一種管式加熱爐燃料氣預(yù)熱脫硫精制器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于管式加熱爐技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高效節(jié)能的管式加熱爐燃料氣預(yù)熱脫硫精制器。
【背景技術(shù)】
[0002]管式加熱爐是石油化工企業(yè)中使用的工藝加熱爐，在耐火材料包圍的燃燒室內(nèi)，燃料燃燒產(chǎn)生的熱量將爐管內(nèi)的介質(zhì)加熱到所需的溫度，使之產(chǎn)生反應(yīng)或達(dá)到后續(xù)工藝的要求。目前，管式加熱爐多以煉廠氣或天然氣為燃料，以空氣作為氧化劑，經(jīng)燃?xì)馊紵髟谳椛涫覂?nèi)形成火焰，依次加熱輻射爐管和對流爐管內(nèi)的介質(zhì)。
[0003]為滿足管式加熱爐深度節(jié)能的需要，通常采用燃料氣精脫硫方法。燃料氣精脫硫可以從根本上降低露點(diǎn)溫度，減少加熱爐及余熱回收系統(tǒng)的煙氣酸露點(diǎn)腐蝕，降低排煙溫度，提高熱效率。同時(shí)燃料氣脫硫還可減少隨煙氣排放到大氣的硫化物，減輕對環(huán)境的污染，不失為解決加熱爐露點(diǎn)腐蝕的優(yōu)選方法。但增加燃料氣精脫硫系統(tǒng)會有如下問題，在常溫條件下燃料氣精脫硫催化劑硫容小，需要的精脫硫催化劑量大，燃料氣精脫硫罐體積大，占地面積大，投資高。
[0004]隨著環(huán)境的進(jìn)一步惡化，國家對節(jié)能、減排要求提出了更高的要求。管式加熱爐是石油化工行業(yè)主要耗能、排污設(shè)備，企業(yè)對加熱爐熱效率提出更高的要求。提高加熱爐熱效率主要是利用其低溫?zé)煔庥酂?，目前主要是靠助燃空氣與低溫?zé)煔鈸Q熱來回收部分煙氣余熱，因?yàn)橹伎諝饬啃∮跓煔饬?，且比熱較煙氣小，單純靠助燃空氣降低加熱爐排煙溫度很難將其降低至100°C以下，這也成為制約加熱爐熱效率提高的主要問題之一。增加燃料氣預(yù)熱器使加熱爐燃燒用燃料氣與加熱爐低溫?zé)煔鈸Q熱，可以進(jìn)一步降低加熱爐煙氣溫度至100°c以下，將加熱爐熱效率提高至95%以上。同時(shí)由于燃料氣預(yù)熱后會使脫硫精制催化劑硫容提高，減少催化劑用量，減小催化劑脫硫精制罐體積，降低投資，減小占地面積。但該方法需要在加熱爐余熱回收系統(tǒng)中再增加I臺燃料氣預(yù)熱器，不僅增加了建設(shè)投資，而且也增加余熱回收系統(tǒng)占地面積，使系統(tǒng)更加復(fù)雜。為此，需要開發(fā)一種結(jié)構(gòu)緊湊、能同時(shí)實(shí)現(xiàn)燃料氣預(yù)熱和脫硫精制的裝置。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的是提供一種用于石油化工行業(yè)的管式加熱爐燃料氣預(yù)熱脫硫精制器，可克服現(xiàn)有技術(shù)中燃料氣預(yù)熱和脫硫使系統(tǒng)復(fù)雜的不足，使燃料氣預(yù)熱、脫硫精制系統(tǒng)更緊湊、簡單和高效。
[0006]為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案為:
[0007]—種管式加熱爐燃料氣預(yù)熱脫硫精制器，包括殼體、換熱管箱、換熱管和脫硫催化劑;所述殼體內(nèi)裝有若干換熱管，所述換熱管之間留有空隙;所述換熱管與設(shè)置在殼體內(nèi)部或外部的換熱管箱連接;燃料氣和煙氣流經(jīng)殼體內(nèi)部并在換熱管內(nèi)外相互分隔，在所述燃料氣流經(jīng)的空間填裝有脫硫催化劑。
[0008]作為一種優(yōu)選，所述燃料氣通入所述換熱管內(nèi)，所述煙氣在換熱管間的空隙中流動，所述脫硫催化劑填裝在換熱管內(nèi)；燃料氣通過換熱管與煙氣換熱，并在換熱管內(nèi)與脫硫催化劑接觸過程中將其中的H2S和/或其它含硫化合物脫除。
[0009]進(jìn)一步優(yōu)選地，所述換熱管兩端裝有防止催化劑被燃料氣帶出的阻擋裝置。
[0010]進(jìn)一步優(yōu)選地，所述脫硫催化劑填裝在部分所述換熱管內(nèi)。
[0011]優(yōu)選地，在上述燃料氣通入換熱管內(nèi)的技術(shù)方案中，所述換熱管外設(shè)置有加強(qiáng)傳熱用翅片或釘頭。
[0012]作為另一種優(yōu)選，所述煙氣通入所述換熱管內(nèi)，所述燃料氣在換熱管間的空隙中流動，所述脫硫催化劑填裝在換熱管間的空隙中；煙氣通過換熱管與燃料氣換熱，燃料氣在換熱管外與脫硫催化劑接觸過程中將其中的H2S和/或其它含硫化合物脫除。
[0013]進(jìn)一步優(yōu)選地，所述換熱管內(nèi)設(shè)置擾流結(jié)構(gòu)，可強(qiáng)化傳熱效果。
[0014]優(yōu)選地，所述殼體為方形、圓形或橢圓形。
[0015]優(yōu)選地，所述燃料氣為煉廠氣、天然氣、液化氣、煤氣、靈活焦化氣、脫附氣或煉廠低壓廢氣。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型技術(shù)方案中燃料氣與低溫?zé)煔鈸Q熱過程中同時(shí)實(shí)現(xiàn)催化脫硫，其有益效果在于:將燃料氣預(yù)熱和脫硫精制過程一次完成，工藝流程完善且簡單，簡化和減少燃料氣管線布置;取消了脫硫精制反應(yīng)器，減少設(shè)備投資，降低成本;燃料氣在本實(shí)用新型的預(yù)熱脫硫精制器中增加了與催化劑的接觸時(shí)間，提高了脫硫效果，且由于燃料氣在催化劑間隙內(nèi)流動，提高了湍流度，增加對流換熱系數(shù)，提高換熱效率。
【附圖說明】
[0017]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例1的預(yù)熱脫硫精制器的結(jié)構(gòu)主視圖；
[0018]圖2為圖1預(yù)熱脫硫精制器的俯視圖；
[0019]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例2的預(yù)熱脫硫精制器的結(jié)構(gòu)主視圖；
[0020]圖4為圖3預(yù)熱脫硫精制器的俯視圖。
[0021]其中:
[0022]I:殼體;2:換熱管;3:脫硫催化劑;4:換熱管箱。
【具體實(shí)施方式】
[0023]以下結(jié)合附圖通過實(shí)施例對本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明，以便更好地理解本實(shí)用新型。
[0024]本實(shí)用新型燃料氣預(yù)熱脫硫精制器主要包括:殼體1、換熱管2、脫硫催化劑3和換熱管箱4四個(gè)部分；
[0025]燃料氣一般為煉廠氣、天然氣、液化氣、煤氣、靈活焦化氣、脫附氣或煉廠低壓廢氣，含硫量一般為10?300yL/L，溫度一般為10?60°C ；
[0026]所述煙氣由加熱爐排出，溫度一般為200?400°C。
[0027]實(shí)施例1
[0028]如圖1和圖2所示，來自燃料氣管線的燃料氣通過換熱管箱4進(jìn)入裝有脫硫催化劑3的換熱管2;煙氣在殼體I和換熱管外的空間中流動;管內(nèi)燃料氣與管外煙氣換熱而被加熱至IJ100~300°C，同時(shí)由于催化劑的作用，將其中的H2S和/或其它含硫化合物脫除至I?10μ?7L;燃料氣與煙氣換熱使得煙氣余熱進(jìn)一步被回收利用，提高了加熱爐熱效率;燃料氣被預(yù)熱，溫度升高，提高了脫硫催化劑硫容，同時(shí)可以改善燃燒，在保證完全燃燒前提下，降低過?？諝庀禂?shù)，減少排煙熱損失，進(jìn)一步提高加熱爐熱效率;燃料氣中H2S等含硫化合物脫除后，燃燒產(chǎn)生的煙氣中不含S02，從根本上解決了余熱回收系統(tǒng)中低溫設(shè)備的露點(diǎn)腐蝕問題。
[0029]為了提高管外煙氣的換熱效率，也可以在換熱管外增加加強(qiáng)傳熱用翅片或釘頭。為了防止換熱管內(nèi)催化劑被燃料氣帶出，在換熱管兩端設(shè)有阻擋網(wǎng)。根據(jù)具體工況需要實(shí)施時(shí)也可以使一部分換熱管裝脫硫催化劑，一部分不裝脫硫催化劑。
[0030]實(shí)施例2
[0031]如圖3和圖4所示，從加熱爐來的煙氣，通過換熱管箱4進(jìn)入換熱管2;來自燃料氣管線的燃料氣進(jìn)入殼體I，殼體I和換熱管外的空間中裝有脫硫催化劑3，燃料氣在催化劑間隙內(nèi)流動;管外燃料氣與管內(nèi)煙氣換熱而被加熱到100?300°C，同時(shí)由于催化劑的作用，將其中的H2S和/或其它含硫化合物脫除至I?10yL/L;燃料氣與煙氣換熱使得煙氣余熱進(jìn)一步被回收利用，提高了加熱爐熱效率;燃料氣被預(yù)熱，溫度升高，提高了脫硫催化劑硫容，同時(shí)可以改善燃燒，在保證完全燃燒前提下，降低過?？諝庀禂?shù)，減少排煙熱損失，進(jìn)一步提高加熱爐熱效率;燃料氣中H2S等含硫化合物脫除后，燃燒產(chǎn)生的煙氣中不含SO2，從根本上解決了余熱回收系統(tǒng)中低溫設(shè)備的露點(diǎn)腐蝕問題。
[0032]為了提高管內(nèi)煙氣的換熱效率，也可以在換熱管內(nèi)增加設(shè)置可加強(qiáng)傳熱的擾流結(jié)構(gòu)。
[0033]應(yīng)理解，上述實(shí)施例只為說明本實(shí)用新型的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于供本領(lǐng)域技術(shù)人員了解本實(shí)用新型的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并非【具體實(shí)施方式】的窮舉，并不能以此限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種管式加熱爐燃料氣預(yù)熱脫硫精制器，包括殼體(I)，其特征在于:所述殼體(I)內(nèi)裝有若干換熱管(2)，所述換熱管(2)之間留有空隙;所述換熱管(2)與設(shè)置在殼體(I)內(nèi)部或外部的換熱管箱(4)連接;燃料氣和煙氣流經(jīng)殼體(I)內(nèi)部并在換熱管(2)內(nèi)外相互分隔，在所述燃料氣流經(jīng)的空間填裝有脫硫催化劑(3)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管式加熱爐燃料氣預(yù)熱脫硫精制器，其特征在于:所述燃料氣通入所述換熱管(2)內(nèi)，所述煙氣在換熱管(2)間的空隙中流動，所述脫硫催化劑(3)填裝在換熱管(2)內(nèi)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的管式加熱爐燃料氣預(yù)熱脫硫精制器，其特征在于:所述換熱管(2)兩端裝有防止催化劑被燃料氣帶出的阻擋網(wǎng)。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的管式加熱爐燃料氣預(yù)熱脫硫精制器，其特征在于:所述脫硫催化劑(3)填裝在部分所述換熱管(2)內(nèi)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管式加熱爐燃料氣預(yù)熱脫硫精制器，其特征在于:所述煙氣通入所述換熱管(2)內(nèi)，所述燃料氣在換熱管(2)間的空隙中流動，所述脫硫催化劑(3)填裝在換熱管(2)間的空隙中。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的管式加熱爐燃料氣預(yù)熱脫硫精制器，其特征在于:所述換熱管(2)內(nèi)設(shè)置擾流結(jié)構(gòu)。7.根據(jù)權(quán)利要求2至4任一項(xiàng)所述的管式加熱爐燃料氣預(yù)熱脫硫精制器，其特征在于:所述換熱管(2)外設(shè)置有加強(qiáng)傳熱用翅片或釘頭。8.根據(jù)權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所述的管式加熱爐燃料氣預(yù)熱脫硫精制器，其特征在于:所述殼體(I)為方形、圓形或橢圓形。9.根據(jù)權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所述的管式加熱爐燃料氣預(yù)熱脫硫精制器，其特征在于:所述燃料氣為煉廠氣、天然氣、液化氣、煤氣、靈活焦化氣、脫附氣或煉廠低壓廢氣。
【專利摘要】一種管式加熱爐燃料氣預(yù)熱脫硫精制器，在其殼體內(nèi)設(shè)置有若干換熱管，換熱管間留有間隙，換熱管連接設(shè)置于殼體內(nèi)或殼體外的換熱管箱；燃料氣通入換熱管內(nèi)時(shí)，脫硫催化劑裝在換熱管內(nèi)，煙氣流經(jīng)換熱管間隙；煙氣通入換熱管內(nèi)時(shí)，燃料氣流經(jīng)換熱管間隙，脫硫催化劑裝在換熱管間隙中。本實(shí)用新型將燃料氣預(yù)熱和脫硫精制過程一次完成，工藝流程完善且簡單，簡化和減少燃料氣管線布置；取消了脫硫精制反應(yīng)器，減少設(shè)備投資，降低成本；同時(shí)，燃料氣在本實(shí)用新型的預(yù)熱脫硫精制器中增加了與催化劑的接觸時(shí)間，提高了脫硫效果，且由于燃料氣在催化劑間隙內(nèi)流動，增加了對流換熱系數(shù)，提高了換熱效率。
【IPC分類】B01D53/48, F27D17/00, B01D53/86, F23K5/00
【公開號】CN205299589
【申請?zhí)枴?br>【發(fā)明人】閆廣豪, 馬雷, 齊雙成, 張明會
【申請人】上海浩用工業(yè)爐有限公司
【公開日】2016年6月8日
【申請日】2015年12月16日