CN214734509U - 一种基于集成低压可燃气增压加热系统的转化炉系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于集成低压可燃气增压加热系统的转化炉系统，包括：增压机、低压可燃气加热装置、转化装置、换热降温装置、高温空气预热装置、余热锅炉装置、低温空气预热装置、空气风机、烟气风机、烟囱，其中，换热降温装置包括原料预热装置和/或蒸汽过热装置。通过上述方式，本实用新型一种基于集成低压可燃气增压加热系统的转化炉系统，可以有效降低排烟温度，提高热效率，减少高热值燃料消耗。

Description

一种基于集成低压可燃气增压加热系统的转化炉系统

技术领域

本实用新型涉及烃类制氢转化设备领域，特别是涉及一种基于集成低压可燃气增压加热系统的转化炉系统。

背景技术

烃类制氢转化炉用的燃料一般为高热值高压燃料气（炼厂气或天然气）和变压吸附系统来的低压低热值解析气（脱附气）。正常操作时，解析气为主要燃料，高压燃料气为补充燃料。

因为解析气的热值（LHV）很低（一般在10000KJ/Nm3左右，常规燃料气为36000 KJ/Nm3左右），所以燃烧后产生烟气量比助燃空气量要大很多（空气量为烟气量的70~80%）。

由于节能减排，以及解析气稳定高效燃烧的需要，助燃空气一般在转化炉对流段分两段加热至300~550℃。又由于烟气量比助燃空气量大很多，而且烟气比热容大于空气比热容，造成转化炉排烟温度在135℃~180℃，热效率89%~92%。 只采用烟气预热助燃空气的方法无法继续把排烟温度进一步降低，热效率也难以继续提高。造成烟气低温热无法继续利用，浪费能源，不符合节能减排政策。

实用新型内容

本实用新型主要解决的技术问题是提供一种基于集成低压可燃气增压加热系统的转化炉系统，具有可靠性能高、热回收率高等优点，同时在烃类制氢转化设备的应用及普及上有着广泛的市场前景。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：

提供一种基于集成低压可燃气增压加热系统的转化炉系统，其包括：增压机、低压可燃气加热装置、转化装置、换热降温装置、高温空气预热装置、余热锅炉装置、低温空气预热装置、空气风机、烟气风机、烟囱，其中，换热降温装置包括原料预热装置和/或蒸汽过热装置，

所述转化装置、所述换热降温装置、所述高温空气预热装置、所述余热锅炉装置和所述低温空气预热装置通过输送管道依次连接，所述低温空气预热装置通过烟气风机与烟囱相连接，所述低压可燃气加热装置通过分流管道与换热降温装置或高温空气预热装置相连接，且所述低压可燃气加热装置通过回流管道与低温空气预热装置、余热锅炉装置或烟气风机相连接，

所述低压可燃气加热装置上连接有用于增压输送低压可燃气的所述增压机，所述低压可燃气加热装置和所述高温空气预热装置通过循环管道与转化装置相连接，所述低温空气预热装置通过循环管道与高温空气预热装置相连接，用于输送环境空气的所述空气风机与所述低温空气预热装置相连接。

在本实用新型一个较佳实施例中，换热降温装置包括原料预热装置和蒸汽过热装置。

在本实用新型一个较佳实施例中，原料预热装置通过分流管道与低压可燃气加热装置相连接。

在本实用新型一个较佳实施例中，低压可燃气加热装置通过回流管道与低温空气预热装置、余热锅炉装置或烟气风机相连接。

在本实用新型一个较佳实施例中，低压可燃气加热装置通过分流管道与高温空气预热装置相连接。

在本实用新型一个较佳实施例中，低压可燃气加热装置通过回流管道与烟气风机相连接。

在本实用新型一个较佳实施例中，换热降温装置包括原料预热装置或蒸汽过热装置。

在本实用新型一个较佳实施例中，低压可燃气加热装置通过回流管道与低温空气预热装置或余热锅炉装置相连接。

本实用新型的有益效果是：可以有效降低排烟温度，提高热效率，减少高热值燃料消耗。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：

图1是本实用新型的一种基于集成低压可燃气增压加热系统的转化炉系统实施例一的结构示意图；

图2是本实用新型的一种基于集成低压可燃气增压加热系统的转化炉系统实施例二的结构示意图；

图3是本实用新型的一种基于集成低压可燃气增压加热系统的转化炉系统实施例三的结构示意图；

图4是本实用新型的一种基于集成低压可燃气增压加热系统的转化炉系统实施例四的结构示意图；

图5是本实用新型的一种基于集成低压可燃气增压加热系统的转化炉系统实施例五的结构示意图；

图6是本实用新型的一种基于集成低压可燃气增压加热系统的转化炉系统实施例六的结构示意图。

具体实施方式

下面将对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型实施例包括：

一种基于集成低压可燃气增压加热系统的转化炉系统，其结构包括：增压机、低压可燃气加热装置、转化装置（例如转化炉）、换热降温装置、高温空气预热装置、余热锅炉装置、低温空气预热装置、空气风机、烟气风机、烟囱，其中，换热降温装置包括原料预热装置和/或蒸汽过热装置。

所述转化装置、所述换热降温装置、所述高温空气预热装置、所述余热锅炉装置和所述低温空气预热装置通过输送管道依次连接，所述低温空气预热装置通过烟气风机与烟囱相连接，所述低压可燃气加热装置通过分流管道与换热降温装置或高温空气预热装置相连接，且所述低压可燃气加热装置通过回流管道与低温空气预热装置、余热锅炉装置或烟气风机相连接。

所述低压可燃气加热装置上连接有用于增压输送低压可燃气的所述增压机，所述低压可燃气加热装置和所述高温空气预热装置通过循环管道与转化装置相连接，经过低压可燃气加热装置加热的增压后的解析气（低压可燃气）送至转化装置中的燃烧器处燃烧。

低压解析气通过增压机加压后的出口压力可根据实际需要灵活调整，低压可燃气加热装置烟气入口和出口温度可根据实际需要灵活调整，即其烟气入口位置和出口位置可根据转化炉实际情况进行灵活设计。

其中，解析气经过增压机加压后，其压力可由30kPa(g)左右加压至60~300kPa(g)，增压机出口处解析气温度 50~130℃，进入低压可燃气加热装置换热后的烟气可加热至300~700℃。

来自 PSA装置的30kPa(g)左右压力的低压解析气通过增压机加压后与烟气换热，并且与转化炉原料预热段至低温空气预热段为并行换热，有效利用了烟气余热，可将烟气出口温度降低至 60~120℃甚至以下，转化炉热效率可提高至 93%~96%甚至以上。并且可减少 20%~100%的高热值燃料气的用量，节省宝贵的高热值燃料。另外，低压解析气加热后，可降低过剩空气系数至 1.10以下，减少了NO_x 的生成。

所述低温空气预热装置通过循环管道与高温空气预热装置相连接，用于输送环境空气的所述空气风机与所述低温空气预热装置相连接。助燃空气经过高温空气预热装置、低温空气预热装置预热后，可由常温加热至 300~550℃，送入转化段燃烧器处供燃料燃烧之用。

由于解析气与转化炉、蒸汽过热装置至冷凝式空气预热装置为并行换热，有效利用了烟气余热，可将烟气出口温度降低至130℃以下，转化炉热效率可提高至 93%以上。并且可减少20%~100%的高热值燃料气的用量，节省宝贵的高热值燃料。

具体实施例一

如图1所示，一种基于集成低压可燃气增压加热系统的转化炉系统，其结构包括：增压机、低压可燃气加热装置、转化装置、换热降温装置、高温空气预热装置、余热锅炉装置、低温空气预热装置、空气风机、烟气风机、烟囱，其中，换热降温装置包括原料预热装置或者蒸汽过热装置。

所述转化装置通过输送管道与换热降温装置相连接，所述换热降温装置通过分流管道分别与所述低压可燃气加热装置和高温空气预热装置相连接，所述高温空气预热装置、所述余热锅炉装置、所述低温空气预热装置依次通过输送管道相连接，且所述低压可燃气加热装置通过回流管道与所述低温空气预热装置相连接，所述低温空气预热装置通过烟气风机与烟囱相连接。

所述低压可燃气加热装置上连接有用于增压输送低压可燃气的所述增压机，所述低压可燃气加热装置和所述高温空气预热装置通过循环管道与转化装置相连接，所述低温空气预热装置通过循环管道与高温空气预热装置相连接，用于输送环境空气的所述空气风机与所述低温空气预热装置相连接。

在工作时，自转化装置来的高温烟气进入原料预热装置或蒸汽过热装置，以与原料或饱和蒸汽换热降温；然后，降温后的烟气分为两路：（1）一路进入高温空气预热装置，并与来自低温空气预热装置的空气换热，再进入余热锅炉装置（含蒸汽发生装置和/或省煤装置），与蒸汽和/或锅炉给水换热，（2）另一路烟气进入低压可燃气加热装置与通过增压机加压的来自PSA装置的低温解析气换热；分别换热降温后的两路烟气汇合进入低温空气预热装置与来自空气风机的常温空气换热；通过烟气风机送入烟囱排入大气。

具体实施例二

如图2所示，一种基于集成低压可燃气增压加热系统的转化炉系统，其结构包括：增压机、低压可燃气加热装置、转化装置、换热降温装置、高温空气预热装置、余热锅炉装置、低温空气预热装置、空气风机、烟气风机、烟囱，其中，换热降温装置包括原料预热装置或者蒸汽过热装置。

所述转化装置通过输送管道与换热降温装置相连接，所述换热降温装置通过分流管道分别与所述低压可燃气加热装置和高温空气预热装置相连接，所述高温空气预热装置、所述余热锅炉装置、所述低温空气预热装置依次通过输送管道相连接，且所述低压可燃气加热装置通过回流管道与所述余热锅炉装置相连接，所述低温空气预热装置通过烟气风机与烟囱相连接。

所述低压可燃气加热装置上连接有用于增压输送低压可燃气的所述增压机，所述低压可燃气加热装置和所述高温空气预热装置通过循环管道与转化装置相连接，所述低温空气预热装置通过循环管道与高温空气预热装置相连接，用于输送环境空气的所述空气风机与所述低温空气预热装置相连接。

在工作时，自转化装置来的高温烟气进入原料预热装置和/或蒸汽过热装置，以与原料或饱和蒸汽换热降温；然后分为两路：（1）一路进入高温空气预热装置与来自低温空气预热装置的空气换热，（2）另一路烟气进入低压可燃气加热装置与通过增压机加压的来自PSA装置的低温解析气换热；分别换热降温后的两路烟气汇合进入余热锅炉装置（含蒸汽发生装置和/或省煤装置）与蒸汽和/或锅炉给水换热；进入低温空气预热装置与来自空气风机的常温空气换热；然后通过烟气风机送入烟囱排入大气。

具体实施例三

如图3所示，一种基于集成低压可燃气增压加热系统的转化炉系统，其结构包括：增压机、低压可燃气加热装置、转化装置、原料预热装置、蒸汽过热装置、高温空气预热装置、余热锅炉装置、低温空气预热装置、空气风机、烟气风机、烟囱。

所述转化装置通过输送管道与原料预热装置相连接，所述原料预热装置通过分流管道分别与所述低压可燃气加热装置和蒸汽过热装置相连接，所述蒸汽过热装置、所述高温空气预热装置、所述余热锅炉装置、所述低温空气预热装置依次通过输送管道相连接，且所述低压可燃气加热装置通过回流管道与所述低温空气预热装置相连接，所述低温空气预热装置通过烟气风机与烟囱相连接。

所述低压可燃气加热装置上连接有用于增压输送低压可燃气的所述增压机，所述低压可燃气加热装置和所述高温空气预热装置通过循环管道与转化装置相连接，所述低温空气预热装置通过循环管道与高温空气预热装置相连接，用于输送环境空气的所述空气风机与所述低温空气预热装置相连接。

在工作时，自转化装置来的高温烟气进入原料预热段与原料换热降温；然后分为两路：（1）一路进入蒸汽过热装置与来自汽包的饱和蒸汽换热后，进入高温空气预热装置与来自低温空气预热装置的空气换热，再进入余热锅炉装置（含蒸汽发生装置和/或省煤装置）与蒸汽和/或锅炉给水换热，（2）另一路烟气进入低压可燃气加热装置与通过增压机加压的来自PSA装置来的低温解析气换热；分别换热降温后的两路烟气汇合进入低温空气预热装置与来自空气风机的常温空气换热；然后通过烟气风机送入烟囱排入大气。

具体实施例四

如图4所示，一种基于集成低压可燃气增压加热系统的转化炉系统，其结构包括：增压机、低压可燃气加热装置、转化装置、原料预热装置、蒸汽过热装置、高温空气预热装置、余热锅炉装置、低温空气预热装置、空气风机、烟气风机、烟囱。

所述转化装置通过输送管道与原料预热装置相连接，所述原料预热装置通过分流管道分别与所述低压可燃气加热装置和蒸汽过热装置相连接，所述蒸汽过热装置、所述高温空气预热装置、所述余热锅炉装置、所述低温空气预热装置依次通过输送管道相连接，且所述低压可燃气加热装置通过回流管道与所述余热锅炉装置相连接，所述低温空气预热装置通过烟气风机与烟囱相连接。

所述低压可燃气加热装置上连接有用于增压输送低压可燃气的所述增压机，所述低压可燃气加热装置和所述高温空气预热装置通过循环管道与转化装置相连接，所述低温空气预热装置通过循环管道与高温空气预热装置相连接，用于输送环境空气的所述空气风机与所述低温空气预热装置相连接。

在工作时，自转化装置来的高温烟气进入原料预热装置与原料换热降温；然后分为两路：（1）一路进入蒸汽过热装置与来自汽包的饱和蒸汽换热后；进入高温空气预热装置与来自低温空气预热装置的空气换热；（2）另一路烟气进入低压可燃气加热装置与通过增压机加压的来自PSA装置的低温解析气换热；分别换热降温后的两路烟气汇合后，再进入余热锅炉装置（含蒸汽发生装置和/或省煤装置）与蒸汽和/或锅炉给水换热；最后进入低温空气预热装置与来自空气风机的常温空气换热；然后通过烟气风机送入烟囱排入大气。

具体实施例五

如图5所示，一种基于集成低压可燃气增压加热系统的转化炉系统，其结构包括：增压机、低压可燃气加热装置、转化装置、原料预热装置、蒸汽过热装置、高温空气预热装置、余热锅炉装置、低温空气预热装置、空气风机、烟气风机、烟囱。

所述转化装置通过输送管道与原料预热装置相连接，所述原料预热装置通过分流管道分别与所述低压可燃气加热装置和蒸汽过热装置相连接，所述蒸汽过热装置、所述高温空气预热装置、所述余热锅炉装置、所述低温空气预热装置依次通过输送管道相连接，且所述低压可燃气加热装置和所述低温空气预热装置通过烟气风机与烟囱相连接。

所述低压可燃气加热装置上连接有用于增压输送低压可燃气的所述增压机，所述低压可燃气加热装置和所述高温空气预热装置通过循环管道与转化装置相连接，所述低温空气预热装置通过循环管道与高温空气预热装置相连接，用于输送环境空气的所述空气风机与所述低温空气预热装置相连接。

在工作时，自转化装置来的高温烟气进入原料预热装置与原料换热降温；然后分为两路：（1）一路进入蒸汽过热装置与来自汽包的饱和蒸汽换热后；进入高温空气预热装置与来自低温空气预热装置的空气换热；再进入余热锅炉装置（含蒸汽发生装置和/或省煤装置）与蒸汽和/或锅炉给水换热；进入低温空气预热装置与来自空气风机的常温空气换热；（2）另一路烟气进入低压可燃气加热装置，与通过增压机加压的来自PSA装置的低温解析气换热；分别换热降温后的两路烟气汇合然后通过烟气风机送入烟囱排入大气。

具体实施例六

如图6所示，一种基于集成低压可燃气增压加热系统的转化炉系统，其结构包括：增压机、低压可燃气加热装置、转化装置、原料预热装置、蒸汽过热装置、高温空气预热装置、余热锅炉装置、低温空气预热装置、空气风机、烟气风机、烟囱。

所述转化装置、原料预热装置、蒸汽过热装置、高温空气预热装置通过输送管道依次连接，所述高温空气预热装置通过分流管道分别与低压可燃气加热装置和余热锅炉装置相连接，所述余热锅炉装置通过输送管道与所述低温空气预热装置相连接，且所述低压可燃气加热装置和低温空气预热装置通过烟气风机与烟囱相连接。

所述低压可燃气加热装置上连接有用于增压输送低压可燃气的所述增压机，所述低压可燃气加热装置和所述高温空气预热装置通过循环管道与转化装置相连接，所述低温空气预热装置通过循环管道与高温空气预热装置相连接，用于输送环境空气的所述空气风机与所述低温空气预热装置相连接。

在工作时，自转化装置来的高温烟气进入原料预热装置与原料换热降温；进入蒸汽过热装置与来自汽包的饱和蒸汽换热后；进入高温空气预热装置与来自低温空气预热装置的空气换热；然后分为两路：（1）一路进入余热锅炉装置（含蒸汽发生装置和/或省煤装置）与蒸汽和/或锅炉给水换热；进入低温空气预热装置与来自空气风机的常温空气换热；（2）另一路烟气进入低压可燃气加热装置与通过增压机加压的来自PSA装置的低温解析气换热；分别换热降温后的两路烟气汇合然后通过烟气风机送入烟囱排入大气。

本实用新型一种基于集成低压可燃气增压加热系统的转化炉系统的有益效果是：可以有效降低排烟温度，提高热效率，减少高热值燃料消耗。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种基于集成低压可燃气增压加热系统的转化炉系统，其特征在于，包括：增压机、低压可燃气加热装置、转化装置、换热降温装置、高温空气预热装置、余热锅炉装置、低温空气预热装置、空气风机、烟气风机、烟囱，其中，换热降温装置包括原料预热装置和/或蒸汽过热装置，

所述转化装置、所述换热降温装置、所述高温空气预热装置、所述余热锅炉装置和所述低温空气预热装置通过输送管道依次连接，所述低温空气预热装置通过烟气风机与烟囱相连接，所述低压可燃气加热装置通过分流管道与换热降温装置或高温空气预热装置相连接，且所述低压可燃气加热装置通过回流管道与低温空气预热装置、余热锅炉装置或烟气风机相连接，

所述低压可燃气加热装置上连接有用于增压输送低压可燃气的所述增压机，所述低压可燃气加热装置和所述高温空气预热装置通过循环管道与转化装置相连接，所述低温空气预热装置通过循环管道与高温空气预热装置相连接，用于输送环境空气的所述空气风机与所述低温空气预热装置相连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于集成低压可燃气增压加热系统的转化炉系统，其特征在于，换热降温装置包括原料预热装置和蒸汽过热装置。

3.根据权利要求2所述的一种基于集成低压可燃气增压加热系统的转化炉系统，其特征在于，原料预热装置通过分流管道与低压可燃气加热装置相连接。

4.根据权利要求3所述的一种基于集成低压可燃气增压加热系统的转化炉系统，其特征在于，低压可燃气加热装置通过回流管道与低温空气预热装置、余热锅炉装置或烟气风机相连接。

5.根据权利要求2所述的一种基于集成低压可燃气增压加热系统的转化炉系统，其特征在于，低压可燃气加热装置通过分流管道与高温空气预热装置相连接。

6.根据权利要求5所述的一种基于集成低压可燃气增压加热系统的转化炉系统，其特征在于，低压可燃气加热装置通过回流管道与烟气风机相连接。

7.根据权利要求1所述的一种基于集成低压可燃气增压加热系统的转化炉系统，其特征在于，换热降温装置包括原料预热装置或蒸汽过热装置。

8.根据权利要求7所述的一种基于集成低压可燃气增压加热系统的转化炉系统，其特征在于，低压可燃气加热装置通过回流管道与低温空气预热装置或余热锅炉装置相连接。

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