[發明專利]以水煤漿為燃料的乙烯裂解爐燃燒系統

有效

• 申請號: 201210387479.X
• 申請日: 2012-10-12
• 公開（公告）號: CN102925195A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發明（設計）人: 王永健;周俊虎;羅強;岑可法;宋立臣;黃鎮宇;張寶生;張彥威;孫國臣;劉建忠;陳立國;趙西明
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;浙江大學
• 主分類號: C10G9/18
• 分類號: C10G9/18
• 代理公司: 杭州中成專利事務所有限公司 33212
• 代理人: 周世駿

技術領域

本發明涉及水煤漿替代甲烷氫為燃料的替代工藝，尤其涉及一種以水煤漿為燃料的乙烯裂解爐的燃燒系統。

背景技術

我國的煤資源豐富，但石油和天然氣資源匱乏，以煤為主的能源結構將長期存在，因而開發一種以煤為燃料替代石油和天然氣的技術具有重大的戰略意義；從資源利用角度看，將煤經過復雜的工藝過程變為油品、再將油品用作燃料，不如利用新技術、新工藝將煤直接用作工業燃料的工藝流程更直接、高效。

水煤漿是一種煤基的液體燃料，一般是指由65%~70%的煤粉、30%~35%的水和少量化學添加劑組成的混合物。它是以煤代油的石油替代技術，既保持了煤炭原有的物理化學特性，又具有和石油類似的流動性、穩定性和霧化特性，而且工藝過程簡單，投資少，燃燒產物污染較小，具有很強的實用性和商業推廣價值。制備水煤漿的原料煤是經過洗選的，含灰量和含硫量都大為降低，燃燒后產生的飛灰和SO₂都比一般的燃煤鍋爐低。同時由于水煤漿中的水分在燃燒時還具有還原作用，理論燃燒溫度也比相同煤質的煤粉燃燒低100℃左右，因此可以在一定程度上降低NO_x的排放量。

現在乙烯裝置裂解爐的燃料普遍使用的是自產甲烷氫（其化學成分類似于天然氣），如果能開發出使用水煤漿做裂解爐燃料的技術，可以替代出大量甲烷氫用于生產附加值更高的產品（如：用作制氫裝置原料）。因此，開發一種將水煤漿直接用作裂解爐燃料以替代甲烷氫的新技術，具有前瞻性、戰略意義和長遠的經濟意義。

由于沒有在裂解爐上使用水煤漿做燃料的先例，且水煤漿的燃燒特性、結灰等特點與現有燃料（甲烷氫）差別極大，因此需要結合水煤漿研究方面的理論、技術和經驗，以及裂解爐的生產技術和經驗，開發一種以水煤漿為燃料的能夠為乙烯裂解爐提供所需高溫煙氣的技術。

發明內容

本發明要解決的技術問題是，克服現有技術中的不足，提供一種具有良好工業應用前景的以水煤漿為燃料的乙烯裂解爐燃燒系統。

為解決技術問題，本發明的解決方案是：?

提供了一種以水煤漿為燃料的乙烯裂解爐燃燒系統，包括乙烯裂解爐；該燃燒系統以液態排渣立式旋風爐作為乙烯裂解爐的前置燃燒室；所述液態排渣立式旋風爐具有柱狀的爐體，其頂部設燃燒器，燃燒器具有甲烷氫燃燒嘴和水煤漿霧化噴嘴；在燃燒器處設一次風出口，在爐膛上部布置切向的二次風噴口，在爐膛下部布置切向的燃燒二次風噴口；在爐膛底部與乙烯裂解爐輻射段底部之間設置水平過渡煙道，水平過渡煙道的入口處錯列布置有豎向的捕渣管束；在底部設渣欄，渣欄的下方設有渣井。

本發明中，所述液態排渣立式旋風爐的爐體為膜式水冷壁結構：外側設保溫材料層、中間為水冷壁管，水冷壁管的內側表面密布渣釘并在內側表面及渣釘表面設置涂覆的碳化硅涂料層；爐底處設連接水冷壁管的冷卻水入口，爐體上部設蒸汽出口，蒸汽出口經汽包接于水冷壁管。

本發明中，在所述液態排渣立式旋風爐的燃燒器與膜式水冷壁結構的爐體之間，還設有一個絕熱穩燃室，其爐壁為耐火磚砌筑的絕熱壁面。

本發明中，所述切向的二次風噴口和燃燒二次風噴口各有四個，每種噴口均分為兩層布置。

本發明中，所述水平過渡煙道的底部是與水平方向呈5°夾角的斜面，其接于乙烯裂解爐輻射段底部的一端為較高一端；水平過渡煙道具有兩段式結構：連接爐膛底部的主體部分為膜式水冷壁結構，其外側設保溫材料層、中間為水冷壁管，水冷壁管的內側表面密布渣釘并在內側表面及渣釘表面設置涂覆的碳化硅涂料層；連接乙烯裂解爐輻射段底部的部分為水冷夾套。

本發明中，所述捕渣管束的各管件外部包圍設置水冷夾套，水冷夾套的外側設涂覆的碳化硅耐火材料層。

本發明中，所述液態排渣立式旋風爐共有6只，分別設于乙烯裂解爐的兩側，每兩組受熱面左右側各一只。

本發明中，該系統還包括：

通過管路依次連接的卸漿泵、水煤漿儲漿罐、輸漿泵、爐前攪拌罐、供漿泵、在線過濾器，在線過濾器經電磁流量計連接至爐體頂部的燃燒器；

通過管路連接于爐體頂部燃燒器的水煤漿蒸汽霧化系統；

通過管路依次連接的鼓風機蝶閥、壓差傳感器，壓差傳感器經管路接于爐體頂部的燃燒器和設于爐膛中的各噴口；

通過管路依次連接的SCR脫硝裝置、布袋除塵器、循環流化床半干法脫硫裝置、引風機和煙囪，SCR脫硝裝置接于乙烯裂解爐的煙氣出口；

設于渣井下方的刮板式出渣機，刮板式出渣機接至?；?。