CN110305698A - 一种取热系统及安装有取热系统的气化反应器 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种取热系统及安装有取热系统的气化反应器，涉及节能环保设备领域，该取热系统包括换热装置、介质源、反应装置和两个介质输送管，换热装置安装在气化反应器其对流段内部，换热装置包括间隔设置的两个管箱和并联排列在两个管箱之间的多个换热管，两个管箱分别连通有介质输送管，介质输送管贯穿气化反应器的壳体并与壳体密封配合，介质源和反应装置均设置在气化反应器外，介质源与一个介质输送管相连接，反应装置与另一个介质输送管相连接。本发明提出的取热系统及安装有取热系统的气化反应器能够有效利用气化反应器内的热量。
Description
技术领域
本发明涉及节能环保设备领域，特别涉及一种取热系统及安装有取热系统的气化反应器。
背景技术
气化反应器是化工装置中的重要设备，焦炭或煤炭在气化反应器内进行裂解气化转化成可燃性气体。气化反应为放热反应，在气化反应器内能够产生大量的热量。
但是，在现有技术中，气化反应器内通常无取热系统，对于气化反应器内的热量利用形式一般是在反应完成后通过余热锅炉实现回收高温气体热量，其缺点是气化反应器内物料的显热得不到有效利用；现有技术中，对于气化反应器内热量的利用还有一种形式，例如晋华炉3.0，其在气化燃烧室和激冷室之间增加废锅段，并在废锅段利用合成气显热生产蒸汽，以实现热能的利用，其缺点是增加废热锅炉投资。
鉴于此，本发明人根据多年从事本领域和相关领域的生产设计经验，经过反复试验设计出一种取热系统及安装有取热系统的气化反应器，以期解决现有技术存在的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种取热系统及安装有取热系统的气化反应器，能够有效利用气化反应器内的热量。
为达到上述目的，本发明提出一种取热系统，其中，所述取热系统包括换热装置、介质源、反应装置和两个介质输送管，所述换热装置安装在气化反应器其对流段内部，所述换热装置包括间隔设置的两个管箱和并联排列在两个所述管箱之间的多个换热管，两个所述管箱分别连通有所述介质输送管，所述介质输送管贯穿所述气化反应器的壳体并与所述壳体密封配合，所述介质源和所述反应装置均设置在所述气化反应器外，所述介质源与一个所述介质输送管相连接，所述反应装置与另一个所述介质输送管相连接。
如上所述的取热系统，其中，所述换热管为圆管。
如上所述的取热系统，其中，所述换热管内介质的流动方向与所述对流段内裂化气的流动方向相反。
如上所述的取热系统，其中，所述管箱包括管板和封头，所述管板和所述封头密封连接围合形成介质室，所述管板上开设有与多个所述换热管对应配合的多个贯通孔，所述换热管与所述贯通孔的内壁密封连接。
如上所述的取热系统，其中，所述取热系统还包括支撑组件，所述支撑组件具有水平设置且间隔排列的多个支撑梁，所述支撑梁的两端分别固定连接在所述壳体的内壁上，所述管箱的外壁上设置有多个支腿，所述支腿的一端与所述管箱相连接，所述支腿的另一端与所述支撑梁相连接。
如上所述的取热系统，其中，所述介质源为减压塔，工艺介质由所述减压塔经所述介质输送管进入所述换热装置。
如上所述的取热系统，其中，所述反应装置为裂化反应器，所述工艺介质由所述换热装置经另一所述介质输送管进入所述裂化反应器。
本发明还提出一种安装有取热系统的气化反应器，安装有如上所述的取热系统，其中，所述气化反应器具有壳体，所述壳体内包括气化段和设置在所述气化段上方的对流段，所述换热装置安装在所述对流段的内壁上，两个所述介质输送管贯穿所述对流段的侧壁。
如上所述的安装有取热系统的气化反应器，其中，所述气化反应器安装有多个所述取热系统，多个所述换热装置沿竖直方向顺序排列在所述对流段内。
如上所述的安装有取热系统的气化反应器，其中，所述气化反应器安装有多个所述取热系统，多个所述换热装置沿所述对流段的周向均布在所述对流段内。
与现有技术相比，本发明具有以下特点和优点：
本发明提出的取热系统及安装有取热系统的气化反应器，能够利用气化反应器内的热量直接加热取热系统内的介质，有效利用了气化过程裂解气的高温显热，提高了对于气化反应器内热量的利用率。
本发明提出的取热系统及安装有取热系统的气化反应器，还具有流程操作简单、可靠，工程投资少，节约电能降低装置能耗等优点。
附图说明
在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本发明公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本发明的理解，并不是具体限定本发明各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本发明的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本发明。
图1为本发明提出的气化反应器的结构示意图；
图2为本发明提出的取热系统的结构示意图；
图3为本发明中管板的结构示意图。
附图标记说明：
100、取热系统； 110、换热装置；
111、管箱； 1111、管板；
1112、封头； 1113、介质室；
1114、贯通孔； 112、换热管；
120、介质输送管；
140、介质源； 150、反应装置；
200、气化反应器； 210、壳体；
211、气化段； 212、对流段。
具体实施方式
结合附图和本发明具体实施方式的描述，能够更加清楚地了解本发明的细节。但是，在此描述的本发明的具体实施方式，仅用于解释本发明的目的，而不能以任何方式理解成是对本发明的限制。在本发明的教导下，技术人员可以构想基于本发明的任意可能的变形，这些都应被视为属于本发明的范围。
如图1、图2所示，本发明提出一种取热系统100，该取热系统100包括换热装置110、介质源140、反应装置150和两个介质输送管120，换热装置110安装在气化反应器200的对流段内部，换热装置110包括间隔设置的两个管箱111和并联排列在两个管箱111之间的多个换热管112，两个管箱111分别连通有介质输送管120，介质输送管120贯穿气化反应器200的壳体210并与壳体210密封配合，介质源140和反应装置150均设置在气化反应器200外，介质源140与一个介质输送管120相连接，反应装置150与另一个介质输送管120相连接。
本发明还提出一种气化反应器200，安装有取热系统100，气化反应器200具有壳体210，壳体210包括气化段211和设置在气化段211上方的对流段212，换热装置110安装在对流段212的内壁上，两个介质输送管120分别贯穿对流段212的侧壁。
本发明提出的取热系统100及安装有该取热系统的气化反应器200，能够利用气化反应器200内的热量直接加热取热系统100内的介质，有效利用了气化过程裂解气的高温显热，提高了对于气化反应器200内热量的利用率。
同时，本发明提出的取热系统100及安装有该取热系统的气化反应器200，还具有流程操作简单、可靠，工程投资少，节约电能降低装置能耗等优点。
在本发明提出的取热系统100及安装有取热系统的气化反应器200中，由介质源140输出的工艺介质进入换热装置110内加热，换热装置110内的工艺介质经加热后可直接至反应装置150内进行反应，利用换热装置110代替加热炉，具有流程操作简单、可靠，工程投资少，节约电能降低装置能耗等优点。
在本发明一个可选的例子中，两个管箱111上下设置，换热管112为竖直设置的圆管。
在本发明一个可选的例子中，换热管112内介质的流动方向与对流段内高温裂解其的流动方向相反。
进一步的，换热管112内的介质由上至下流动，对流段内合成气的由下至上流动。
在本发明中，介质输送管120与气化反应器200的壳体密封配合，不会对气化反应器200的密封性能产生影响，也不会影响气化反应器200的正常运行。
在本发明一个可选的例子中，管箱111包括管板1111和封头1112，管板1111和封头1112密封连接并围合形成介质室1113，如图3所示，管板1111上开设有与多个换热管112对应配合的多个贯通孔1114，换热管112与贯通孔1114的内壁密封连接。
在本发明一个可选的例子中，取热系统100还包括支撑组件，支撑组件具有水平设置且间隔排列的多个支撑梁，支撑梁的两端分别固定连接在壳体210的内壁上，管箱111的外壁上设置有多个支腿，支腿的一端与管箱相连接，支腿的另一端与支撑梁相连接。
在一个可选的例子中，支腿分别与管箱111及支撑梁焊接连接。
在本发明一个可选的例子中，介质源140为减压塔，工艺介质由减压塔经介质输送管120进入换热装置110。
进一步的，反应装置150为裂化反应器，这样，由减压塔输出的工艺介质进入换热装置110内加热，换热装置110内的工艺介质经加热后可直接至裂化反应器进行裂化反应，利用换热装置110代替裂化加热炉，特别适宜于气化热解一体化的气化反应器；具有流程操作简单、可靠，工程投资少，节约电能降低装置能耗等优点。
在本发明一个可选的例子中，气化反应器200安装有多个取热系统100，多个加热装置110沿竖直方向顺序排列在对流段212内。
在本发明一个可选的例子中，气化反应器200安装有多个取热系统100，多个加热装置110沿对流段212的周向均布在对流段212内。
针对上述各实施方式的详细解释，其目的仅在于对本发明进行解释，以便于能够更好地理解本发明，但是，这些描述不能以任何理由解释成是对本发明的限制，特别是，在不同的实施方式中描述的各个特征也可以相互任意组合，从而组成其他实施方式，除了有明确相反的描述，这些特征应被理解为能够应用于任何一个实施方式中，而并不仅局限于所描述的实施方式。
Claims (10)
1.一种取热系统，其特征在于，所述取热系统包括换热装置、介质源、反应装置和两个介质输送管，所述换热装置安装在气化反应器其对流段内部，所述换热装置包括间隔设置的两个管箱和并联排列在两个所述管箱之间的多个换热管，两个所述管箱分别连通有所述介质输送管，所述介质输送管贯穿所述气化反应器的壳体并与所述壳体密封配合，所述介质源和所述反应装置均设置在所述气化反应器外，所述介质源与一个所述介质输送管相连接，所述反应装置与另一个所述介质输送管相连接。
2.如权利要求1所述的取热系统，其特征在于，所述换热管为圆管。
3.如权利要求1所述的取热系统，其特征在于，所述换热管内介质的流动方向与所述对流段内裂化气的流动方向相反。
4.如权利要求1所述的取热系统，其特征在于，所述管箱包括管板和封头，所述管板和所述封头密封连接围合形成介质室，所述管板上开设有与多个所述换热管对应配合的多个贯通孔，所述换热管与所述贯通孔的内壁密封连接。
5.如权利要求1所述的取热系统，其特征在于，所述取热系统还包括支撑组件，所述支撑组件具有水平设置且间隔排列的多个支撑梁，所述支撑梁的两端分别固定连接在所述壳体的内壁上，所述管箱的外壁上设置有多个支腿，所述支腿的一端与所述管箱相连接，所述支腿的另一端与所述支撑梁相连接。
6.如权利要求1所述的取热系统，其特征在于，所述介质源为减压塔，工艺介质由所述减压塔经所述介质输送管进入所述换热装置。
7.如权利要求6所述的取热系统，其特征在于，所述反应装置为裂化反应器，所述工艺介质由所述换热装置经另一所述介质输送管进入所述裂化反应器。
8.一种安装有取热系统的气化反应器，安装有如权利要求1至7中任意一项所述的取热系统，其特征在于，所述气化反应器具有壳体，所述壳体包括气化段和设置在所述气化段上方的对流段，所述换热装置安装在所述对流段的内壁上，两个所述介质输送管贯穿所述对流段的侧壁。
9.如权利要求8所述的安装有取热系统的气化反应器，其特征在于，所述气化反应器安装有多个所述取热系统，多个所述换热装置沿竖直方向顺序排列在所述对流段内。
10.如权利要求8所述的安装有取热系统的气化反应器，其特征在于，所述气化反应器安装有多个所述取热系统，多个所述换热装置沿所述对流段的周向均布在所述对流段内。
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