[發明專利]一種燃氣工藝爐煙氣低溫熱回收方法及系統

在審

• 申請號: 202110027251.9
• 申請日: 2021-01-09
• 公開（公告）號: CN112577331A
• 公開（公告）日: 2021-03-30
• 發明（設計）人: 胡廷平;李云雁;宋光森;程先忠;張壘
• 申請（專利權）人: 武漢輕工大學
• 主分類號: F27D17/00
• 分類號: F27D17/00;F27D99/00;F23D14/66
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本發明涉及一種燃氣工藝爐煙氣低溫熱回收方法及系統，包括燃料氣脫硫預熱裝置、空氣預熱裝置、燃氣工藝爐、燃燒器、負壓引風機和煙囪；所述燃料氣脫硫預熱裝置燃料氣側包括依管道順次連通的燃料氣線、精脫硫罐、燃料氣低溫預熱器燃料氣側和燃料氣高溫預熱器燃料氣側；所述空氣預熱裝置空氣側包括依管道順次連通的鼓風機、空氣低溫預熱器空氣側和空氣高溫預熱器空氣側。本發明有益效果為，可將排煙溫度降到70?75℃，提高加熱爐熱效率，節約制氫原料氣，經濟效益顯著；通過對燃料氣超低脫硫至1ppm以下，避免酸露點低溫腐蝕，并減少SO₂排放量90%以上，環保效益顯著；空氣及燃料氣均被預熱，起始燃燒溫度高，提高加熱爐運行效能。

技術領域

本發明屬于節能與環保技術領域，具體涉及一種燃氣工藝爐煙氣低溫熱回收方法及系統。

背景技術

在石油化工工業，裝置加熱爐燃料消耗占總加工能耗的60%以上,提升加熱爐技術，減少燃料消耗，實現節能減排空間大。

煉廠輕烴氣（指催化干氣、焦化干氣及輕烴回收氣）既是生產裝置工藝爐（指對工藝物料流加熱的加熱爐）的首選燃料，同時也是寶貴的制氫原料，如何充分利用工藝爐排放煙氣低溫部分的熱量，提高工藝爐的熱效率，減少燃料氣的消耗，關鍵是降低排煙溫度，但排煙溫度降低會發生低溫下的硫腐蝕、露點腐蝕和積灰結垢現象，影響設備長周期運行，危及安全生產，因此，現有加熱爐技術在排煙溫度上一般控制在150℃以上。

盡管以燃料氣（包括天然氣）為燃料的加熱爐，煙氣中水蒸汽容積成分比較高，一般為15%-19%，若排煙溫度低于水蒸汽的露點溫度，過熱水蒸汽就會釋放出大量的潛熱和部分顯熱，理論上，熱效率可以提高10-15%，潛在的經濟效益十分顯著，但能量的品質低下，露點60℃溫度下煙氣的潛熱回收存在問題：（1）煙氣中不可避免存在飛灰，在氣態水通過冷凝變成液態水，與飛灰結合形成粘性較強的粘稠物質，流動性能差，會造成煙道及空氣余熱器積灰結構，易堵塞換熱器堵塞及酸腐蝕，對長周期運行造成困難；（2）盡管露點煙氣的潛熱相對而言大，但溫位低，熱能品質低，難以長期穩定地有效利用。因此，通過對空氣和燃料氣同時進行預熱，充分利用煙氣低溫熱是切實可行又具有經濟價值的途徑。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對燃氣工藝加熱爐煙氣排放溫度過高，導致熱能損失大以及低溫煙氣能量回收時會產生低溫露點腐蝕及積灰結構問題，提供一種燃氣工藝爐煙氣低溫熱回收系統及方法，通過對燃料氣超低脫硫降低酸露點腐蝕溫度，通過采用鑄鐵板式煙氣預熱器抑制露點腐蝕和積灰結構，以及通過預熱燃料氣和預熱空氣回收低溫熱，實現煙氣低溫熱能的高質量利用和設備長周期運行。

為實現上述目的，根據本發明的一個方面，本發明提供了一種燃氣工藝爐煙氣低溫熱回收系統，包括燃料氣脫硫預熱裝置、空氣預熱裝置、燃氣工藝爐、燃燒器、負壓引風機和煙囪;所述燃料氣脫硫預熱裝置煙氣側的出口和所述空氣預熱裝置煙氣側的出口并列地與負壓引風機入口通過管道連通，所述負壓引風機出口和所述煙囪底部連通，所述煙囪頂端為煙氣排放口；所述燃氣工藝爐頂端出口分兩路，一路連通所述空氣預熱裝置煙氣側的入口，另一路連通所述燃料氣脫硫預熱裝置煙氣側的入口；所述燃料氣脫硫預熱裝置燃料氣側的出口和所述空氣預熱裝置空氣側的出口并列地與燃燒器入口通過管道連通。

所述燃料氣脫硫預熱裝置燃料氣側包括依管道順次連通的燃料氣線、精脫硫罐、燃料氣低溫預熱器燃料氣側和燃料氣高溫預熱器燃料氣側，所述精脫硫罐進口通過燃料氣線連接廠區的燃料氣管網，所述燃料氣高溫預熱器燃料氣側的出口連通所述燃氣工藝爐底部的燃燒器。

所述空氣預熱裝置空氣側包括依管道順次連通的鼓風機、空氣低溫預熱器空氣側和空氣高溫預熱器空氣側，所述鼓風機入口連通大氣，所述空氣高溫預熱器空氣側的出口與所述燃氣工藝爐的燃燒器通過管道連通。

優選的，所述燃燒器由加熱負荷確定的若干臺組成，置于燃氣工藝爐底部。

優選的，所述空氣低溫預熱器和燃料氣低溫預熱器均為抗露點腐蝕和積灰結構的低合金鑄鐵純平板空氣預熱器，平板豎面布置。