本實用新型涉及環(huán)氧乙烷項目中乙醇脫水反應器提供熱源的加熱系統(tǒng)。

背景技術：

加熱系統(tǒng)要保證提供的熱量能滿足裝置生產(chǎn)的要求，同時廢氣、廢液經(jīng)過焚燒處理后要將其變?yōu)闊o害的物質(zhì)，直接排入大氣；系統(tǒng)設計和制造原則應符合以下的要求：

（1）認真貫徹有關政府的法令，嚴格執(zhí)行國家有關環(huán)保、安全生產(chǎn)及工業(yè)衛(wèi)生的各項法令法規(guī)，廢棄物處理后必須達到國家相應地排放標準。

（2）技術和設備上要求先進可靠、經(jīng)濟合理；降低運行成本，注重物料循環(huán)利用和能量的回收，注重建設項目的循環(huán)經(jīng)濟和節(jié)能減排及與社會效益的有機均衡。

（3）充分利用工廠和公用工程設施，以節(jié)約投資，加快建設進度。

加熱系統(tǒng)的技術難點：

（1）蒸汽加熱器的出口溫度要達到625℃，管內(nèi)流體是氣體，會造成換熱管的壁溫過高，降低設備的使用壽命；

（2）蒸汽進氣溫度為300℃，使排煙溫度過高，降低了傳熱效率，如何降低排煙溫度，減少運行成本。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型針對現(xiàn)有技術的不足，提供了一種熱傳遞效率高，使用壽命長，有效降低排煙溫度，減少運行成本的環(huán)氧乙烷加熱系統(tǒng)。

為實現(xiàn)本實用新型目的，提供了以下技術方案：一種酒精脫水蒸汽加熱系統(tǒng)，其特征在于包括環(huán)氧乙烷加熱爐、廢乙醇罐、廢蒸汽緩沖罐、工藝水加熱器、排煙風機、空氣預熱器以及煙囪，環(huán)氧乙烷加熱爐包括臥式爐體，爐體依次分為前段的燃燒室、中段的輻射加熱室以及后段的對流加熱室，燃燒室與輻射加熱室以多孔蓄熱墻分隔，輻射加熱室內(nèi)設置有輻射加熱器，輻射加熱器上置有蒸汽進、出口，對流加熱室頂端設置有豎直向上的煙道，煙道上下間隔設置有若干個換熱器，若干個換熱器通過蒸汽管道順次串接，最底端的換熱器通過蒸汽管道連接輻射加熱器，燃燒室前端設置有燃燒機進口，燃燒室側壁近前端設置有廢液槍進口、廢蒸汽進口以及循環(huán)補風裝置，廢蒸汽進口設置有廢蒸汽混合分布器，廢蒸汽通過廢蒸汽管道連接廢蒸汽緩沖罐，廢蒸汽緩沖罐通過廢蒸汽管道連接廢汽混合分布器，工藝蒸汽管道連接煙道最頂端的換熱器，輻射加熱器連接工藝蒸汽輸出管道，廢乙醇通過廢乙醇輸送管道連接廢乙醇罐，廢乙醇罐通過廢乙醇輸送管道連接廢液槍，廢液槍設置于廢液槍進口內(nèi)，天燃氣通過天然氣管道連接燃燒機，燃燒機設置于燃燒機進口內(nèi)，煙道最頂端設置排煙風機，排煙風機通過排煙管道連接空氣預熱器，空氣預熱器通過排煙管道連接煙囪，排煙風機與空氣預熱器之間的排煙管道上另設一循環(huán)補風管道連接循環(huán)補風裝置，空心預熱器另設有第一回用管道連接廢汽混合分布器，第二回用管道連接燃燒機。

作為優(yōu)選，空氣預熱器連接有助燃風機、補氧風機。

作為優(yōu)選，循環(huán)補風裝置包括圍繞燃燒室側壁并與之密封連接的熱風循環(huán)管道、與熱風循環(huán)管道切向設置的熱風進氣管，位于熱風循環(huán)管道內(nèi)的燃燒室側壁上圍繞圓心開設有補氣孔，補氣孔與燃燒室連通。

作為優(yōu)選，廢蒸汽混合分布器包括豎直筒體、與豎直筒體切向連接的熱風進口、設置于豎直筒體中心的廢蒸汽進管，廢蒸汽進管伸入豎直筒體近底端，廢蒸汽進管末端圍繞圓心均勻布設有若干塊扇形導向片。

作為優(yōu)選，補氣孔傾斜開設，與豎直方向傾斜角度為15度并沿燃燒室圓心旋轉62.5度。

作為優(yōu)選，扇形導向片的展開角度為60度，每塊扇形導向片均順時針旋轉26度安裝。

作為優(yōu)選，輻射加熱器采用U型管換熱器，U型管換熱器包括輻射加熱室內(nèi)的U型管束以及與U型管束連通的頂端管箱，管箱上開設有蒸汽進口和蒸汽出口，蒸汽進口與最底端的換熱器連接，蒸汽出口連接工藝蒸汽輸出管道。

作為優(yōu)選，U型管束下方設置有使煙氣從U型管束間穿過的導流檔板。

作為優(yōu)選，燃燒機前的天然氣管道上設置有控制閥組，控制閥組包括調(diào)節(jié)閥、緊急切斷閥、阻火器。

作為優(yōu)選，廢蒸汽混合分布器前的廢蒸汽管道上設置有控制閥組，控制閥組包括調(diào)節(jié)閥、緊急切斷閥、阻火器。

本實用新型有益效果：（1）根據(jù)熱量衡算，加熱蒸汽需要的熱量，為了達到加熱目的，設計采取強化對流傳熱的方法來保證總的傳熱效率，降低排出對流段的煙氣溫度，在采用新型的對流設備后可以將排煙溫度從400℃降低到260℃，減少燃料量5%；

（2）為了有效的控制燃燒溫度，在系統(tǒng)中采用調(diào)節(jié)補氧空氣進行調(diào)節(jié)爐溫，可以在不減少燃燒料的情況下，通過調(diào)節(jié)補氧空氣量達到控制燃燒溫度的目的，在不降低總傳熱效率的情況下，可以有效地控制燃燒溫度；

（3）在低溫條件會影響燃燒機的工作及燃燒效率，所以設計了利用煙道氣加熱助燃空氣的方案，其一可以保證燃燒機在冬天正常運行，其二也可以節(jié)省燃料的消耗；采用熱空氣助燃和采用提供補氧空氣的溫度可以節(jié)省10%以上的燃料。

通過以上的措施，總的節(jié)能可以達到15~17%。

（4）廢乙醇的焚燒，設計中采用雙流體廢液霧化器，可以有效地將廢液焚燒徹底，廢棄物的毀損破壞率可以達到99.99%。

附圖說明

圖1為本實用新型的系統(tǒng)示意圖。

圖2為圖1中環(huán)氧乙烷加熱爐的俯視圖。

圖3為圖2的A-A剖視圖。

圖4為圖2的B-B剖視圖。

圖5為圖3的左視圖。

圖6為圖2中廢氣混合器主視圖。

圖7為圖6的俯視圖。

圖8為圖6的仰視圖。

圖9為圖6的扇形導向片示意圖。

圖10為圖6的局部放大圖。

圖11為煙道連接管示意圖。

圖12為圖3中蒸汽管道示意圖。

具體實施方式

實施例1：一種酒精脫水蒸汽加熱系統(tǒng)，包括環(huán)氧乙烷加熱爐1、廢乙醇罐10、廢蒸汽緩沖罐11、工藝水加熱器12、排煙風機13、空氣預熱器14以及煙囪15，環(huán)氧乙烷加熱爐1依次分為前段的燃燒室1.1、中段的輻射加熱室1.2以及后段的對流加熱室1.3，燃燒室1.1為臥式圓形直筒，燃燒室1.1材質(zhì)由外部Q235B的金屬外殼以及內(nèi)部鋼玉料澆注而成，輻射加熱室1.2以及對流加熱室1.3材質(zhì)由外部Q235B金屬外殼以及內(nèi)部陶瓷纖維棉塊組合而成。燃燒室1.1近后端設置有兩個凸環(huán)1.1.1，凸環(huán)1.1.1為耐火材料制成，使燃燒室1.1后端形成縮放式結構。燃燒室1.1與輻射加熱室1.2以陶瓷料多孔蓄熱墻1.4分隔，輻射加熱室1.2內(nèi)設置有輻射加熱器2，輻射加熱器2采用U型管換熱器，U型管換熱器包括輻射加熱室1.2內(nèi)的U型管束2.1以及與U型管束2.1連通的頂端管箱2.2，管箱2.2上開設有蒸汽進口2.2.1和蒸汽出口2.2.2，對流加熱室1.3頂端設置有豎直向上的煙道3，煙道3由A、B、C、D，4層拼接而成，每層煙道3上設置有一換熱器4。A層煙道3上的換熱器4材質(zhì)316、B層煙道3上的換熱器4材質(zhì)321、C層煙道3上的換熱器4材質(zhì)304、D層煙道3上的換熱器4材質(zhì)304，上下兩層煙道3間設置有煙道連接管5，煙道連接管5包括筒體5.1、筒體5.1上的膨脹節(jié)5.2、膨脹節(jié)5.2內(nèi)側的襯板5.3以及陶瓷纖維內(nèi)襯5.4。4個換熱器4通過蒸汽管道6順次串接，管箱2.2的蒸汽進口2.2.1與最底端的換熱器4連接。燃燒室1.1前端設置有燃燒機進口1.1.2，燃燒室1.1側壁近前端設置有廢液槍進口、廢蒸汽進口1.1.3、火焰觀察口、儀表插入口（溫度檢測口、負壓檢測口）以及循環(huán)補風裝置7，循環(huán)補風裝置7分布在燃燒室1.1前端向后1500mm的位置，循環(huán)補風裝置7包括圍繞燃燒室1.1側壁并與之密封連接的熱風循環(huán)管道7.1、與熱風循環(huán)管道7.1切向設置的熱風進氣管7.2，位于熱風循環(huán)管道7.1內(nèi)的燃燒室1.1側壁上圍繞圓心開設有補氣孔7.3，補氣孔7.3傾斜開設，與豎直方向傾斜角度為15度并沿燃燒室1.1圓心旋轉62.5度，補氣孔7.3與燃燒室1.1連通。廢蒸汽進口1.1.3設置于循環(huán)補風裝置7后側并設置有廢蒸汽混合分布器8，廢蒸汽混合分布器8包括豎直筒體8.1、與豎直筒體8.1切向連接的熱風進口8.2、設置于豎直筒體8.1中心的廢蒸汽進管8.3，廢蒸汽進管8.3伸入豎直筒體8.1近底端，廢蒸汽進管8.3末端圍繞圓心均勻布設有8塊扇形導向片8.4。扇形導向片8.4的展開角度為60度，每塊扇形導向片8.1均順時針旋轉26度安裝。U型管束2.1下方設置有使煙氣從U型管束2.1間穿過的導流檔板9。對流加熱室1.3末端底部設置有傾斜35°的流道擋板1.3.1。蒸汽管道6為彎管結構，管體上設置有膨脹節(jié)6.1。廢蒸汽通過廢蒸汽管道16連接廢蒸汽緩沖罐11，廢蒸汽緩沖罐11通過廢蒸汽管道16連接廢汽混合分布器8，工藝蒸汽管道17連接煙道3最頂端的D層煙道3上的換熱器4，蒸汽出口2.2.2連接工藝蒸汽輸出管道18，廢乙醇通過廢乙醇輸送管道19連接廢乙醇罐10，廢乙醇罐10通過廢乙醇輸送管道19連接廢液槍20，廢液槍20設置于廢液槍進口內(nèi)，天燃氣通過天然氣管道21連接燃燒機22，燃燒機22設置于燃燒機進口1.1.2內(nèi)，煙道3最頂端設置排煙風機13，排煙風機13通過排煙管道23連接空氣預熱器14，空氣預熱器14通過排煙管道23連接煙囪15，排煙風機13與空氣預熱器14之間的排煙管道23上另設一循環(huán)補風管道24連接循環(huán)補風裝置7，循環(huán)補風管道24上設置有煙氣循環(huán)風機29，空心預熱器14另設有第一回用管道25連接廢汽混合分布器8，第二回用管道30連接燃燒機22。空氣預熱器14連接有助燃風機26、補氧風機27。燃燒機22前的天然氣管道21上設置有控制閥組28，控制閥組28包括調(diào)節(jié)閥、緊急切斷閥、阻火器。廢蒸汽混合分布器8前的廢蒸汽管道8.3上設置有控制閥組28，控制閥組28包括調(diào)節(jié)閥、緊急切斷閥、阻火器。

天然氣通過管路輸送到燃燒器，點火由燃燒器自動點火系統(tǒng)點燃，使爐內(nèi)溫度緩慢升高，當控制柜上的爐溫顯示儀顯示900℃時，常溫的補氧空氣由補氧風機送入環(huán)氧乙烷加熱爐，來自乙醇脫水加熱分離罐來的廢氣通過緩沖罐穩(wěn)壓后由管路上的調(diào)節(jié)閥、緊急切斷閥、阻火器、送入廢汽混合分布器與補氧空氣混合后切向直接由噴嘴引入爐體。乙醇進料汽化器來的廢液進入廢液罐，通過廢液泵輸送，在管路輸送到燃燒室前須設有調(diào)節(jié)閥、緊急切斷閥、阻火器、采用雙流體廢液霧化器噴嘴，由氮氣霧化后進入燃燒爐內(nèi)。廢氣、廢液在爐內(nèi)被加熱到1100℃以上進行熱分解，廢棄物的毀損破壞率可以達到99.99%。

爐內(nèi)溫度通過控制循環(huán)煙氣量進行調(diào)節(jié)。高溫煙氣首先通過輻射加熱器2再經(jīng)過對流加熱室1.3的換熱器與水蒸汽換熱，溫度降到400℃左右進入軟水加熱器，加熱軟水后的煙氣降溫260℃一部分有循環(huán)風機切入燃燒室前段，繼續(xù)降溫到260℃左右后進入空氣換熱器，換熱器通過助燃風機、補氧風機空氣與煙氣換熱，助燃熱空氣與補氧熱空氣進入燃燒器和燃燒室，空氣換熱器后降溫到180℃左右經(jīng)排煙風機加壓排入大氣。

工藝水蒸氣經(jīng)過與煙氣熱輻射和對流換熱，加熱到625℃離開加熱器，供脫水反應器使用，工藝水蒸氣出口溫度是通過調(diào)節(jié)燃料氣量進行控制。軟水從165℃加熱到185℃后供給用戶，助燃空氣加熱到150℃以上供給燃燒器和直接進入加熱爐作為廢棄物焚燒的補充氧氣使用。