CN201737901U - 蓄热式燃烧烃类蒸汽裂解炉 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种蓄热式燃烧烃类蒸汽裂解炉，包括炉体、炉框架，炉体内设有辐射室，辐射室的两端墙上设置多个蓄热式燃烧器；辐射室内设置烃类物料裂解装置，烃类物料裂解装置包括由多根裂解炉管组成的竖直布置的辐射裂解盘管。通过蓄热体使得高温烟气所具有的热焓传给了进炉的燃烧用空气，燃烧器实现高温空气燃烧，离开辐射室高温烟气所具有的高位热焓又循环回辐射室，燃烧器所供热量仅为裂解反应及炉体散热损失所需的热量，只有少量高热焓烟气外排，外排烟气热损失降到极限。结构简单、能耗低、氮氧化物排放浓度及排放总量少，提高了环保效果。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种以烃类为原料，用蒸汽裂解生产乙烯、丙烯、丁二烯等烯烃产品的装置，尤其涉及一种蓄热式燃烧烃类蒸汽裂解炉。
背景技术
现有烃类蒸汽裂解炉是以使用常规燃烧器，布置在辐射室侧壁或底部的门型炉。炉体包括辐射室和对流室二大部分。烃类-蒸汽裂解反应是吸热反应。烃类物料在辐射管内一边吸热，一边进行裂解反应。裂解气出辐射管的温度(COT)一般是830℃～840℃，烟气出辐射室的温度(BWT)高达1110℃～1140℃。进入对流室的高温烟气用来产生超高压蒸汽及预热工艺物料。离开对流段最后传热面的烟气温度一般为110℃～130℃。裂解炉热效率为93％左右。热效率分配，辐射段约为44％左右，对流段约为49％左右。
上述现有技术至少存在以下缺点：
裂解炉有效利用能量后的高温烟气移至对流段，至使对流段排布复杂，设备制造成本高，操作维护难度大。裂解炉热效率几乎已到极限，但裂解热效率(物料预热及裂解反应所需热量与燃料放热量之比)却很低，仅50％左右，能耗高。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种蓄热式燃烧烃类蒸汽裂解炉，该裂解炉结构简单、能耗低，消耗常规裂解炉约一半的燃料即可获得同等产量的烯烃产品。
本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：
本实用新型的蓄热式燃烧烃类蒸汽裂解炉，包括炉体、炉框架，所述炉体为箱型结构，设置在所述炉框架上，所述炉体内设有辐射室，所述辐射室的两端墙上设置多个蓄热式燃烧器；
所述辐射室内设置烃类物料裂解装置，所述烃类物料裂解装置包括由多根裂解炉管组成的竖直布置的辐射裂解盘管。
由上述本实用新型提供的技术方案可以看出，本实用新型所述的蓄热式燃烧烃类蒸汽裂解炉，由于炉体的辐射室的两侧墙上设置多个蓄热式燃烧器，通过蓄热体使得高温烟气所具有的热焓传给了进炉的燃烧用空气，燃烧器实现高温空气燃烧，离开辐射室高温烟气所具有的高位热焓又循环回辐射室，燃烧器所供热量仅为裂解反应及炉体散热损失所需的热量，只有少量高热焓烟气外排，外排烟气热损失降到极限，因此该裂解炉的用能效果与节能效果显著，整个裂解炉的燃料有效利用率(用于烃类物料加热和裂解反应的有效热量与燃料燃烧释放的总热量之比)可达到93％以上。与常规裂解炉相比，因为进炉燃烧用空气预热温度高，过剩空气可在低于5％的条件下完全燃烧，及燃料消耗的大幅减少而烟气量大幅减少，使得氮氧化物排放浓度及排放总量显著减少，提高了环保效果。
附图说明
图1为本实用新型实施例蓄热式燃烧裂解炉正视结构示意图；
图2为本实用新型实施例蓄热式燃烧裂解炉的侧视示意图；
图3为本实用新型实施例蓄热式燃烧裂解炉的俯视示意图。
图中各标号为：1-炉体；2-炉框架；3-辐射室；4-蓄热式燃烧器；5-烃类物料裂解装置。
具体实施方式
本实用新型的蓄热式燃烧烃类蒸汽裂解炉，其较佳的具体实施方式：
包括炉体、炉框架，所述炉体为箱型结构，设置在所述炉框架上，所述炉体内设有辐射室，所述辐射室的两端墙上设置多个蓄热式燃烧器；
所述辐射室内设置烃类物料裂解装置，所述烃类物料裂解装置包括由多根裂解炉管组成的竖直布置的辐射裂解盘管。
所述烃类物料裂解装置包括并列设置的多排辐射裂解盘管，多排辐射裂解盘管与所述辐射室的两端墙垂直布置；
在与多排裂解盘管垂直对应的辐射室的两端墙上，每排裂解盘管的两侧均对称分层设置多个蓄热式燃烧器。
所述炉体内仅有辐射室，无对流室。
所述蓄热式燃烧器为单蓄热燃烧器或双蓄热燃烧器，各蓄热式燃烧器上均设有燃料进口和排烟/供风口。
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。
本实施例的蓄热式燃烧烃类蒸汽裂解炉用于石油化工乙烯装置。
如图1、图2、图3所示，该裂解炉具体包括：炉体1、炉框架2、辐射室3、蓄热式燃烧器4、烃类物料裂解装置5；
其中，炉体1为箱型结构设置在炉框架2上，炉体1内设置辐射室3，炉体1内还设置烃类物料裂解装置5，烃类物料裂解装置是由多组炉管构成管组，多组裂解炉管垂直并排设置在辐射室3内；辐射室3的两端墙上设置多个蓄热式燃烧器4，各蓄热式燃烧器4上均设有燃料进口和排烟/供风口，燃料进口为各蓄热式燃烧器提供燃料，各蓄热式燃烧器4的排烟/供风口为间断交替排出辐射室的烟气和供给蓄热式燃烧器燃烧用空气
上述裂解炉中所使用的蓄热式燃烧器4可根据燃料的热值选择单蓄热燃烧器和双蓄热燃烧器；
对低热值燃料(例如PSA尾气)则选用双蓄热燃烧器，烟气热量通过蓄热体全部回收用以预热空气和燃料；
对高热值燃料(例如天然气或炼厂气)则选用单蓄热燃烧器，烟气热量的大部份通过蓄热体回收用以预热空气。
蓄热式燃烧技术其工作原理是将蓄热式空气预热器的蓄热体精制化和微型化，并与燃料喷嘴结合成一体而构成蓄热式燃烧器。常温空气在通过燃烧器蓄热体时被迅速加热至高温，空气喷入炉膛时将卷吸烟气形成贫氧的高温气流，在这股气流附近喷入燃料，燃料在贫氧(2％～20％)的气流中燃烧，大大减少NOx的生成。与此同时，另一侧的燃烧器将烟气吸出，热烟气将热量传递给蓄热体而降温后经后续设备由烟囱排入大气。蓄热式燃烧器4按一定的频率切换，使两侧的蓄热式燃烧器4在蓄热和放热的状态下交替工作。
本实施例的裂解炉在应用时，一定温度的烃类蒸汽工艺物料进入辐射室3后，经烃类裂解装置5炉管迅速被高温加热后发生裂解反应，而后迅速出烃类裂解装置5辐射盘管离开辐射室3进入下游工艺流程。以上就是烃类蒸气在本实用新型实施例的裂解炉内裂解制烯烃产品的实施过程。
综上所述，本实用新型实施例中的裂解炉，利用蓄热式燃烧器在保证并进一步提高裂解炉热效率前提下，取消了常规裂解炉对流段。使得高温烟气所具有的热焓主要传给了进炉燃烧用空气，实现高温空气燃烧，只有少量高热焓烟气外排，将烟气散失的热量降到极限，因此该裂解炉的节能效果显著，整个裂解炉的燃料有效利用率(用于物料加热和反应的有效热量与燃料燃烧释放的总热量之比)可达到93％以上。与常规裂解炉相比，，因为进炉燃烧用空气预热温度高，过剩空气可在低于5％的条件下完全燃烧，及燃料消耗的大幅减少而烟气量大幅减少，使得氮氧化物排放浓度及排放总量显著减少，提高了环保效果。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种蓄热式燃烧烃类蒸汽裂解炉，其特征在于，包括炉体、炉框架，所述炉体为箱型结构，设置在所述炉框架上，所述炉体内设有辐射室，所述辐射室的两端墙上设置多个蓄热式燃烧器；
所述辐射室内设置烃类物料裂解装置，所述烃类物料裂解装置包括由多根裂解炉管组成的竖直布置的辐射裂解盘管。
2.如权利要求1所述的蓄热式燃烧烃类蒸汽裂解炉，其特征在于，所述烃类物料裂解装置包括并列设置的多排辐射裂解盘管，多排辐射裂解盘管与所述辐射室的两端墙垂直布置；
在与多排裂解盘管垂直对应的辐射室的两端墙上，每排裂解盘管的两侧均对称分层设置多个蓄热式燃烧器。
3.如权利要求1或2所述的蓄热式燃烧烃类蒸汽裂解炉，其特征在于，所述炉体内仅有辐射室，无对流室。
4.如权利要求3所述的蓄热式燃烧烃类蒸汽裂解炉，其特征在于，所述蓄热式燃烧器为单蓄热燃烧器或双蓄热燃烧器，各蓄热式燃烧器上均设有燃料进口和排烟/供风口。
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