UA64414A

UA64414A - A surface combustion tubular furnace

Info

Publication number: UA64414A
Application number: UA2003054813A
Authority: UA
Inventors: Mykola Ivanovych Sulzhyk; Valerii Mykolaiovy Nikolaienko; Anatolii Vasyliovych Stepanov; Pavlo Mykolaiovych Tymoschenko
Original assignee: Ukrainian Inst For Design Of P
Priority date: 2003-05-27
Filing date: 2003-05-27
Publication date: 2004-02-16
Also published as: RU45137U1

Abstract

A surface combustion tubular furnace contains the convective zone and radiation chamber, and the product coil pipe is installed inside the latter. The radiation walls and surface of the product coil pipe are covered with substances of a special composition with a high blackening degree.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Винахід відноситься до нафтопереробної і нафтохімічної промисловості, точніше, до трубчастих печей для 2 нагрівання і термічного розкладу вуглеводнів і інших продуктів.The invention relates to the oil refining and petrochemical industry, more precisely, to tubular furnaces for 2 heating and thermal decomposition of hydrocarbons and other products.

У нафтопереробній і нафтохімічній промисловості для нагрівання і хімічних перетворень різної сировини широко застосовуються трубчасті печі (1, 2). Найбільш ефективними з них с печі безполуменевого горіння з передачею тепла від розжарених стін до продуктового змійовика |1, 2, З). Бокові стіни таких печей зібрані з декількох рядів безполуменевих пальників різних типів (1-3). Завдяки великій поверхні випромінюючих стін були 70 досягнуті задовільні показники радіаційного теплообміну і прийнятні габарити печей.Tubular furnaces are widely used in the oil refining and petrochemical industries for heating and chemical transformations of various raw materials (1, 2). The most effective of them are flameless combustion furnaces with heat transfer from the red-hot walls to the product coil |1, 2, Z). The side walls of such furnaces are assembled from several rows of flameless burners of different types (1-3). Thanks to the large surface of the radiating walls, satisfactory indicators of radiation heat exchange and acceptable dimensions of the furnaces were achieved.

Відповідно до закону Стефана-Больцмана інтенсивність променевого теплообміну між випромінюючими і поглинаючими поверхнями пропорційна різниці четвертих ступенів температур і ступеня чорніння цих поверхонь.According to the Stefan-Boltzmann law, the intensity of radiant heat exchange between emitting and absorbing surfaces is proportional to the difference of the fourth degrees of temperature and the degree of blackening of these surfaces.

Таким чином, інтенсивність променевого теплообміну можна змінювати шляхом штучного збільшення чи зменшення ступеня чорніння теплообмінних поверхонь. 12 Метою даного винаходу є інтенсифікація теплообміну в печі безполуменевого горіння шляхом зміни ступеня чорніння як випромінюючих стін, так і продуктового змійовика.Thus, the intensity of radiant heat exchange can be changed by artificially increasing or decreasing the degree of blackening of the heat exchange surfaces. 12 The purpose of this invention is to intensify heat exchange in a flameless combustion furnace by changing the degree of blackening of both the radiating walls and the product coil.

Спеціальними дослідженнями було встановлено, що з підвищенням температури ступінь чорніння усіх вогнетривких матеріалів знижується й у діапазоні температур 800-10007"С вона складає 0,5-0,7 ( є6-0,5-0,7).Special studies have established that with increasing temperature, the degree of blackening of all refractory materials decreases, and in the temperature range of 800-10007"C it is 0.5-0.7 (ie6-0.5-0.7).

Приблизно таке ж значення є мають і металеві труби, що покриваються в процесі роботи тонким шаром оксидів металу. У той же час ступінь чорніння деяких матеріалів па основі оксидів металів зростає з підвищенням температури і досягає значень є-0,9-0,95.Metal pipes covered with a thin layer of metal oxides in the process of work have approximately the same value. At the same time, the degree of blackening of some materials based on metal oxides increases with increasing temperature and reaches values of -0.9-0.95.

З використанням цих наукових передумов запропонована високо температурна трубчаста піч зі штучним підвищенням ступеня чорніння випромінюючих стіп і трубчастих змійовиків. Розроблено спеціальні покриття на основі алюмосилікатів, модифікованих оксидами металів.Using these scientific prerequisites, a high-temperature tubular furnace with an artificial increase in the degree of blackening of radiating sticks and tubular coils is proposed. Special coatings based on aluminosilicates modified with metal oxides have been developed.

Поставлена мета (інтенсифікація теплообміну в радіаційній камері печі) досягається тим, що поверхні « випромінюючих стін і змійовиків покриваються складами з високим ступенем чорніння при робочих температурах.The set goal (intensification of heat exchange in the radiation chamber of the furnace) is achieved by the fact that the surfaces of the radiating walls and coils are covered with compositions with a high degree of blackening at operating temperatures.

Трубчаста піч безполуменевого горіння складається з конвекційної зони 1 і радіаційної камери 2, бокові стіни якої виконані з декількох рядів радіаційних пальників 3. Поверхня керамічних блоків пальників, що З утворюють радіаційну камеру покрита шаром матеріалу 4 з високим ступенем чорніння. Згоряння палива «- відбувається па цій зачорненій поверхні.The tubular furnace of flameless combustion consists of a convection zone 1 and a radiation chamber 2, the side walls of which are made of several rows of radiation burners 3. The surface of the ceramic burner blocks that form the radiation chamber is covered with a layer of material 4 with a high degree of blackening. Fuel combustion "- takes place on this blackened surface.

Кераміка розжарюється в залежності від режиму роботи печі до 800-11007С. Тепло, в основному радіацією, З передається продуктовому змійовику 5, що також покритий спеціальним складом з високим ступенем чорніння. «ІCeramics are heated up to 800-11007C, depending on the operating mode of the furnace. Heat, mainly by radiation, is transferred to the product coil 5, which is also covered with a special composition with a high degree of blackening. "AND

Чорніння випромінюючих стін і змійовиків може виконуватися в печах різного призначення.Blackening of radiating walls and coils can be done in furnaces of various purposes.

Продукт, що нагрівається, подається в змійовик конвективної зони, де він попередньо підігрівається і шо надходить у радіаційний змійовик. Як зазначалось, тепло до нього передається від випромінюючих стіп. Паливом служить вуглеводневий газ будь-якого складу. У радіаційному змійовику продукт нагрівається до необхідної температури. Наприклад, якщо це піч для піролізу вуглеводнів на олефіни, то температура вихідного пірогазу « дю складає 800-870". зThe heated product is fed into the coil of the convective zone, where it is preheated and then enters the radiation coil. As mentioned, heat is transferred to it from radiating steps. Fuel is hydrocarbon gas of any composition. In the radiation coil, the product is heated to the required temperature. For example, if this is a furnace for the pyrolysis of hydrocarbons into olefins, then the temperature of the initial pyrogas "du" is 800-870.

Штучне підвищення ступеня чорніння інтенсифікує теплообмін, що приводить до підвищення КПД печі й с економії палива. Проведені експерименти показали, що економія палива досягає 10905. Крім того, розроблені :з» покриття мають високу механічну міцність, і нанесення їх на керамічні поверхні істотно збільшує термін служби останніх. Покриття з оксидів тугоплавких металів, які наносять на поверхню змійовика утворюють хімічно зв'язану з металом термічно і механічно міцну плівку, що значно знижує корозію металу. Термін служби б» 75 змійовика збільшується в 1,5-2,5 рази.Artificially increasing the degree of blackening intensifies heat exchange, which leads to increased efficiency of the furnace and fuel savings. Conducted experiments showed that the fuel economy reaches 10905. In addition, the developed :z" coatings have high mechanical strength, and their application to ceramic surfaces significantly increases the service life of the latter. Coatings of refractory metal oxides, which are applied to the surface of the coil, form a thermally and mechanically strong film chemically bonded to the metal, which significantly reduces metal corrosion. The service life of the b" 75 coil increases by 1.5-2.5 times.

Таким чином, використання в печах механічно і термічно міцного покриття з високим ступенем чорніння дає т» великий економічний ефект. 1» Література: 1. Бахшиян Ц.А. Трубчатье печи с излучающими стенами топок. -М.: ГОСИНТИ, 1960. - 192с. - 70 2. Мухина Т.Н., Барабанов Н.Л. и др. Пиролиз углеводородного сьрья. - М.: Химия, 1987. - 240б.Thus, the use of a mechanically and thermally durable coating with a high degree of blackening in furnaces gives a great economic effect. 1» References: 1. Bakhshiyan T.A. Tubular furnaces with radiating furnace walls. - M.: HOSYNTY, 1960. - 192p. - 70 2. Mukhina T.N., Barabanov N.L. etc. Pyrolysis of hydrocarbon oil. - M.: Khimiya, 1987. - 240 p.

ГТ» З. Сульжик Н.И., Степанов А.В. Ресурсосбережение в нефтехимических производствах. Киев: Нора-принт, 2000. -34Ос.GT» Z. Sulzhik N.Y., Stepanov A.V. Resource saving in petrochemical industries. Kyiv: Nora-print, 2000. -34Os.

Claims

55 Formula of the invention » Tubular furnace of flameless combustion, containing a convective zone and a radiation chamber, inside the latter is installed a product coil, which is distinguished by the fact that the radiating walls and the surface of the product coil are covered with substances of a special composition with a high degree of blackening. b5