一种利用转化烟气的换热式转化装置的制作方法

1.本实用新型涉及化工技术领域，尤其涉及一种利用转化烟气的换热式转化装置。


背景技术：

2.烃类蒸汽转化重整技术是制取含氢合成气的广泛技术，在合成氨、甲醇、氢气、炼油等石化行业中广泛应用。但是传统的转化装置简单、高品位热利用效率低，造成系统能耗偏大。


技术实现要素：

3.基于此，本实用新型提供一种利用转化烟气的换热式转化装置，该装置的换热式转化段转化所需热量全部由辐射转化段的高温烟气提供，在降低辐射转化段转化负荷的同时，可最大限度地降低烃类燃料气的使用，从而降低合成气的生产成本，也减少了系统烟气的排放量，具有一定的环保优势。
4.本实用新型采用的技术方案是：
5.一种利用转化烟气的换热式转化装置，包括：
6.转化炉体；
7.辐射转化段，设置在所述转化炉体内；
8.换热式转化段，设置在所述转化炉体内，其在烟气流通路径上位于所述辐射转化段的下游；
9.烟气热量回收段，与所述转化炉体相连，其在烟气流通路径上位于所述换热式转化段的下游；所述烟气热量回收段的一侧设置有烟气排放口；
10.其中，所述辐射转化段的高温烟气依次通过所述换热式转化段、烟气热量回收段实现热量利用后，由烟气排放口排出。
11.在本技术公开的利用转化烟气的换热式转化装置中，所述烟气热量回收段内设置有多段换热模块。
12.在本技术公开的利用转化烟气的换热式转化装置中，所述换热模块包括对流段，所述对流段与所述换热式转化段的转化管连通；所述转化管与所述辐射转化段的辐射管连通。
13.在本技术公开的利用转化烟气的换热式转化装置中，所述转化装置还包括合成气热量回收器，所述合成气热量回收器与所述辐射管连通。
14.在本技术公开的利用转化烟气的换热式转化装置中，所述换热模块还包括脱硫原料加热段。
15.在本技术公开的利用转化烟气的换热式转化装置中，所述换热模块还包括蒸汽发生段。
16.在本技术公开的利用转化烟气的换热式转化装置中，所述换热模块还包括空气预热段。
17.在本技术公开的利用转化烟气的换热式转化装置中，所述对流段、脱硫原料加热段、蒸汽发生段、空气预热段沿烟气流通路径依次设置。
18.在本技术公开的利用转化烟气的换热式转化装置中，所述转化管采用u型换热式转化管，所述u型换热式转化管的外壁设置有翅片。
19.在本技术公开的利用转化烟气的换热式转化装置中，所述辐射转化段与换热式转化段不设置在同一转化炉体内。
20.本实用新型的有益效果是：
21.该转化装置的换热式转化段转化所需热量全部由辐射转化段的高温烟气提供，在降低辐射段转化负荷的同时，提高系统效率，可最大限度地降低烃类燃料气的使用，从而降低合成气的生产成本，同时也减少系统烟气的排放量，具有一定的环保优势。高温烟气经换热式转化段利用热量后，再依次由对流段、脱硫原料加热段、蒸汽发生段、空气预热段进行热量利用，能最大限度的提高装置的高品位热利用效率，降低系统的能耗，节约生产成本。该转化装置具有结构简单、可靠性高、适用新建烃类水蒸气重整项目以及老项目改造。
附图说明
22.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
23.图1为本实用新型的利用转化烟气的换热式转化装置的结构示意图一
24.图2为本实用新型的利用转化烟气的换热式转化装置的结构示意图二。
25.附图标记：
26.1、转化炉体；
27.2、辐射转化段；21、辐射管；
28.3、换热式转化段；31、转化管；
29.4、烟气热量回收段；41、换热模块；42、对流段；43、脱硫原料加热段；44、蒸汽发生段；45、空气预热段；
30.5、合成气热量回收器；
31.6、烟气排放口。
具体实施方式
32.为使本技术的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图，对本技术的具体实施方式做详细的说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释本技术，而非对本技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本技术相关的部分而非全部结构。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本技术保护的范围。
33.本技术中的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方
法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
34.在本技术中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本技术的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
35.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术实施例中的具体含义。
36.下面结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。
37.烃类蒸汽转化重整技术是制取含氢合成气的广泛技术，在合成氨、甲醇、氢气、炼油等石化行业中广泛应用。但是传统的转化装置简单、高品位热利用效率低，造成系统能耗偏大。
38.为了解决现有技术的问题，本实用新型实施例提供了一种利用转化烟气的换热式转化装置，其结构如附图1~2所示，包括：
39.转化炉体1；
40.辐射转化段2，设置在转化炉体1内；
41.换热式转化段3，设置在转化炉体1内，其在烟气流通路径上位于辐射转化段2的下游；
42.烟气热量回收段4，与转化炉体1相连，其在烟气流通路径上位于换热式转化段3的下游；烟气热量回收段4的一侧设置有烟气排放口6。
43.其中，辐射转化段2的高温烟气依次通过换热式转化段3、烟气热量回收段4实现热量利用后，由烟气排放口6排出。
44.辐射转化段2的高温烟气，温度为750~1000℃，进入换热式转化段3，为换热式转化段3提供热量，换热后的高温烟气温度为550~750℃，进入烟气热量回收段4，在烟气热量回收段4换热降温后，由烟气排放口6排出。
45.换热式转化段3转化所需热量全部由辐射转化段2的高温烟气提供，在降低辐射转化段2转化负荷的同时，提高系统效率，可最大限度地降低烃类燃料气的使用，从而降低合成气的生产成本，同时也减少装置烟气的排放量，具有一定的环保优势。该转化装置具有结构简单、可靠性高、适用新建烃类水蒸气重整项目以及老项目改造。
46.在一个实施例中，烟气热量回收段4内设置有多段换热模块41。高温烟气经换热式转化段3利用热量后，再由多段换热模块41进行热量利用，能最大限度的提高装置的高品位热利用效率，降低系统的能耗，节约生产成本。
47.在一个实施例中，换热模块41包括对流段42，对流段42与换热式转化段3的转化管31连通，转化管31与辐射转化段2的辐射管21连通。
48.在一个具体的实施场景中，脱硫后的轻烃气和水蒸汽的混合气首先经过对流段42的换热盘管进行预热，预热后进入换热式转化段3的转化管31内，在转化管31中发生部分轻烃蒸汽转化反应，换热式转化管31的操作温度为380～750℃，反应后直接进入辐射转化段2
的辐射管21，在辐射管21中发生烃类蒸汽转化深度反应，得到一段高温转化气，辐射转化段2操作温度为700～950℃。
49.在一个实施例中，转化装置还包括合成气热量回收器5，合成气热量回收器5与辐射管21连通。高温转化气进入合成气热量回收器5，换热后进入下游管段。合成气热量回收器5能将高温转化气的热量回收，降低系统的能耗，节约生产成本。
50.在一个实施例中，请参见图2所示，换热模块41还包括脱硫原料加热段43、蒸汽发生段44、空气预热段45。脱硫原料加热段43用于对脱硫原料进行加热，蒸汽发生段44用于对蒸汽进行加热，空气预热段45用于预热空气。该装置的烟气热量回收段4设置有脱硫原料加热段43、蒸汽发生段44、空气预热段45，使得转化系统的各个环节均能利用高温烟气的热量，降低系统的能耗，节约生产成本。
51.在一个实施例中，请参见图2所示，对流段42、脱硫原料加热段43、蒸汽发生段44、空气预热段45沿烟气流通路径依次设置。高温烟气依次在对流段42预热混合原料气，在脱硫原料加热段43加热脱硫原料，在蒸汽发生段44加热蒸汽，在空气预热段45预热空气，最大限度的提高装置的高品位热利用效率。
52.在一个实施例中，转化管31采用u型换热式转化管，u型换热式转化管的外壁设置有翅片。翅片为顶头翅片、螺旋翅片、纵向翅片中的一种。
53.在一个实施例中，辐射转化段2与换热式转化段3设置在一个转化炉体1内，也可以分开设置，即不在一个转化炉体1内，关键在于利用辐射转化段2的热量。
54.本实用新型的利用转化烟气的换热式转化装置的工作方式：
55.脱硫后的轻烃气和水蒸汽的混合气首先经过对流段42的换热盘管进行预热，预热后进入换热式转化段3的转化管31内，在转化管31中发生部分轻烃蒸汽转化反应，反应后直接进入辐射转化段2的辐射管21，在辐射管21中发生烃类蒸汽转化深度反应，得到一段高温转化气，高温转化气进入合成气热量回收器5，换热后进入下游管段。辐射转化段2的高温烟气进入换热式转化段3，为换热式转化段3提供热量，换热后的高温烟气进入烟气热量回收段4，在烟气热量回收段4依次经对流段42、脱硫原料加热段43、蒸汽发生段44和空气预热段45进行换热降温后，由烟气排放口6排出。
56.基于上述各实施例，本实用新型实施例的利用转化烟气的换热式转化装置具有以下优点：该装置的结构简单、可靠性高、热利用效率高，降低了系统的能耗，节约生产成本。换热式转化段3转化所需热量全部由辐射转化段2的高温烟气提供，在降低辐射段转化负荷的同时，提高系统效率，可最大限度地降低烃类燃料气的使用，从而降低合成气的生产成本，同时也减少系统烟气的排放量，具有一定的环保优势。高温烟气经换热式转化段3利用热量后，再依次由对流段42、脱硫原料加热段43、蒸汽发生段44、空气预热段45进行热量利用，能最大限度的提高装置的高品位热利用效率，降低系统的能耗，节约生产成本。
57.以上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。