残液及时处理。热工炉窑燃烧装置包括：燃烧设备10、储气罐11、鼓风机12、输液管13、回油管14，通过油泵15将蒸发装置16内的残液泵回到燃烧设备10中，与一定热值的气态轻烃燃气及助燃空气在炉内混合燃烧，过量的液态轻烃燃料通过回油管14回流到蒸发装置16中。

轻烃燃料经过上述系统燃烧后，经烟囱1排出废气，该废气不仅大大降低液态燃料燃烧产生的二次污染物数量，而且由于燃料温度的提高，带入炉内的物理热也相应增加，热工炉窑的燃料消耗也随之降低了。

以上所述仅是本发明的基本原理，并非对本发明作任何限制，凡是依据本发明对其进行等同变化和修饰，均在本专利技术保护方案的范畴之内。

Claims (5)

1.一种液态轻烃燃料气化的燃烧系统，其特征在于：包括控制系统、进油管、烟道、设置在烟道内或烟道外的蒸发装置、引风机、与蒸发装置相连通的收集罐、与收集罐连接的混合罐、热工炉窑燃烧装置和油泵，所述引风机可以将烟道内气体或空气或烟气与空气的混合气体通过烟气管引入到混合罐中，所述蒸发装置通过输气管与所述混合罐相连接，所述输气管和烟气管上设有阀门，所述混合罐后设有热值仪，所述油泵可以使所述蒸发装置内的未气化的液态轻烃燃料转移到所述燃烧设备，过量的液态轻烃燃料通过回油管转移到所述蒸发装置中。

2.根据权利要求1所述一种液态轻烃燃料气化的燃烧系统，其特征在于：所述热工炉窑燃烧装置包括燃烧设备、储气罐和鼓风机，储气罐中的压缩气体将液态轻烃燃料经过雾化后，供燃烧设备使用。

3.根据权利要求1所述一种液态轻烃燃料气化的燃烧系统，其特征在于：所述阀门包括快速切断阀、稳压阀和调节阀。

4.根据权利要求1所述一种液态轻烃燃料气化的燃烧系统，其特征在于：所述控制装置，可以检测和控制液态轻烃燃料气化燃烧系统的热工参数。

5.根据权利要求4所述一种液态轻烃燃料气化的燃烧系统，其特征在于：所述的热工参数包括压力、温度、液位、气体混合比例。