一種用於工業爐的醇基汽化重整燃燒系統的製作方法

2023-10-16 21:43:49

專利名稱：一種用於工業爐的醇基汽化重整燃燒系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於工業爐的醇基汽化重整燃燒系統，是一種工業爐煙氣餘熱利用，達到節能及環保的一種新型燃燒系統，屬於熱工系統裝置技術領域。
背景技術：
目前，醇基燃料因為其「自帶氧」，燃燒汙染物排放少等特點，被廣泛的使用研究，醇基燃料用於汽車，民用爐灶等方面已經有很多的研究，但是用於工業爐中研究比較少。目前大部分工業爐主要以柴油、重油、液化石油氣或天然氣為燃料，燃燒成本高，汙染物排放嚴重，醇基合成燃料是一種發展前景很大的替代燃料。目前在很多工業已經開始直接使用醇基燃料，將醇基燃料霧化後燃燒，但是醇基燃料熱值低，汽化潛熱大，且具有腐蝕性，直接燃用存在非常規醇醛類排放等特性；同時目前在很多的工業爐中，整個熱工系統沒有對尾部煙氣餘熱加以利用，而一般工業爐尾部煙氣溫度高於300℃，這樣就大大的浪費了這部分熱量。
因此，基於熱工系統的不足、汙染排放嚴重的原因及市場的需求，以及直接醇基合成燃料燃燒的缺點，提出利用尾部煙氣餘熱汽化或氣化裂解潔淨醇基合成燃料，利用醇基燃料汽化潛熱間接燃燒系統，並著眼於大規模推廣醇基合成燃料在工業爐中的使用。
尾部煙氣餘熱氣化醇基合成燃料間接燃燒方式的特點1、利用工業爐尾氣餘熱或內燃機尾氣熱量，加熱汽化或氣化裂解醇基合成燃料，利用醇基的汽化潛熱，從而提高燃料化學能；2、醇基燃料氣化後燃燒，提高燃燒穩定性及燃燒環保性，同時改善了醇基合成燃料燃燒的腐蝕性及有效遏制非常規醛醇的排放；發明內容本發明的目的是高效利用醇基合成燃料，利用煙氣餘熱，減少排煙熱損失，從而提高能源利用率；且醇基燃料含氧並清潔，燃燒排放的炭煙soot及氮氧化物NOX少，達到節能、環保的要求。
本發明提供一種用於工業爐的醇基合成燃料燃燒系統，解決目前工業爐因為使用煤、油等燃料造成的環境汙染問題，推廣醇基合成燃料間接燃燒方式的使用。
一種用於工業爐的醇基合成燃料燃燒系統，該醇基合成燃料燃燒系統包括醇基原料罐(5)、2#泵(6)、流量表(7)、電加熱器(8)、啟動燃燒器(9)、餘熱汽化器(10)、窯爐燃燒器(20)、熱風器(15)、鼓風機(17)，引風機(18)、煙囪(19)、引風機組成；醇基原料罐(5)、2#泵(6)、流量表(7)通過管道依次相連，流量表(7)通過帶有閥門的管道與電加熱器(8)相連，電加熱器(8)、啟動燃燒器(9)、餘熱汽化器(10)、裂解器(11)、窯爐燃燒器(20)通過管道依次相連，窯爐燃燒器(20)通過通過餘熱汽化器(10)和熱風器(15)中的管道與引風機(18)相連；引風機(18)通過管道與煙囪(19)相連；流量表(7)通過另一路帶有閥門的管道直接與餘熱汽化器(10)相連；餘熱汽化器(10)通過帶有安全閥(14)的管道與冷卻器(22)及回收罐(23)相連；鼓風機(17)、熱風器(15)和窯爐燃燒器(20)通過管道依次相連；窯爐燃燒器(20)通過另一個引風機(21)與煙囪(19)相連。
所述餘熱氣化器(10)上安裝有壓力表和溫度表。
所述熱風器(15)內安裝有溫度表(16)。
本發明在煙氣尾部加裝一套醇基合成燃料汽化或氣化裂解系統，利用煙氣餘熱汽化或氣化裂解醇基合成燃料進行燃燒，屬於一種間接使用醇基合成燃料方式，提高能源利用率，避免直接使用醇基燃料熱值低、非常規醇醛類排放及腐蝕性等問題。整個系統醇基合成燃料燃燒的化學方程式為(以甲醇燃料為例)
系統先將液體燃料汽化為氣體，將汽化後的醇基氣體燃料直接燃燒；或再通過催化劑催化裂解，將醇基燃料變為合成氣再燃燒的過程。
系統連續供料、氣化的整個流程為通過油車(1)運用原料油，儲存在底部成品油原料罐(2)，經過過濾器(3)由1#泵(4)送入帶有流量表(7)的醇基原料罐(5)，通過浮子流量計控制進口醇基燃料量，通過2#泵(6)將醇基燃料送入氣化裝置，啟動時走旁路電啟動裝置，包括電加熱器(8)和啟動燃燒器(9)；啟動結束後，正常運行時，關閉旁路利用煙氣餘熱加熱汽化或氣化裂解醇基合成燃料，經餘熱氣化器(10)汽化或經餘熱氣化器(10)汽化再經過裂解器(11)氣化裂解後的合成氣通過燃氣主管道送入工業窯爐(20)中燃燒使用，燃燒後產生的煙氣一部分通過引風機(21)直接從煙囪(19)排放，另一部分通過煙氣再循環將餘熱煙氣(13)送入餘熱汽化器(10)的管道中通過管壁對流換熱，將熱量傳遞給醇基合成燃料，通過餘熱氣化器(10)換熱降溫後的煙氣通過熱風器(15)換熱進一步帶走煙氣中殘餘熱量，再由引風機(18)引出，由煙囪(19)排放。熱風器(15)是用來加熱空氣供給工業爐燃燒使用，提高進口風溫，從而提高燃燒效率。餘熱氣化器(10)上安裝有壓力表、溫度表(12)、安全閥(14)及在底部連有冷卻器(21)及回收罐(22)。通過調節煙氣流量及進口醇基合成燃料流量滿足負荷的變化，便可實現工藝系統的穩定連續運行。
由上述的技術方案可知，本發明主要包括醇基給料裝置、餘熱汽化或氣化裂解裝置、電啟動控制裝置；在系統中我們可以同時進行醇基燃料汽化和裂解，也可以不加裝裂解器僅僅是醇基汽化後再利用。
本發明的優越性在於1、充分利用煙氣尾部餘熱，提高能源利用效率，降低煙氣熱損，實現節能的目的；2、工業爐利用醇基合成燃料替代柴油、重油等燃料，減少燃燒汙染物的排放，達到環保的要求；3、醇基合成燃料汽化或汽化裂解後燃燒，避免因醇基熱值過低，提高了能級，同時減輕液體醇基合成燃料直接燃燒的腐蝕性及熱值低等問題。


圖1本發明結構示意圖。
圖2一種工業陶瓷窯爐餘熱汽化醇基合成燃料燃燒系統示意圖。
具體實施例方式
下面結合附圖來進一步說明本發明。
圖1是本發明結構示意圖。圖中1.油車，2.成品油原料罐，3.過濾器，4.1#泵，5.醇基原料罐，6.2#泵，7.流量表，8.電加熱器，9.啟動燃燒器，10.餘熱氣化器，11.裂解器，12.溫度表、壓力表，13.餘熱煙氣，14.安全閥，15.熱風器，16.溫度表，17.鼓風機，18.引風機，19.煙囪，20.窯爐燃燒器，21.引風機，22.冷卻器，23.回收罐。如圖1所示，一種用於工業爐的醇基合成燃料燃燒系統，其特徵在於，該醇基合成燃料燃燒系統包括醇基原料罐(5)、2#泵(6)、流量表(7)、電加熱器(8)、啟動燃燒器(9)、餘熱汽化器(10)、窯爐燃燒器(20)、熱風器(15)、鼓風機(17)，引風機(18)、煙囪(19)、引風機組成；醇基原料罐(5)、2#泵(6)、流量表(7)通過管道依次相連，流量表(7)通過帶有閥門的管道與電加熱器(8)相連，電加熱器(8)、啟動燃燒器(9)、餘熱汽化器(10)、窯爐燃燒器(20)通過管道依次相連，窯爐燃燒器(20)通過通過餘熱汽化器(10)和熱風器(15)的管道與引風機(18)相連；引風機(18)通過管道與煙囪(19)相連；流量表(7)通過另一路帶有閥門的管道直接與餘熱汽化器(10)相連；鼓風機(17)、熱風器(15)和窯爐燃燒器(20)通過管道依次相連；窯爐燃燒器(20)通過引風機(21)與煙囪(19)相連。參看附圖1，通過油車(1)運用原料油，儲存在底部成品油原料罐(2)，經過過濾器(3)由1#泵(4)送入帶有流量表(7)的醇基原料罐(5)，通過浮子流量計控制進口醇基燃料量，通過2#泵(6)將醇基燃料送入氣化裝置，啟動時走旁路電啟動裝置由電加熱器(8)和啟動燃燒器(9)組成，正常運行時，關閉旁路利用煙氣餘熱加熱汽化或氣化裂解醇基合成燃料，經餘熱氣化器(10)汽化或再經過裂解器(11)氣化裂解後的合成氣通過燃氣主管道送入工業窯爐(20)中燃燒使用，燃燒後產生的煙氣一部分通過引風機(21)直接從煙囪(19)排放，另一部分通過煙氣再循環將餘熱煙氣(13)送入餘熱汽化器中使用；通過餘熱氣化器(10)換熱降溫後的煙氣通過熱風器(15)進一步帶走煙氣中殘餘熱量，再由引風機(18)引出，通過煙囪(19)排放。通過鼓風機(17)經過熱風器(15)的空氣經過預熱送入窯爐內助燃。同時在餘熱氣化器(10)上安裝有壓力表、溫度表(12)、安全閥(14)，及在底部連有冷卻器(21)及回收罐(22)，便於回收多餘的合成氣體，確保系統安全。
圖2一種工業陶瓷窯爐餘熱汽化醇基合成燃料燃燒系統示意圖。即本發明具體運用到工業陶瓷窯爐中的具體情況。圖中，8.電加熱器，9.啟動燃燒器，10.餘熱氣化器，11.裂解器，18.引風機，20.窯爐燃燒器，24.煙氣餘熱利用系統。「8+9」「10+11」表示如前所述8.電加熱器、9.啟動燃燒器連接在一起，10.餘熱氣化器、11.裂解器連接在一起；如圖2所示，醇基原料從醇基原料罐(5)從首先啟動時，通過電加熱器(8)、啟動燃燒器(9)送到餘熱氣化器(10)中，整個系統啟動後；關閉這條管道，醇基原料從醇基原料罐(5)直接輸送到餘熱氣化器(10)經過餘熱氣化或再經過裂解器(11)氣化裂解後送到窯爐燃燒器(20)(可以很多組)中燃燒；燃燒後的煙氣一部分通過引風機引導煙囪，另一部分通過通過餘熱氣化器(10)、熱風機等的管道由引風機(18)引入煙囪；鼓風機、熱風機往窯爐燃燒器(20)輸入空氣。
本發明充分利用煙氣尾部餘熱，提高能源利用效率，降低煙氣熱損，實現節能的目的；醇基合成燃料汽化或汽化裂解後燃燒，避免因醇基熱值過低，提高了能級，同時減輕液體醇基合成燃料直接燃燒的腐蝕性及熱值低等問題。
權利要求
1.一種用於工業爐的醇基合成燃料燃燒系統，其特徵在於，該醇基合成燃料燃燒系統包括醇基原料罐(5)、2#泵(6)、流量表(7)、電加熱器(8)、啟動燃燒器(9)、餘熱汽化器(10)、窯爐燃燒器(20)、熱風器(15)、鼓風機(17)，引風機(18)、煙囪(19)、引風機組成；醇基原料罐(5)、2#泵(6)、流量表(7)通過管道依次相連，流量表(7)通過帶有閥門的管道與電加熱器(8)相連，電加熱器(8)、啟動燃燒器(9)、餘熱汽化器(10)、窯爐燃燒器(20)通過管道依次相連，窯爐燃燒器(20)通過通過餘熱汽化器(10)和熱風器(15)的管道與引風機(18)相連；引風機(18)通過管道與煙囪(19)相連；流量表(7)通過另一路帶有閥門的管道直接與餘熱汽化器(10)相連；鼓風機(17)、熱風器(15)和窯爐燃燒器(20)通過管道依次相連；窯爐燃燒器(20)通過另一個引風機(21)與煙囪(19)相連。
2.一種用於工業爐的醇基合成燃料燃燒系統，其特徵在於，該醇基合成燃料燃燒系統餘熱汽化器(10)和窯爐燃燒器(20)之間安裝有一個裂解器(11)。
3.根據權利要求1或2所述的一種用於工業爐的醇基合成燃料燃燒系統，其特徵在於，所述餘熱汽化器(10)通過帶有安全閥(14)的管道與冷卻器(22)及回收罐(23)相連。
4.根據權利要求1或2所述的一種用於工業爐的醇基合成燃料燃燒系統，其特徵在於，所述餘熱氣化器(10)上安裝有壓力表和溫度表。
5.、根據權利要求1或2所述的一種用於工業爐的醇基合成燃料燃燒系統，其特徵在於，所述熱風器(15)內安裝有溫度表(16)。
全文摘要
一種用於工業爐的醇基汽化重整燃燒系統，屬於熱工系統裝置技術領域。醇基原料罐(5)、2號泵(6)、流量表(7)通過管道依次相連，流量表(7)通過帶有閥門的管道與電加熱器(8)相連，電加熱器(8)、啟動燃燒器(9)、餘熱汽化器(10)、裂解器(11)、窯爐燃燒器(20)通過管道依次相連，窯爐燃燒器(20)通過餘熱汽化器(10)和熱風器(15)外的管道與引風機(18)相連；引風機(18)通過管道與煙囪(19)相連；本發明充分利用煙氣尾部餘熱提高能源利用效率，降低煙氣熱損，實現節能；醇基合成燃料汽化或汽化裂解後燃燒，提高了能級，同時減輕液體醇基合成燃料直接燃燒的腐蝕性及熱值低等問題。
文檔編號F23K5/08GK1945123SQ20061011330
公開日2007年4月11日 申請日期2006年9月22日 優先權日2006年9月22日
發明者李水清, 陳翠芳, 卓建坤, 宋薔, 王均衡, 王衍衡, 樂國明 申請人:清華大學, 佛山市禪城區石灣鎮陶瓷陶藝技術創新中心