一种等离子加热热载体炉系统技术方案

本发明专利技术公开一种等离子加热热载体炉系统，包括：热载体电加热炉、热载体管式炉、氩气分离装置、设置在管道上的循环动力装置、在管道中循环流动的热载体；热载体电加热炉通过产生高温电弧射流加热热载体，使热载体达到预设温度后进入热载体管式炉释放热量以对热载体管式炉内的介质进行加热；热载体放出热量后，经过氩气分离装置，得到分离后的热载体与氩气，氩气进入热载体电加热炉的电弧等离子炬完成保护作用后，再次与分离后的热载体混合，重新进入热载体管式炉进行循环。通过电能加热热载体，再通过热载体与热载体管式炉的介质进行热量交换，实现利用绿色电能代替化石燃料燃烧，同时满足加热炉管高壁温高热通量和连续稳定操作的要求。操作的要求。操作的要求。

【技术实现步骤摘要】
一种等离子加热热载体炉系统


[0001]本专利技术涉及管式加热炉
，尤其涉及一种等离子加热热载体炉系统。

技术介绍

[0002]目前，炼油和化工行业的管式加热炉，一般采用燃烧化石燃料以加热炉管，进而加热管内介质，达到提高介质温度和发生反应的目的。化石燃料燃烧过程中会产生大量的二氧化碳排放。在管式炉加热过程中，使用电力替代传统化石燃料气体，可以大幅减少二氧化碳的排放。管式加热炉或管式反应炉，具有总功率大，管壁温度高，管内介质流量大，可以快速提升管内介质温度，能够长期稳定运行等特点。但是由于加热电阻的加热温度较低，且升温速度慢，同时还受电阻丝寿命影响，难以连续稳定操作，无法满足炉管高壁温高热通量的要求。

技术实现思路

[0003]鉴于上述问题，提出了本专利技术以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种等离子加热热载体炉系统。
[0004]依据本专利技术的第一个方面，提供了一种等离子加热热载体炉系统，包括：热载体电加热炉、与热载体电加热炉管道连接的热载体管式炉、分别与热载体电加热炉及热载体管式炉管道连接的氩气分离装置、设置在管道上的循环动力装置、在管道中循环流动的热载体；
[0005]热载体电加热炉通过产生高温电弧射流加热热载体，使热载体达到预设温度后进入热载体管式炉释放热量以对热载体管式炉内的介质进行加热；热载体放出热量后，经过氩气分离装置，得到分离后的热载体与氩气，氩气进入热载体电加热炉的电弧等离子炬完成保护作用后，再次与分离后的热载体混合，重新进入热载体管式炉进行循环；循环动力装置用于向热载体提供动力以使热载体通过管道与热载体电加热炉以及热载体管式炉循环连通。
[0006]可选的，热载体电加热炉包括电加热炉炉体、设置在电加热炉炉体上的电弧等离子炬；
[0007]电弧等离子炬用于产生高温电弧射流；热载体通过热载体电加热炉的进口进入到热载体电加热炉内，并与高温电弧射流混合形成预设温度的热载体后，从热载体电加热炉的出口流出。
[0008]可选的，电弧等离子炬为非转移弧等离子炬。
[0009]可选的，电弧等离子炬至少有一个。
[0010]可选的，热载体电加热炉设置有保温隔热层。
[0011]可选的，热载体管式炉包括管式炉炉膛、设置在管式炉炉膛内的加热炉管、热风道、冷风道及温度控制装置；
[0012]热载体通过热风道进入管式炉炉膛的入口，通过温度控制装置将进入加热炉管内
的介质加热到预期温度后送出管式炉炉膛，放热后的热载体经管式炉炉膛的出口进入冷风道；
[0013]其中，加热炉管至少有1组；管式炉炉膛及热风道、冷风道设置有保温衬里。
[0014]可选的，温度控制装置为用于测量热载体及加热炉管内介质温度的热电偶，热电偶设置在管式炉炉膛出口；或设置在加热炉管的管壁上；或插入加热炉管内介质中。
[0015]可选的，其特征在于，热载体为氮气、二氧化碳、空气、惰性气体中的一种或多种组合。
[0016]可选的，等离子加热热载体炉系统还包括设置在管道上的热载体循环量调节阀；热载体循环量调节阀用于调节系统内热载体循环量。
[0017]可选的，热载体循环动力装置为风机，风机的压力采用变频或风门挡板调节，用于调节管式电加热炉内的压力。
[0018]本说明书实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果：
[0019]等离子加热热载体炉系统利用电弧等离子炬将电能转化为热能，来加热热载体，通过热载体对加热炉管进行加热，使炉管管壁温度升高，进而加热炉管内介质，从而满足炉管高壁温、高热通量、连续稳定操作的特点。
[0020]等离子加热热载体炉系统采用循环热载体加热原理，相比于传统加热炉，无排烟损失，无污染物排放、热效率高。
[0021]等离子加热热载体炉系统适用性强，可以设计成不同功率，不同炉管排布形式。可以替代炼化装置中大多数传统管式加热炉。
[0022]热载体可以选用氮气、二氧化碳或惰性气体，以保护加热炉管在高温下不被氧化，延长加热炉管使用寿命。
[0023]上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本专利技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本专利技术的具体实施方式。
附图说明
[0024]通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。而且在整个附图中，用相同的参考图形表示相同的部件。
[0025]在附图中：
[0026]图1示出了本专利技术实施例中一种等离子加热热载体炉系统的示意图。
[0027]图标：
[0028]1‑
热载体电加热炉,2
‑
电弧等离子炬，3
‑
电加热炉炉体，4
‑
热载体，5
‑
热载体管式炉，6
‑
热载体管式炉炉膛,7
‑
加热炉管,8
‑
介质，9
‑
温度控制装置，10
‑
风门挡板，11
‑
热载体循环量调节阀,12
‑
风机，13
‑
氩气分离装置，14
‑
氩气。
具体实施方式
[0029]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是
本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0030]因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术中的实施例，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他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0031]应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
[0032]在本专利技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0033]目前，炼油和化工行业的管式加热炉，一般采用燃烧化石燃料以加热炉管，进而加热管内介质，达到提高介质温度和发生反应的目的。化石燃料燃烧过程中会产生大量的二氧化碳排放。在管式炉加热过程中，使用电力替代传统化石燃料气体，可以大幅减少二氧化碳的排放本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种等离子加热热载体炉系统，其特征在于，包括：热载体电加热炉、与所述热载体电加热炉管道连接的热载体管式炉、分别与所述热载体电加热炉及所述热载体管式炉管道连接的氩气分离装置、设置在所述管道上的循环动力装置、在所述管道中循环流动的热载体；所述热载体电加热炉通过产生高温电弧射流加热热载体，使所述热载体达到预设温度后进入所述热载体管式炉释放热量以对所述热载体管式炉内的介质进行加热；所述热载体放出热量后，经过所述氩气分离装置，得到分离后的热载体与氩气，所述氩气进入所述热载体电加热炉的电弧等离子炬完成保护作用后，再次与分离后的热载体混合，重新进入所述热载体管式炉进行循环；所述循环动力装置用于向所述热载体提供动力以使所述热载体通过管道与所述热载体电加热炉以及所述热载体管式炉循环连通。2.根据权利要求1所述的等离子加热热载体炉系统，其特征在于，所述热载体电加热炉包括电加热炉炉体、设置在所述电加热炉炉体上的电弧等离子炬；所述电弧等离子炬用于产生高温电弧射流；所述热载体通过所述热载体电加热炉的进口进入到热载体电加热炉内，并与所述高温电弧射流混合形成预设温度的热载体后，从所述热载体电加热炉的出口流出。3.根据权利要求2所述的等离子加热热载体炉系统，其特征在于，所述电弧等离子炬为非转移弧等离子炬。4.根据权利要求2所述的等离子加热热载体炉系统，其特征在于，所述电弧等离子炬至少有一...

【专利技术属性】
技术研发人员：张来勇，李锦辉，黄佳平，李春燕，王琥，武欣宇，弓普站，李骏蒙，王勇，马明燕，孙长庚，杨庆兰，梁双双，江沛，王伟旭，王国峰，宋学明，刘磊，
申请(专利权)人：中国石油集团工程股份有限公司中国寰球工程有限公司，
类型：发明
国别省市：