JPH11316088A - プロセス炉 - Google Patents
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- JPH11316088A JPH11316088A JP11028003A JP2800399A JPH11316088A JP H11316088 A JPH11316088 A JP H11316088A JP 11028003 A JP11028003 A JP 11028003A JP 2800399 A JP2800399 A JP 2800399A JP H11316088 A JPH11316088 A JP H11316088A
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- Japan
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- furnace
- heat
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
- C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
- C01B3/32—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air
- C01B3/34—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents
- C01B3/38—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents using catalysts
- C01B3/384—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents using catalysts the catalyst being continuously externally heated
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F22—STEAM GENERATION
- F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
- F22B21/00—Water-tube boilers of vertical or steeply-inclined type, i.e. the water-tube sets being arranged vertically or substantially vertically
- F22B21/40—Water-tube boilers of vertical or steeply-inclined type, i.e. the water-tube sets being arranged vertically or substantially vertically built-up from water tubes arranged in a comparatively long vertical shaft, i.e. tower boilers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F22—STEAM GENERATION
- F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
- F22B33/00—Steam-generation plants, e.g. comprising steam boilers of different types in mutual association
- F22B33/18—Combinations of steam boilers with other apparatus
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
- C01B2203/08—Methods of heating or cooling
- C01B2203/0805—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas
- C01B2203/0811—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas by combustion of fuel
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
- C01B2203/08—Methods of heating or cooling
- C01B2203/0805—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas
- C01B2203/0811—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas by combustion of fuel
- C01B2203/0816—Heating by flames
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
- C01B2203/08—Methods of heating or cooling
- C01B2203/0805—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas
- C01B2203/0866—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas by combination of different heating methods
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/10—Process efficiency
- Y02P20/129—Energy recovery, e.g. by cogeneration, H2recovery or pressure recovery turbines
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- Health & Medical Sciences (AREA)
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- Gas Burners (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 放熱セルの上方に置かれ、かつ該放熱セルの
間に置かれている、任意の補充焼きを提供する単一の対
流部を有する多セル式立形炉を提供すること。 【解決手段】 プロセス流れを予熱し、かつユーティリ
ティ蒸気を過熱するためのツインセル炉。該炉は、床取
付け式のバーナにより両側で焼かれ、頂部で支持され、
底部で案内される単列の多パス式の立形コイルを備えた
一対の立形放熱セルを用いている。オーバーヘッド対流
部は、放熱セルの間の中央に置かれている。吸出し送風
機と押込送風機は対流部を覆って置かれていて燃焼ガス
を煙突にくみ出し、空気予熱器を介して空気を対流部と
煙突との間に供給し、また床バーナと補充の対流部バー
ナとに該空気を供給している。付加的な対流コイルは、
放熱セルと対流部との間のヒップ部に位置決めされてい
る。炉の設計形態は、プロット空間要件を低減させ、加
熱多有用性の融通性を高め、また放熱チューブのより一
様な加熱とより容易な放熱チューブの交換を可能にして
いる。
間に置かれている、任意の補充焼きを提供する単一の対
流部を有する多セル式立形炉を提供すること。 【解決手段】 プロセス流れを予熱し、かつユーティリ
ティ蒸気を過熱するためのツインセル炉。該炉は、床取
付け式のバーナにより両側で焼かれ、頂部で支持され、
底部で案内される単列の多パス式の立形コイルを備えた
一対の立形放熱セルを用いている。オーバーヘッド対流
部は、放熱セルの間の中央に置かれている。吸出し送風
機と押込送風機は対流部を覆って置かれていて燃焼ガス
を煙突にくみ出し、空気予熱器を介して空気を対流部と
煙突との間に供給し、また床バーナと補充の対流部バー
ナとに該空気を供給している。付加的な対流コイルは、
放熱セルと対流部との間のヒップ部に位置決めされてい
る。炉の設計形態は、プロット空間要件を低減させ、加
熱多有用性の融通性を高め、また放熱チューブのより一
様な加熱とより容易な放熱チューブの交換を可能にして
いる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、プロセス流れを予
熱してユーティリティ蒸気の大部分を過熱するためのプ
ラントにおける一次加熱源として有用な炉に関し、特に
各放熱セルにおける種々の有用性と該放熱セルより上方
に置かれている任意の補充焼きを備えた単一の対流部を
有する多セル形立形管状に係わる。
熱してユーティリティ蒸気の大部分を過熱するためのプ
ラントにおける一次加熱源として有用な炉に関し、特に
各放熱セルにおける種々の有用性と該放熱セルより上方
に置かれている任意の補充焼きを備えた単一の対流部を
有する多セル形立形管状に係わる。
【０００２】
【従来の技術】従来技術の炉における放熱火室形態は、
チューブの非一様な加熱を作り出しており、これは、放
熱加熱に必要な表面積の増大に帰着していた。また、従
来技術の炉の設計においていくつかの構成が困難な放熱
チューブの交換を生じさせていた。更に、多数の有用性
を備えている従来技術の炉は、全ての運転状態の間炉の
構成要素を保護する複雑な制御あるいは運転停止システ
ムを必要としていた。さらに、従来技術の炉におけるバ
ーナ構成は、運転とメンテナンス用のアクセスを制限す
る複雑な燃焼空気ダクト形態に帰着する。各セルにおけ
る個々の有用性を許容し、始動、運転停止および緊急事
態の間、炉をその設計限度内に保つのを容易にする焼き
における融通性の増大を許容する多セル形態を備えた炉
の設計を提供できることが望ましい。多数の焼き位置を
用いることは、プロセスおよびユーティリティ温度を維
持する融通性の増大を許容し、一方、よりよい燃料の利
用と効率を許容する。最小数の燃焼空気ダクトを用いて
燃焼空気制御システムの設計を単純化することが望まし
い。
チューブの非一様な加熱を作り出しており、これは、放
熱加熱に必要な表面積の増大に帰着していた。また、従
来技術の炉の設計においていくつかの構成が困難な放熱
チューブの交換を生じさせていた。更に、多数の有用性
を備えている従来技術の炉は、全ての運転状態の間炉の
構成要素を保護する複雑な制御あるいは運転停止システ
ムを必要としていた。さらに、従来技術の炉におけるバ
ーナ構成は、運転とメンテナンス用のアクセスを制限す
る複雑な燃焼空気ダクト形態に帰着する。各セルにおけ
る個々の有用性を許容し、始動、運転停止および緊急事
態の間、炉をその設計限度内に保つのを容易にする焼き
における融通性の増大を許容する多セル形態を備えた炉
の設計を提供できることが望ましい。多数の焼き位置を
用いることは、プロセスおよびユーティリティ温度を維
持する融通性の増大を許容し、一方、よりよい燃料の利
用と効率を許容する。最小数の燃焼空気ダクトを用いて
燃焼空気制御システムの設計を単純化することが望まし
い。
【０００３】マーチン（Martin）に付与された米国特許
第５，５００，０３４号は、多サイドバーナを備えた立
形Ｕ字形の案内（wicket）コイルを用いたプロセス炉を
開示している。各Ｕ字形の立形管は、入口と出口マニホ
ルド間の放射加熱部に単一パスを有する。
第５，５００，０３４号は、多サイドバーナを備えた立
形Ｕ字形の案内（wicket）コイルを用いたプロセス炉を
開示している。各Ｕ字形の立形管は、入口と出口マニホ
ルド間の放射加熱部に単一パスを有する。
【０００４】アンデルセン（Andersen）に付与された米
国特許第３，７６８，９８０号は、多側壁バーナを管の
各側に備えたツインの放熱セルに配置されている縦列触
媒立形管を備えた炉を開示している。入口マニホルド
は、室天井より上から入口ピグテールを通って管ヘッド
にプロセス流体を分配し、また直管が２つのベースを下
方出口マニホルドに接続している。この単一パス構成に
おいては、長く湾曲したピグテールは、立形リアクター
チューブの個々の曲げを吸収することができる短い直管
で置き換えられたと言われており、また他の全ての応力
は、管ベースに取り付けられている懸架システムを通し
て除去されると言われている。
国特許第３，７６８，９８０号は、多側壁バーナを管の
各側に備えたツインの放熱セルに配置されている縦列触
媒立形管を備えた炉を開示している。入口マニホルド
は、室天井より上から入口ピグテールを通って管ヘッド
にプロセス流体を分配し、また直管が２つのベースを下
方出口マニホルドに接続している。この単一パス構成に
おいては、長く湾曲したピグテールは、立形リアクター
チューブの個々の曲げを吸収することができる短い直管
で置き換えられたと言われており、また他の全ての応力
は、管ベースに取り付けられている懸架システムを通し
て除去されると言われている。
【０００５】ペリーの化学技術者ハンドブック（Perry'
s Chemical Engineer's Handbook）、第６版、第９−６
０頁乃至第９−６３頁（１９８４年）は、放熱部におけ
る加熱コイルの向きに従った点火ヒーターの主な分類に
関係しており、即ちコイルが垂直か、あるいは平行かど
うかに関係している。種々の立形管の点火ヒーターは、
立形円筒状の全放熱式のもの、立形円筒状の螺旋コイル
式のもの、直交流対流部を備えた立形円筒状のもの、一
体対流部を備えた立形円筒状のもの、アーバあるいはウ
ィケット式のもの、および立管で、単列二重壁の点火式
のものを含む。
s Chemical Engineer's Handbook）、第６版、第９−６
０頁乃至第９−６３頁（１９８４年）は、放熱部におけ
る加熱コイルの向きに従った点火ヒーターの主な分類に
関係しており、即ちコイルが垂直か、あるいは平行かど
うかに関係している。種々の立形管の点火ヒーターは、
立形円筒状の全放熱式のもの、立形円筒状の螺旋コイル
式のもの、直交流対流部を備えた立形円筒状のもの、一
体対流部を備えた立形円筒状のもの、アーバあるいはウ
ィケット式のもの、および立管で、単列二重壁の点火式
のものを含む。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】出願人が知る限り、従
来技術は、床取付け式の立形アップショト式のバーナに
より、両側で焼かれる複数個の、頂部で支持され、底部
で案内された単列の多パス式の立形放熱コイルを備えた
多数の水平方向に分離された立形放熱セルを用いている
プロセス流れ予熱炉を開示していない。
来技術は、床取付け式の立形アップショト式のバーナに
より、両側で焼かれる複数個の、頂部で支持され、底部
で案内された単列の多パス式の立形放熱コイルを備えた
多数の水平方向に分離された立形放熱セルを用いている
プロセス流れ予熱炉を開示していない。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、放熱セルの上
方で、かつ該放熱セルの間に置かれている、任意の補充
の焼きを備えた単一の対流部を有する多セル式立形炉を
提供するものである。
方で、かつ該放熱セルの間に置かれている、任意の補充
の焼きを備えた単一の対流部を有する多セル式立形炉を
提供するものである。
【０００８】一局面において、本発明は、プロセス流れ
を予熱しかつユーティリティ蒸気の大部分を過熱するた
めのプラントにおける一次熱源として有用な炉を提供す
る。該炉は、複数個の水平方向に分離された立形放熱セ
ルと、該放熱セルより上方に置かれ、かつ該放熱セルか
ら燃焼ガスを受け取る対流部とを含む。好ましくは、吸
出し送風機が該対流部より上方に置かれ、また押込送風
機が該対流部より上方に置かれている。立形セルは、そ
れぞれ床取付け式の立形アップショトバーナにより両側
で焼かれる複数個の、頂部で支持され、底部で案内され
た単列の多パス式の立形放熱コイルを含む。押込送風機
は、好ましくは対流部と煙突との間に置かれた空気予熱
器を介して空気を供給し、次にバーナに該空気を供給す
る。吸出し送風機は炉を通して燃焼ガスをくみ出し煙突
に排気する。
を予熱しかつユーティリティ蒸気の大部分を過熱するた
めのプラントにおける一次熱源として有用な炉を提供す
る。該炉は、複数個の水平方向に分離された立形放熱セ
ルと、該放熱セルより上方に置かれ、かつ該放熱セルか
ら燃焼ガスを受け取る対流部とを含む。好ましくは、吸
出し送風機が該対流部より上方に置かれ、また押込送風
機が該対流部より上方に置かれている。立形セルは、そ
れぞれ床取付け式の立形アップショトバーナにより両側
で焼かれる複数個の、頂部で支持され、底部で案内され
た単列の多パス式の立形放熱コイルを含む。押込送風機
は、好ましくは対流部と煙突との間に置かれた空気予熱
器を介して空気を供給し、次にバーナに該空気を供給す
る。吸出し送風機は炉を通して燃焼ガスをくみ出し煙突
に排気する。
【０００９】好適実施例では、炉内には２つの放熱セル
があり、また該放熱セルより上方の対流部は２つのセル
の間の中央に置かれている。好ましくは、炉は放熱セル
と対流部との間にヒップ部を含む。補充バーナは、対流
部の下方に置かれていて、該対流部に補充の熱を提供す
ることができる。
があり、また該放熱セルより上方の対流部は２つのセル
の間の中央に置かれている。好ましくは、炉は放熱セル
と対流部との間にヒップ部を含む。補充バーナは、対流
部の下方に置かれていて、該対流部に補充の熱を提供す
ることができる。
【００１０】燃焼空気を押込送風機から空気予熱器に通
過させ、次に床取付け式バーナおよび補充のバーナに該
燃焼空気を通過させるためのダクトを含むことができ
る。
過させ、次に床取付け式バーナおよび補充のバーナに該
燃焼空気を通過させるためのダクトを含むことができ
る。
【００１１】好ましくは、放熱コイルは頂部で支持さ
れ、また該放熱コイルの頂部に入口と出口を有していて
該放熱コイルの制限されない下向きの熱成長を許容して
いる。対流部を短縮して、該対流部における煙道ガス速
度を増すことができる。
れ、また該放熱コイルの頂部に入口と出口を有していて
該放熱コイルの制限されない下向きの熱成長を許容して
いる。対流部を短縮して、該対流部における煙道ガス速
度を増すことができる。
【００１２】本発明の炉を用いると、他の設計形態に比
べて設備費が低減される。空気予熱器と駆動装置付き押
込送風機および吸出し送風機を、同一平面でなく、対流
部より上方の炉構造体に配置することは、炉のプロット
空間要件を低減する。空気予熱器の使用は、熱回収の増
大を許容し、また燃料消費を低減する。放熱コイルの入
口および出口マニホルドに片寄りがあり、また短縮され
た対流部を用いると、炉の放熱コイルの交換は、放熱箱
の上端より上方に邪魔のないレーンを作り出すことによ
り単純化される。
べて設備費が低減される。空気予熱器と駆動装置付き押
込送風機および吸出し送風機を、同一平面でなく、対流
部より上方の炉構造体に配置することは、炉のプロット
空間要件を低減する。空気予熱器の使用は、熱回収の増
大を許容し、また燃料消費を低減する。放熱コイルの入
口および出口マニホルドに片寄りがあり、また短縮され
た対流部を用いると、炉の放熱コイルの交換は、放熱箱
の上端より上方に邪魔のないレーンを作り出すことによ
り単純化される。
【００１３】焼かれる二重放熱コイルは、高い平均フラ
ックス率を可能にし、必要な放熱面面積を低減し、放熱
部における管のより均一した加熱を提供する。焼かれる
二重設計形態は、単一の焼き設計形態に比べて、所与の
管設計形態用のより高いプロセス流体出口温度も可能に
する。
ックス率を可能にし、必要な放熱面面積を低減し、放熱
部における管のより均一した加熱を提供する。焼かれる
二重設計形態は、単一の焼き設計形態に比べて、所与の
管設計形態用のより高いプロセス流体出口温度も可能に
する。
【００１４】放熱セルの各々において個々の有用性を提
供することができ、その結果、炉の作業者が、始動、運
転停止および他の緊急事態の間、炉を設計限界内に保つ
のを許容する焼きにおける融通性を高める。
供することができ、その結果、炉の作業者が、始動、運
転停止および他の緊急事態の間、炉を設計限界内に保つ
のを許容する焼きにおける融通性を高める。
【００１５】各放熱セルにおける、また対流部における
多数の焼き位置は、プロセスおよびユーティリティ温度
を維持する融通性を増し、一方、よりよい燃料利用およ
び効率を可能にする。いくつかの従来技術の設計形態に
比べた際、最小数の燃焼空気ダクトは、燃焼制御システ
ムの設計形態を単純にしている。
多数の焼き位置は、プロセスおよびユーティリティ温度
を維持する融通性を増し、一方、よりよい燃料利用およ
び効率を可能にする。いくつかの従来技術の設計形態に
比べた際、最小数の燃焼空気ダクトは、燃焼制御システ
ムの設計形態を単純にしている。
【００１６】
【発明の実施の形態】図１と図２に関し、燃焼空気は押
込送風機１０２（図１参照）により空気予熱器１０４と
ダクト１０６を介してバーナ１０８へ炉１００に供給さ
れる。煙道ガスは、放熱セル１１０，１１２、ヒップ部
１１４、対流部１１６、空気予熱器１０４、吸出し送風
機１１８および煙突１２０を介してバーナ１０８から炉
１００を通過する。
込送風機１０２（図１参照）により空気予熱器１０４と
ダクト１０６を介してバーナ１０８へ炉１００に供給さ
れる。煙道ガスは、放熱セル１１０，１１２、ヒップ部
１１４、対流部１１６、空気予熱器１０４、吸出し送風
機１１８および煙突１２０を介してバーナ１０８から炉
１００を通過する。
【００１７】放熱セル１１０と１１２は、好ましくは水
平方向に互いに離隔された炉１００のベースのいずれの
側にも備えられている（図１参照）。必要なら、付加的
な放熱セル（図示せず）を備えることができる。各放熱
セル１１０，１１２は、側壁１２４に沿って上方に火を
放つ床取付け式バーナ１０８により両側で焼かれる複数
個の単列の、多パス式の放熱コイル１２２を含む。床１
２６は複数個のコンクリート片１２８を有することがで
きるベースを覆って支持されている。
平方向に互いに離隔された炉１００のベースのいずれの
側にも備えられている（図１参照）。必要なら、付加的
な放熱セル（図示せず）を備えることができる。各放熱
セル１１０，１１２は、側壁１２４に沿って上方に火を
放つ床取付け式バーナ１０８により両側で焼かれる複数
個の単列の、多パス式の放熱コイル１２２を含む。床１
２６は複数個のコンクリート片１２８を有することがで
きるベースを覆って支持されている。
【００１８】各放熱コイル１２２は、バーナ１０８間の
放熱セル１１０，１１２の中心線に沿って置かれた多へ
び状のパスからなっている。図１で認められるように、
コイル１２２は頂部で支持され、また各放熱セル１１
０，１１２より上方で、中心線から水平方向に外れて広
がる入口マニホルド１３０，１３１と出口マニホルド１
３２，１３３に接続されている。可変の支持バネ１３４
と穿通ブーツ１３６はアーチ１３８の頂部に用いられて
いてコイル１２２を支持している。
放熱セル１１０，１１２の中心線に沿って置かれた多へ
び状のパスからなっている。図１で認められるように、
コイル１２２は頂部で支持され、また各放熱セル１１
０，１１２より上方で、中心線から水平方向に外れて広
がる入口マニホルド１３０，１３１と出口マニホルド１
３２，１３３に接続されている。可変の支持バネ１３４
と穿通ブーツ１３６はアーチ１３８の頂部に用いられて
いてコイル１２２を支持している。
【００１９】ガイドピン１４０はコイル１２２の各曲げ
部の最下端で取り付けられ、またそれぞれの放熱セル１
１０，１１２の中心線に沿って床１２６に位置決めされ
たそれぞれの膨張スリーブ１４２内に下向きに延在して
いる。該膨張スリーブ１４２は床１２６の構造ベースに
取り付けられている。ガイドピン１４０を除いて、コイ
ル１２２は床１２６より垂直上方に離隔されていてコイ
ル１２２の熱膨張を許容し、一方、ガイドピン１４０と
膨張スリーブ１４２との相互の係合は、中心線に沿うコ
イル１２２の水平方向の整合を維持する。頂部でのコイ
ル入口と出口の上記構成は、チューブ１２２の制限され
ない下向きの熱の成長を許容し、変形の機会を最小にす
る。該設計形態は、各セル１１０，１１２が他のセルと
同じチューブ寸法または有用性を有する必要がないほど
十分融通性がある。
部の最下端で取り付けられ、またそれぞれの放熱セル１
１０，１１２の中心線に沿って床１２６に位置決めされ
たそれぞれの膨張スリーブ１４２内に下向きに延在して
いる。該膨張スリーブ１４２は床１２６の構造ベースに
取り付けられている。ガイドピン１４０を除いて、コイ
ル１２２は床１２６より垂直上方に離隔されていてコイ
ル１２２の熱膨張を許容し、一方、ガイドピン１４０と
膨張スリーブ１４２との相互の係合は、中心線に沿うコ
イル１２２の水平方向の整合を維持する。頂部でのコイ
ル入口と出口の上記構成は、チューブ１２２の制限され
ない下向きの熱の成長を許容し、変形の機会を最小にす
る。該設計形態は、各セル１１０，１１２が他のセルと
同じチューブ寸法または有用性を有する必要がないほど
十分融通性がある。
【００２０】対流部１１６、ヒップ部１１４、高温燃焼
空気ダクト１０６、煙突１２０等の壁と同じく側壁１２
４と床１２６は、当業者に周知の絶縁材料、例えば耐火
れんが、シリカブロック、セラミックファイバブランケ
ット、キャスタブル等で通常内張りされている。該材料
は、一般に炉１００の運転中に予期される温度に応じる
ように選択されている。床１２６に代表的に用いられて
いる耐火れんがは、バーナ１０８と膨張スリーブ１４２
を収容するべく予め作っておくことができる。対流部１
１６、ヒップ部１１４、ダクト１０６と同じく側壁１２
４は、通常の補強材（図示せず）で構造的に補強するこ
とができる。炉１００の構造は、対風構用の対角線状筋
違（図示せず）で通常補強することができる。
空気ダクト１０６、煙突１２０等の壁と同じく側壁１２
４と床１２６は、当業者に周知の絶縁材料、例えば耐火
れんが、シリカブロック、セラミックファイバブランケ
ット、キャスタブル等で通常内張りされている。該材料
は、一般に炉１００の運転中に予期される温度に応じる
ように選択されている。床１２６に代表的に用いられて
いる耐火れんがは、バーナ１０８と膨張スリーブ１４２
を収容するべく予め作っておくことができる。対流部１
１６、ヒップ部１１４、ダクト１０６と同じく側壁１２
４は、通常の補強材（図示せず）で構造的に補強するこ
とができる。炉１００の構造は、対風構用の対角線状筋
違（図示せず）で通常補強することができる。
【００２１】放熱セル１１０，１１２は、通常ののぞき
穴１４４とアクセスドア１４６とを含むことができる。
プラットフォーム１４８は、各セル１１０，１１２の辺
りに種々な高さに設けられ、のぞき穴１４４とアクセス
ドア１４６にアクセスするための階段１５０を備えるこ
とができる。必要なら、放熱セル１１０，１１２は、炉
１００の構造体の適所で一緒に固定される複数個の予め
作られたモジュールとして設置することができる。
穴１４４とアクセスドア１４６とを含むことができる。
プラットフォーム１４８は、各セル１１０，１１２の辺
りに種々な高さに設けられ、のぞき穴１４４とアクセス
ドア１４６にアクセスするための階段１５０を備えるこ
とができる。必要なら、放熱セル１１０，１１２は、炉
１００の構造体の適所で一緒に固定される複数個の予め
作られたモジュールとして設置することができる。
【００２２】対流部１１６は、２つの放熱セル１１０，
１１２の頂部で、それらの間に置かれている。煙道ガス
の速度を増し、かつ資本費を低減させるために、対流部
１１６は短縮することができ、このことは、図２に最も
良く示されているように該対流部１１６が放熱箱１１
０，１１２よりも水平方向に短いことを意味している。
好ましくは、対流部１１６は、長さ１２．１９メートル
（４０フィート）より短く、好ましくは、放熱セル１１
０，１１２は、長さ１２．１９メートル（４０フィー
ト）より長く、例えば１０．４８メートルと１５．２４
メートル（３８フィートと５０フィート）である。増大
した煙道ガスの速度は、対流部１１６におけるチューブ
の外部伝熱係数を高めることにより熱伝達を助ける。対
流部１１６の短縮された長さも、放熱セル１１０，１１
２のいずれの端部よりも上方に開放空間を残し、コイル
１２２の取り外しと交換を容易にしている。対流部１１
６全長も用いることができ、何故ならその設計形態の場
合に動作するからである。しかしながら、資本費は幾分
増加し、熱伝達効率はよくなく、放熱管交換のためのア
クセスはより制限されることがある。
１１２の頂部で、それらの間に置かれている。煙道ガス
の速度を増し、かつ資本費を低減させるために、対流部
１１６は短縮することができ、このことは、図２に最も
良く示されているように該対流部１１６が放熱箱１１
０，１１２よりも水平方向に短いことを意味している。
好ましくは、対流部１１６は、長さ１２．１９メートル
（４０フィート）より短く、好ましくは、放熱セル１１
０，１１２は、長さ１２．１９メートル（４０フィー
ト）より長く、例えば１０．４８メートルと１５．２４
メートル（３８フィートと５０フィート）である。増大
した煙道ガスの速度は、対流部１１６におけるチューブ
の外部伝熱係数を高めることにより熱伝達を助ける。対
流部１１６の短縮された長さも、放熱セル１１０，１１
２のいずれの端部よりも上方に開放空間を残し、コイル
１２２の取り外しと交換を容易にしている。対流部１１
６全長も用いることができ、何故ならその設計形態の場
合に動作するからである。しかしながら、資本費は幾分
増加し、熱伝達効率はよくなく、放熱管交換のためのア
クセスはより制限されることがある。
【００２３】対流部１１６は、種々のプロセス流れとユ
ーティリティ流れを加熱するために設けられた対流コイ
ル１１６ａ，１１６ｂ，１１６ｃ，１１６ｄを含む。例
えば、コイル１１６ａと１１６ｂは、高圧の蒸気を過熱
し、低温で作動するコイル１１６ｃと１１６ｄは、放熱
セル１１０，１１２を加熱する前にプロセス給送流れを
予熱するのに用いることができる。必要に応じ、追加
の、またはいくつかのコイルを対流部１１６に用いるこ
とができる。
ーティリティ流れを加熱するために設けられた対流コイ
ル１１６ａ，１１６ｂ，１１６ｃ，１１６ｄを含む。例
えば、コイル１１６ａと１１６ｂは、高圧の蒸気を過熱
し、低温で作動するコイル１１６ｃと１１６ｄは、放熱
セル１１０，１１２を加熱する前にプロセス給送流れを
予熱するのに用いることができる。必要に応じ、追加
の、またはいくつかのコイルを対流部１１６に用いるこ
とができる。
【００２４】好ましくは、対流部１１６は１つ以上の予
め作られたモジュールとして設置されている。例えば、
コイル１１６ａと１１６ｂは、１つのモジュールとして
図１と図２に示され、コイル１１６ｃと１１６ｄは、別
のものとして示されている。該モジュールは炉１００の
構造を容易にしている。好ましくは、各モジュールは、
末端部１５２と管取り外し端部１５４とを含む。一般
に、コイル１１６ａ〜１１６ｄで加熱されるべき流体は
末端部１５２で供給され、戻され、一方、端部１５４
は、対流部１１６のメンテナンスおよび（または）対流
コイル１１６ａ〜１１６ｄでの管サービスの目的でのみ
通常アクセスされる。
め作られたモジュールとして設置されている。例えば、
コイル１１６ａと１１６ｂは、１つのモジュールとして
図１と図２に示され、コイル１１６ｃと１１６ｄは、別
のものとして示されている。該モジュールは炉１００の
構造を容易にしている。好ましくは、各モジュールは、
末端部１５２と管取り外し端部１５４とを含む。一般
に、コイル１１６ａ〜１１６ｄで加熱されるべき流体は
末端部１５２で供給され、戻され、一方、端部１５４
は、対流部１１６のメンテナンスおよび（または）対流
コイル１１６ａ〜１１６ｄでの管サービスの目的でのみ
通常アクセスされる。
【００２５】立形対流部１１６の直下に置かれている任
意のバーナ１５６は、蒸気過熱温度を維持するための補
充の焼きを提供している。任意の対流コイル１５８もヒ
ップ部１１４（放熱コイル１１０，１１２と立形対流バ
ンク１１６との間の）に設置することができる。コイル
１５８は、補充バーナ１５６の前に、ガス温度を低減さ
せるのを助け、対流部１１６におけるコイル１１６ａの
ためのより経済的な設計を可能にしている。
意のバーナ１５６は、蒸気過熱温度を維持するための補
充の焼きを提供している。任意の対流コイル１５８もヒ
ップ部１１４（放熱コイル１１０，１１２と立形対流バ
ンク１１６との間の）に設置することができる。コイル
１５８は、補充バーナ１５６の前に、ガス温度を低減さ
せるのを助け、対流部１１６におけるコイル１１６ａの
ためのより経済的な設計を可能にしている。
【００２６】空気予熱器１０４、押込送風機１０２およ
び吸出し送風機１１８は、炉構造体において対流部１１
６より上方に置かれている。押込送風機１０２は空気を
空気予熱器１０４に、次にダクト１０６に供給し、該ダ
クト１０６は、予熱された空気を放熱部バーナ１０８と
補充のバーナ１５６に供給する（図１参照）。押込送風
機１０２により供給される空気量を調節するダンパ１５
９が備えられている。吸出し送風機１１８は対流部１１
６から燃焼ガスを抜き出し、また該燃焼ガスを煙突１２
０に排出する。吸出し送風機１１８により抜き出された
煙道ガスの量を調節し、それにより火室内の運転圧を制
御するダンパ１６０（図１参照）が設けられている。ダ
クト１０６は燃焼空気の予期される量と温度に対して適
当な寸法にされ、絶縁されている。ダクト１６９を介し
て補充バーナ１５６へ供給される燃焼空気はダンパ１６
２により制御される（図２参照）。同様に、ダクト１６
４，１６６（図１参照）を介してバーナ１０８に供給さ
れる燃焼空気はダンパ１６８により制御されている（図
２参照）。ダクト１６４，１６６，１６９は、バーナ１
０８，１５６に給送される際、該燃焼空気の速度を維持
するためダクト１０６からのそれぞれの入口から反対側
の末端部まで断面積が漸減している。燃料は、通常の燃
料ヘッダシステム（図示せず）を介してバーナ１０８、
補充バーナ１５６およびパイロットシステム（図示せ
ず）に供給される。バーナ１０８，１５６に供給される
通常の燃料は、天然ガス、燃料オイル等を含む。
び吸出し送風機１１８は、炉構造体において対流部１１
６より上方に置かれている。押込送風機１０２は空気を
空気予熱器１０４に、次にダクト１０６に供給し、該ダ
クト１０６は、予熱された空気を放熱部バーナ１０８と
補充のバーナ１５６に供給する（図１参照）。押込送風
機１０２により供給される空気量を調節するダンパ１５
９が備えられている。吸出し送風機１１８は対流部１１
６から燃焼ガスを抜き出し、また該燃焼ガスを煙突１２
０に排出する。吸出し送風機１１８により抜き出された
煙道ガスの量を調節し、それにより火室内の運転圧を制
御するダンパ１６０（図１参照）が設けられている。ダ
クト１０６は燃焼空気の予期される量と温度に対して適
当な寸法にされ、絶縁されている。ダクト１６９を介し
て補充バーナ１５６へ供給される燃焼空気はダンパ１６
２により制御される（図２参照）。同様に、ダクト１６
４，１６６（図１参照）を介してバーナ１０８に供給さ
れる燃焼空気はダンパ１６８により制御されている（図
２参照）。ダクト１６４，１６６，１６９は、バーナ１
０８，１５６に給送される際、該燃焼空気の速度を維持
するためダクト１０６からのそれぞれの入口から反対側
の末端部まで断面積が漸減している。燃料は、通常の燃
料ヘッダシステム（図示せず）を介してバーナ１０８、
補充バーナ１５６およびパイロットシステム（図示せ
ず）に供給される。バーナ１０８，１５６に供給される
通常の燃料は、天然ガス、燃料オイル等を含む。
【００２７】本発明の炉は、メタノールあるいはアンモ
ニア用の合成ガス系プラントの前方端部あるいは水素プ
ラントに用いられる際、特別の利点を有する。メタノー
ル、水素または合成ガスプラントにおいては、一方のセ
ルは炭化水素と蒸気の混合物を加熱し、他方のセルはユ
ーティリティ蒸気を加熱する。アンモニアプラントにお
いては、一方のセルは炭化水素と蒸気の混合物を加熱
し、他方のセルは蒸気と空気の混合物を加熱する。
ニア用の合成ガス系プラントの前方端部あるいは水素プ
ラントに用いられる際、特別の利点を有する。メタノー
ル、水素または合成ガスプラントにおいては、一方のセ
ルは炭化水素と蒸気の混合物を加熱し、他方のセルはユ
ーティリティ蒸気を加熱する。アンモニアプラントにお
いては、一方のセルは炭化水素と蒸気の混合物を加熱
し、他方のセルは蒸気と空気の混合物を加熱する。
【００２８】好適実施例の上述した開示内容に鑑み、種
々の変形は当業者には明かである。本発明の精神を逸脱
しないかような変形は、特許請求の範囲により包含され
るよう意図されている。
々の変形は当業者には明かである。本発明の精神を逸脱
しないかような変形は、特許請求の範囲により包含され
るよう意図されている。
【図１】本発明による炉の、一部破断した端部立面図で
ある。
ある。
【図２】図１の炉の、一部破断した側立面図である。
１００ 炉 １０２ 押込送風機 １０４ 空気予熱器 １０６ ダクト １０８ バーナ １１０，１１２ 放熱セル １１４ ヒップ部 １１６ 対流部 １１８ 吸出し送風機 １２０ 煙突 １２２ 放熱コイル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 グレゴリー ビー．カーグル アメリカ合衆国 テキサス州サイプレス, ハイ フェリー レーン 13802 (72)発明者 シー．スチーブン ランカスター アメリカ合衆国 テキサス州ピアランド, ウイックシャー コート 3307
Claims (16)
- 【請求項１】 プロセス流れを予熱しかつ大部分のユー
ティリティ蒸気を過熱するためのプラントにおける一次
熱源として有用な炉において、 複数個の水平方向に離隔された立形放熱セルであって、
各々が異なる有用性を有し、床取付け式バーナにより両
側で焼かれる複数個の、頂部で支持され、底部が案内さ
れた単列の多パス式立形放熱コイルを含む前記立形放熱
セルと、 隣接する放熱セルより上方に高くされていて、該隣接す
る放熱セルから煙道ガスを受け取る対流部と、 前記対流部から煙突に煙道ガスをくみ出す吸出し送風機
と、 空気予熱器を介して空気を供給し、次に該空気を前記バ
ーナに供給する押込送風機と、 を含む炉。 - 【請求項２】 前記吸出し送風機と前記押込送風機は前
記対流部よりも上方に高くされている請求項１に記載の
炉。 - 【請求項３】 前記空気予熱器は、前記対流部と前記煙
突との間に置かれている請求項１に記載の炉。 - 【請求項４】 前記放熱セルと前記対流部との間のヒッ
プ部に対流コイルを更に含む請求項１に記載の炉。 - 【請求項５】 前記対流部の下方に位置していて該対流
部の補充焼きを提供する補充バーナを更に含む請求項１
に記載の炉。 - 【請求項６】 前記押込送風機から前記空気予熱器へ、
次に前記床取付け式バーナと前記補充バーナへのダクト
を含む請求項５に記載の炉。 - 【請求項７】 前記放熱コイルは、前記放熱セルの頂部
に入口と出口を有していて該放熱コイルの制限されない
下向きの熱成長を許容する請求項１に記載の炉。 - 【請求項８】 前記対流部は短縮されている請求項１に
記載の炉。 - 【請求項９】 ツインセル形態における一対の前記放熱
セルを含み、前記放熱セルより上方の前記対流部は、該
放熱セルの間の中央にある請求項１に記載の炉。 - 【請求項１０】 プロセス流れを予熱しかつユーティリ
ティ蒸気の大部分を過熱するためのプラントにおける一
次熱源として有用な炉において、 一対の水平方向に離隔された立形放熱セルであって、各
々が別個の有用性を有し、床取付け式バーナにより両側
で焼かれる複数個の、頂部で支持され、底部で案内され
た単列の多パス式立形放熱コイルを含み、前記放熱コイ
ルは、それぞれその頂部に入口と出口を有していて該放
熱コイルの制限されない下向きの熱の成長を許容する前
記立形放熱セルと、 前記放熱セルの頂部に置かれ、かつ該放熱セルの間の中
央に置かれ該放熱セルから燃焼ガスを受け取る対流部
と、 前記対流部より上方に高くされていて該対流部から煙突
内へ燃焼ガスをくみ出す吸出し送風機と、 前記対流部より上方に高くされていて該対流部と前記煙
突との間に置かれている空気予熱器にダクトを介して空
気を供給し、次にダクトを介して該空気を前記バーナに
供給する押込送風機と、 前記放熱セルと前記対流部との間のヒップ部における対
流コイルと、 を含む炉。 - 【請求項１１】 前記対流部の下方に置かれていて該対
流部の補充の焼きを提供する補充バーナを更に含む請求
項１０に記載の炉。 - 【請求項１２】 前記対流部が短縮されている請求項１
０に記載の炉。 - 【請求項１３】 前記対流部が短縮されている請求項１
１に記載の炉。 - 【請求項１４】 前記対流部の短縮が、前記コイルを除
去するための、前記放熱セルより上方にレーンを作り出
している請求項１３に記載の炉。 - 【請求項１５】 前記放熱セルのうちの一方が炭化水素
原料に有用であり、他方の放熱セルが蒸気過熱に有用で
ある、メタノール、水素あるいは合成ガスプラントの前
端に設置される請求項１０に記載の炉。 - 【請求項１６】 前記放熱セルのうちの一方が混合した
炭化水素と蒸気に有用であり、他方の放熱セルが混合蒸
気と空気に有用である、アンモニアプラントの前端に設
置される請求項１０に記載の炉。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/018,859 US5878699A (en) | 1998-02-05 | 1998-02-05 | Process furnace |
| US018859 | 1998-02-05 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11316088A true JPH11316088A (ja) | 1999-11-16 |
Family
ID=21790125
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11028003A Pending JPH11316088A (ja) | 1998-02-05 | 1999-02-05 | プロセス炉 |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5878699A (ja) |
| EP (1) | EP0935094B1 (ja) |
| JP (1) | JPH11316088A (ja) |
| KR (1) | KR100559819B1 (ja) |
| AU (1) | AU740168B2 (ja) |
| BR (1) | BR9900519A (ja) |
| CA (1) | CA2260346C (ja) |
| DE (1) | DE69924167T2 (ja) |
| NO (1) | NO990521L (ja) |
Families Citing this family (14)
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|---|---|---|---|---|
| US6557501B2 (en) * | 2001-08-02 | 2003-05-06 | Aos Holding Company | Water heater having flue damper with airflow apparatus |
| US7204966B2 (en) * | 2002-11-08 | 2007-04-17 | Ashutosh Garg | Method and apparatus for improved fired heaters |
| US8490581B2 (en) * | 2006-06-15 | 2013-07-23 | Exxonmobil Research And Engineering Company | Advanced fired heater unit for use in refinery and petro-chemical applications |
| US7484478B2 (en) * | 2006-11-01 | 2009-02-03 | Ashutosh Garg | Fired heater |
| DE102010035756A1 (de) | 2010-08-28 | 2012-03-01 | Uhde Gmbh | Ammoniak-/Wasserstoffanlage |
| CN102052826A (zh) * | 2010-12-23 | 2011-05-11 | 马全才 | 节能型竖窑 |
| CN102538491B (zh) * | 2012-01-31 | 2013-10-30 | 首钢总公司 | 一种利用热风炉烟道废气烘烤预热高炉炉料的系统和方法 |
| CA2879945C (en) * | 2012-08-07 | 2019-12-31 | Foster Wheeler Usa Corporation | Method and system for improving spatial efficiency of a furnace system |
| RU2495089C1 (ru) * | 2012-09-27 | 2013-10-10 | Государственное унитарное предприятие Институт нефтехимпереработки Республики Башкортостан (ГУП ИНХП РБ) | Трубчатая печь |
| RU2682939C1 (ru) | 2015-06-30 | 2019-03-22 | Юоп Ллк | Взаимосвязанная конфигурация реактора и нагревателя для способа дегидрирования парафинов |
| CA2983183C (en) | 2015-06-30 | 2020-03-24 | Uop Llc | Reactor and heater configuration synergies in paraffin dehydrogenation process |
| RU2599254C1 (ru) * | 2015-07-09 | 2016-10-10 | Закрытое акционерное общество "Научно-производственный центр энергетического оборудования" | Трубчатая печь с теплообменником |
| CN108624733B (zh) * | 2018-06-18 | 2023-10-27 | 华林特钢集团有限公司 | 一种钢锭提炼余热回收利用装置 |
| IT201900006953A1 (it) * | 2019-05-17 | 2020-11-17 | Milano Politecnico | Forno per campi gas, per raffinerie e per il processo di reforming |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US547428A (en) * | 1895-10-08 | Album | ||
| US3469946A (en) * | 1965-09-01 | 1969-09-30 | Alcorn Combustion Co | Apparatus for high-temperature conversions |
| US3385271A (en) * | 1967-01-31 | 1968-05-28 | Selas Corp Of America | Tube heater |
| GB1367453A (en) * | 1970-09-25 | 1974-09-18 | Topsoe H F A | Furnace design |
| US3667429A (en) * | 1971-01-25 | 1972-06-06 | Lummus Co | Fired heater |
| DE3836131A1 (de) * | 1988-10-22 | 1990-04-26 | Linde Ag | Reaktor zur durchfuehrung von verbrennungsprozessen |
| US5005530A (en) * | 1990-06-08 | 1991-04-09 | Tsai Frank W | Furnace radiant sections with vertical heat exchanger tubing, and convection section |
| US5247907A (en) * | 1992-05-05 | 1993-09-28 | The M. W. Kellogg Company | Process furnace with a split flue convection section |
| US5474280A (en) * | 1993-08-20 | 1995-12-12 | Martin; Charles A. | Apparatus for preheating a reactor feed |
-
1998
- 1998-02-05 US US09/018,859 patent/US5878699A/en not_active Expired - Lifetime
-
1999
- 1999-01-25 CA CA002260346A patent/CA2260346C/en not_active Expired - Lifetime
- 1999-01-29 EP EP99101571A patent/EP0935094B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1999-01-29 DE DE69924167T patent/DE69924167T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1999-02-01 AU AU14690/99A patent/AU740168B2/en not_active Expired
- 1999-02-03 BR BR9900519-0A patent/BR9900519A/pt not_active IP Right Cessation
- 1999-02-04 KR KR1019990003692A patent/KR100559819B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1999-02-04 NO NO990521A patent/NO990521L/no not_active Application Discontinuation
- 1999-02-05 JP JP11028003A patent/JPH11316088A/ja active Pending
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