一种导热油烟气余热回收方法技术

本发明专利技术涉及一种导热油循环烟气余热回收方法；将加热炉对流室出口的高温烟气与一股温度低于高温烟气的导热油在烟气-导热油换热器中进行换热，降低温度的烟气排放；温度升高的导热油一股作为热源与工质换热，另一股走旁路，温度降低的导热油与走旁路的导热油合并，或将引入的导热油与工质换热后温度降低的导热油和旁路中的导热油三者混合，返回至烟气-导热油换热器构成导热油循环；监测烟气-导热油换热器中导热油入口处温度，以温度为参数控制旁路的导热油的流量，使合并后的导热油温度高于烟气的露点温度；本方法避免了露点腐蚀；节省大量投资；通过开式导热油循环，还可将烟气余热回收系统和其它装置的热量综合利用，提高了全装置的热效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种烟气余热利用技术，具体是指一种利用导热油作热媒、避免露点腐蚀的导热油烟气余热回收方法。
技术介绍
加热炉排放的烟气中携带大量的热量，排烟损失是加热炉热损失的主要部分。从燃料消耗来看，排烟温度每降低10°c，可以节省燃料左右。因此，烟气余热回收是加热炉节能、提高炉效率的重要手段。目前降低排烟温度的技术可分为直接换热和间接换热两类，直接换热包括将需要加热的低温介质引入到对流室末端，直接与烟气换热，以及各种将烟气直接用于空气预热的技术；间接换热是使用热载体(热媒)，如水、导热油、柴油、联苯混合物等，在对流室尾端吸收热量，再到空气预热器将热量传给空气，热媒可以是开式循环，也可是闭式循环。理论上烟气余热最大限度的回收是使排烟温度接近环境温度，但工程实际中排烟温度不能过低。由于烟气通常含有一定的硫(so2，SO3)，当烟气温度低于其露点温度，容易形成硫酸液滴，从而对烟气换热面产生腐蚀，另外，换热面在露点下积的灰很难清除。目前， 国内外已有多项技术解决如何在回收烟气余热的同时保持排烟温度高于露点这一问题。美国专利US3818682提出了一种使烟气保持在露点之上的设备和方法，使用一个加热器将足量的空气加热到露点温度之上，然后直接引入到烟道和/或积尘器中，该热空气还可用于某些地方的预热。日本专利JP62013508A提出一种烟气余热回收装置，在烟道上设置了一个换热器，用泵循环水回收热量，同时在换热器上游设置了一个加热器用于加热换热部分的表面温度，通过温控监测排放烟气的温度，在温度较低时开始加热从而保证排烟温度高于露点。日本专利JP08035647A提出了一种排烟温度控制方法，以使排烟温度略高于露点温度从而最大限度回收烟气热量。其控制系统是通过一系列阀和蓄热器组成，烟气分成两股，其中一为旁路，调节两股的比例可控制再次混合后的烟气温度。日本专利JP09126665A提出了一种烟气余热利用并使排烟温度高于露点的方法， 系统由加热炉、余热锅炉、空气预热器、排风扇等组成，通过引入高温气体使空气预热器的出口温度始终高于露点。英国专利GB2114727A提出了一种两个换热器串联的烟气余热回收装置，其中一个将烟气降至露点温度附近，同时分离成纯净的烟气和杂质，另一个换热器加热纯净烟气， 同时可设一个换热器用于预热工业用水，最后到烟囱排放。中国专利申请CN02130876.4提出一种超低温排烟高效燃煤热水锅炉，在烟道设置了所谓的低温节能器，以用低温水和/或低温空气为吸热工质吸收烟气热量，使之低于常规排烟温度，甚至低于露点温度，达到常规炉不可能达到的热效率。上述烟气余热回收方法中，虽然露点腐蚀问题已得到足够重视，并通过各种手段使排烟温度高于露点，但由于换热设备中温度分布差异，在总体排烟温度高于露点时仍有局部位置烟气低于露点温度，从而发生腐蚀问题，因此操作者不得不大幅提高排烟温度，通常排烟温度高于露点20°C 50°C，甚至更高，严重降低了加热炉效率。中船重工集团711研究所研制开发了无腐蚀水热媒空气预热器(石油炼制与化工，2004，35卷第1期)，使用除氧水或除盐水作热媒(中间载热体)，建立一个闭路循环系统。热媒水通过放置在加热炉对流室出口的烟气换热器吸收烟气的热量，再通过布置在鼓风机出口的空气预热器放出热量加热空气。设置旁路调节阀，保证进烟气换热器热媒水的温度高于露点温度，彻底避免露点腐蚀。水热媒空气预热器消除了局部温度低于露点的可能性，从而根本上避免了露点腐蚀。但该技术以除氧水或除盐水作热媒存在一定的局限性，当烟气温度较高时，水热媒必须在加压下循环换热，不仅对换热设备耐压要求较高，而且对水的除氧、脱盐要求很高，否则易造成设备腐蚀。因此，水热媒换热技术经济有效的运行条件是烟气温度不高于250°C左右，对应的水热媒循环系统压力约2. 2MPa。而炼油厂很多加热炉的对流室出口温度通常在 280-350°C，继续提高水热媒系统的压力不经济，而将水热媒系统维持在较低压力下操作， 则温位随之降低，有效能损失增加，烟气余热得不到充分利用。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种有效避免露点腐蚀、而且充分利用加热炉烟气热量和温位的导热油烟气余热回收方法。本专利技术的具体技术方案如下1)将加热炉对流室出口的高温烟气与一股温度低于高温烟气的导热油在烟气-导热油换热器中进行换热，使导热油温度升高，烟气温度降低，降低温度的烟气，通过烟囱排放；2)温度升高的导热油分成2股，一股作为热源与工质换热，换热后温度降低；另一股走旁路，不参与换热；3)温度降低的导热油与走旁路的导热油合并，返回至烟气-导热油换热器，与高温烟气换热，如此构成导热油循环；4)或由于导热油循环系统中存在一股从外部连续引入的导热油和一股连续移出的导热油，引入的导热油温度高于移出的导热油温度，因此将导热油循环系统中引入的导热油与工质换热后温度降低的导热油和旁路中的导热油三者混合，返回至烟气-导热油换热器，与高温烟气换热，如此构成导热油循环；5)通过在线监测烟气-导热油换热器中导热油入口处温度，并以温度为参数控制旁路的导热油的流量，使合并之后的导热油温度高于烟气的露点温度，从而避免露点腐蚀。上述方案中，烟气-导热油换热器的导热油入口温度，即高温导热油与低温导热油合并之后的较低温度的导热油，其温度控制为高于烟气的露点温度。因此，换热器内冷侧的任意局部位置其温度都不会低于露点温度，烟气换热面也必然全部高于露点温度，由此彻底避免了露点腐蚀。实际操作中，露点温度按照加热炉正常生产一定时期内的平均值取值。本专利技术的目的是最大限度回收烟气余热，因此优选导热油入口的控制温度是平均露点温度+1 5°C。当烟气组成变化，露点温度波动时，烟气露点温度可能在某一短时间内低于导热油入口控制温度，但因为换热器传热的温差，烟气换热面的温度仍高于露点温度，不会腐蚀设备。上述方案中，所使用的导热油不限种类，矿物型导热油和合成型导热油皆可作为烟气余热回收的热媒介，具体按公知技术进行选择。本专利技术优选的导热油是初馏点高于 180°C的烃类馏分，选自常减压、催化裂化、加氢装置的产品或中间馏分油，优选重柴油、加氢尾油。对于炼厂加热炉，就近使用现有炼油装置中的沸点适宜的油品，取代商品导热油， 可节省大量投资。本专利技术方法中导热油可采用一种开式循环，导热油循环系统中存在一股从外部连续引入的导热油物流和一股连续移出的导热油物流，其特征是引入导热油温度高于移出导热油温度。具体方案是，将温度高于移出部分的导热油从外部连续引入到导热油循环泵之前，新引入的导热油、与工质换热后的低温导热油以及旁路中的热导热油三者混合，通过旁路调节阀控制混合后的温度，使其高于烟气平均露点温度+1 5°C。混合后的导热油进入烟气换热器，在烟气换热器通过与烟气换热提高其温度，称为高温导热油。高温导热油分成 2股，一股作为热源与工质换热，换热后温度降低成为低温导热油；另一股是旁路，不参与换热。将低温导热油中的至少一部分移出循环，为了维持导热油稳定循环，新引入循环的导热油流量应等于移出循环的导热油流量。移出循环的导热油仍按原油品的要求进一步加工处理。流程参见图2。上述方法中，新引入的导热油的温度高于移出循环的导热油，在炼厂中是容易实现的。本专利技术的方法选择常减压、催化裂本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种导热油烟气余热回收方法，其特征在于：１）将加热炉对流室出口的高温烟气与一股温度低于高温烟气的导热油在烟气－导热油换热器中进行换热，使导热油温度升高，烟气温度降低，降低温度的烟气，通过烟囱排放；２）温度升高的导热油分成２股，一股作为热源与工质换热，换热后温度降低；另一股走旁路，不参与换热；３）温度降低的导热油与走旁路的导热油合并，返回至烟气－导热油换热器，与高温烟气换热，如此构成导热油循环；４）或导热油循环系统采用开式循环，系统中有一股从外部连续引入的导热油和一股连续移出的导热油，引入的导热油温度高于移出的导热油温度，将导热油循环系统中引入的导热油与工质换热后温度降低的导热油和旁路中的导热油三者混合，返回至烟气－导热油换热器，与高温烟气换热，如此构成导热油循环；５）通过在线监测烟气－导热油换热器中导热油入口处温度，并以温度为参数控制旁路的导热油的流量，使合并之后的导热油温度高于烟气的露点温度。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：白跃华，周华群，张兆前，胡雪生，董卫刚，陈超，李玮，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：11