一种超稠油耦合异戊醇废液燃烧系统的制作方法

本发明涉及稠油燃烧，具体涉及一种超稠油耦合异戊醇废液燃烧系统。

背景技术：

1、液体燃料在燃烧前往往需通过喷嘴雾化，雾化质量对燃烧效果有很大影响，雾化液滴过大，比表面积小，油滴被包围在火焰内部而得不到氧气，燃料会热解而产生焦壳，阻碍内部燃料液滴的蒸发。因此提高雾化液滴的细度对实现快速、高强度气化反应起着至关重要的作用。除喷嘴本身结构之外，黏度是影响雾化质量最重要的因素，燃料黏度越大，雾化质量越差。目前燃烧器通常要求进机粘度小于20mpa·s，否则易出现一氧化碳超标等燃烧不完全问题。

2、超稠油是一种粘度很高的原油，粘度通常大于50000mpa·s。目前主要通过电加热或蒸汽预热的方式对其降粘，但超稠油预热温度通常不超过125℃。这主要是由于原油初馏点在130℃左右，若预热温度过高，原油易发生分解，重组分在加热管壁结焦，影响加热效果。产生的大量气态有机物在燃料管道内形成气液两相流，严重影响雾化效果。

3、对于一些粘度特别大的超稠油，即使升温至125℃，其粘度仍然高于60mpa·s，无法满足雾化燃烧要求。异戊醇废液是化工生产过程中形成的杂醇油，主要包括异戊醇、异戊烯醇、异戊烯醛等，具有热值高、粘度低的特性，其在20℃下粘度仅6.7mpa·s。目前处理异戊醇废液的主要方法同样是送入锅炉燃烧。因此，将异戊醇废液与超稠油混合后不仅可有效降低粘度，解决了超稠油雾化困难的问题。同时由于异戊醇废液主要成分为多碳有机物，沸点高，能避免预热过程发生热解、气化。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，为解决超稠油粘度高、难以雾化而导致燃烧效果差的问题，本发明提供如下技术方案：

2、一种超稠油耦合异戊醇废液燃烧系统，主要包括超稠油储罐、异戊醇废液储罐、混合罐、搅拌器、一级加热器、二级加热器、油气分离器、尾气增压风机、锅炉燃烧器、一级尾气喷口、二级尾气喷口以及烟囱；储存在超稠油储罐内的超稠油与储存在异戊醇废液储罐中的异戊醇废液通过各自调节阀与泵送入混合罐混合，所述混合罐上安装有搅拌器和一级加热器，加热过程中产生的低压尾气通过尾气增压风机与阻火器后进入一级尾气喷口，加热完成后的燃料油通过泵送入二级加热器，二次加热后的燃料油进入油气分离器，分离出的高压尾气进入二级尾气喷口，高温燃料油经过燃烧器雾化后送入锅炉燃烧。

3、为优化上述技术方案，还采取如下技术措施：

4、进一步地，根据超稠油粘度不同，所述混合罐中的超稠油与异戊醇废液混合比例为3:1-1:2，所述超稠油在20℃下的粘度范围为50000-100000mpa·s。

5、进一步地，所述一级加热器为间接式换热器，采用锅炉尾部200℃左右的烟气作为热源。所述混合罐出口燃料油温度为105±5℃，加热后燃料油中的少量水分及低沸点有机物蒸发，形成低热值尾气。由于该股尾气压力较低，尾气出口与锅炉之间设置增压风机。

6、进一步地，为了在输送管道内快速提高燃料油温度，所述二级加热器采用电加热的方式，加热后燃料温度为125±5℃。所述二级加热器后端布置油气分离器，将加热过程中产生的气态有机物分离并送入锅炉燃烧，避免燃料油管道内形成气液两相流而影响雾化效果。由于在一级加热时已将水分基本脱除，该股尾气热值较高。

7、进一步地，所述锅炉上布置有燃烧器、一级尾气喷口以及二级尾气喷口。为避免长期运行后雾化喷嘴沾污堵塞，所述燃烧器采用顶置式。为避免燃料油在雾化喷枪中降温，雾化介质采用高温蒸汽，蒸汽压力为0.6mpa，蒸汽温度为160℃。由于一级加热后产生的尾气热值含水，热值较低，为保证充分燃烧，所述一级尾气喷口共4个且分布于燃烧器周边，，每个喷口与燃烧器轴线呈15°，保证一级尾气喷入燃油火焰中。

8、进一步地，由于二级尾气热值较高，需进行分级燃烧设计，所述二级尾气喷口位于离锅炉顶部1/4炉体总高度处，喷口整体呈环状布置，分为上层喷口小孔与下层喷口小孔，上下两层小孔交错布置，上层喷口小孔斜向上20°，下层喷口小孔斜向下20°，每个小孔直径5-10mm。

9、与现有技术相比，本发明提供了一种超稠油耦合异戊醇废液燃烧系统，具备以下有益效果：

10、1、该超稠油耦合异戊醇废液燃烧系统，解决了超稠油由于粘度高导致雾化困难，燃烧效果差的问题。

11、由于超稠油粘度很高，仅依靠预热的方法无法满足燃烧器进机要求。本发明采用掺混低粘度异戊醇废液耦合预热的方法，利用异戊醇废液低粘度、高沸点的特性，降低混合后燃料油的粘度，保证进机粘度低于20mpa·s。

12、2、采用分段加热，分段排气的方法，避免燃料油在管路中形成大量气体，影响雾化效果。

13、原油虽经过脱水处理，但仍然含有约5-10％的水分，若采用单级加热至最终温度，原油中含有的水分及低挥发性有机物会快速大量蒸发，在管道内形成气液两相流，严重影响雾化效果。本发明采用分段加热，一级加热在混合罐内将油温升至105±5℃，去除原油中的水分。二级加热再利用电加热，快速提升油温。两段加热均分离出有机尾气，避免燃料油在管路中形成大量气体。

14、3、炉膛不同位置布置有一级尾气喷口与二级尾气喷口，两级加热分离出的尾气分别送入锅炉，实现分级燃烧，保证燃烧充分、氮氧化物低。

15、其中一级尾气由于水分含量高，热值低，为保证充分燃烧，送入位置更靠近燃油火焰。二级尾气主要是气态有机物，热值高，喷口位置远离火焰，避免局部高温，可有效降低氮氧化物排放。

16、4、一级加热器利用锅炉烟气来预热燃料油，可降低系统能耗。

17、常规燃油预热装置通常采用电加热或者蒸汽加热的方式，均需额外消耗能量。燃油锅炉的排烟温度约200℃，烟气进入烟囱之前，依旧含大量可供利用的热能，本发明利用锅炉烟气来预热燃料油，可提高能源利用效率。

技术特征：

1.一种超稠油耦合异戊醇废液燃烧系统，其特征在于：主要包括超稠油储罐、异戊醇废液储罐、混合罐、搅拌器、一级加热器、二级加热器、油气分离器、尾气增压风机、锅炉、燃烧器、一级尾气喷口、二级尾气喷口以及烟囱；

2.根据权利要求1所述的一种超稠油耦合异戊醇废液燃烧系统，其特征在于：所述混合罐中的超稠油与异戊醇废液混合比例为3:1-1:2，所述超稠油在20℃下的粘度范围为50000-100000m pa·s。

3.根据权利要求1所述的一种超稠油耦合异戊醇废液燃烧系统，其特征在于：所述一级加热器为间接式换热器，采用锅炉尾部200℃左右的烟气作为热源。

4.根据权利要求1所述的一种超稠油耦合异戊醇废液燃烧系统，其特征在于：所述混合罐出口燃料油温度为105±5℃，所述混合罐顶部有尾气出口，一级加热过程中产生的低热值有机尾气送入锅炉燃烧。

5.根据权利要求1所述的一种超稠油耦合异戊醇废液燃烧系统，其特征在于：所述二级加热器采用电加热的方式，二级电加热后燃料温度为125±5℃。

6.根据权利要求1所述的一种超稠油耦合异戊醇废液燃烧系统，其特征在于：所述二级加热器后布置油气分离器，分离出的高热值有机尾气送入锅炉燃烧。

7.根据权利要求1所述的一种超稠油耦合异戊醇废液燃烧系统，其特征在于：所述锅炉上布置有燃烧器、一级尾气喷口以及二级尾气喷口。

8.根据权利要求7所述的一种超稠油耦合异戊醇废液燃烧系统，其特征在于：所述燃烧器采用顶置式，燃料油雾化方式采用高温蒸汽雾化，蒸汽压力为0.6mpa，温度为160℃。

9.根据权利要求7所述的一种超稠油耦合异戊醇废液燃烧系统，其特征在于：所述一级尾气喷口共由4个且分布于燃烧器周边，每个喷口与燃烧器轴线呈15°。

10.根据权利要求7所述的一种超稠油耦合异戊醇废液燃烧系统，其特征在于：所述二级尾气喷口位于离锅炉顶部1/4炉体总高度处，喷口整体呈环状布置，分为上层喷口小孔与下层喷口小孔，上下两层小孔交错布置，上层喷口小孔斜向上20°，下层喷口小孔斜向下20°，每个小孔直径5-10mm。

技术总结本发明涉及稠油燃烧领域，具体涉及一种超稠油耦合异戊醇废液燃烧系统。该系统主要包括原油储罐、异戊醇废液储罐、混合罐、一级加热器、二级加热器、油水分离器、锅炉，超稠油与异戊醇废液在混合罐内混合后被一级加热器加热至105±5℃，混合后的燃料通过油泵送入二级加热器加热至125±5℃，两级加热分离出的有机尾气分别送入锅炉燃烧，锅炉顶部布置燃烧器，混合后的燃料油经0.6Mpa蒸汽雾化后送入炉膛燃烧，炉膛上还布置有一级尾气喷口与二级尾气喷口，实现分级燃烧。本发明可有效避免超稠油由于雾化不良引起的燃烧不充分问题，同时处理了异戊醇废液。技术研发人员：盛易俊,黄坚,沈斌斌,邵盈盈受保护的技术使用者：克雷登热能设备（浙江）有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/8