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采用蓄热式加热炉加热瓦斯气的工艺及装置实施方式

2022/07/16134 作者:佚名
导读:见图1,采用蓄热式加热炉加热瓦斯气的工艺,该工艺采用蓄热式加热炉1加热瓦斯气,加热后的高温瓦斯气与低温瓦斯气在混合室2混合,向用户提供所需的恒温瓦斯气。 见图2,蓄热式加热炉,包括陶瓷燃烧器3、燃烧室4、蓄热室5、循环瓦斯气系统、助燃空气进气系统、煤气进气系统、烟气系统,燃烧器3、燃烧室4、蓄热室5依次相连接。加热炉可采用顶燃式加热炉(如图2所示)、外燃式加热炉、或内燃式加热炉。 见图1,循环瓦斯

见图1,采用蓄热式加热炉加热瓦斯气的工艺,该工艺采用蓄热式加热炉1加热瓦斯气,加热后的高温瓦斯气与低温瓦斯气在混合室2混合,向用户提供所需的恒温瓦斯气。

见图2,蓄热式加热炉,包括陶瓷燃烧器3、燃烧室4、蓄热室5、循环瓦斯气系统、助燃空气进气系统、煤气进气系统、烟气系统,燃烧器3、燃烧室4、蓄热室5依次相连接。加热炉可采用顶燃式加热炉(如图2所示)、外燃式加热炉、或内燃式加热炉。

见图1,循环瓦斯气系统包括低温瓦斯入口管道22、蓄热室蓄热体23、高温瓦斯出口管道24、混合室2,低温瓦斯入口管道22连接蓄热体23一侧,在低温瓦斯入口管道22上设有低温瓦斯入口切断阀6;蓄热体23另一侧连接高温瓦斯出口管道24,在高温瓦斯出口管道24上设有高温瓦斯出口切断阀9;高温瓦斯出口管道22与混合室2相连通,混合室2还通过连接管道28与低温瓦斯入口管道22连接,在连接管道28上设有低温瓦斯混合切断阀7和低温瓦斯混合调节阀8;混合室2气体出口通过连接管道与干馏炉连通。助燃空气进气系统包括助燃风机16、助燃风机入口空气调节阀17、助燃空气调节阀11、助燃空气入口切断阀10、空气管道25,助燃风机16通过空气管道25与陶瓷燃烧器3连接,与陶瓷燃烧器3入口相连接的空气管道上设有助燃空气调节阀11和助燃空气入口切断阀10;助燃风机16的空气入口侧设有助燃风机入口空气调节阀17。煤气进气系统包括煤气管道26、煤气入口切断阀12、煤气调节阀13,煤气管道26与陶瓷燃烧器相连接,与陶瓷燃烧器3入口相连接的煤气管道上设有煤气入口切断阀12和煤气调节阀13。烟气系统包括主烟道15、烟气风机20、烟气出口切断阀14,主烟道15与蓄热室底部相连接,主烟道15连接烟气风机20,在主烟道15上设有烟气出口切断阀14。主烟道15还通过连接管道27与助燃风机16相连通,在该连接管道27上设有助燃风机入口烟气切断阀18和助燃风机入口烟气调节阀19。

采用蓄热式加热炉加热瓦斯气的工艺,包括以下步骤:

(1)燃烧蓄热阶段;助燃空气与煤气进入燃烧器3后,经充分混合进入燃烧室4燃烧,燃烧产生的高温烟气进入蓄热室5将蓄热体23加热,换热后的低温烟气经主烟道15送出;

(2)送风加热阶段;低温瓦斯气进入蓄热室5,流经蓄热体23被加热至高温,形成的高温瓦斯气经高温瓦斯出口管道24进入混合室2,在混合室2高温瓦斯气与低温瓦斯气混合,形成用户所需的恒温瓦斯气输出。

(3)所述的蓄热燃烧阶段与送风阶段连续进行,循环交替;为了安全生产和检修的需要,一个加热系统一般由3座加热炉和1个混合室及相应设施组成,3座加热炉采用2烧(即2座加热炉处于燃烧期,格子砖被加热)1送(即1座加热炉处于送风期,瓦斯气被加热)的工作制度,或当其中一座加热炉检修时,其余2座加热炉仍可正常工作,此时采用1烧一送的工作制度。当加热炉处于燃烧蓄热阶段(燃烧期)时,低温瓦斯入口切断阀6、高温瓦斯出口切断阀9关闭,助燃空气入口切断阀10、煤气入口切断阀12、烟气出口切断阀14开启,助燃空气和煤气进入陶瓷燃烧器3后,经充分混合后进入燃烧室4燃烧,燃烧产生的高温烟气进入蓄热室5将格子砖蓄热体23加热至需要的温度,换热后的低温烟气经主烟道15送至其他用户(如烘干等)。当加热炉处于送风加热阶段(加热期)时,低温瓦斯入口切断阀6、高温瓦斯出口切断阀9开启,助燃空气入口切断阀10、煤气入口切断阀12、烟气出口切断阀14关闭,低温瓦斯气由蓄热室下方进入蓄热室5,流经格子砖蓄热体23时被加热至高温,高温瓦斯气经连接管道进入混合室2,与来自连接管道28的低温瓦斯气混合成恒温瓦斯气送给干馏炉或其他用户。

由于系统内的积碳与热瓦斯温度成正比,因此燃烧室燃烧温度不宜过高,该发明采用过剩空气和掺混烟气的方法来降低燃烧室的温度。通过控制助燃风机入口空气调节阀17、助燃风机入口烟气切断阀18、助燃风机入口烟气调节阀19来控制燃烧室燃烧温度和过剩空气比例。换炉时,易燃易爆瓦斯气与空气接触,具备爆炸条件,通过控制烟气氧气含量、回收炉内残留瓦斯气体、设置爆破膜或安全阀的方法来防止可燃气体爆炸。由加热期向燃烧期换炉时,因炉内残留气体为高温可燃瓦斯气,助燃空气进入后会产生局部燃烧甚至爆炸,为防止瓦斯爆炸,该发明采取以下措施:一是控制燃烧强度,即控制助燃空气流量(空气流量为正常烧炉时流量的50%及以下),此时关闭煤气入口切断阀12、低温瓦斯入口切断阀6、高温瓦斯出口切断阀9,开启烟气出口切断阀14、助燃空气入口切断阀10、调节助燃空气调节阀11以控制助燃空气流量。二是强制向炉内通入烟气驱赶残留瓦斯气,即在换炉时关闭低温瓦斯入口切断阀6、煤气入口切断阀12、助燃空气入口切断阀10、烟气出口切断阀14,开启高温瓦斯出口切断阀9,启动烟气风机20,从蓄热室下方强制通入烟气,将炉内残留瓦斯驱除至高温瓦斯出口管道24后再转入燃烧期。在热瓦斯出口支管设氧气检测以确定炉内是否有残留瓦斯。

由燃烧期向加热期换炉时,炉内残留气体为高温烟气,烟气中含有约3%的氧气,循环瓦斯气进入炉内也会发生局部燃烧,甚至发生爆炸,同时换炉期间炉内残存烟气进入循环瓦斯气中,循环瓦斯气质量受到影响。为防止瓦斯爆炸并保证循环瓦斯气质量不受烟气的影响,该发明采取以下措施:一是换炉时用烧炉煤气驱赶烟气至主烟道中,即关闭助燃空气入口切断阀10、低温瓦斯入口切断阀6、高温瓦斯出口切断阀9,开启煤气入口切断阀12、烟气出口切断阀14,将炉内残留烟气驱赶至主烟道中,然后换炉转入加热期。在烟道支管上设置测氧仪器和煤气成分测量(测量CO或H2浓度)来控制煤气入口切断阀12、烟气出口切断阀14的关闭,或延时关闭。

其二是在由燃烧期向加热期换炉时,通过提前减小助燃风机入口空气调节阀17开度降低空气过剩系数,控制炉内残留废气含氧量低于安全浓度,烟道支管上测氧仪器检测氧气含量以控制闷炉或换炉。其三是在主烟道上设置防爆膜21,当系统一旦发生爆炸,系统压力超限时,防爆膜21自动开启泄压,以保证整个系统的安全。关于定期清除积碳,该发明采用烧损法清除积碳。一般为利用定期检修时间,一年集中离线(即停炉检修)清理一次。清理积碳的基本方法是在炉内燃烧室温度高于600℃时,关闭低温瓦斯入口切断阀6、高温瓦斯出口切断阀9,煤气入口切断阀12、开启烟气出口切断阀14、助燃空气入口切断阀10,由助燃风机16强制将空气通入燃烧室4,通入的空气与耐火砖表面的积碳发生燃烧反应,将积碳烧掉,烟气由烟囱排入大气。

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