專利名稱：一種制氫轉(zhuǎn)化爐頂燒高溫預(yù)熱空氣扁平焰燃燒器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于制氫轉(zhuǎn)化爐的技術(shù)領(lǐng)域，主要涉及一種制氫轉(zhuǎn)化爐頂燒高溫預(yù)熱空氣扁平焰燃燒器。
背景技術(shù)：
隨著制氫裝置的大型化，以及制氫工藝參數(shù)的不斷優(yōu)化，制氫轉(zhuǎn)化爐的燃料熱效率已經(jīng)不能單純從回收煙氣本身余熱來(lái)考慮，而是要從整個(gè)制氫裝置的節(jié)能降耗來(lái)統(tǒng)一規(guī)劃，具體體現(xiàn)在介質(zhì)高的出口入口溫度。轉(zhuǎn)化爐原料氣入口溫度的提高有利于提高催化劑的利用率，有利于高溫?zé)煔獾睦?，減少燃料消耗，降低裝置的能耗；提高出口溫度能增加轉(zhuǎn)化深度，提高產(chǎn)氫率，降低原料單耗，降低制氫成本。在這個(gè)新工藝參數(shù)下的制氫轉(zhuǎn)化爐頂燒燃燒器面臨著原有的基礎(chǔ)上大幅提高輻射室的熱強(qiáng)度，達(dá)到輻射介質(zhì)入口和出口溫度的提高，實(shí)現(xiàn)制氫裝置的節(jié)能降耗要求。新的工藝要求制氫轉(zhuǎn)化爐中的燃燒器助燃空氣預(yù)熱溫度> 450°C，最高可達(dá)600°C以上，燃燒器前風(fēng)壓約700 lOOOPa，并且以制氫裝置自產(chǎn)熱值很低(小于 2500kcal/NM3)、壓力低(小于0.02MPa)的脫氫尾氣為主要燃料，大約占負(fù)荷的80-90%，不足能量由管網(wǎng)瓦斯燃料補(bǔ)充，燃燒火焰呈扁平型，更有利于制氫轉(zhuǎn)化爐管的輻射熱強(qiáng)度的均勻分布。同時(shí)符合環(huán)保要求，有效保證低污染排放。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的的目的是提出一種制氫轉(zhuǎn)化爐頂燒高溫預(yù)熱空氣扁平焰燃燒器，能夠提高催化劑的利用率，有利于高溫?zé)煔獾睦?，同時(shí)還能提高出口溫度、增加轉(zhuǎn)化深度， 提高產(chǎn)氫率，降低制氫成本。本實(shí)用新型的實(shí)用新型目的可采用如下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)一種制氫轉(zhuǎn)化爐頂燒高溫預(yù)熱空氣扁平焰燃燒器，具有同軸設(shè)置的扁平焰高、低壓瓦斯槍，扁平焰高、低壓瓦斯槍位于燃燒器上殼體中心；所述扁平焰高、低壓瓦斯槍的噴頭設(shè)置在火盆磚的內(nèi)部腔室內(nèi)；在低壓槍頭處具有一負(fù)壓區(qū)；所述扁平焰燃燒器具有三次通風(fēng)結(jié)構(gòu)，三次通風(fēng)結(jié)構(gòu)分別具有一次風(fēng)風(fēng)筒、二次風(fēng)風(fēng)筒(10)、三次風(fēng)通風(fēng)口(7)，所述一次風(fēng)風(fēng)筒( 設(shè)置在火盆磚的上方，一次風(fēng)風(fēng)筒( 一端與燃燒器殼體一側(cè)的一次風(fēng)通道(9)，一端與火盆磚內(nèi)部腔室連通；所述二次風(fēng)風(fēng)筒(10)通過(guò)火盆磚及火盆磚與燃燒器殼體之間的環(huán)形通道與火道磚燃燒通道連通；所述三次風(fēng)通風(fēng)口(7)設(shè)置在火盆磚上并與火盆磚內(nèi)部腔室連通，三次風(fēng)通過(guò)火道磚與火盆磚之間具有環(huán)形通道。所述的高低壓瓦斯槍均為可單獨(dú)拆卸型。由于采用上述的技術(shù)方案，本實(shí)用新型具有如下優(yōu)越性1、采用了高低壓兩支瓦斯槍，如果低壓瓦斯壓力< 0.015mpa，為防止噴射能量不夠，采用高壓瓦斯引射結(jié)構(gòu)，當(dāng)?shù)蛪和咚箟毫^(guò)低時(shí)，燃燒火焰易發(fā)飄，造成火焰舔爐管，采用高壓瓦斯補(bǔ)充引射，能夠提高火焰剛性。避免火焰舔爐管現(xiàn)象發(fā)生。[0010]2、采用“空氣分級(jí)三次混合”方式，直流風(fēng)與穿插流向風(fēng)相結(jié)合，在火盆磚上的斜孔將空氣引入，形成根部直流風(fēng)與穿插流向風(fēng)相結(jié)合的配風(fēng)技術(shù)。3、燃燒過(guò)程是化學(xué)能轉(zhuǎn)變成熱能，高溫?zé)煔饩哂袃?nèi)能，可以有作功能力，高溫?zé)煔鈬姵隹谒俣仍O(shè)計(jì)高達(dá)60m/s，這一速度使燃燒器入口處引成一定負(fù)壓，這一負(fù)壓大大有利于低壓燃料氣的引射作用；同時(shí)高溫高速煙氣有強(qiáng)烈的機(jī)械攏動(dòng)，不但有利于輻射室的對(duì)流傳熱，而且起到煙氣的回流作用，使輻射室橫截面溫度趨于均勻。4、制氫轉(zhuǎn)化爐頂燒高溫預(yù)熱空氣扁平焰燃燒器采用溫度超過(guò)450°C的預(yù)熱空氣作為助燃風(fēng)，采用獨(dú)特的內(nèi)部混合結(jié)構(gòu)，強(qiáng)化高壓流質(zhì)心動(dòng)量擴(kuò)散強(qiáng)度；采用多級(jí)變角式配風(fēng)系統(tǒng)，使燃?xì)庋媾c助燃風(fēng)形成具有一定熱力循環(huán)流場(chǎng)；令大量PSA低壓瓦斯(0. 002 0. 02Mpa)可直接用作燃料，還使NOx生成量?jī)?yōu)于世界先進(jìn)排放標(biāo)準(zhǔn)。

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖1結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。圖中1、扁平焰高壓瓦斯槍，2、扁平焰低壓瓦斯槍，3、看火孔，4、燃燒器上殼體，5、 一次風(fēng)風(fēng)筒，6、火盆磚，7、三次風(fēng)的進(jìn)風(fēng)口，8、火道磚，9、一次風(fēng)通道，10、二次風(fēng)通道，11、 燃燒器下殼體，12、一次調(diào)風(fēng)蝶閥，13、二次調(diào)風(fēng)蝶閥，14、點(diǎn)火孔，15、低壓扁平焰噴頭，16、 高壓扁平焰噴頭。
具體實(shí)施方式
結(jié)合附圖1、2，對(duì)本實(shí)用新型加以說(shuō)明一種制氫轉(zhuǎn)化爐頂燒高溫預(yù)熱空氣扁平焰燃燒器，具有同軸設(shè)置的扁平焰高、低壓瓦斯槍1、2，扁平焰高、低壓瓦斯槍1、2位于燃燒器上殼體4的中心，高壓瓦斯槍1居中，低壓瓦斯槍2在外，高、低壓瓦斯槍1、2均為可單獨(dú)拆卸型；所述扁平焰高、低壓瓦斯槍1、2分別具有高、低扁平焰噴頭16、15，高、低扁平焰噴頭16、15噴頭設(shè)置在火盆磚6的內(nèi)部腔室內(nèi)，燃料通過(guò)扁平焰高、低壓瓦斯槍1、2進(jìn)入火盆磚的內(nèi)部腔室；所述燃料為裝置自產(chǎn)的脫附氣與10%左右的高壓瓦斯混合氣，裝置自產(chǎn)的脫附氣由大于50%的CO2、大于20%的H2、20%的CO及少量CH4組成；所述的燃燒器采用三次通風(fēng)方式，分別通過(guò)一次風(fēng)風(fēng)筒5、二次風(fēng)風(fēng)筒10、三次風(fēng)通風(fēng)口 7完成，其中，一次風(fēng)風(fēng)筒5設(shè)置在火盆磚6的上方，一次風(fēng)風(fēng)筒5 —端與燃燒器殼體一側(cè)的一次風(fēng)通道9，一次風(fēng)通道9內(nèi)設(shè)置有一次調(diào)風(fēng)蝶閥12，一端與火盆磚內(nèi)部腔室連通，使一次風(fēng)與燃料氣混合；二次風(fēng)風(fēng)筒通10過(guò)火盆磚及火盆磚與燃燒器殼體之間的環(huán)形通道與火道磚燃燒通道連通， 二次風(fēng)通道10內(nèi)設(shè)置有二次調(diào)風(fēng)蝶閥13 ；三次風(fēng)通風(fēng)口 7設(shè)置在火盆磚上并與火盆磚內(nèi)部腔室連通，三次風(fēng)通過(guò)火道磚與火盆磚之間的環(huán)形通道進(jìn)入火盆磚內(nèi)部腔室，使三次風(fēng)與燃燒氣進(jìn)一步混合燃燒；火盆磚的一次配風(fēng)通道，火道與火盆之間的二次配風(fēng)通道及7 三次風(fēng)的進(jìn)風(fēng)口形成多次穿插射流，強(qiáng)化空氣與燃料氣的混合。火道磚和火盆磚形式和布局整個(gè)構(gòu)成獨(dú)特的內(nèi)部混合結(jié)構(gòu)；所述火盆磚6放置于火道磚8上的定位開槽內(nèi)；火盆磚6 與火道磚8的形狀，控制助燃空氣的速度和流量；燃燒器上殼體4上設(shè)置有看火孔3，下端設(shè)置有點(diǎn)火孔14 ；燃燒器上殼體4通過(guò)連接螺栓與燃燒器下殼體11相連，達(dá)到減少制氫爐爐頂板承重的目的。[0017] 開工初期，裝置還沒(méi)有副產(chǎn)品低壓低熱值馳放氣時(shí)，由扁平焰高壓瓦斯槍1燒高壓煉廠燃料氣，生產(chǎn)正常時(shí)切換至扁平焰低壓瓦斯槍2燒低壓馳放氣。燃燒火焰形狀依靠扁平焰低壓瓦斯槍頭部的低壓扁平焰噴頭上的開孔角度來(lái)控制；一次風(fēng)從一次風(fēng)通道通9 過(guò)一次調(diào)風(fēng)蝶閥12調(diào)節(jié)經(jīng)過(guò)一次風(fēng)筒5從上部進(jìn)入火盆磚6，二次風(fēng)從二次風(fēng)通道10通過(guò)二次調(diào)風(fēng)蝶閥13經(jīng)燃燒器上殼體4和一次風(fēng)筒5之間環(huán)形通道進(jìn)入火道磚8，三次風(fēng)由火道磚8與火盆磚6之間環(huán)形通道通過(guò)位于火盆磚6構(gòu)成的空腔內(nèi)的三次風(fēng)的出口 7進(jìn)入火盆磚6與燃料氣進(jìn)行進(jìn)一步混合燃燒，燃燒器通過(guò)三次配風(fēng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)低NOx的排放的目的； 燃燒器上殼體4內(nèi)壁置有多孔耐熱不銹鋼內(nèi)筒填有吸音及保溫作用的耐火纖維，可耐熱保溫并吸收燃燒時(shí)產(chǎn)生的噪聲，使得燃燒器在低噪聲狀態(tài)下運(yùn)行。
權(quán)利要求1.一種制氫轉(zhuǎn)化爐頂燒高溫預(yù)熱空氣扁平焰燃燒器，具有同軸設(shè)置的扁平焰高、低壓瓦斯槍(1、2)，扁平焰高、低壓瓦斯槍(1、幻位于燃燒器上殼體中心；所述扁平焰高、低壓瓦斯槍的噴頭設(shè)置在火盆磚的內(nèi)部腔室內(nèi)；其特征在于在低壓槍頭處具有一負(fù)壓區(qū)；所述扁平焰燃燒器具有三次通風(fēng)結(jié)構(gòu)，三次通風(fēng)結(jié)構(gòu)分別具有一次風(fēng)風(fēng)筒(5)、二次風(fēng)風(fēng)筒 (10)、三次風(fēng)通風(fēng)口(7)，所述一次風(fēng)風(fēng)筒( 設(shè)置在火盆磚的上方，一次風(fēng)風(fēng)筒(5) 一端與燃燒器殼體一側(cè)的一次風(fēng)通道(9)，一端與火盆磚內(nèi)部腔室連通；所述二次風(fēng)風(fēng)筒(10)通過(guò)火盆磚及火盆磚與燃燒器殼體之間的環(huán)形通道與火道磚燃燒通道連通；所述三次風(fēng)通風(fēng)口(7)設(shè)置在火盆磚上并與火盆磚內(nèi)部腔室連通，三次風(fēng)通過(guò)火道磚與火盆磚之間具有環(huán)形通道。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制氫轉(zhuǎn)化爐頂燒高溫預(yù)熱空氣扁平焰燃燒器，其特征在于所述的扁平焰高低壓瓦斯槍(1、2)均為可單獨(dú)拆卸型。
專利摘要本實(shí)用新型屬于制氫轉(zhuǎn)化爐技術(shù)領(lǐng)域，提出一種制氫轉(zhuǎn)化爐頂燒高溫預(yù)熱空氣扁平焰燃燒器，同軸設(shè)置的扁平焰高、低壓瓦斯槍(1、2)的噴頭設(shè)置在火盆磚的內(nèi)部腔室內(nèi)；在低壓槍頭處具有一負(fù)壓區(qū)；所述扁平焰燃燒器具有三次通風(fēng)結(jié)構(gòu)，三次通風(fēng)結(jié)構(gòu)的一次風(fēng)風(fēng)筒(5)設(shè)置在火盆磚的上方，一次風(fēng)風(fēng)筒(5)一端與燃燒器殼體一側(cè)的一次風(fēng)通道(9)，一端與火盆磚內(nèi)部腔室連通；二次風(fēng)風(fēng)筒(10)通過(guò)火盆磚及火盆磚與燃燒器殼體之間的環(huán)形通道與火道磚燃燒通道連通；三次風(fēng)通風(fēng)口(7)設(shè)置在火盆磚上并與火盆磚內(nèi)部腔室連通，三次風(fēng)通過(guò)火道磚與火盆磚之間具有環(huán)形通道。本實(shí)用新型提高了產(chǎn)氫率，降低了制氫成本。
文檔編號(hào)F23D14/00GK201935192SQ20112002260
公開日2011年8月17日 申請(qǐng)日期2011年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月18日
發(fā)明者呂鳳, 曹偉強(qiáng), 蔣松, 馬曉陽(yáng), 高保賢 申請(qǐng)人:洛陽(yáng)瑞昌石油化工設(shè)備有限公司