電磁感應(yīng)加熱重整爐及其使用方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種電磁感應(yīng)加熱重整爐及其使用方法，屬于化工和熱工領(lǐng)域。包括爐體加熱段、爐體進(jìn)氣口及爐體排氣口，爐體進(jìn)氣口位于加熱段一端，爐體排氣口位于加熱段另一端，爐內(nèi)裝有催化劑，加熱段包括，爐體內(nèi)壁耐火材料，電磁感應(yīng)線圈及電源，電磁感應(yīng)線圈環(huán)繞在爐體內(nèi)壁耐火材料外層，感應(yīng)線圈與電源相連，催化劑為發(fā)熱體，發(fā)熱體由鐵磁性金屬，或鐵磁性金屬和耐火材料構(gòu)成。加熱重整含碳?xì)浠衔锏臍怏w時，通過將水和/或二氧化碳?xì)馔瑫r吹入重整爐，重整后的氣體作為氣基豎爐直接還原所需的還原氣。本發(fā)明專利技術(shù)解決了燃?xì)饧訜嵩斐傻亩趸己偷趸锱欧艈栴}，降低了重整爐的整體投資和運(yùn)行成本，還能避免氣體在加熱過程中產(chǎn)生積碳。生積碳。生積碳。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
電磁感應(yīng)加熱重整爐及其使用方法


[0001]本專利技術(shù)屬于化工領(lǐng)域和熱工領(lǐng)域，涉及電磁感應(yīng)加熱重整爐及其使用方法。

技術(shù)介紹

[0002]目前，氣基豎爐直接還原的原料氣主要來源于天然氣、焦?fàn)t煤氣及煤制氣，氣基豎爐采用的是管式加熱爐，在爐管外燃燒燃?xì)饧訜釥t管，靠爐管壁輻射加熱管內(nèi)原料氣。氣基豎爐采用的原料氣含碳?xì)浠衔?，碳?xì)浠衔镌诩訜徇^程中易裂解，產(chǎn)生碳沉積，俗稱積碳，積碳附著在管壁上，輕者堵塞管路，嚴(yán)重的會造成爐管燒穿，甚至發(fā)生爆炸等安全事故。尤其是焦?fàn)t煤氣，焦?fàn)t煤氣除了含有甲烷成分以外，還含有C2以上的不飽和烴，因此焦?fàn)t煤氣在加熱過程中，更易積碳，影響生產(chǎn)的正常運(yùn)行，嚴(yán)重的造成生產(chǎn)安全事故。
[0003]為了避免或減少積碳的生成，現(xiàn)有技術(shù)中，通過在管式加熱爐內(nèi)添加催化劑，使?fàn)t管內(nèi)原料氣中的碳?xì)浠衔?，在管外燃料燃燒加熱和管?nèi)催化劑雙重條件作用下，與水蒸氣和/或二氧化碳反應(yīng)重整為氫氣和一氧化碳，同時避免或減少了積碳，這種裝填了催化劑的爐管在化工領(lǐng)域稱為重整爐管，加熱爐稱為重整爐。
[0004]如，申請?zhí)枺篊N201910952204.8，名稱為，一種用于生產(chǎn)還原氣的新型重整爐的專利提出，氣基還原鐵(俗稱，海綿鐵)的主要問題是解決還原氣的生產(chǎn)，該專利重整爐包括輻射室箱體，重整爐管，燃燒器，過渡段以及對流段；所述的重整爐管成2m排立式并聯(lián)布置于輻射室箱體內(nèi)；一排重整爐管對應(yīng)一根重整原料氣進(jìn)口支干管，每根重整原料氣進(jìn)口支干管上開設(shè)與每排重整爐管數(shù)量相同的分支，通過柔性管將重整爐管氣體進(jìn)口與重整原料氣進(jìn)口支干管相連；燃燒器成(2m+1)排布置于輻射室下方底壁板；重整爐管氣體出口通過斜三通與冷壁支管連接；過渡段是輻射室箱體的兩側(cè)壁板上方設(shè)有若干個過渡段分支管引出至過渡段分支干管，兩分過渡段分支干管在輻射室箱體的一端匯集成過渡段總管；過渡段總管與對流段相連，所述的對流段通過引風(fēng)機(jī)與煙囪相連；所述的對流段由≥4個換熱器組成，所述換熱器為急速蒸發(fā)器、重整原料預(yù)熱器、蒸汽過熱器、脫硫焦?fàn)t氣預(yù)熱器、爐頂氣預(yù)熱器和燃燒空氣預(yù)熱器中的至少4種。過渡段出口1200℃的高溫?zé)煔?，?jīng)對流段回收熱量，使煙氣溫度降至100℃以下。
[0005]此技術(shù)方案雖然可以避免或減少積碳，但是還存在以下問題：(1)采用燃料燃燒加熱造成廢氣排放；(2)由于重整爐管采用外加熱，因此限制了重整管直徑，造成單個重整管體積小，重整爐管數(shù)量龐大。從該專利附圖可以看到，重整爐管162根，燃燒器成70個。這造成輻射室加熱系統(tǒng)設(shè)備龐大，安裝復(fù)雜；(3)過渡段出口溫度高達(dá)1200℃，說明重整爐管承受的溫度要高于1200℃，這樣的重整爐管和燃燒器價格非常昂貴，一套重整爐設(shè)備通常需要幾百根重整爐管，因此，投資過大；(4)催化劑價格昂貴，使用量大，定期需更換，因此造成生產(chǎn)運(yùn)行成本高；(5)排放煙氣和利用煙氣余熱的過渡段以及對流段設(shè)備龐大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，再次增加投資成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

[0006]為了解決上述技術(shù)問題，本專利技術(shù)提供了一種電磁感應(yīng)加熱重整爐及其使用方法。利用該技術(shù)既能降低整體投資及運(yùn)行成本，又能做到廢氣零排放，還能避免加熱產(chǎn)生積碳。本專利技術(shù)的其它目的將在后面指出，或者對本領(lǐng)域的技術(shù)人員顯而易見。
[0007]為實(shí)現(xiàn)此目的，本專利技術(shù)重整爐采用以下的技術(shù)方案：
[0008]一種電磁感應(yīng)加熱重整爐，包括重整爐加熱段、重整爐進(jìn)氣口及重整爐排氣口，重整爐進(jìn)氣口位于加熱段一端，重整爐排氣口位于加熱段另一端，爐內(nèi)裝有催化劑，加熱段包括，爐體內(nèi)壁耐火材料，電磁感應(yīng)線圈及電源，電磁感應(yīng)線圈環(huán)繞在爐體內(nèi)壁耐火材料外層，感應(yīng)線圈與電源相連，催化劑為電磁感應(yīng)的發(fā)熱體，發(fā)熱體由鐵磁性金屬，或鐵磁性金屬和耐火材料構(gòu)成。
[0009]本專利技術(shù)重整爐的優(yōu)選方案為：
[0010]發(fā)熱體與爐體內(nèi)壁緊密接觸，發(fā)熱體由緊密相連的單個發(fā)熱體構(gòu)成，發(fā)熱體內(nèi)有無數(shù)貫通的氣流通道。
[0011]所述的單個發(fā)熱體采用下列任一種結(jié)構(gòu)和材質(zhì)：
[0012](1)單個發(fā)熱體為兩層結(jié)構(gòu)，內(nèi)層材質(zhì)為耐火材料，外層材質(zhì)為鐵磁性金屬材料；
[0013](2)單個發(fā)熱體整體材質(zhì)為鐵磁性金屬材料；
[0014](3)單個發(fā)熱體為耐火材料和鐵磁性金屬材料的混合體。
[0015]進(jìn)一步優(yōu)選單個發(fā)熱體為球狀直接還原鐵。
[0016]重整爐還設(shè)有進(jìn)氣段和排氣段，進(jìn)氣端和排氣段與加熱段的連接采用以下兩種方式：
[0017](1)進(jìn)氣段上部與加熱段下部連通，進(jìn)氣段設(shè)進(jìn)氣口，排氣段下部與加熱段上部連通，排氣段設(shè)排氣口；
[0018](2)進(jìn)氣段下部與加熱段上部連通，進(jìn)氣段設(shè)進(jìn)氣口，排氣段上部與加熱段下部連通，排氣段設(shè)排氣口。
[0019]環(huán)繞在爐體加熱段內(nèi)壁耐火材料外層的電磁感應(yīng)線圈是兩段，每段感應(yīng)線圈分別連接不同的電源。
[0020]重整爐預(yù)部還設(shè)有發(fā)熱體裝入裝置，重整爐底部還設(shè)有發(fā)熱體排出段，排出段下部設(shè)閥門。
[0021]為實(shí)現(xiàn)此目的，本專利技術(shù)的使用方法采用以下的技術(shù)方案：
[0022]重整爐的使用方法，采用如下步驟：
[0023](1)先開啟連接電磁感應(yīng)線圈的電源，發(fā)熱體被電磁感應(yīng)加熱；
[0024](2)當(dāng)溫度監(jiān)測裝置顯示達(dá)到規(guī)定溫度的下限時，打開進(jìn)氣口，吹入氣體，氣體流過發(fā)熱體，被發(fā)熱體加熱或既加熱又重整，然后再從排氣口排出；
[0025](3)當(dāng)溫度監(jiān)測裝置檢測到溫度達(dá)到規(guī)定的上限時，電磁感應(yīng)電源關(guān)閉，停止加熱，直到溫度監(jiān)測裝置檢測到溫度達(dá)到規(guī)定的下限時，再啟動電源，繼續(xù)感應(yīng)加熱發(fā)熱體。
[0026]本專利技術(shù)重整爐的使用方法優(yōu)選方案為：
[0027]所述的吹入氣體為水和/或二氧化碳?xì)怏w與含碳?xì)浠衔餁怏w的混合氣，此時重整爐發(fā)熱體既是電磁感應(yīng)發(fā)熱體，起到加熱混合氣的作用，又是碳?xì)浠衔餁怏w與水和/或二氧化碳重整反應(yīng)的催化劑，能重整氣體中的碳?xì)浠衔铩?br/>[0028]吹入的混合氣體經(jīng)發(fā)熱體加熱和重整后成為CO和H2，作為氣基豎爐直接還原反應(yīng)所需的還原氣。
[0029]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)方法具有以下有益效果：
[0030]1)用電磁感應(yīng)加熱氣體，無二氧化碳和氮氧化物排放，有助于工業(yè)氣體減排；
[0031]2)鐵磁性金屬發(fā)熱體既是電磁感應(yīng)發(fā)熱體，起到加熱碳?xì)浠衔餁怏w的作用，還能作為碳?xì)浠衔锱c水和/或二氧化碳反應(yīng)的催化劑，重整碳?xì)浠衔?，成為氫氣和一氧化碳。本專利技術(shù)稱之為加熱重整一體化技術(shù)。鐵磁性金屬價格遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于現(xiàn)有的重整碳?xì)浠衔锏拇呋瘎瑯O大地降低了生產(chǎn)運(yùn)行成本；
[0032]3)單個電磁感應(yīng)加熱重整爐直徑可以達(dá)到2m，是單個輻射加熱重整爐管直徑的10倍以上，即一個電磁感應(yīng)加熱重整爐的體積與同等高度的100根重整爐管的輻射加熱重整爐相當(dāng)，這極大地簡化了設(shè)備結(jié)構(gòu)，減小了設(shè)備整體尺寸；
[0033]4)電磁感應(yīng)加熱重整爐由耐火材料內(nèi)壁，電磁感應(yīng)線圈及電源構(gòu)成，建設(shè)投資遠(yuǎn)低于由輻射室箱體，重整爐管，燃燒器，過渡段以及對流段等復(fù)雜結(jié)構(gòu)構(gòu)成的現(xiàn)有技術(shù)本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】

【技術(shù)特征摘要】
1.一種電磁感應(yīng)加熱重整爐，包括重整爐加熱段、重整爐進(jìn)氣口及重整爐排氣口，重整爐進(jìn)氣口位于加熱段一端，重整爐排氣口位于加熱段另一端，爐內(nèi)裝有催化劑，其特征在于加熱段包括，爐體內(nèi)壁耐火材料，電磁感應(yīng)線圈及電源，電磁感應(yīng)線圈環(huán)繞在爐體內(nèi)壁耐火材料外層，感應(yīng)線圈與電源相連，催化劑為電磁感應(yīng)的發(fā)熱體，發(fā)熱體由鐵磁性金屬，或鐵磁性金屬和耐火材料構(gòu)成。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電磁感應(yīng)加熱重整爐，其特征在于發(fā)熱體與爐體內(nèi)壁緊密接觸，發(fā)熱體由緊密相連的單個發(fā)熱體構(gòu)成，發(fā)熱體內(nèi)有無數(shù)貫通的氣流通道。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種電磁感應(yīng)加熱重整爐，其特征在于單個發(fā)熱體采用下列任一種結(jié)構(gòu)和材質(zhì)：(1)單個發(fā)熱體為兩層結(jié)構(gòu)，內(nèi)層材質(zhì)為耐火材料，外層材質(zhì)為鐵磁性金屬材料；(2)單個發(fā)熱體整體材質(zhì)為鐵磁性金屬材料；(3)單個發(fā)熱體為耐火材料和鐵磁性金屬材料的混合體。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種電磁感應(yīng)加熱重整爐，其特征在于單個發(fā)熱體為球狀直接還原鐵。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電磁感應(yīng)加熱重整爐，其特征在于重整爐還設(shè)有進(jìn)氣段和排氣段，進(jìn)氣端和排氣段與加熱段的連接采用以下兩種方式：(1)進(jìn)氣段上部與加熱段下部連通，進(jìn)氣段設(shè)進(jìn)氣口，排氣段下部與加熱段上部連通，排氣段設(shè)排氣口；(2)進(jìn)氣段下部與加熱段上部連通，進(jìn)氣段設(shè)進(jìn)氣口，排氣段上部與加熱段下部連通，排氣段設(shè)排氣口。6.根據(jù)權(quán)利要求...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張春雷，張力元，
申請(專利權(quán))人：張春雷，
類型：發(fā)明
國別省市：