CN201885569U - 双辐射室侧置对流段的节能型焦炉气制甲醇综合加热炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种双辐射室侧置对流段的节能型焦炉气制甲醇综合加热炉，包括炉体内的两个方箱形且上部并联的辐射室及与辐射室连通的烟囱，辐射室内设有蒸焦混合气辐射段炉管，辐射室的底部设有燃烧器，烟囱位于两个辐射室的后侧，辐射室上部并联口顺次连接一水平通道和一竖直通道后与烟囱连通，竖直通道与烟囱形成一U字型的通道，在竖直通道中自上而下地设有对流室、过渡室和空气预热器；蒸焦混合气辐射段炉管包括两排垂直排列于辐射室内的立管及位于两排立管底端的一180°联接弯头，两排立管的顶端分别设有位于辐射室外的进、出口支管，进、出口支管与进、出口联箱联接。本实用新型可以同时满足热效率高、节能环保、运行安全等要求。

Description

双辐射室侧置对流段的节能型焦炉气制甲醇综合加热炉

技术领域

本实用新型涉及一种用于焦炉气制甲醇加热设备，尤其涉及一种双辐射室侧置对流段的节能型焦炉气制甲醇综合加热炉。

背景技术

焦炉气制甲醇是国家节能减排战略的重要举措，采用先进工艺，通过利用炼焦过程副产焦炉气制备精甲醇，既达到环保目的，又可创造可观的经济效益，具有很好的经济效益和良好的社会效益，极具推广使用价值。因此，为焦炉气制甲醇工程的推广应用，需要利用焦炉气纯氧--蒸汽转化技术及低压合成甲醇技术以达到长期稳定、安全、满负荷运行。该项技术包括焦炉气气柜系统、湿法脱硫系统、变温吸附除萘和焦油系统、焦炉气压缩系统、焦炉气精脱硫系统、纯氧转化系统、转化气精脱硫系统、合成气压缩系统、甲醇合成系统及甲醇精馏系统。其中，纯氧转化系统的工艺过程是：增压预热后的焦炉气，经铁钼催化剂转化有机硫，用ZnO脱硫剂吸收后，与部分转化用中压蒸汽混合后进入本加热炉加热至650℃左右再进入转化炉顶部，与预热后的氧气和水蒸汽的混合物在转化炉顶部烧嘴处混合燃烧，提供转化反应所需的热量，燃烧后的气体一并进入转化炉中下部的转化催化剂床层，在催化剂床层中发生烃类与蒸汽的转化反应。在该工艺的加热过程中还会产生过热蒸汽和预热空气，通常加热的燃料采用甲醇。目前还未见可以满足热效率高、节能环保、运行安全等要求的专用于焦炉气制甲醇行业中的加热装置。

实用新型内容

针对上述现有技术，本实用新型提供一种双辐射室侧置对流段的节能型焦炉气制甲醇综合加热炉，该加热炉可以同时满足热效率高、节能环保、运行安全等要求。

为了解决上述技术问题，本实用新型双辐射室侧置对流段的节能型焦炉气制甲醇综合加热炉予以实现的技术方案是：包括炉体内的两个辐射室及与所述辐射室连通的烟囱，所述辐射室内设有蒸焦混合气辐射段炉管，所述辐射室的底部设有燃烧器，两个所述辐射室均为方箱形辐射室，两个所述的辐射室在上部并联，所述烟囱位于两个辐射室的后侧，辐射室上部并联口连接至一水平通道，所述水平通道的另一端通过一竖直通道与烟囱连通，所述竖直通道与烟囱形成一U字型的通道，在所述竖直通道中自上而下地设有对流室和过渡室，所述过渡室的形状为90°弯管状，所述过渡室通过一空气预热器和一引风机连接至烟囱的底部，所述空气预热器的进口处设有鼓风机；所述辐射室包括进口联箱和出口联箱，所述蒸焦混合气辐射段炉管包括两排垂直排列于辐射室内的立管及位于两排立管底端的一180°联接弯头，所述两排立管的顶端分别为位于辐射室外的进口支管和出口支管，所述进口支管和所述出口支管分别将两排立管的上端与所述进口联箱和所述出口联箱联接。

本实用新型双辐射室侧置对流段的节能型焦炉气制甲醇综合加热炉，其中，所述蒸焦混合气辐射段炉管、进口支管和出口支管采用弹采用弹簧支吊架支撑。所述对流室为一个或是两个以上串联的对流室。所述炉体采用钢结构支撑，并设置有五层操作平台。所述鼓风机为两台。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

加热炉热负荷较大，如果采用圆筒炉来加热同样的工艺介质，从投资角度来说，两者需要的一次性投资成本相差不大，但采用圆筒形加热炉方案直径将会很大，且炉管的受力和布置结构复杂，从设计合理性和操作方便性等方面说，没有方箱型加热炉有优势，这就会造成后续投资增大，运营成本增加的情况。一般来说，大型装置设计原则是稳定可靠，操作简单，可以减少停车率与运行事故率，因此箱式炉要比圆筒炉优越，在一次投资不相上下的情况下，采用方箱型加热炉可以有效减少停车次数，经济效益将非常明显。另外，本加热炉通过热量回收，可以有效的减少热损失，提高加热炉热效率，节能减排创造效益。

我国煤炭资源丰富，品种齐全。为改变传统的、粗放型能源开采的经济模式，利用地区的优势和特色，大力开发煤焦化产业，发展煤炭深加工型经济，可大力提高地区资源的经济价值。但目前有不少企业只片面追求焦炭产量，而对焦炭生产过程中产生的焦油和焦炉煤气未采取回收治理措施，传统焦化工业污染严重，在依托资源发展经济的同时必须解决好污染问题。据测算全国以年产焦炭1.4亿吨计，则可副产焦炉气420亿米³，目前至少有1/3以上的焦炉气未能加以利用或简单燃烧利用后放散至大气中，既浪费了大量的宝贵资源又严重污染了环境。焦炉气中含有大量H₂、CH₄和CO是合成化学品的宝贵原料，如将放散的焦炉气加以利用约可生产750万吨/年甲醇。为了实现可持续发展，应当考虑焦炉煤气的循环综合利用，选择合理、有效的回收利用方案，以求资源得到最合理的利用，保护生态环境，使经济、社会、环境效益达到高度统一。

就建设单位而言，如将含有一定量硫化物、氨、CO₂、苯、萘和焦油等有害物质的焦炉气只经简单的燃烧利用后排入大气将严重污染当地的大气，影响到周边的民众生活，同时也浪费了能源，从国家可持续发展战略考虑，将这部分资源随着精细化工的发展，甲醇的消费量将不断增加和扩大，特别是精甲醇的需求必将会有较大的增长。

甲醇是用途十分广泛的基本有机化工原料，在发达国家的产量仅次于乙烯、丙烯和苯，居第四位。由甲醇出发可制取许多种化工产品；甲醇还可用作能源。甲醇用途之广，几乎找不到另外一种有机产品有甲醇如此广阔的使用范围。随着精细化工的发展，甲醇的消费量将不断增加和扩大，特别是精甲醇的需求必将会有较大的增长。合理有效的利用是变废为宝、化害为利的重要举措，也是实现建设单位良性发展的有效途径。

附图说明

图1是本实用新型加热炉侧面示意图；

图2是图1所示加热炉的前面示意图；

图3是图1所示加热炉的俯视示意图。

图中：

1——辐射室            2——对流室                    3——过渡室

4——空气预热器        5——烟囱                      6——燃烧器

7——鼓风机            8——弹簧支吊架                9——蒸焦混合进气口

10——蒸焦混合气进口   11——蒸焦混合气辐射段炉管     12——弯头

13——进口联箱         14——出口联箱                 15——进口支管

16——出口支管         17——水平通道                 18——引风机

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细地描述。

如图1所示，本实用新型双辐射室侧置对流段的节能型焦炉气制甲醇综合加热炉，包括炉体内的两个辐射室1及与所述辐射室1连通的烟囱5，所述辐射室1内设有蒸焦混合气辐射段炉管1，所述辐射室1的底部设有燃烧器6，所述燃烧器6采用低NOx环保型燃烧器，严格控制燃烧温度降低烟气中的NOx值，排烟指标符合国家环保要求。

如图2和图3所示，两个所述辐射室1均为方箱形辐射室，两个所述的辐射室在上部并联，所述辐射室1包括进口联箱13和出口联箱14，所述蒸焦混合气辐射段炉管11包括两排垂直排列于辐射室1内的立管及位于两排立管底端的一180°联接弯头12，该两排立管受热面可以有效地增加辐射面积，提高辐射能力，所述两排立管的顶端分别为位于辐射室1外的进口支管15和出口支管16，所述进口支管15和所述出口支管16分别将两排立管的上端与所述进口联箱13和所述出口联箱14联接，如图1所示，所述进口联箱13连接至蒸焦混合进气口9，所述所述出口联箱14连接至蒸焦混合出气10。所述烟囱5位于两个辐射室1的后侧，辐射室上部并联口连接至一水平通道17，所述水平通道17的另一端通过一竖直通道与烟囱5连通，所述竖直通道与烟囱5形成一U字型的通道，在所述竖直通道中自上而下地设有对流室2和过渡室3，如图1所示，所述对流室2为一个或是两个以上串联的对流室，所述过渡室3的形状为90°弯管状，所述过渡室3通过一空气预热器4和引风机18连接至烟囱5的底部，所述空气预热器4的进口处设有鼓风机7。

本实用新型的加热炉中，由于燃烧器布置于辐射室1的底部，燃烧时，其火焰垂直向上燃烧，使两个辐射室1的整个侧墙达到高温，形成辐射墙，使蒸焦混合气辐射段炉管1在长度方向和圆周方向的热强度分布均匀。通过燃烧器6燃烧产生的高温烟气来加热蒸焦混合气辐射室(段)1和对流室(对流加热段)2，即，两个辐射室1内的热烟气在与两辐射室上部并联口处的水平通道汇集后进入对流室2进行换热，通过呈90°弯道的过渡室3再经过空气预热器4进行余热回收后通过引风机18最终由烟囱5放空。

本实用新型加热炉中设计有两台鼓风机7，将空气鼓入空气预热器3加热后进入燃烧器6作为助燃空气使用，鼓风机为一开一备，当运行中的风机出现故障时，备用风机立即启动，当两台鼓风机都不能正常运行时，风道上的快开风门自动打开，保障加热炉正常安全地供风。

炉体内辐射室1的内衬采用耐火陶瓷纤维模块由锚固件固定，下部采用耐火砖。辐射室的炉底采用复合耐火衬里，由粘土质耐火砖及轻质和重质耐火材料浇注而成。对流室2的内衬高温部分采用高铝耐火纤维模块由锚固件固定。炉体设计为轻型炉衬，具有保温性能好，施工进度快的特点。烟囱内衬采用轻质耐火浇注料浇注而成。本实用新型采用的材料选择先进、规范，符合“五化”设计原则，投资低、效益高。加热炉的部件采用模块化设计，可以最大限度地实现工厂化制作，减少现场安装工作量，节省安装时间和现场工作量。加热炉采用钢结构支撑，设置五层操作平台。加热炉侧墙设置火焰检测口，随时检测炉膛内燃烧状态，并在炉膛内设计蒸汽灭火系统，保证加热炉的安全运行。

整台加热炉结构紧凑合理，炉子热效率可达90％以上。因加热炉正常运行后的工况稳定，故整台加热炉采用中控室监控+现场进行调节的控制方法进行控制。加热炉各管组进出口分别设置温度计和压力表，随时监测各组介质的温度和压力，通过辐射室介质的出口温度情况对现场的燃烧器进行手动调节；并在辐射室烟气出口设置含氧量分析仪，通过监测烟气中的含氧量来调节燃烧器的进风量，保证加热炉的热效率。同时，加热炉还可以设置一系列安全联锁。

本实用新型的加热炉是纯氧转化系统的一部分。增压预热后的焦炉气，经铁钼催化剂转化有机硫，用ZnO脱硫剂吸收后，与部分转化用中压蒸汽混合后进入本加热炉加热至650℃左右再进入转化炉顶部，与预热后的氧气和水蒸汽的混合物在转化炉顶部烧嘴处混合燃烧，提供转化反应所需的热量，燃烧后的气体一并进入转化炉中下部的转化催化剂床层，在催化剂床层中发生烃类与蒸汽的转化反应。甲醇弛放气全部用作本加热炉燃料，加热炉除对焦蒸混合气进行加热外，还产生过热蒸汽和预热空气以进行余热回收。

尽管上面结合图对本实用新型进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨的情况下，还可以作出很多变形，这些均属于本实用新型的保护之内。

Claims (5)

1.一种双辐射室侧置对流段的节能型焦炉气制甲醇综合加热炉，包括炉体内的两个辐射室(1)及与所述辐射室(1)连通的烟囱(5)，所述辐射室(1)内设有蒸焦混合气辐射段炉管(1)，所述辐射室(1)的底部设有燃烧器(6)，其特征在于，

两个所述辐射室(1)均为方箱形辐射室，两个所述的辐射室在上部并联，所述烟囱(5)位于两个辐射室(1)的后侧，辐射室上部并联口连接至一水平通道(17)，所述水平通道(17)的另一端通过一竖直通道与烟囱(5)连通，所述竖直通道与烟囱(5)形成一U字型的通道，在所述竖直通道中自上而下地设有对流室(2)和过渡室(3)，所述过渡室(3)的形状为90°弯管状，所述过渡室(3)依次通过一空气预热器(4)和引风机(18)连接至烟囱(5)的底部，所述空气预热器(4)的进口处设有鼓风机(7)；所述辐射室(1)包括进口联箱(13)和出口联箱(14)，所述蒸焦混合气辐射段炉管(11)包括两排垂直排列于辐射室(1)内的立管及位于两排立管底端的一180°联接弯头(12)，所述两排立管的顶端分别为位于辐射室(1)外的进口支管(15)和出口支管(16)，所述进口支管(15)和所述出口支管(16)分别将两排立管的上端与所述进口联箱(13)和所述出口联箱(14)联接。

2.根据权利要求1所述的双辐射室侧置流段的节能型焦炉气制甲醇蒸焦混合气加热炉，其特征在于，所述蒸焦混合气辐射段炉管(11)、进口支管(15)和出口支管(16)采用弹簧支吊架(8)支撑。

3.根据权利要求1所述的双辐射室侧置对流段的节能型焦炉气制甲醇综合加热炉，其特征在于，所述对流室(2)为一个或是两个以上串联的对流室。

4.根据权利要求1所述的双辐射室侧置对流段的节能型焦炉气制甲醇综合加热炉，其特征在于，所述炉体采用钢结构支撑，并设置有五层操作平台。

5.根据权利要求1所述的单辐射室顶置对流段的节能型焦炉气制甲醇蒸焦混合气加热炉，其特征在于，所述鼓风机(7)和引风机(18)均为两台。 

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