一种节能裂解炉的制作方法

1.本实用新型属于节能生产技术领域，涉及一种节能裂解炉。


背景技术：

2.公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本实用新型的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
3.现今六氟丙烯生产能源消耗逐步成为制约该行业发展的制约因素，发明人经过实际生产研究了解，裂解炉加热主要采取电加热，而给裂解炉供电的电气设备以及加热方式、裂解炉的结构方式的不同耗电量也不同，现今给裂解炉加热供电的电气设备采用励磁调压器占用空间较大，效率低耗电量大，散热量也较大造成环境影响；同时裂解炉结构为内管和外管，外管为加热管给内管辐射供热，热量的损失较大，从整体上考虑电的有效利用率低。


技术实现要素：

4.为了解决现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种节能裂解炉，能够显著降低能耗。
5.为了实现上述目的，本实用新型的技术方案为：
6.一种节能裂解炉，包括炉体，所述炉体为金属管状结构，金属管状结构的两端分别为物料进口端和物料出口端，金属管状结构设置加热电极，加热电极与高频水冷调压器进行电连接，高频水冷调压器设置为用于与电源电连接，所述炉体与物料直接接触。
7.首先，励磁调压器主要通过可控硅导通，导通速度慢，属于低速器件，即从截止到完全导通的过程长，在这个过程中，可控硅的两端电压由高变低,已经产生电流，根据p＝ui，p就会消耗在可控硅器件上面,产生热量，从而损耗能量。因而本实用新型将励磁调压器改为高频水冷调压器，高频水冷调压器为高频电源原理，导通时间短；同时，导通后高频水冷调压器的结压降低于励磁调压器的结压降，在加热电流相同的情况下，结压降越低，能耗越低(i相同，u越低，p越低)，因而采用高频水冷调压器能够大大降低电能损耗。
8.其次，本实用新型将用于加热的外管和用于物料裂解的内管合并，直接对用于物料裂解的内管进行电加热，降低了外管给内管热辐射供热的热量损失。
9.另外，原热解炉为双层结构，其热解温度也难以控制，从而热量进一步产生损失。具体原因是，温度的控制通常需要热电偶对加热温度进行检测，由于外管为加热管，当热电偶设置在内管时，难以对加热温度进行准确检测，因而热电偶只能添加在内外管之间，而当加热时，由于物体加热膨胀，导致使得热电偶更容易与内管接触，从而使得加热温度也难以检测，使得能耗增加。本实用新型直接对于物料接触的内管加热，能够使热电偶直接检测内管的温度，从而使得温度检测更容易，温控效果更好，进而进一步降低能耗。
10.进一步地，金属管状结构的两端设置绝缘部件。使裂解炉与前后管线绝缘断开，避免裂解炉使系统带电，确保系统安全。
11.进一步地，所述金属管状结构的两端均设置封头，封头与金属管状结构法兰连接，法兰连接中设置绝缘垫片。方便与管线连接。
12.更进一步地，炉体的两端与封头均设置环形凸缘，法兰与环形凸缘配合，炉体与封头之间、炉体与法兰之间、封头与法兰之间均设置绝缘垫片。防止电流通过法兰螺栓传输至封头。
13.进一步地，加热电极设置在物料进口端侧壁及金属管状结构的中部。将炉体从物料进口端至物料出口端分为两部分，第一部分由于两端均设置加热电极，因而电流在该部分直接加热，第二部分由于物料出口端没有设置加热电极，但是金属管状结构导电，使其带电，从而进行辅助加热，通过电极位置的设置控制裂解炉不同部分的加热，从而更好的适应裂解需求。该设置能够更好的适用于六氟丙烯的生产。
14.进一步地，所述炉体竖直设置。能够降低裂解炉的占地，从而减少投资。
15.更进一步地，物料进口端位于炉体上部。物料裂解过程中，通过自身重力在裂解炉中运行，降低能耗。
16.进一步地，高频水冷调压器包括依次电连接的电源整流模块、整流桥、电容、变压器，变压器设置水冷整流散热器。
17.进一步地，物料进口端连接预热器。用于对裂解前的物料进行预热。
18.进一步地，物料出口端连接激冷器。用于对裂解后的物料进行冷却。
19.本实用新型的有益效果为：
20.1.本实用新型对裂解炉的供电加热系统进行改进，由原来的励磁变压器改为高频水冷调压器，降低电能损耗。
21.2.本实用新型通过对裂解炉的结构进行改进，去除加热管，直接对与物料接触的内管进行加热，有利于降低热量传递损失，同时易于控制温度，从而降低能耗。
22.3.本实用新型通过加热电极的位置设置，更有利于六氟丙烯的生产，从而降低生产六氟丙烯的能耗。
23.4.本实用新型通过设置绝缘部件，能够防止直接电加热内管使系统带电，从而确保生产安全。
附图说明
24.构成本实用新型的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。
25.图1为本实用新型实施例1的节能裂解炉的结构示意图；
26.图2为本实用新型实施例1中法兰连接的局部结构示意图；
27.图3为本实用新型实施例1的高频水冷调压器的结构示意图；
28.图4为本实用新型实施例1的电极板的结构示意图；
29.图5为本实用新型实施例2的节能裂解炉的结构示意图；
30.其中，1、炉体，2、高频水冷调压器，3、电源，4、供电开关，5、封头，6、环形凸缘，7、法兰盘，8、绝缘垫片，9、电源整流模块，10、整流桥，11、电容，12、变压器，13、水冷整流散热器，14、预热器，15、激冷器，16、接炉体口，17、接电口。
具体实施方式
31.应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本实用新型提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本实用新型所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
32.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本实用新型的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
33.现今给裂解炉加热供电的电气设备采用励磁调压器占用空间较大，效率低耗电量大，散热量也较大造成环境影响；同时裂解炉结构为内管和外管，外管为加热管给内管辐射供热，热量的损失较大，从整体上考虑电的有效利用率低。本实用新型提出了一种节能裂解炉。
34.本实用新型的一种典型实施方式，提供了一种节能裂解炉，包括炉体，所述炉体为金属管状结构，金属管状结构的两端分别为物料进口端和物料出口端，金属管状结构设置加热电极，加热电极与高频水冷调压器进行电连接，高频水冷调压器设置为用于与电源电连接，所述炉体与物料直接接触。
35.本实用新型采用高频水冷调压器导通时间短、结压降低，电能损耗大大降低。其次，省略外管，直接对内管进行加热，避免了热辐射产生的热量损失。第三，省略外管后，热电偶能够直接添加至管内，温度检测更准确，使得温控效果更好，进而进一步降低能耗。
36.由于直接对接触物料的炉体进行电加热，使得炉体带电，而热解炉不是单独使用，需要通过管线连接各种设备，管线均为金属管件，且设备均为金属制品，炉体带电容易导致系统带电，从而对生产带来安全隐患。因而该实施方式的一些实施例中，金属管状结构的两端设置绝缘部件。使裂解炉与前后管线绝缘断开，避免裂解炉使系统带电，确保系统安全。
37.为了使炉体更容易与管线连接，同时使裂解炉与前后管线绝缘断开。该实施方式的一些实施例中，所述金属管状结构的两端均设置封头，封头与金属管状结构法兰连接，法兰连接中设置绝缘垫片。
38.法兰可以与炉体封头一体化设置，也可以分开设置，由于法兰的连接螺栓为金属制品，采用一体化设置，容易通过螺栓使炉体、封头之间进行电传输。在一种或多种实施例中，炉体的两端与封头均设置环形凸缘，法兰与环形凸缘配合，炉体与封头之间、炉体与法兰之间、封头与法兰之间均设置绝缘垫片。防止电流通过法兰螺栓传输至封头。
39.该实施方式的一些实施例中，加热电极设置在物料进口端侧壁及金属管状结构的中部。将炉体从物料进口端至物料出口端分为两部分，第一部分由于两端均设置加热电极，因而电流在该部分直接加热，第二部分由于物料出口端没有设置加热电极，但是金属管状结构导电，使其带电，从而进行辅助加热，通过电极位置的设置控制裂解炉不同部分的加热，从而更好的适应裂解需求。该设置能够更好的适用于六氟丙烯的生产。
40.为了减少裂解炉的占地，减少土地投资，该实施方式的一些实施例中，所述炉体竖直设置。
41.在一种或多种实施例中，物料进口端位于炉体上部。物料裂解过程中，通过自身重力在裂解炉中运行，降低能耗。
42.该实施方式的一些实施例中，高频水冷调压器包括依次电连接的电源整流模块、整流桥、电容、变压器，变压器设置水冷整流散热器。
43.为了减少耗电，该实施方式的一些实施例中，物料进口端连接预热器。用于对裂解前的物料进行预热。
44.由于裂解炉内的温度较高，为了对产品进行收集，该实施方式的一些实施例中，物料出口端连接激冷器。用于对裂解后的物料进行冷却。
45.为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本实用新型的技术方案，以下将结合具体的实施例详细说明本实用新型的技术方案。
46.实施例1
47.一种节能裂解炉，如图1所示，包括炉体1。炉体1为金属管状结构，金属管状结构的进口端侧壁和中间侧壁设置加热电极，加热电极与高频水冷调压器2电连接，高频水冷调压器2通过与电源3电连接，高频水冷调压器2与电源3之间的连续线路上设置供电开关4。
48.金属管状结构的两端均与封头5连接，与进口端连接的封头开设物料进口，与出口端连接的封头开设物料出口。
49.金属管状结构与封头5的连接方式为法兰连接，如图2所示，金属管状结构和封头均设置环形凸缘6，法兰盘7与环形凸缘6配合，并通过螺栓8将法兰盘7固定。环形凸缘6之间、法兰盘7与环形凸缘6之间均设置绝缘垫片8。进料、出料通过绝缘垫片8与炉体1绝缘断开，避免进料与出料系统带电确保安全。
50.高频水冷调压器2为现有装置(高频开关电源)，如图3所示，依次电连接的电源整流模块9、整流桥10、电容11、变压器12，变压器12设置水冷整流散热器13。高频水冷调压器2通过电极板与节能裂解炉熔焊连接接线，并向炉体1输出高频直流电(交流电再利用“高频水冷调压器”转换的过程中为高频，转换后即为直流电)，从而对炉体1进行电加热。电极板如图4所示，设置接炉体口16和接电口17，炉体1插入接炉体口16，通过焊接使炉体1与电极板连接，高频水冷调压器2的电线与接电口17进行焊接。
51.其工作原理如下：
52.工频整流和滤波，三相380v交流(50hz)经整流桥得到直流电压，再经充电电感l、滤波电容c输出直流电压(约530v)。
53.谐振逆变电路，直流电压经igbt逆变桥、谐振电容cs、谐振电感ls组成高频谐振式逆变电路、得到高频(20～50khz)振荡波形。
54.高频升压整流电路，逆变波形经过高频变压器升压，在经高频整流桥整流，最后输出所需波形至负载(裂解炉)。
55.高频水冷调压器为高频器件，励磁变压器采用可控硅导通。高频水冷调压器降低电能损耗的主要原因为：传统可控硅导通速度比较慢，属于低速器件，即从截止到完全导通的过程长；在这个过程中，可控硅的两端电压从高变低，但这时已经产生电流，根据p＝u
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i，p就会消耗在可控硅器件上，变成热能，从而损耗了电量。根据上述的原理，开关整流器件导通的过程越短，它消耗的能量越低，越节能，也就是导通时间越短的(高频)器件，本身消耗的能量越低，另外，高频器件导通之后，结压降比可控硅更低，也就是消耗的能量也更低；比如:可控硅导通后结压降一般在0.5v，高频器件导通后结压降一般在0.2v，按100a电流算：高频器件导通后消耗的能量:p＝0.2v
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100a＝20w；可控硅器件导通后消耗的能量:p＝
0.5v
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100a＝50w。综上，采用高频水冷调压器的电能损耗比励磁变压器的电能损耗低。
56.实施例2
57.一种节能裂解炉，与实施例1相同，区别在于，炉体1竖直设置，物料进口在炉体1上方，物料进口连接预热器14，物料出口连接激冷器15，如图5所示。
58.原料气经预热器14预热后进入节能裂解炉、通过绝缘垫片8与前后进出料绝缘断开，避免进料与出料系统带电确保安全；裂解后的物料气进入激冷器15冷却后进入后系统。采用直接对炉体加热的方式，只需炉体带电直接给物料气加热，减小了热量的损失，提高了电能的利用效率。
59.以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。