一种管式加热炉深度节能系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于管式加热炉领域，尤其是涉及一种管式加热炉深度节能系统。
【背景技术】
[0002]长期以来，烟气中硫化物所弓I起的酸露点腐蚀严重，影响炼油装置加热炉设备的长周期安全运行。为了保护设备，往往需要提高烟气最终排放温度，使冷表面的温度高于露点温度，从而防止或减少结露产生酸腐蚀。随着炼油厂对节能降耗的要求越来越高，烟气酸露点腐蚀成为降低管式炉排烟温度、提高热效率的主要障碍，给炼油厂带来巨大困扰。探求减缓和防止烟气酸露点腐蚀的方法，不仅是炼油厂加热炉减少设备损害的重大课题，也是进一步提高加热炉热效率的要求。
[0003]为了解决加热炉及换热器低温腐蚀与积灰间题，以允许降低排烟温度，提高加热炉效率，理论上可以采取的措施有:(I)加强燃料的深度脱硫处理；⑵采用高效换热技术；
[3]协调好烟气侧放热系数与空气侧吸热系数的关系，控制金属壁温；(4)发展涂料耐磨性、耐热耐酸性技术及钢材的耐腐蚀能力，改善材料的性能。
[0004]目前有关措施(2)(3) (4)的专利和文献有很多，提出了很多工艺方法和设备。由于目前炼油厂管式加热炉大多使用燃料气(炼厂气、天然气或液化石油气)，都含有相当数量的H2S气体，但实际生产操作中燃料气硫含量检测值常常为100?300 μ L/L,有时甚至更高，导致排烟温度很高，热效率难以达到设计预期水平。从根本上讲，要减少腐蚀必须先脱除燃料中的硫或硫化氢，但是目前已公开的专利和文献中基本没有燃料气深度脱硫的工艺或设备。但是对于第一点，加强燃料的深度脱硫处理，目前尚未有文献或专利报道。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种新的管式加热炉深度节能系统，新增气体脱硫反应器，使燃料气中的硫含量不大于10 μ L/L左右，从而可以降低管式加热炉烟气的露点温度和管式加热炉的排烟温度，避免了换热器的露点腐蚀，同时可以提高管式加热炉的燃烧强度，节省燃料气，大大提高管式加热炉的热效率。
[0006]本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现:
[0007]一种管式加热炉深度节能系统，包括:
[0008]管式加热炉，
[0009]设置在管式加热炉的进口的双预热燃烧器，该双预热燃烧器与燃料气管路及空气管路的出口端连接，
[0010]设置在燃料气管路上游的燃料气预热器及设置在燃料气管路下游的气体脱硫反应器，
[0011]设置在空气管路上的空气预热器。
[0012]所述的燃料气预热器将燃料气管路中的燃料气预热至100-500°c，然后进入气体脱硫反应器。
[0013]所述的燃料气管路经管式加热炉辅助加热后与气体脱硫反应器连接。
[0014]所述的燃料气管路上还可以不设置燃料气预热器。
[0015]本实用新型通过对目前石油化工管式加热炉进料流程进行优化改进，新增气体脱硫反应器，使燃料气中的硫含量不大于10 μ L/L，降低加热炉的排烟温度，充分保证整个加热炉装置的热效率，与现有技术相比，具有以下优点:
[0016](I)燃料气经过深度脱硫后，燃烧后的烟气中303含量极低，露点温度降低，避免了换热器低温段传热元件的露点腐蚀，从而进一步可以降低排烟温度，加热炉整体的热效率大大提尚;
[0017](2)燃料气主要采用高温烟气进行预热，同时可以采用加热炉辅助加热，工艺流程完善且简单；
[0018](3)燃料气和空气同时预热后进入双预热燃烧器，燃烧强度高，能量利用率高，可以节约燃料。
[0019](4)燃料气深度脱硫后烟气中SO3极低，采用双预热燃烧器后NOx极低，环保效果好。
[0020](5)本实用新型流程简单，投资费用较低，可以保证整体流程设备长周期运行。
【附图说明】
[0021]图1为实施例1中本实用新型的示意图；
[0022]图2位实施例2中本实用新型的示意图。
[0023]图中，I为燃料气管路，11为燃料气预热器，12为气体脱硫反应器，2为空气管路，21为空气预热器，3为双预热燃烧器，4为管式加热炉，5为烟气管路。
【具体实施方式】
[0024]下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。
[0025]实施例1
[0026]一种管式加热炉深度节能系统，其结构如图1所示，包括:管式加热炉4，设置在管式加热炉4的进口的双预热燃烧器3，该双预热燃烧器3与燃料气管路I及空气管路2的出口端连接，设置在燃料气管路I上游的燃料气预热器11及设置在燃料气管路I下游的气体脱硫反应器12，设置在空气管路2上的空气预热器21。
[0027]利用燃料气预热器11将燃料气管路中的燃料气预热至100°C，然后进入气体脱硫反应器12，气体脱硫反应器12对燃料气进行深度脱硫至其中硫含量不大于10 μ L/L。空气预热器将空气管路中的空气预热至100°C。燃料气和空气都加热后进入到双预热燃烧器3，然后在管式加热炉4内发生燃烧。
[0028]燃料气一般为炼厂气、天然气或液化石油气，其中硫含量一般都在100?300 μ L/L，温度一般为常温。燃料气经过燃料气管路I首先进入到燃料气预热器11，通过高温烟气预热到100°C。随后，燃料气经过气体脱硫反应器12，在气体脱硫反应器12内发生脱硫反应，将燃料气中的硫含量降低到不大于10 μ L/L，反应后燃料气温度一般在100°C，此时，燃料气成为超低硫高温燃料气，最后超低硫高温燃料气进入双预热燃烧器3。
[0029]空气为助燃空气，一般为常温。空气经过空气管路2首先进入到空气预热器21，通过高温烟气预热到100°c，此时空气为高温空气，最后高温空气进入双预热燃烧器3。
[0030]超低硫高温燃料气和高温空气通过双预热燃烧器3进入到管式加热炉4发生燃烧反应，由于燃料气和空气都是高温气体，在管式加热炉4内发生剧烈的燃烧，热强度相对较高，传热效果好，可以提高能量利用率，节省燃料。
[0031]在管式加热炉4内燃烧后的高温烟气通过烟气管路5进入换热器的烟气侧。高温烟气的温度一般在300-400°C，由于高温烟气中的硫含量降低，露点温度低，完全可以通过换热器将排烟温度降底到不大于100°C，将加热炉的热效率提高到94%以上。
[0032]高强度燃烧时，燃料的能量利用率可以提高2% -10%,同时排烟温度大大降低，在充分保证余热回收系统安全可靠性的前提下，降低余热回收系统一次投资5% -20%，整个工艺的环保性进一步增强，烟气中硫含量相比现有工艺降低50% -95%和氮氧化物含量相比现有工艺降低30% -80%。
[0033]实施例2
[0034]一种管式加热炉深度节能系统，其结构如图2所示，大体与实施例1相同，不同之处在于，由于燃料气经燃料气预热器11预热后仍然达不到气体脱硫反应器12所需的反应温度，需要经过管式加热炉3辅助加热至500°C，然后进入气体脱硫反应器12进行深度脱硫处理。因此，燃料气管路I连接燃料气预热器11的出口后，经管式加热炉4辅助加热后与气体脱硫反应器连接。空气为助燃空气，一般为常温。空气经过空气管路2首先进入到空气预热器21，通过高温烟气预热到500°C，此时空气为高温空气，最后高温空气进入双预热燃烧器3。
[0035]实施例3
[0036]管式加热炉深度节能系统，其结构与实施例1大体相同，不同之处在于，在燃料气管路上不设置燃料气预热器，燃料气不经过预热，直接以40°C左右的工况脱硫后进加热炉燃料器，采用常规低氮氧化物燃烧器即可，适当增加气体脱硫反应器内部的催化剂，延长脱硫时间，同时提高脱硫反应器的效率。
【主权项】
1.一种管式加热炉深度节能系统，其特征在于，该系统包括: 管式加热炉， 设置在管式加热炉的进口的双预热燃烧器，该双预热燃烧器与燃料气管路及空气管路的出口端连接， 设置在燃料气管路上游的燃料气预热器及设置在燃料气管路下游的气体脱硫反应器， 设置在空气管路上的空气预热器。
2.根据权利要求1所述的一种管式加热炉深度节能系统，其特征在于，所述的燃料气管路经管式加热炉辅助加热后与气体脱硫反应器连接。
3.根据权利要求1所述的一种管式加热炉深度节能系统，其特征在于，所述的燃料气管路上还可以不设置燃料气预热器。
【专利摘要】本实用新型涉及一种管式加热炉深度节能系统，包括：管式加热炉，设置在管式加热炉的进口的双预热燃烧器，该双预热燃烧器与燃料气管路及空气管路的出口端连接，设置在燃料气管路上游的燃料气预热器及设置在燃料气管路下游的气体脱硫反应器，设置在空气管路上的空气预热器。与现有技术相比，本实用新型的使用范围广，运行周期长，可靠性和安全性高，工程投资省，为管式加热炉的节能提供了一种完善方法。
【IPC分类】C10L3-00, B01D53-48, F23C5-08, F23L15-00, B01D53-74, F23K5-00, B01D53-52, C10L3-10, F27D17-00
【公开号】CN204593366
【申请号】CN201520100050
【发明人】马雷, 张明会
【申请人】上海浩用工业炉有限公司
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2015年2月11日