一種轉(zhuǎn)化爐設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種轉(zhuǎn)化爐設(shè)備，包括轉(zhuǎn)化爐本體，轉(zhuǎn)化爐本體包括對流段（12）和輻射段（13），所述轉(zhuǎn)化爐本體內(nèi)設(shè)置有連通外界原料氣源的原料氣主管道，所述輻射段（13）中產(chǎn)生的煙氣經(jīng)所述對流段（12）流至外界，在從所述輻射段（13）流出的所述煙氣的流通通道上設(shè)置有熱量回收裝置；本實(shí)用新型中從輻射段流出的煙氣除給預(yù)熱段的原料氣進(jìn)行預(yù)熱外，其熱量還進(jìn)一步由熱量回收裝置回收，可以進(jìn)一步降低煙氣的溫度，熱量回收裝置中的熱量可以進(jìn)一步應(yīng)用于轉(zhuǎn)化爐設(shè)備本身或其他需能設(shè)備中，這樣可以提高轉(zhuǎn)化爐設(shè)備的能量利用率，并且降低了煙氣的排放溫度，有利于環(huán)境保護(hù)。
【專利說明】一種轉(zhuǎn)化爐設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及產(chǎn)品氣制備【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種轉(zhuǎn)化爐設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]轉(zhuǎn)化爐設(shè)備是一種將原料氣轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品氣的轉(zhuǎn)化設(shè)備，其中制氫轉(zhuǎn)化爐設(shè)備為轉(zhuǎn)化爐設(shè)備中常用的一類。
[0003]制氫轉(zhuǎn)化爐設(shè)備主要包括轉(zhuǎn)化爐本體、余熱鍋爐等部件，轉(zhuǎn)化爐本體是制氫轉(zhuǎn)化爐設(shè)備的轉(zhuǎn)化反應(yīng)的反應(yīng)器，它內(nèi)部設(shè)置有管路組件，管路組件的進(jìn)口連通原料氣源，出口連通余熱鍋爐。轉(zhuǎn)化爐本體主要包括對流段以及輻射段，對流段主要對原料氣進(jìn)行預(yù)熱并將輻射段流出的煙氣形成煙氣流，使該煙氣從預(yù)熱段的出口流至外界，輻射段是轉(zhuǎn)化的心臟，原料氣主要在這里完成轉(zhuǎn)換形成所需產(chǎn)品氣。
[0004]當(dāng)進(jìn)行產(chǎn)品氣的生產(chǎn)時(shí)，原料氣首先經(jīng)對流段利用從輻射段出來的煙氣對原料氣進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱后的原料氣進(jìn)入輻射段，在輻射段內(nèi)進(jìn)行轉(zhuǎn)化。一般情況下，預(yù)熱后排放至空氣中的煙氣的溫度也還是比較高的，當(dāng)爐子熱效率較高(例如90%)時(shí)，排煙損失占總損失的70%?80% ;而當(dāng)爐子的熱效率較低(例如70%)時(shí)，排煙損失占總損失的比例高達(dá)90%以上?？梢娀厥諢煔庥酂?，減少排煙損失具有重大價(jià)值。對于制氫轉(zhuǎn)化爐，轉(zhuǎn)化反應(yīng)只在輻射段的轉(zhuǎn)化爐管里進(jìn)行，熱負(fù)荷較大，煙氣出輻射段的溫度比一般加熱爐高得多，僅靠對流室中原料與煙氣的熱交換回收煙氣的熱量，遠(yuǎn)不能將煙氣的溫度降下來，這樣排至大氣中不僅不利于能源的節(jié)約，而且容易造成環(huán)境污染。
[0005]因此，如何改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)中的轉(zhuǎn)化爐設(shè)備的結(jié)構(gòu)，提高轉(zhuǎn)化爐設(shè)備能量利用率，是本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)問題。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]本實(shí)用新型的目的為提供一種轉(zhuǎn)化爐設(shè)備，該轉(zhuǎn)化爐設(shè)備具有比較高的能量利用率。
[0007]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種轉(zhuǎn)化爐設(shè)備，包括轉(zhuǎn)化爐本體，轉(zhuǎn)化爐本體包括對流段和輻射段，所述轉(zhuǎn)化爐本體內(nèi)設(shè)置有連通外界原料氣源的原料氣主管道，所述輻射段中產(chǎn)生的煙氣經(jīng)所述對流段流至外界，在從所述輻射段流出的所述煙氣的流通通道上設(shè)置有熱量回收裝置。
[0008]優(yōu)選地，所述熱量回收裝置為用于將原料氣轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品氣的轉(zhuǎn)化模塊，所述轉(zhuǎn)化模塊內(nèi)設(shè)原料氣管路，所述原料氣管路的進(jìn)口連通所述外界原料氣源，其出口直接連通位于所述轉(zhuǎn)化爐本體外部的產(chǎn)品氣管道；預(yù)設(shè)量的原料氣經(jīng)所述轉(zhuǎn)化模塊后被轉(zhuǎn)化為所需產(chǎn)品氣。
[0009]優(yōu)選地，所述轉(zhuǎn)化模塊為其內(nèi)部原料氣管路內(nèi)部裝有用于提高原料氣轉(zhuǎn)化效率的催化劑的催化轉(zhuǎn)化模塊。
[0010]優(yōu)選地，所述催化轉(zhuǎn)化模塊的進(jìn)口管路連通所述原料氣主管道，通過所述原料氣主管道連通所述原料氣源。
[0011]優(yōu)選地，所述產(chǎn)品氣管道為設(shè)于所述輻射段出口處的產(chǎn)品氣集合管。
[0012]優(yōu)選地，所述產(chǎn)品氣管道為所述轉(zhuǎn)化爐設(shè)備的產(chǎn)品氣集合管和所述余熱鍋爐之間的管道。
[0013]優(yōu)選地，所述轉(zhuǎn)化模塊設(shè)于靠近所述輻射段的煙氣出口的所述對流段。
[0014]優(yōu)選地，所述轉(zhuǎn)化模塊的進(jìn)口與所述原料氣源的連通管路、或所述轉(zhuǎn)化模塊的出口管路上設(shè)置有流量控制閥。
[0015]優(yōu)選地，還設(shè)置有檢測經(jīng)所述對流段流至外界的所述部分煙氣的溫度的檢測部件以及接收所述檢測部件的溫度信號的控制器，所述控制器根據(jù)所述溫度信號控制所述流量控制閥的開度。
[0016]優(yōu)選地，所述轉(zhuǎn)化爐設(shè)備為制氫轉(zhuǎn)化爐設(shè)備。
[0017]本實(shí)用新型提供一種轉(zhuǎn)化爐設(shè)備，包括轉(zhuǎn)化爐本體，轉(zhuǎn)化爐本體包括預(yù)熱段、對流段和輻射段，所述轉(zhuǎn)化爐本體內(nèi)設(shè)置有連通外界原料氣源的原料氣主管道，所述輻射段中產(chǎn)生的煙氣經(jīng)所述對流段至外界，在從所述輻射段流出的所述煙氣的流通通道上設(shè)置有熱量回收裝置。
[0018]本實(shí)用新型中從輻射段流出的煙氣除給經(jīng)對流段進(jìn)入輻射段的原料氣進(jìn)行預(yù)熱夕卜，其熱量還進(jìn)一步由熱量回收裝置回收，可以進(jìn)一步降低煙氣的溫度，熱量回收裝置中的熱量可以進(jìn)一步應(yīng)用于轉(zhuǎn)化爐設(shè)備本身或其他需能設(shè)備中，這樣可以提高轉(zhuǎn)化爐設(shè)備的能量利用率，并且降低了煙氣的排放溫度，有利于環(huán)境保護(hù)。
[0019]在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，熱量回收裝置為用于將原料氣轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品氣的轉(zhuǎn)化模塊，轉(zhuǎn)化模塊內(nèi)設(shè)原料氣管路，原料氣管路的進(jìn)口連通外界原料氣源，其出口直接連通位于所述轉(zhuǎn)化爐本體外部的產(chǎn)品氣管道；預(yù)設(shè)量的原料氣經(jīng)轉(zhuǎn)化模塊后被轉(zhuǎn)化為所需產(chǎn)品氣。
[0020]該實(shí)施方式中，煙氣熱量分為兩部分，一部分給原進(jìn)入輻射段內(nèi)轉(zhuǎn)化的原料氣進(jìn)行預(yù)熱，另一部份提供給經(jīng)過轉(zhuǎn)化模塊的原料氣，經(jīng)過轉(zhuǎn)化模塊的原料氣在煙氣的熱量作用下直接轉(zhuǎn)化成滿足要求的產(chǎn)品氣，該產(chǎn)品氣從轉(zhuǎn)化模塊的出口直接流入外部的產(chǎn)品氣管道。
[0021]該實(shí)施方式在原有工藝的基礎(chǔ)上，增加轉(zhuǎn)化模塊，將煙氣的余熱完全用于產(chǎn)品氣的生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)了煙氣余熱最大價(jià)值利用，降低排煙損失，大大提高了轉(zhuǎn)化爐熱效率的同時(shí)，也增加了轉(zhuǎn)化爐設(shè)備的產(chǎn)品氣的制備能力。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1為本實(shí)用新型第一種實(shí)施例中轉(zhuǎn)化爐設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2為本實(shí)用新型第二種實(shí)施例中轉(zhuǎn)化爐設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]其中，圖1和圖2中附圖標(biāo)記和部件名稱之間的一一對應(yīng)關(guān)系如下所示:
[0025]12對流段、13輻射段、14轉(zhuǎn)化模塊、15余熱鍋爐、16產(chǎn)品氣集合管、17流量控制閥。
【具體實(shí)施方式】
[0026]本實(shí)用新型的核心為提供一種轉(zhuǎn)化爐設(shè)備，該轉(zhuǎn)化爐設(shè)備具有比較高的能量利用率。
[0027]不失一般性，本文以轉(zhuǎn)化爐設(shè)備為一種頂燒式制氫轉(zhuǎn)化爐設(shè)備為例進(jìn)行介紹技術(shù)方案，本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，本技術(shù)方案還可以應(yīng)用于其它產(chǎn)品氣的轉(zhuǎn)化爐設(shè)備中。
[0028]為了使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本實(shí)用新型的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0029]請參考圖1和圖2，圖1為本實(shí)用新型第一種實(shí)施例中轉(zhuǎn)化爐設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型第二種實(shí)施例中轉(zhuǎn)化爐設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；其中圖中A表示煙氣流向，B表示最終進(jìn)入輻射段轉(zhuǎn)化的原料氣流向、C表示進(jìn)入轉(zhuǎn)化模塊的原料氣流向。
[0030]本實(shí)用新型提供了一種轉(zhuǎn)化爐設(shè)備，包括轉(zhuǎn)化爐本體，轉(zhuǎn)化爐本體包括對流段12和輻射段13，頂燒式制氫轉(zhuǎn)化爐的燃燒器布置于輻射段13的頂部，燃燒火焰大致與爐管平行，垂直向下燃燒，煙氣下行，從輻射段13底部煙道離開輻射段13，對流段12布置在輻射段13的旁邊。
[0031]轉(zhuǎn)化爐本體內(nèi)設(shè)置有連通外界原料氣源的原料氣主管道，輻射段13中產(chǎn)生的煙氣經(jīng)對流段12流至外界，本實(shí)用新型所提供的轉(zhuǎn)化爐設(shè)備在從輻射段13流出的煙氣的流通通道上設(shè)置有熱量回收裝置。
[0032]這樣，本實(shí)用新型中從輻射段13流出的煙氣除給對流段12的原料氣進(jìn)行預(yù)熱外，其熱量還進(jìn)一步由熱量回收裝置回收，可以進(jìn)一步降低煙氣的溫度，熱量回收裝置中的熱量可以進(jìn)一步應(yīng)用于轉(zhuǎn)化爐設(shè)備本身或其他需能設(shè)備中，這樣可以提高轉(zhuǎn)化爐設(shè)備的能量利用率，并且降低了煙氣的排放溫度，有利于環(huán)境保護(hù)。
[0033]一般情況下，制氫轉(zhuǎn)化爐設(shè)備中原料氣的轉(zhuǎn)化溫度為800度左右，而經(jīng)輻射段13排出的煙氣的溫度通常為900-1100攝氏度，也就是說，由輻射段13排出的煙氣的溫度往往高于原料氣的轉(zhuǎn)化溫度，原料氣未進(jìn)入輻射段13已經(jīng)開始慢慢轉(zhuǎn)化，因此可以進(jìn)行如下設(shè)置提高煙氣的能量利用率。
[0034]在一種具體的實(shí)施方式中，熱量回收裝置可以為用于將原料氣轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品氣的轉(zhuǎn)化模塊14，轉(zhuǎn)化模塊14內(nèi)設(shè)原料氣管路，原料氣管路的進(jìn)口連通外界原料氣源，其出口直接連通位于轉(zhuǎn)化爐本體外部的產(chǎn)品氣管道；預(yù)設(shè)量的原料氣經(jīng)轉(zhuǎn)化模塊14后被轉(zhuǎn)化為所
需產(chǎn)品氣。
[0035]該實(shí)施方式中，煙氣熱量分為兩部分，一部分給原進(jìn)入輻射段13內(nèi)轉(zhuǎn)化的原料氣進(jìn)行預(yù)熱，另一部份提供給經(jīng)過轉(zhuǎn)化模塊14的原料氣，經(jīng)過轉(zhuǎn)化模塊14的原料氣在煙氣的熱量作用下直接轉(zhuǎn)化成滿足要求的產(chǎn)品氣，該產(chǎn)品氣從轉(zhuǎn)化模塊14的出口直接流入外部的產(chǎn)品氣管道。
[0036]該實(shí)施方式中在原有工藝的基礎(chǔ)上，增加轉(zhuǎn)化模塊14，將煙氣的余熱完全用于產(chǎn)品氣的生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)了煙氣余熱最大價(jià)值利用，降低排煙損失，大大提高了轉(zhuǎn)化爐熱效率的同時(shí)，也增加了轉(zhuǎn)化爐設(shè)備的產(chǎn)品氣的制備能力。
[0037]在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，上述實(shí)施例中的轉(zhuǎn)化模塊14可以為其內(nèi)部原料氣管路內(nèi)部裝有用于提高原料氣轉(zhuǎn)化效率的催化劑的催化轉(zhuǎn)化模塊；這樣可以進(jìn)一步降低原料氣對轉(zhuǎn)化溫度的要求以及縮短轉(zhuǎn)化時(shí)間，保證轉(zhuǎn)化模塊14內(nèi)原料氣完全轉(zhuǎn)化為合格的產(chǎn)品氣。
[0038]上述各實(shí)施例中，產(chǎn)品氣管道可以為輻射段13出口處的產(chǎn)品氣集合管16，經(jīng)所述產(chǎn)品氣集合管16連通余熱鍋爐15，這樣經(jīng)轉(zhuǎn)化模塊14生成的產(chǎn)品氣和經(jīng)輻射段13生成的產(chǎn)品氣兩者可以在產(chǎn)品集合管內(nèi)充分混合，然后再經(jīng)余熱鍋爐15進(jìn)行降溫，可以相對減少管路設(shè)置，無需改變現(xiàn)有技術(shù)中余熱鍋爐15的結(jié)構(gòu)，降低設(shè)備的改進(jìn)成本。
[0039]當(dāng)然，產(chǎn)品氣管道也可以為轉(zhuǎn)化爐設(shè)備的產(chǎn)品氣集合管16和余熱鍋爐15之間的管道，也能達(dá)到上述技術(shù)效果。
[0040]上述各實(shí)施例中，為了提高轉(zhuǎn)化模塊14內(nèi)原料氣的轉(zhuǎn)化率，轉(zhuǎn)化模塊14優(yōu)選設(shè)于靠近輻射段13煙氣出口的對流段12上，靠近輻射段13煙氣出口的對流段12上煙氣的溫度相對比較高，這樣充分考慮了能量梯度化利用原則，轉(zhuǎn)化率也比較高，可以充分吸收煙氣的余熱。
[0041]根據(jù)單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)品氣產(chǎn)能的不同，轉(zhuǎn)化爐設(shè)備的型號是不同的，單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)能大的轉(zhuǎn)化爐設(shè)備其煙氣單位時(shí)間內(nèi)排出量就比較大，相對地，單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)能小的轉(zhuǎn)化爐設(shè)備其煙氣單位時(shí)間內(nèi)排出量就比較小。
[0042]為了減少設(shè)計(jì)工作量，上述實(shí)施例中轉(zhuǎn)化模塊14的進(jìn)口與原料氣源的連通管路、或催化轉(zhuǎn)化模塊的出口管路上設(shè)置有流量控制閥17，根據(jù)轉(zhuǎn)化爐設(shè)備的產(chǎn)能控制流量控制閥17的開度，在保證產(chǎn)品氣的轉(zhuǎn)化質(zhì)量的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)煙氣余熱的最大化回收。
[0043]上述各實(shí)施例中的轉(zhuǎn)化模塊14的進(jìn)口可以單獨(dú)設(shè)置管路連通原料氣源，也可以連接于進(jìn)入對流段12的原料氣得主管路上。
[0044]為了實(shí)現(xiàn)設(shè)備的自動(dòng)化控制，上述各實(shí)施例中的轉(zhuǎn)化爐設(shè)備還可以設(shè)置有檢測經(jīng)對流段12流至外界的部分煙氣的溫度的檢測部件以及接收檢測部件的溫度信號的控制器，控制器根據(jù)溫度信號控制流量控制閥的開度。
[0045]上述各實(shí)施例中的制氫轉(zhuǎn)化爐設(shè)備的其他部分請參考現(xiàn)有技術(shù)，在此不作詳述。
[0046]以上對本實(shí)用新型所提供的一種轉(zhuǎn)化爐設(shè)備進(jìn)行了詳細(xì)介紹。本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對本實(shí)用新型的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本實(shí)用新型的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以對本實(shí)用新型進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本實(shí)用新型權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種轉(zhuǎn)化爐設(shè)備，包括轉(zhuǎn)化爐本體，轉(zhuǎn)化爐本體包括對流段(12)和輻射段(13)，所述轉(zhuǎn)化爐本體內(nèi)設(shè)置有連通外界原料氣源的原料氣主管道，所述輻射段(13)中產(chǎn)生的煙氣經(jīng)所述對流段(12)流至外界，其特征在于，在從所述輻射段(13)流出的所述煙氣的流通通道上設(shè)置有熱量回收裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)化爐設(shè)備，其特征在于，所述熱量回收裝置為用于將原料氣轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品氣的轉(zhuǎn)化模塊(14)，所述轉(zhuǎn)化模塊(14)內(nèi)設(shè)原料氣管路，所述原料氣管路的進(jìn)口連通所述外界原料氣源，其出口直接連通位于所述轉(zhuǎn)化爐本體外部的產(chǎn)品氣管道；預(yù)設(shè)量的原料氣經(jīng)所述轉(zhuǎn)化模塊(14)后被轉(zhuǎn)化為所需產(chǎn)品氣。
3.如權(quán)利要求2所述的轉(zhuǎn)化爐設(shè)備，其特征在于，所述轉(zhuǎn)化模塊(14)為其內(nèi)部原料氣管路內(nèi)部裝有用于提高原料氣轉(zhuǎn)化效率的催化劑的催化轉(zhuǎn)化模塊。
4.如權(quán)利要求3所述的轉(zhuǎn)化爐設(shè)備，其特征在于，所述催化轉(zhuǎn)化模塊的進(jìn)口管路連通所述原料氣主管道，通過所述原料氣主管道連通所述原料氣源。
5.如權(quán)利要求2所述的轉(zhuǎn)化爐設(shè)備，其特征在于，所述產(chǎn)品氣管道為設(shè)于所述輻射段(13)出口處的產(chǎn)品氣集合管(16)。
6.如權(quán)利要求2所述的轉(zhuǎn)化爐設(shè)備，其特征在于，所述產(chǎn)品氣管道為所述轉(zhuǎn)化爐設(shè)備的產(chǎn)品氣集合管(16)和所述余熱鍋爐(15)之間的管道。
7.如權(quán)利要求2至6任一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)化爐設(shè)備，其特征在于，所述轉(zhuǎn)化模塊(14)設(shè)于靠近所述輻射段(13)的煙氣出口的所述對流段(12)。
8.如權(quán)利要求7所述的轉(zhuǎn)化爐設(shè)備，其特征在于，所述轉(zhuǎn)化模塊(14)的進(jìn)口與所述原料氣源的連通管路、或所述轉(zhuǎn)化模塊(14 )的出口管路上設(shè)置有流量控制閥(17 )。
9.如權(quán)利要求8所述的轉(zhuǎn)化爐設(shè)備，其特征在于，還設(shè)置有檢測經(jīng)所述對流段(12)流至外界的所述部分煙氣的溫度的檢測部件以及接收所述檢測部件的溫度信號的控制器，所述控制器根據(jù)所述溫度信號控制所述流量控制閥的開度。
10.如權(quán)利要求7所述的轉(zhuǎn)化爐設(shè)備，其特征在于，所述轉(zhuǎn)化爐設(shè)備為制氫轉(zhuǎn)化爐設(shè)備。
【文檔編號】C01B3/02GK203411320SQ201320502212
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年8月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月15日
【發(fā)明者】龔立靖, 馬博, 秦雪瑩, 蘇尤清, 許宏飛, 郭園 申請人:卓然(靖江)設(shè)備制造有限公司, 上海卓然工程技術(shù)有限公司