專利名稱：雙輻射室頂置對流段的節(jié)能型焦?fàn)t氣制甲醇綜合加熱爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于焦?fàn)t氣制甲醇加熱設(shè)備，尤其涉及一種雙輻射室頂置對 流段的節(jié)能型焦?fàn)t氣制甲醇綜合加熱爐。
背景技術(shù)：
焦?fàn)t氣制甲醇是國家節(jié)能減排戰(zhàn)略的重要舉措，采用先進(jìn)工藝，通過利用煉焦過 程副產(chǎn)焦?fàn)t氣制備精甲醇，既達(dá)到環(huán)保目的，又可創(chuàng)造可觀的經(jīng)濟(jì)效益，具有很好的經(jīng)濟(jì)效 益和良好的社會效益，極具推廣使用價(jià)值。因此，為焦?fàn)t氣制甲醇工程的推廣應(yīng)用，需要利 用焦?fàn)t氣純氧-蒸汽轉(zhuǎn)化技術(shù)及低壓合成甲醇技術(shù)以達(dá)到長期穩(wěn)定、安全、滿負(fù)荷運(yùn)行。該 項(xiàng)技術(shù)包括焦?fàn)t氣氣柜系統(tǒng)、濕法脫硫系統(tǒng)、變溫吸附除萘和焦油系統(tǒng)、焦?fàn)t氣壓縮系統(tǒng)、 焦?fàn)t氣精脫硫系統(tǒng)、純氧轉(zhuǎn)化系統(tǒng)、轉(zhuǎn)化氣精脫硫系統(tǒng)、合成氣壓縮系統(tǒng)、甲醇合成系統(tǒng)及 甲醇精餾系統(tǒng)。其中，純氧轉(zhuǎn)化系統(tǒng)的工藝過程是增壓預(yù)熱后的焦?fàn)t氣，經(jīng)鐵鉬催化劑轉(zhuǎn) 化有機(jī)硫，用ZnO脫硫劑吸收后，與部分轉(zhuǎn)化用中壓蒸汽混合后進(jìn)入本加熱爐加熱至650°C 左右再進(jìn)入轉(zhuǎn)化爐頂部，與預(yù)熱后的氧氣和水蒸汽的混合物在轉(zhuǎn)化爐頂部燒嘴處混合燃 燒，提供轉(zhuǎn)化反應(yīng)所需的熱量，燃燒后的氣體一并進(jìn)入轉(zhuǎn)化爐中下部的轉(zhuǎn)化催化劑床層，在 催化劑床層中發(fā)生烴類與蒸汽的轉(zhuǎn)化反應(yīng)。在該工藝的加熱過程中還會產(chǎn)生過熱蒸汽和預(yù) 熱空氣，通常加熱的燃料采用甲醇。目前還未見可以滿足熱效率高、節(jié)能環(huán)保、運(yùn)行安全等 要求的專用于焦?fàn)t氣制甲醇行業(yè)中的加熱裝置。

實(shí)用新型內(nèi)容針對上述現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型提供一種雙輻射室頂置對流段的節(jié)能型焦?fàn)t氣制 甲醇綜合加熱爐，該加熱爐可以同時滿足熱效率高、節(jié)能環(huán)保、運(yùn)行安全等要求。為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型雙輻射室頂置對流段的節(jié)能型焦?fàn)t氣制甲醇 綜合加熱爐予以實(shí)現(xiàn)的技術(shù)方案是包括爐體內(nèi)的兩個輻射室及與所述輻射室連通的煙 囪，所述輻射室內(nèi)設(shè)有蒸焦混合氣輻射段爐管，所述輻射室的底部設(shè)有燃燒器，兩個所述輻 射室均為方箱形輻射室且為并聯(lián)關(guān)系，所述煙 設(shè)置在兩個輻射室并聯(lián)口的頂部，在輻射 室并聯(lián)口與煙囪之間的通道中自輻射室并聯(lián)口依次向上設(shè)有對流室、空氣預(yù)熱器及過渡 室；空氣預(yù)熱器進(jìn)口設(shè)有鼓風(fēng)機(jī)，所述輻射室包括進(jìn)口聯(lián)箱和出口聯(lián)箱，所述蒸焦混合氣輻 射段爐管包括兩排垂直排列于輻射室內(nèi)的立管及位于兩排立管底端的一 180°聯(lián)接彎頭， 所述兩排立管的頂端分別為位于輻射室外的進(jìn)口支管和出口支管，所述進(jìn)口支管和所述出 口支管分別將兩排立管的上端與所述進(jìn)口聯(lián)箱和所述出口聯(lián)箱聯(lián)接。本實(shí)用新型雙輻射室頂置對流段的節(jié)能型焦?fàn)t氣制甲醇綜合加熱爐，其中，所述 蒸焦混合氣輻射段爐管、進(jìn)口支管和出口支管采用彈采用彈簧支吊架支撐。所述對流室為 一個或是兩個以上串聯(lián)的對流室。所述過渡室的形狀為圓臺狀。所述爐體采用鋼結(jié)構(gòu)支撐， 并設(shè)置有五層操作平臺。所述鼓風(fēng)機(jī)為兩臺。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是[0007]加熱爐熱負(fù)荷較大，如果采用圓筒爐來加熱同樣的工藝介質(zhì)，從投資角度來說，兩 者需要的一次性投資成本相差不大，但采用圓筒形加熱爐方案直徑將會很大，且爐管的受 力和布置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，從設(shè)計(jì)合理性和操作方便性等方面說，沒有方箱型加熱爐有優(yōu)勢，這就 會造成后續(xù)投資增大，運(yùn)營成本增加的情況。一般來說，大型裝置設(shè)計(jì)原則是穩(wěn)定可靠，操 作簡單，可以減少停車率與運(yùn)行事故率，因此箱式爐要比圓筒爐優(yōu)越，在一次投資不相上下 的情況下，采用方箱型加熱爐可以有效減少停車次數(shù)，經(jīng)濟(jì)效益將非常明顯。另外，本加熱 爐通過熱量回收，可以有效的減少熱損失，提高加熱爐熱效率，節(jié)能減排創(chuàng)造效益。我國煤炭資源豐富，品種齊全。為改變傳統(tǒng)的、粗放型能源開采的經(jīng)濟(jì)模式，利用 地區(qū)的優(yōu)勢和特色，大力開發(fā)煤焦化產(chǎn)業(yè)，發(fā)展煤炭深加工型經(jīng)濟(jì)，可大力提高地區(qū)資源的 經(jīng)濟(jì)價(jià)值。但目前有不少企業(yè)只片面追求焦炭產(chǎn)量，而對焦炭生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的焦油和焦 爐煤氣未采取回收治理措施，傳統(tǒng)焦化工業(yè)污染嚴(yán)重，在依托資源發(fā)展經(jīng)濟(jì)的同時必須解 決好污染問題。據(jù)測算全國以年產(chǎn)焦炭1.4億噸計(jì)，則可副產(chǎn)焦?fàn)t氣420億米3，目前至少 有1/3以上的焦?fàn)t氣未能加以利用或簡單燃燒利用后放散至大氣中，既浪費(fèi)了大量的寶貴 資源又嚴(yán)重污染了環(huán)境。焦?fàn)t氣中含有大量吐、014和CO是合成化學(xué)品的寶貴原料，如將放 散的焦?fàn)t氣加以利用約可生產(chǎn)750萬噸/年甲醇。為了實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，應(yīng)當(dāng)考慮焦?fàn)t煤 氣的循環(huán)綜合利用，選擇合理、有效的回收利用方案，以求資源得到最合理的利用，保護(hù)生 態(tài)環(huán)境，使經(jīng)濟(jì)、社會、環(huán)境效益達(dá)到高度統(tǒng)一。就建設(shè)單位而言，如將含有一定量硫化物、氨、CO2、苯、萘和焦油等有害物質(zhì)的焦 爐氣只經(jīng)簡單的燃燒利用后排入大氣將嚴(yán)重污染當(dāng)?shù)氐拇髿猓绊懙街苓叺拿癖娚?，?時也浪費(fèi)了能源，從國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略考慮，將這部分資源隨著精細(xì)化工的發(fā)展，甲醇的 消費(fèi)量將不斷增加和擴(kuò)大，特別是精甲醇的需求必將會有較大的增長。甲醇是用途十分廣泛的基本有機(jī)化工原料，在發(fā)達(dá)國家的產(chǎn)量僅次于乙烯、丙烯 和苯，居第四位。由甲醇出發(fā)可制取許多種化工產(chǎn)品；甲醇還可用作能源。甲醇用途之廣， 幾乎找不到另外一種有機(jī)產(chǎn)品有甲醇如此廣闊的使用范圍。隨著精細(xì)化工的發(fā)展，甲醇的 消費(fèi)量將不斷增加和擴(kuò)大，特別是精甲醇的需求必將會有較大的增長。合理有效的利用是 變廢為寶、化害為利的重要舉措，也是實(shí)現(xiàn)建設(shè)單位良性發(fā)展的有效途徑。

圖1是本實(shí)用新型加熱爐正面剖視結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1中A-A剖切位置的剖視圖；圖3是圖1中所示B-B剖切位置的剖視圖；圖4是圖1中所示C-C剖切位置的剖視圖。圖中1——福射室2——對流室4——過渡室5——煙囪7——鼓風(fēng)機(jī)8——彈簧支吊架11——蒸焦混合氣輻射段爐管 12——彎頭14——出口聯(lián)箱15——進(jìn)口支管
3——空氣預(yù)熱器 6——燃燒器
13——進(jìn)口聯(lián)箱 16——出口支管具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)地描述。如圖1所示，本實(shí)用新型雙輻射室頂置對流段的節(jié)能型焦?fàn)t氣制甲醇綜合加熱 爐，包括爐體內(nèi)的兩個輻射室1及與所述輻射室1連通的煙囪5，所述輻射室1內(nèi)設(shè)有蒸焦 混合氣輻射段爐管1，所述輻射室1的底部設(shè)有燃燒器6，所述燃燒器6采用低NOx環(huán)保型 燃燒器，嚴(yán)格控制燃燒溫度降低煙氣中的NOx值，排煙指標(biāo)符合國家環(huán)保要求。兩個所述輻 射室1均為方箱形輻射室且為并聯(lián)關(guān)系，所述煙 5設(shè)置在兩個輻射室1并聯(lián)口的頂部，在 輻射室并聯(lián)口與煙囪5之間的通道中自輻射室并聯(lián)口依次向上設(shè)有對流室2、空氣預(yù)熱器3 及過渡室4 ；空氣預(yù)熱器3進(jìn)口設(shè)有鼓風(fēng)機(jī)7，如圖1和圖3所示，所述對流室2為一個或是 兩個以上串聯(lián)的對流室，所述過渡室4的形狀為圓臺狀。如圖1和圖4所示，所述輻射室1 包括進(jìn)口聯(lián)箱13和出口聯(lián)箱14，所述蒸焦混合氣輻射段爐管11包括兩排垂直排列于輻射 室1內(nèi)的立管及位于兩排立管底端的一 180°聯(lián)接彎頭12，該兩排立管受熱面可以有效地 增加輻射面積，提高輻射能力，所述兩排立管的頂端分別為位于輻射室1外的進(jìn)口支管15 和出口支管16，所述進(jìn)口支管15和所述出口支管16分別將兩排立管的上端與所述進(jìn)口聯(lián) 箱13和所述出口聯(lián)箱14聯(lián)接。本實(shí)用新型的加熱爐中，由于燃燒器布置于輻射室1的底部，燃燒時，其火焰垂直 向上燃燒，使兩個輻射室1的整個側(cè)墻達(dá)到高溫，形成輻射墻，使蒸焦混合氣輻射段爐管1 在長度方向和圓周方向的熱強(qiáng)度分布均勻。通過燃燒器6燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔鈦砑訜嵴艚?混合氣輻射室(段)1和對流室(對流加熱段)2，S卩，兩個輻射室1內(nèi)的熱煙氣通過輻射室 頂端并聯(lián)口處的煙道匯集后進(jìn)入對流室2進(jìn)行換熱，再經(jīng)過空氣預(yù)熱器3進(jìn)行余熱回收，最 后依次通過過渡段4及煙 5放空。鼓風(fēng)機(jī)7最好設(shè)計(jì)有兩臺，一開一備，當(dāng)運(yùn)行中的風(fēng)機(jī) 出現(xiàn)故障時，備用風(fēng)機(jī)立即啟動，當(dāng)兩臺鼓風(fēng)機(jī)都不能正常運(yùn)行時，風(fēng)道上的快開風(fēng)門自動 打開，保障加熱爐正常安全地供風(fēng)。爐體內(nèi)輻射室1的內(nèi)襯采用耐火陶瓷纖維模塊由錨固件固定，下部采用耐火磚。 輻射室的爐底采用復(fù)合耐火襯里，由粘土質(zhì)耐火磚及輕質(zhì)和重質(zhì)耐火材料澆注而成。對流 室2的內(nèi)襯高溫部分采用高鋁耐火纖維模塊由錨固件固定。爐體設(shè)計(jì)為輕型爐襯，具有保 溫性能好，施工進(jìn)度快的特點(diǎn)。煙囪內(nèi)襯采用輕質(zhì)耐火澆注料澆注而成。本實(shí)用新型采用 的材料選擇先進(jìn)、規(guī)范，符合“五化”設(shè)計(jì)原則，投資低、效益高。加熱爐的部件采用模塊化設(shè) 計(jì)，可以最大限度地實(shí)現(xiàn)工廠化制作，減少現(xiàn)場安裝工作量，節(jié)省安裝時間和現(xiàn)場工作量。 加熱爐采用鋼結(jié)構(gòu)支撐，設(shè)置五層操作平臺，如圖3所示。加熱爐側(cè)墻設(shè)置火焰檢測口，隨 時檢測爐膛內(nèi)燃燒狀態(tài)，并在爐膛內(nèi)設(shè)計(jì)蒸汽滅火系統(tǒng)，保證加熱爐的安全運(yùn)行。整臺加熱爐結(jié)構(gòu)緊湊合理，爐子熱效率可達(dá)90%以上。因加熱爐正常運(yùn)行后的工 況穩(wěn)定，故整臺加熱爐采用中控室監(jiān)控+現(xiàn)場進(jìn)行調(diào)節(jié)的控制方法進(jìn)行控制。加熱爐各管 組進(jìn)出口分別設(shè)置溫度計(jì)和壓力表，隨時監(jiān)測各組介質(zhì)的溫度和壓力，通過輻射室介質(zhì)的 出口溫度情況對現(xiàn)場的燃燒器進(jìn)行手動調(diào)節(jié)；并在輻射室煙氣出口設(shè)置含氧量分析儀，通 過監(jiān)測煙氣中的含氧量來調(diào)節(jié)燃燒器的進(jìn)風(fēng)量，保證加熱爐的熱效率。同時，加熱爐還可以 設(shè)置一系列安全聯(lián)鎖。本實(shí)用新型的加熱爐是純氧轉(zhuǎn)化系統(tǒng)的一部分。增壓預(yù)熱后的焦?fàn)t氣，經(jīng)鐵鉬催 化劑轉(zhuǎn)化有機(jī)硫，用ZnO脫硫劑吸收后，與部分轉(zhuǎn)化用中壓蒸汽混合后進(jìn)入本加熱爐加熱至650°C左右再進(jìn)入轉(zhuǎn)化爐頂部，與預(yù)熱后的氧氣和水蒸汽的混合物在轉(zhuǎn)化爐頂部燒嘴處 混合燃燒，提供轉(zhuǎn)化反應(yīng)所需的熱量，燃燒后的氣體一并進(jìn)入轉(zhuǎn)化爐中下部的轉(zhuǎn)化催化劑 床層，在催化劑床層中發(fā)生烴類與蒸汽的轉(zhuǎn)化反應(yīng)。甲醇弛放氣全部用作本加熱爐燃料，加 熱爐除對焦蒸混合氣進(jìn)行加熱外，還產(chǎn)生過熱蒸汽和預(yù)熱空氣以進(jìn)行余熱回收。 盡管上面結(jié)合圖對本實(shí)用新型進(jìn)行了描述，但是本實(shí)用新型并不局限于上述的具 體實(shí)施方式，上述的具體實(shí)施方式
僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人 員在本實(shí)用新型的啟示下，在不脫離本實(shí)用新型宗旨的情況下，還可以作出很多變形，這些 均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種雙輻射室頂置對流段的節(jié)能型焦?fàn)t氣制甲醇綜合加熱爐，包括爐體內(nèi)的兩個輻 射室(1)及與所述輻射室(1)連通的煙囪(5)，所述輻射室(1)內(nèi)設(shè)有蒸焦混合氣輻射段爐 管(11)，所述輻射室(1)的底部設(shè)有燃燒器(6)，其特征在于，兩個所述輻射室(1)均為方箱形輻射室且為并聯(lián)關(guān)系，所述煙 (5)設(shè)置在兩個輻射 室(1)并聯(lián)口的頂部，在輻射室并聯(lián)口與煙囪(5)之間的通道中自輻射室并聯(lián)口依次向上 設(shè)有對流室(2)、空氣預(yù)熱器C3)及過渡室；所述空氣預(yù)熱器C3)進(jìn)口設(shè)有鼓風(fēng)機(jī)(7)， 所述輻射室(1)包括進(jìn)口聯(lián)箱(1 和出口聯(lián)箱(14)，所述蒸焦混合氣輻射段爐管(11)包 括兩排垂直排列于輻射室(1)內(nèi)的立管及位于兩排立管底端的一 180°聯(lián)接彎頭(12)，所 述兩排立管的頂端分別為位于輻射室(1)外的進(jìn)口支管(1 和出口支管(16)，所述進(jìn)口支 管(1 和所述出口支管(16)分別將兩排立管的上端與所述進(jìn)口聯(lián)箱(1 和所述出口聯(lián) 箱(14)聯(lián)接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙輻射室頂置對流段的節(jié)能型焦?fàn)t氣制甲醇綜合加熱爐，其 特征在于，所述蒸焦混合氣輻射段爐管(11)、進(jìn)口支管(1 和出口支管(16)采用彈簧支吊 架⑶支撐。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙輻射室頂置對流段的節(jié)能型焦?fàn)t氣制甲醇綜合加熱爐，其 特征在于，所述對流室( 為一個或是兩個以上串聯(lián)的對流室。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙輻射室頂置對流段的節(jié)能型焦?fàn)t氣制甲醇綜合加熱爐，其 特征在于，所述過渡室的形狀為圓臺狀。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙輻射室頂置對流段的節(jié)能型焦?fàn)t氣制甲醇綜合加熱爐，其 特征在于，所述爐體采用鋼結(jié)構(gòu)支撐，并設(shè)置有五層操作平臺。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙輻射室頂置對流段的節(jié)能型焦?fàn)t氣制甲醇綜合加熱爐，其 特征在于，所述鼓風(fēng)機(jī)(7)為兩臺。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種雙輻射室頂置對流段的節(jié)能型焦?fàn)t氣制甲醇綜合加熱爐，包括爐體內(nèi)的兩個輻射室及與輻射室連通的煙囪，輻射室內(nèi)設(shè)有蒸焦混合氣輻射段爐管，輻射室的底部設(shè)有燃燒器，兩個輻射室均為方箱形輻射室且為并聯(lián)關(guān)系，煙囪設(shè)置在兩個輻射室并聯(lián)口的頂部，在輻射室并聯(lián)口與煙囪之間的通道中自輻射室并聯(lián)口依次向上設(shè)有對流室、空氣預(yù)熱器及過渡室；空氣預(yù)熱器進(jìn)口設(shè)有鼓風(fēng)機(jī)，蒸焦混合氣輻射段爐管包括兩排垂直排列于輻射室內(nèi)的立管及位于兩排立管底端的一180°聯(lián)接彎頭，兩排立管的頂端分別為位于輻射室外的進(jìn)、出口支管，進(jìn)、出口支管分別將兩排立管的上端與進(jìn)口聯(lián)箱和出口聯(lián)箱聯(lián)接。本實(shí)用新型可以同時滿足熱效率高、節(jié)能環(huán)保、運(yùn)行安全等要求。
文檔編號F27B17/00GK201852448SQ20102058272
公開日2011年6月1日 申請日期2010年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月29日
發(fā)明者婁磊, 曹啟光, 李景賢, 杜慶豐 申請人:天津辰創(chuàng)環(huán)境工程科技有限責(zé)任公司