[实用新型]一种纯氧加热炉

说明书

本实用新型提供一种纯氧加热炉，所述纯氧加热炉包括辐射室、对流室、炉管、纯氧燃烧器和烟气回流混合装置，所述烟气回流混合装置与所述纯氧燃烧器连接，所述烟气回流混合装置还与所述对流室连接，所述烟气回流混合装置包括烟气换热器、烟气冷凝器和循环烟气管路，在所述烟气换热器上设置纯氧管路、燃气管路，所述纯氧管路、燃气管路与所述纯氧燃烧器连通，所述烟气回流混合装置还包括CO₂捕集装置。与现有技术相比，本实用新型所述的一种纯氧加热炉能够有效控制火焰燃烧温度，满足炉内辐射室和对流室的传热需求；同时使烟气中的热量得到充分利用，降低了能耗，节约了成本。

技术领域

本实用新型涉及石油化工加热炉领域，具体而言，涉及一种纯氧加热炉。

背景技术

加热炉是我们主要的能源提取方式，它是通过燃料在空气中燃烧产生热能来为人们提供能源的。通常低氮氧化物加热炉都是以空气作为助燃剂，空气中含有21％的氧气，其余79％是氮气。在燃烧过程中，氮气是不会参与燃烧，但需要被加热，这将消耗不必要的燃料。燃烧产生的烟气中存在大量氮气，造成烟气排放热量损失，降低加热炉效率。炉内传热主要由辐射传热和对流传热两种形式。氮气为对称型双原子气体，几乎无辐射能力，在常规空气助燃的情况下，无辐射能力的氮气所占比例越高烟气的黑度越低，影响了辐射换热面的传热；同时还会反应生成热力学氮氧化物，增加污染物排放。

纯氧燃烧是以纯氧代替了空气，助燃剂中没有氮气存在，助燃剂气体量大大减少。燃料和氧气直接燃烧反应，生成高浓度的CO₂，便于收集和捕集。烟气排放量大幅减少，热损失减少，提高了加热炉的效率，同时没有NO_X生成，从而达到节能减排的目的。

而如何设计一种纯氧加热炉能够减少烟气的热量损失，并降低CO₂的排放量是加热炉领域目前亟待解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种纯氧加热炉，以解决现有技术中烟气的热量损失较多，降低加热炉效率，烟气中存在高浓度的CO₂会造成温室效应的问题。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种纯氧加热炉，所述纯氧加热炉包括辐射室、对流室、炉管、纯氧燃烧器和烟气回流混合装置，所述烟气回流混合装置与所述纯氧燃烧器连接，所述烟气回流混合装置还与所述对流室连接，所述烟气回流混合装置包括烟气换热器、烟气冷凝器和循环烟气管路，在所述烟气换热器上设置纯氧管路、燃气管路，所述纯氧管路、燃气管路与所述纯氧燃烧器连通，所述烟气回流混合装置还包括CO₂捕集装置。

纯氧加热炉内纯氧燃烧器和烟气回流混合装置的设置能够有效控制火焰燃烧温度，满足炉内辐射室和对流室的传热需求；同时使烟气中的热量得到充分利用，降低了能耗，节约了成本。在烟气换热器上设置纯氧管路、燃气管路，使得氧气和燃料气在烟气换热器中作为吸热介质和烟气发生热量交换，不仅降低了烟气的温度，还使氧气和燃料气得到预热，进一步降低了能耗。

进一步的，所述烟气换热器设置在所述对流室的出口，所述烟气冷凝器设置在所述烟气换热器的出口，所述CO₂捕集装置设置在所述烟气冷凝器与烟囱之间。

烟气换热器设置在对流室的出口，便于烟气换热器利用吸热介质将烟气温度由250～350℃降至130～150℃；烟气冷凝器设置在烟气换热器的出口，便于烟气在烟气冷凝器中进一步通过冷水换热，将烟气温度降至露点以下；CO₂捕集装置设置在烟气冷凝器的与烟囱之间，便于烟气排出前对CO₂进行捕集。

进一步的，所述纯氧燃烧器包括烟气循环风机、氧气分布器和燃气喷枪，所述纯氧管路通过所述氧气分布器与所述纯氧燃烧器连接。

氧气分布器的设置便于氧气均匀的进入纯氧燃烧器内，保证了氧气和循环烟气充分混合，从而使得燃烧反应更为充分，进而有效控制燃料燃烧火焰区的温度。