一种裂解炉余热回收系统的制作方法

本发明涉及余热回收领域，特别是涉及一种裂解炉余热回收系统。

背景技术：

当前，面对世界能源形式的紧张情况，国内外一直在研究可替代的新型能源，同时也在节能减排过程中，对热量进行回收及利用。

裂解炉内从发生裂解反应的辐射室至急冷室这一段，气体温度从800℃以上骤降至400～550℃左右，这期间减损的热量如何回收一直是业内一个难题，由于炉内部构造复杂，如在内部安装传统换热器则会导致成本高、性能差、工艺繁琐、故障率高等各种问题。

技术实现要素：

本发明提供了一种裂解炉余热回收系统，本发明采用的一种技术方案是：

一种裂解炉余热回收系统，包括位于包括位于炉体内部的液态金属第一循环路径和液态金属第二循环路径；所述第一循环路径包括一封闭式中空隔板，中空隔板与液态金属第一进口和第一出口连通，中空隔板设置有竖向通孔；

所述第二循环路径包括喷淋器和通过轴承支架固定的螺旋导流板，所述喷淋器与液态金属第二进口连通，其上设有喷头；经喷淋器喷淋的液态金属经螺旋导流板导流后从液态金属第二出口流出；降温后的裂解气从裂解气出口排出。

进一步的，所述余热回收系统还包括与液态金属进出口连通的蒸汽发生装置，液态金属与水在蒸汽发生装置中进行热交换后进入第一循环路径和第二循环路径。

进一步的，所述的蒸汽发生装置设有进水口与蒸汽出口。

进一步的，所述裂解气出口位置高于液态金属第二出口的位置。

进一步的，所述裂解气出口设置有电磁阀门，所述的电磁阀门下方还设置有液位传感器与温度传感器。

进一步的，所述喷淋器设置有3到5个扁形喷头，所述的喷头与水平方向下成30°夹角。

进一步的，所述螺旋导流板配置有驱动其转动的动力装置。

进一步的，所述的循环路径上还设置有电磁泵与储液罐。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

设备结构紧凑、合理、不仅将裂解炉裂解气的余热最大化回收，还将余热以蒸汽的形式进行利用，安全环保，实现了裂解气余热的综合利用，从而达到了明显的节能效果，大大节约了人力物力成本，为企业带来巨大的经济效益。

附图说明

图1为本发明所述裂解炉余热回收系统的结构示意图；

图2为本发明所述裂解炉余热回收系统的喷淋器的结构示意图；

图3为本发明所述裂解炉余热回收系统的中空隔板的正面结构示意图；

图4为本发明所述裂解炉余热回收系统的中空隔板的侧面结构示意图；

附图标记

裂解气出口1；液态金属第一出口2；炉体3；液态金属第二出口4；管路5；电磁泵6；蒸汽室7；进水口8；蒸汽出口9；储液罐10；进气口11；电机12；液位传感器、温度传感器13；电磁阀门14；轴承支架15；转轴16；螺旋导流板17；喷淋器18；中空隔板19；液态金属第一进口20；液态金属第二进口21；中空隔板的通孔22。

具体实施方式

以下结合实施例并参考附图对本发明作进一步描述。

图1-4所示出了本发明提供的裂解炉余热回收系统，包括炉体3，所述的炉体3顶部设置有进气口11，底部设有裂解气出口1，炉体3内部设有液态金属第一循环路径和液态金属第二循环路径；具体地，炉体3内部设置有中空隔板19，中空隔板19固定于炉壁上且设置有竖向的多个通孔，裂解气通过通孔与中空隔板19中的液态金属间接接触并实现换热；中空隔板19与液态金属第一进口20和液态金属第一出口2连通，第一进口20和第一出口2另一端均通过管路5与蒸汽室7连通，形成第一循环路径。中空隔板19下方设置有固定于炉壁的喷淋器18，喷淋器18与液态金属第二进口21通过管路5连通；喷淋器18下方设置有螺旋导流板17，螺旋导流板17通过轴承支架15固定在炉体3底部，并通过电机12驱动轴承支架15上的转轴16实现转动；炉体3底部设置有液态金属第二出口4，液态金属第二进口21和第二出口4通过管路5与蒸汽室7连通，形成第二循环路径。

进一步，第一循环路径和第二循环路径上还设置有电磁泵6和储液罐10，电磁泵6用于给液态金属流动提供动力，储液罐10用于储存液态金属；循环路径密闭且充满液态金属，液态金属在电磁泵6动力驱动下循环流动并通过中空隔板19与裂解气的换热实现对裂解气的初步降温，并通过与喷淋器18喷洒的液态金属充分接触实现进一步的降温。

另外，喷淋器18下方还设置有裂解气出口1，裂解气出口1位置高于液态金属的第二出口21；进一步，裂解气出口1设置在距离炉体3底部8米的炉壁上，且与水平方向成15°.裂解气出口1上设置有电磁阀门14，液位传感器、温度传感器13。

进一步，喷淋器20上设置有5个扁形喷头，扁形喷头与水平方向向下成30°夹角，能够达到与裂解气更充分接触的目的。

裂解炉反应气体从炉体3顶部进气口11进入炉体3内部，经裂解反应后得到的高温裂解气进入液态金属第一循环路径，经中空隔板19初步降温后通过通孔进入第二循环路径。在通过中空隔板19竖向设置的通孔进入第二循环路径的过程中，中空隔板19流动的液态金属与高温裂解气实现换热，携带热量的高温液态金属流入蒸汽室7与水实现换热，随后再次进入循环路径实现下一次换热。

裂解气通过中空隔板19的通孔22向炉体3下方运动进入第二循环路径，此时，低温的液态金属经过电磁泵6流进喷淋器18中，低温液态金属从喷淋器18的五个扁形喷头喷出，形成金属液态水膜状并向下运动，电机12带动转轴16与螺旋导流板17转动，金属液态水膜与裂解气充分接触换热并同时沿螺旋导流板17向下运动，期间旋转的螺旋导流板17不断旋转，使裂解气与液态金属接触更加充分，降温效果更佳；同时，液态金属也对螺旋叶片起到降温保护作用。

换热后携带热量的高温液态金属从液态金属出口2处流向蒸汽室7，液态金属与蒸汽室7内的水换热后再次进入循环路径实现下一次换热。低温液态水换热后形成高温水蒸气，以供后续工艺使用。换热后的裂解气从裂解气出口1处排出炉体3进入下一单元。

需说明的是，裂解气出口1的液位传感器、温度传感器13与电磁阀门14相互配合，当裂解气出口1的裂解气温度与设置的目标温度相比偏高时，可通过温度传感器来调节喷淋器18液态金属喷淋量增大；液位传感器用于检测炉体底部的液态金属容量，保证在设备运行时，裂解气不会进入液态金属循环系统内。

需要说明的是，本发明所述的液态金属优选常温下呈现液态，导热系数高，动力粘性系数低，储能能力强，温度适应范围广，挥发点高，不易相变的液态金属。

比如，具备表1所述性质的液态金属。

表1

进一步，按质量百分比计，所述液态金属可由以下组分组成：

镓37％，铟22％，铋18.6％，铝3％，铁2％，镁2.4％，锡15％；合金熔点3℃。

上述液态金属与传统换热介质相比，具有如表2和表3所示的优势。

表2液态金属与传统换热介质应用范围对比

表3液态金属与传统换热介质特性对比

传统流动传热介质为工业软水及导热油，由于其自身属性，其挥发点为140℃-600℃，且温度达到其挥发点后，随温度提升，其内部压力相应提高，换热性能下降。导致承载管道压力增高，换热效率骤减。且由于生产工艺等因素，导致工艺核心设备温差过大，使之管理难度加大，设备极易损害，生产成本增加。

结合以上传热介质理化指标分析，液态金属换热器对比传统换热介质在高温领域拥有绝对性优势，可完美应用于工艺温度700℃以上及有温度精控需求的工业企业内。

以上对本发明所提供的裂解炉尾气余热回收系统进行了详细介绍。本文中应用了具体例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下,还可以对本发明进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。