一種管式加熱爐燃料氣預熱脫硫精制器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于管式加熱爐技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高效節(jié)能的管式加熱爐燃料氣預熱脫硫精制器。
【背景技術(shù)】
[0002]管式加熱爐是石油化工企業(yè)中使用的工藝加熱爐，在耐火材料包圍的燃燒室內(nèi)，燃料燃燒產(chǎn)生的熱量將爐管內(nèi)的介質(zhì)加熱到所需的溫度，使之產(chǎn)生反應或達到后續(xù)工藝的要求。目前，管式加熱爐多以煉廠氣或天然氣為燃料，以空氣作為氧化劑，經(jīng)燃氣燃燒器在輻射室內(nèi)形成火焰，依次加熱輻射爐管和對流爐管內(nèi)的介質(zhì)。
[0003]為滿足管式加熱爐深度節(jié)能的需要，通常采用燃料氣精脫硫方法。燃料氣精脫硫可以從根本上降低露點溫度，減少加熱爐及余熱回收系統(tǒng)的煙氣酸露點腐蝕，降低排煙溫度，提高熱效率。同時燃料氣脫硫還可減少隨煙氣排放到大氣的硫化物，減輕對環(huán)境的污染，不失為解決加熱爐露點腐蝕的優(yōu)選方法。但增加燃料氣精脫硫系統(tǒng)會有如下問題，在常溫條件下燃料氣精脫硫催化劑硫容小，需要的精脫硫催化劑量大，燃料氣精脫硫罐體積大，占地面積大，投資高。
[0004]隨著環(huán)境的進一步惡化，國家對節(jié)能、減排要求提出了更高的要求。管式加熱爐是石油化工行業(yè)主要耗能、排污設(shè)備，企業(yè)對加熱爐熱效率提出更高的要求。提高加熱爐熱效率主要是利用其低溫煙氣余熱，目前主要是靠助燃空氣與低溫煙氣換熱來回收部分煙氣余熱，因為助燃空氣量小于煙氣量，且比熱較煙氣小，單純靠助燃空氣降低加熱爐排煙溫度很難將其降低至100°C以下，這也成為制約加熱爐熱效率提高的主要問題之一。增加燃料氣預熱器使加熱爐燃燒用燃料氣與加熱爐低溫煙氣換熱，可以進一步降低加熱爐煙氣溫度至100°c以下，將加熱爐熱效率提高至95%以上。同時由于燃料氣預熱后會使脫硫精制催化劑硫容提高，減少催化劑用量，減小催化劑脫硫精制罐體積，降低投資，減小占地面積。但該方法需要在加熱爐余熱回收系統(tǒng)中再增加I臺燃料氣預熱器，不僅增加了建設(shè)投資，而且也增加余熱回收系統(tǒng)占地面積，使系統(tǒng)更加復雜。為此，需要開發(fā)一種結(jié)構(gòu)緊湊、能同時實現(xiàn)燃料氣預熱和脫硫精制的裝置。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型的目的是提供一種用于石油化工行業(yè)的管式加熱爐燃料氣預熱脫硫精制器，可克服現(xiàn)有技術(shù)中燃料氣預熱和脫硫使系統(tǒng)復雜的不足，使燃料氣預熱、脫硫精制系統(tǒng)更緊湊、簡單和高效。
[0006]為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型的技術(shù)方案為:
[0007]—種管式加熱爐燃料氣預熱脫硫精制器，包括殼體、換熱管箱、換熱管和脫硫催化劑;所述殼體內(nèi)裝有若干換熱管，所述換熱管之間留有空隙;所述換熱管與設(shè)置在殼體內(nèi)部或外部的換熱管箱連接;燃料氣和煙氣流經(jīng)殼體內(nèi)部并在換熱管內(nèi)外相互分隔，在所述燃料氣流經(jīng)的空間填裝有脫硫催化劑。
[0008]作為一種優(yōu)選，所述燃料氣通入所述換熱管內(nèi)，所述煙氣在換熱管間的空隙中流動，所述脫硫催化劑填裝在換熱管內(nèi)；燃料氣通過換熱管與煙氣換熱，并在換熱管內(nèi)與脫硫催化劑接觸過程中將其中的H2S和/或其它含硫化合物脫除。
[0009]進一步優(yōu)選地，所述換熱管兩端裝有防止催化劑被燃料氣帶出的阻擋裝置。
[0010]進一步優(yōu)選地，所述脫硫催化劑填裝在部分所述換熱管內(nèi)。
[0011]優(yōu)選地，在上述燃料氣通入換熱管內(nèi)的技術(shù)方案中，所述換熱管外設(shè)置有加強傳熱用翅片或釘頭。
[0012]作為另一種優(yōu)選，所述煙氣通入所述換熱管內(nèi)，所述燃料氣在換熱管間的空隙中流動，所述脫硫催化劑填裝在換熱管間的空隙中；煙氣通過換熱管與燃料氣換熱，燃料氣在換熱管外與脫硫催化劑接觸過程中將其中的H2S和/或其它含硫化合物脫除。
[0013]進一步優(yōu)選地，所述換熱管內(nèi)設(shè)置擾流結(jié)構(gòu)，可強化傳熱效果。
[0014]優(yōu)選地，所述殼體為方形、圓形或橢圓形。
[0015]優(yōu)選地，所述燃料氣為煉廠氣、天然氣、液化氣、煤氣、靈活焦化氣、脫附氣或煉廠低壓廢氣。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型技術(shù)方案中燃料氣與低溫煙氣換熱過程中同時實現(xiàn)催化脫硫，其有益效果在于:將燃料氣預熱和脫硫精制過程一次完成，工藝流程完善且簡單，簡化和減少燃料氣管線布置;取消了脫硫精制反應器，減少設(shè)備投資，降低成本;燃料氣在本實用新型的預熱脫硫精制器中增加了與催化劑的接觸時間，提高了脫硫效果，且由于燃料氣在催化劑間隙內(nèi)流動，提高了湍流度，增加對流換熱系數(shù)，提高換熱效率。
【附圖說明】
[0017]圖1為本實用新型實施例1的預熱脫硫精制器的結(jié)構(gòu)主視圖；
[0018]圖2為圖1預熱脫硫精制器的俯視圖；
[0019]圖3為本實用新型實施例2的預熱脫硫精制器的結(jié)構(gòu)主視圖；
[0020]圖4為圖3預熱脫硫精制器的俯視圖。
[0021]其中:
[0022]I:殼體;2:換熱管;3:脫硫催化劑;4:換熱管箱。
【具體實施方式】
[0023]以下結(jié)合附圖通過實施例對本實用新型做進一步說明，以便更好地理解本實用新型。
[0024]本實用新型燃料氣預熱脫硫精制器主要包括:殼體1、換熱管2、脫硫催化劑3和換熱管箱4四個部分；
[0025]燃料氣一般為煉廠氣、天然氣、液化氣、煤氣、靈活焦化氣、脫附氣或煉廠低壓廢氣，含硫量一般為10?300yL/L，溫度一般為10?60°C ；
[0026]所述煙氣由加熱爐排出，溫度一般為200?400°C。
[0027]實施例1
[0028]如圖1和圖2所示，來自燃料氣管線的燃料氣通過換熱管箱4進入裝有脫硫催化劑3的換熱管2;煙氣在殼體I和換熱管外的空間中流動;管內(nèi)燃料氣與管外煙氣換熱而被加熱至IJ100~300°C，同時由于催化劑的作用，將其中的H2S和/或其它含硫化合物脫除至I?10μ?7L;燃料氣與煙氣換熱使得煙氣余熱進一步被回收利用，提高了加熱爐熱效率;燃料氣被預熱，溫度升高，提高了脫硫催化劑硫容，同時可以改善燃燒，在保證完全燃燒前提下，降低過剩空氣系數(shù)，減少排煙熱損失，進一步提高加熱爐熱效率;燃料氣中H2S等含硫化合物脫除后，燃燒產(chǎn)生的煙氣中不含S02，從根本上解決了余熱回收系統(tǒng)中低溫設(shè)備的露點腐蝕問題。
[0029]為了提高管外煙氣的換熱效率，也可以在換熱管外增加加強傳熱用翅片或釘頭。為了防止換熱管內(nèi)催化劑被燃料氣帶出，在換熱管兩端設(shè)有阻擋網(wǎng)。根據(jù)具體工況需要實施時也可以使一部分換熱管裝脫硫催化劑，一部分不裝脫硫催化劑。
[0030]實施例2
[0031]如圖3和圖4所示，從加熱爐來的煙氣，通過換熱管箱4進入換熱管2;來自燃料氣管線的燃料氣進入殼體I，殼體I和換熱管外的空間中裝有脫硫催化劑3，燃料氣在催化劑間隙內(nèi)流動;管外燃料氣與管內(nèi)煙氣換熱而被加熱到100?300°C，同時由于催化劑的作用，將其中的H2S和/或其它含硫化合物脫除至I?10yL/L;燃料氣與煙氣換熱使得煙氣余熱進一步被回收利用，提高了加熱爐熱效率;燃料氣被預熱，溫度升高，提高了脫硫催化劑硫容，同時可以改善燃燒，在保證完全燃燒前提下，降低過?？諝庀禂?shù)，減少排煙熱損失，進一步提高加熱爐熱效率;燃料氣中H2S等含硫化合物脫除后，燃燒產(chǎn)生的煙氣中不含SO2，從根本上解決了余熱回收系統(tǒng)中低溫設(shè)備的露點腐蝕問題。
[0032]為了提高管內(nèi)煙氣的換熱效率，也可以在換熱管內(nèi)增加設(shè)置可加強傳熱的擾流結(jié)構(gòu)。
[0033]應理解，上述實施例只為說明本實用新型的技術(shù)構(gòu)思及特點，其目的在于供本領(lǐng)域技術(shù)人員了解本實用新型的內(nèi)容并據(jù)以實施，并非【具體實施方式】的窮舉，并不能以此限制本實用新型的保護范圍。凡根據(jù)本實用新型的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本實用新型技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應涵蓋在本實用新型的權(quán)利要求范圍當中。
【主權(quán)項】
1.一種管式加熱爐燃料氣預熱脫硫精制器，包括殼體(I)，其特征在于:所述殼體(I)內(nèi)裝有若干換熱管(2)，所述換熱管(2)之間留有空隙;所述換熱管(2)與設(shè)置在殼體(I)內(nèi)部或外部的換熱管箱(4)連接;燃料氣和煙氣流經(jīng)殼體(I)內(nèi)部并在換熱管(2)內(nèi)外相互分隔，在所述燃料氣流經(jīng)的空間填裝有脫硫催化劑(3)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管式加熱爐燃料氣預熱脫硫精制器，其特征在于:所述燃料氣通入所述換熱管(2)內(nèi)，所述煙氣在換熱管(2)間的空隙中流動，所述脫硫催化劑(3)填裝在換熱管(2)內(nèi)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的管式加熱爐燃料氣預熱脫硫精制器，其特征在于:所述換熱管(2)兩端裝有防止催化劑被燃料氣帶出的阻擋網(wǎng)。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的管式加熱爐燃料氣預熱脫硫精制器，其特征在于:所述脫硫催化劑(3)填裝在部分所述換熱管(2)內(nèi)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管式加熱爐燃料氣預熱脫硫精制器，其特征在于:所述煙氣通入所述換熱管(2)內(nèi)，所述燃料氣在換熱管(2)間的空隙中流動，所述脫硫催化劑(3)填裝在換熱管(2)間的空隙中。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的管式加熱爐燃料氣預熱脫硫精制器，其特征在于:所述換熱管(2)內(nèi)設(shè)置擾流結(jié)構(gòu)。7.根據(jù)權(quán)利要求2至4任一項所述的管式加熱爐燃料氣預熱脫硫精制器，其特征在于:所述換熱管(2)外設(shè)置有加強傳熱用翅片或釘頭。8.根據(jù)權(quán)利要求1至6任一項所述的管式加熱爐燃料氣預熱脫硫精制器，其特征在于:所述殼體(I)為方形、圓形或橢圓形。9.根據(jù)權(quán)利要求1至6任一項所述的管式加熱爐燃料氣預熱脫硫精制器，其特征在于:所述燃料氣為煉廠氣、天然氣、液化氣、煤氣、靈活焦化氣、脫附氣或煉廠低壓廢氣。
【專利摘要】一種管式加熱爐燃料氣預熱脫硫精制器，在其殼體內(nèi)設(shè)置有若干換熱管，換熱管間留有間隙，換熱管連接設(shè)置于殼體內(nèi)或殼體外的換熱管箱；燃料氣通入換熱管內(nèi)時，脫硫催化劑裝在換熱管內(nèi)，煙氣流經(jīng)換熱管間隙；煙氣通入換熱管內(nèi)時，燃料氣流經(jīng)換熱管間隙，脫硫催化劑裝在換熱管間隙中。本實用新型將燃料氣預熱和脫硫精制過程一次完成，工藝流程完善且簡單，簡化和減少燃料氣管線布置；取消了脫硫精制反應器，減少設(shè)備投資，降低成本；同時，燃料氣在本實用新型的預熱脫硫精制器中增加了與催化劑的接觸時間，提高了脫硫效果，且由于燃料氣在催化劑間隙內(nèi)流動，增加了對流換熱系數(shù)，提高了換熱效率。
【IPC分類】B01D53/48, F27D17/00, B01D53/86, F23K5/00
【公開號】CN205299589
【申請?zhí)枴?br>【發(fā)明人】閆廣豪, 馬雷, 齊雙成, 張明會
【申請人】上海浩用工業(yè)爐有限公司
【公開日】2016年6月8日
【申請日】2015年12月16日