Поиск патентов
ПАТЕНТНЫЙ ПОИСК В РФ

способ сжигания топлива в инжекционных горелках трубчатых печей

Классы МПК:F23C1/08 жидкого и газообразного топлива 
Автор(ы):, , , ,
Патентообладатель(и):Пресняков Николай Иванович
Приоритеты:
подача заявки:
2000-12-15
публикация патента:

Изобретение относится к сжиганию топлива в инжекционных горелках трубчатых печей и обеспечивает повышение эффективности производства различных химических продуктов путем подачи в горелки подогретого воздуха. Вместо атмосферного воздуха для горения подают подогретый воздух, источником которого служат аппараты воздушного охлаждения, имеющиеся в технологической схеме. Подогретый воздух подают в шатер трубчатой печи и камеры наружных горелок с избытком с целью исключения подсоса наружного воздуха. 1 табл.

Рисунки к патенту РФ 2180073

Рисунок 1

Изобретение относится к области сжигания топлива в инжекционных горелках трубчатых печей с подачей подогретого воздуха на горение и может быть использовано в трубчатых печах для получения синтез-газа в производстве аммиака, метанола, водорода и других крупнотоннажных химических продуктов и полупродуктов.

Наиболее близким решением к известному изобретению является способ сжигания топлива с воздухом в инжекционных горелках трубчатых печей процессов риформинга углеводородов путем подачи подогретого воздуха в горелки (см. SU 157751, кл. F 23 С 1/08, опубл. 13.09.1963).

Недостатками данного способа являются сложность поддержания избыточного давления воздуха, а также невозможность использования в качестве топлива смеси газов при производстве аммиака.

Технический результат, заключающийся в повышении эффективности производства различных химических продуктов, например, производства аммиака или метанола за счет повышения эффективности сжигания топлива в простых инжекционных горелках путем подачи в них подогретого воздуха, а также использовании ресурсов теплого воздуха, имеющихся в технологической схеме, достигается тем, что в способе сжигания топлива с воздухом в инжекционных горелках трубчатых печей процессов риформинга углеводородов путем подачи подогретого воздуха в горелки, согласно изобретению, в качестве подогретого воздуха используют воздух, отходящий от аппаратов воздушного охлаждения с температурой, превышающей температуру окружающей среды, причем подогретый воздух подают в шатер трубчатой печи или иную камеру, отделяющую инжекционные горелки от окружающей среды, и поддерживают заданное избыточное давление путем подачи части воздуха в шатер или в кожух трубчатой печи, подаваемого с избытком по отношению к потоку воздуха, используемого для горения, с исключением подсоса воздуха из окружающей среды, а в качестве топлива используют смесь отходящих из цикла синтеза аммиака горючих продувочных и танковых газов и природного газа, подаваемую в потолочные инжекционные горелки трубчатой печи.

В качестве источников подогретого воздуха используются воздушные теплообменники, например, теплообменники, предназначенные для охлаждения раствором моноэтаноламина или поташа, имеющиеся в технологической схеме очистки синтез-газа от диоксида углерода, теплообменники для конденсации водяного пара или метанола. Эти теплообменики поставляют большое количество атмосферного воздуха, нагретого до 70-80oС, который обычно выбрасывают в атмосферу. Для подачи нагретого воздуха к шатру трубчатой смеси устраивается газоход, имеющий низкое гидравлическое сопротивление. При необходимости газоход снабжается низконапорной газодувкой и тепловой изоляцией для уменьшения потерь тепла.

В примере 1 приведены показатели потребления топлива для обогрева топочного пространства трубчатой печи в обычном агрегате аммиака, в примере 2 - те же показатели для агрегата синтеза аммиака, устроенного в соответствии с предлагаемым изобретением.

Пример 1.

В агрегате синтеза аммиака первичный риформинг природного газа проводят в многорядной трубчатой печи, снабженной потолочными инжекционными горелками. В агрегате производится 1360 т аммиака в сутки (56,67 т/ч). В горелки подают топливный газ, представляющий собой смесь отходящих из цикла синтеза аммиака горючих продувочных и танковых газов и природного газа, восполняющего недостаток топлива. Всего в потолочные горелки подают 23810 нм3/ч топливного газа, содержащего добавку природного газа в количестве 14733 нм3/ч. Из шатра печи в горелки топливным газом инжектируется воздух, имеющий температуру окружающей среды 16oС. Образовавшийся дымовой газ, выходящий из топки с температурой 975oС, направляется в блок теплоиспользующей аппаратуры.

В трубы трубчатой печи, заполненные катализатором, подают газ на конверсию в количестве 170616 нм3/ч. В результате протекания каталитического процесса риформинга образуется конвертированный газ с температурой 832oС в количестве 218810 нм3/ч, содержащий 5,83% остаточного метана.

Пример 2.

В агрегате синтеза аммиака первичный риформинг природного газа проводят в многорядной трубчатой печи, снабженной потолочными инжекционными горелками. В агрегате производится 1360 т аммиака в сутки (56,67 т/ч). В горелки подают топливный газ, представляющий собой смесь отходящих из цикла синтеза аммиака горючих продувочных и танковых газов и природного газа, восполняющего недостаток топлива. Всего в потолочные горелки подают 23027 нм3/ч. В шатер печи в соответствии с предлагаемым изобретением подают воздух в количестве 233017 кг/ч, имеющий температуру 78oС, который инжектируется в горелки топливным газом. Образовавшийся дымовой газ, выходящий из топки с температурой 976oС, направляется в блок теплоиспользующей аппаратуры. В трубы трубчатой печи, заполненные катализатором, подают газ на конверсию в количестве 170620 нм3/ч. В результате протекания каталитического процесса риформинга образуется конвертированный газ с температурой 832oС в количестве 218830 нм3/ч, содержащий 5,83% остаточного метана.

Любой из воздушных холодильников в технологической схеме производства аммиака, например, холодильник поташного раствора или холодильник раствора моноэтаноламина способны обеспечить с необходимым избытком трубчатую печь подогретым воздухом для сжигания топлива в инжекционных горелках. Характеристика воздушных холодильников приведена ниже (см. таблицу).

Проведение процесса риформинга в трубчатой печи по данному изобретению при одной и той же производительности по аммиаку имеет следующие преимущества:

- снижение потребления природного газа на сжигание 782 нм3/ч,

- уменьшение выброса дымового газа в атмосферу 9205 нм3/ч,

- уменьшение выброса окислов азота в атмосферу 8000 кг/год.

Указанные преимущества позволяют понизить энергоемкость производства и уменьшить его вредное влияние на окружающую среду.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Способ сжигания топлива с воздухом в инжекционных горелках трубчатых печей процессов риформинга углеводородов путем подачи подогретого воздуха в горелки, отличающийся тем, что в качестве подогретого воздуха используют воздух, отходящий от аппаратов воздушного охлаждения с температурой, превышающей температуру окружающей среды, причем подогретый воздух подают в шатер трубчатой печи или иную камеру, отделяющую инжекционные горелки от окружающей среды, и поддерживают заданное избыточное давление путем подачи части воздуха в шатер или в кожух трубчатой печи, подаваемого с избытком по отношению к потоку воздуха, используемого для горения, с исключением подсоса воздуха из окружающей среды, а в качестве топлива используют смесь отходящих из цикла синтеза аммиака горючих продувочных и танковых газов и природного газа, подаваемую в потолочные инжекционные горелки трубчатой печи.

Патентный поиск по классам МПК-8:

Класс F23C1/08 жидкого и газообразного топлива 

Патенты РФ в классе F23C1/08:
газомазутная горелка -  патент 2518759 (10.06.2014)
многорежимное устройство для осуществления горения и способ использования этого устройства -  патент 2492389 (10.09.2013)
горелка -  патент 2488041 (20.07.2013)
устройство для сжигания топлива и способ сжигания топлива -  патент 2485398 (20.06.2013)
способ предварительной подготовки и сжигания "бедной" топливовоздушной смеси в малоэмиссионной горелке -  патент 2451878 (27.05.2012)
циклонный предтопок -  патент 2443940 (27.02.2012)
способ тепловой обработки металла в пламенной печи прямого или косвенного нагрева (варианты), способ сжигания смеси жидкого или газообразного топлива и нагретого воздуха в пламенной печи прямого или косвенного нагрева, устройство отопления (варианты) и регенеративная насадка (варианты) для осуществления способов -  патент 2324745 (20.05.2008)
блочное горелочное устройство -  патент 2258178 (10.08.2005)
трубчатая печь -  патент 2231713 (27.06.2004)
способ сжигания топлива и горелка для его осуществления -  патент 2210025 (10.08.2003)

Наверх