炉子的操作方法技术

本发明专利技术的方法涉及燃用富氢气体燃料的炉子的操作。炉子（１）具有多个用于燃烧供入的燃料的燃烧管（１７）。本发明专利技术方法包含提供一种用于在上述多个燃烧管的至少一个燃烧管点燃火焰的装置，将含氧气体和包括烃类气体的可燃气体供给每个燃烧管（１７），其供入量要能形成可点燃混合物。在预定的一个燃烧管点燃火焰后，使该火焰从上述的至少一个预定的燃烧管扩展到其他的每个燃烧管（１７），经过一定时间后，改变可燃气体的成分，使得至少大部分烃类气体被一种富氢气体所代替，直至每个燃烧管（１７）喷出氢火焰为止。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及，尤其是使用富氢气体燃料的多燃烧管的炉子的方法。当氢气与空气以宽的比例相混合而点火时会发生猛烈的爆炸声。而且氢气在所有气体中具有最大的层流燃烧速度。因此，尽管乙炔焰的燃烧速度约为大多数烃类燃料的3.5倍，氢气焰的燃烧速度却高于大多数烃类燃料的6倍左右。在某些化工作业，尤其是具有吸热反应的作业，例如天然气或其他的烃类原料的蒸汽重整作业中，方便地使反应混合物例如烃类原料与蒸汽的混合物通过多管反应器的反应管，这种反应管是安装在一种合适的炉子内并由多个燃烧管加热的。化工厂作业中用的蒸汽重整炉和其他炉子中的燃烧管可以供入合适的燃料，例如天然气、气油等。如果要燃烧不同的燃料，可在炉子内安装多种燃烧管。通常采用可利用的可燃废气源作为炉子的燃料是方便而且经济的。蒸汽重整炉中的反应管的典型公称直径为5英寸(12.70cm)。上述反应管通常安装成其轴线呈大致垂直排列，且彼此相隔较远，以便可进行辐射和对流加热。燃烧管可安装在靠近炉子底部，以便使火焰大致垂直向上喷出，而反应混合物则可同时向下供入装有催化剂的蒸汽重整炉管。在另一种更普通的结构中，炉子是上部燃烧的，在此情况下，燃烧管安装在接近炉子的顶部，这样就使火焰可沿装有催化剂的垂直安装的重整炉管的长度方向向下喷入炉内。其他类型的具有上述炉子的化工厂包括乙烯蒸汽裂化设备和催化重整设备。在上述类型的工厂中的炉子一般是顶燃式或侧燃式的。一般而言，用于加热的燃烧加热器例如精炼厂原油加热器和真空装置加热器也具有多个燃烧管。它们可以燃烧各种各样的液态的和气态的任何燃料，因此常常对不同的燃料采用不同的燃烧管。在所有上述的炉子中，各燃烧管通常彼此相隔很远，按常规的作业方式是用单个的导燃焰或点火器(通常是可伸缩的点火器)一个一个地点燃燃烧管，因为各燃烧管之间通常相隔太远而难以使火焰可靠地扩展。为了防止燃烧管和导燃器烧坏，可将它们缩入耐火材料炉衬内。为了按上述方式进行点火并为了方便维修燃烧管，通常设置多个断流阀。这也适用于成排组合的燃烧管，在此情况下，由偏离共用集流器的单一供料管供给多个燃烧点。在上述所有情况下的共同作业是逐个地点燃燃烧管。在一些情况下，可用废气流作为富氢气体。但是，若采用富氢气体流作为装有许多燃烧管的炉子的燃料，可能在燃烧管上方形成大量的适量混合的氢和空气，这会有在富氢气流点燃时发生严重爆炸的危险，这种爆炸可损坏炉膛的陶瓷炉衬或炉内的其他部件，并对工厂操作人员带来危险。采用含氢气流作为炉子的燃料是众所周知的。例如，通常采用甲醇厂提纯气体作为普通重整炉的燃料。但是，在甲醇厂起动时的提纯气流是贫氢的，只有在该厂满负荷作业时富氢的提纯气体才变得可用，而此时燃烧管已被点燃。因此，只有在燃烧管燃烧起来之后才会发生任何从贫氢气体作为燃料向富纯提纯气体作为燃料的转变。国际专利No.94/29013公开了一种所谓的小型重整炉。这种炉子具有紧密堆积排列的反应管，这些管子的直径比常规的蒸汽重整炉的反应管小得多。因此，上述小型重整炉的反应管的公称直径通常为例如1.5英寸(3.81cm)，而常规的重整炉的反应管公称直径通常为5英寸(12.70cm)。而且，小型重整炉中的反应管之间相隔比常规蒸汽重整炉的反应管近得多，相应地，它的燃烧管也在反应管模板内安装成彼此之间相隔较近。由于在小型重整炉内的燃烧管彼此相隔比普通重整炉近得多，故通常没有足够的空间来容纳用于每个燃烧管燃料喷嘴的单个控制阀。因此，在这种情况下要由一个共用的集流管对所有燃烧管燃料喷嘴供料。而且，由于空间有限，实际上难以设置多个点火器或导燃焰，而且与普通重整炉相比，更有烧坏导燃燃料喷嘴的危险。另一种可能是采用自动点火，但是尚不清楚如何安全地实施。再一种可能是，首先点燃在成排燃烧管中排列在外面的燃烧管，然后，依靠火焰的扩展来点燃其他的燃烧管。虽然小型重整炉中的燃烧管互相隔得足够近，以致在条件满足时可使火焰从一个燃烧管扩展到另一个燃烧管，但是，重要的是，若要避免所有燃烧管发生爆炸和非安全点燃的危险，就必须采用合适的速度、燃料成分和空气/燃料比的范围，尤其是燃用氢气或富氢气体燃料的炉子更应如此。本专利技术的目的是提供一种以安全而又可靠的方式点燃装有一排相隔较近的燃烧管的炉子例如小型重整炉的燃烧管的方法。另外，本专利技术的目的还在于一种操作装有多个成排排列但不能单独控制(具有地说是没有单独控制阀)的燃烧管的炉子的方法。本专利技术的再一个目的是提供一种在装有多个燃烧管的炉子中不采用每个燃烧管的单独点火装置而起动点燃的方法。本专利技术的目的还在于提供一种可安全地操作装有多个燃用富氢气体燃料的炉子的方法，尤其是在炉子起动过程中的安全操作方法。本专利技术的另外的目的是提供一种操作燃用富氢气体燃料的多燃烧管炉子的方法。此方法可基本排除潜在危险的爆炸的可能性。本专利技术的再一个目的是提供一种安全地利用富氢废气流的发热量的方法。按照本专利技术，提供了一种操作燃用富氢气体的炉子的方法，上述炉子具有多个用于燃烧供入其中的燃料的燃烧管，上述的方法包含如下步骤(a)提供一种用于在上述的多个燃烧管中的至少一个预定的燃烧管点燃火焰的点火装置；(b)对上述的多个燃烧管中的每个燃烧管供给含氧的气体和含有氢气的可燃气体，其供入量可形成可点燃的混合物；(c)在至少一个预定的燃烧管点燃火焰；(d)使火焰从上述的至少一个预定的燃烧管扩展到上述多个燃烧管中的其他燃烧管；和(e)经过一定时间后，改变可燃气体的成分，为此，用富氢的气体替换至少大部分的烃类气体，直至每个燃烧管都喷出至少主要是氢火焰为止。因此，可以看出，本专利技术的方法首先使用除了含氧气体之外还有足以形成可点燃的混合物的烃类气体。上述的含氧气体和可燃气体分别供入炉子的多个燃烧管中的每一个燃烧管，然后，在选定的其中一个预定燃烧管燃出火焰时，便可使所产生的扩散火焰燃遍该排所有剩余的燃烧管，一旦炉子内每一个燃烧管都喷出合适的火焰时，便可逐渐调节可燃气体的成分，以便由富氢气体替换烃类气体，同时调节空气和可燃气体的流量而保持每个燃烧管的火焰，从而避免产生直接点燃富氢气体所固有的问题。随后，当每个燃烧管都燃用富氢气体而喷出火焰时，便可将富氢气体的流量增大到完全工作的流量。本专利技术的方法关系到燃用富氢燃料的炉子的操作，上述炉子具有多个用于燃烧供入其内的燃料的燃烧管。上述方法包含提供一个至少在一个预先选定的燃烧管上点燃火焰的点火装置。将含氧气体和包括烃类气体的可燃气体供入上述多个燃烧管中的每个燃烧管，供入量要足以形成可燃的混合物。在至少一个预定的燃烧管点燃火焰并使之从上述的至少一个预定的燃烧管扩展到其他所有的燃烧管。经过一定时间后，改变可燃气体的成分，由富氢气体代替至少大部分的烃类气体，直至在每个燃烧管上喷出至少重要是氢火焰为止。在本专利技术的方法中，上述的多个燃烧管中的所有燃烧管都与用来供入可燃气体的集气管相连接。在步骤(a)～(e)的过程中，如果上述可燃气体是炉子燃用的燃料，那么该可燃气体的用量最好比基本上完全工作时的流量(体积)小。同理，在步骤(a)～(e)的过程中，所用的富氢气体的流量最好比燃用富氢气体的炉子完全工作过程中所用的流量小。在步骤(a)～(e)的过程中，富氧气体的流量也相应地减小。因此，在步骤(e)的过程中，富氢气体的流量可比炉子本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种操作燃用富氢气体的炉子的方法，上述炉子具有多个用于燃烧供入其中的燃料的燃烧管，上述的方法包含如下步骤：　　　　（ａ）提供一种用于在上述的多个燃烧管中的至少一个预定的燃烧管点燃火焰的点火装置；　　　　（ｂ）对上述的多个燃烧管中的每个燃烧管供给含氧的气体和含有氢气的可燃气体，其供入量可形成可点燃的混合物；　　　　（ｃ）在至少一个预定的燃烧管点燃火焰；　　　　（ｄ）使火焰从上述的至少一个预定的燃烧管扩展到上述多个燃烧管中的其他燃烧管；和　　　　（ｅ）经过一定时间后，改变可燃气体的成分，为此，用富氢的气体替换至少大部分的烃类气体，直至每个燃烧管都喷出至少主要是氢火焰为止。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔希尔顿，约翰W基帕克斯，
申请(专利权)人：戴维加工技术有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]