阅读说明：本技术 一体式卧式多螺旋板余热回收加热炉干燥系统 (Integrated horizontal multi-spiral-plate waste heat recovery heating furnace drying system ) 是由 兰成均 黄凤 李芳娟 吴林 邹文径 于 2020-06-12 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种一体式卧式多螺旋板余热回收加热炉干燥系统,包括一体式卧式多螺旋板余热回收加热炉、干燥风进口过渡段、气流干燥设备、引风机控制系统、助燃风配线系统、催化剂进料系统。本发明加热炉燃烧产生的高温空气直接进入气流干燥设备进行干燥催化剂、其高温所产生的的余热有效提高加热炉燃烧器的助燃空气温度、节省设备建造投资的同时使得装置实现节能降耗、绿色环保。采用“冷壁+热壁”技术,既采用非金属耐火内衬降低加热炉炉体壁温,又有效利用加热炉炉体余热进行回收利用,降低设备整体重量,节省设备及结构投资。本发明能提高传热、传质系数,加快物流干燥速度,有效降低气流干燥设备直管长度等。(The invention discloses an integrated horizontal multi-spiral-plate waste heat recovery heating furnace drying system which comprises an integrated horizontal multi-spiral-plate waste heat recovery heating furnace, a drying air inlet transition section, an airflow drying device, an induced draft fan control system, a combustion air distribution system and a catalyst feeding system. The high-temperature air generated by the combustion of the heating furnace directly enters the airflow drying equipment to dry the catalyst, and the waste heat generated by the high temperature effectively improves the temperature of the combustion air of the burner of the heating furnace, saves the construction investment of the equipment, and simultaneously realizes energy conservation, consumption reduction and environmental protection. By adopting the technology of 'cold wall and hot wall', the wall temperature of the furnace body of the heating furnace is reduced by adopting the non-metal refractory lining, the waste heat of the furnace body of the heating furnace is effectively utilized for recycling, the whole weight of the equipment is reduced, and the equipment and the structure investment are saved. The invention can improve the heat transfer and mass transfer coefficients, accelerate the drying speed of the material flow, effectively reduce the length of the straight pipe of the air flow drying equipment, and the like.)

一体式卧式多螺旋板余热回收加热炉干燥系统

技术领域

本发明属于干燥系统技术领域，特别涉及裂化制备催化剂装置及类似装置通过液态、气态或气液混合燃料的燃烧提供干燥空气来干燥催化剂产品的一体式卧式多螺旋板余热回收加热炉干燥系统。

背景技术

裂化催化剂是重油加工过程中使用的一种重要的催化剂，其功能是把渣油和重油裂化成汽油、柴油等轻质燃料油及其他化工原料。裂化催化剂一般由高岭土、氧化铝和分子筛组成，其制备过程包括胶体制备、喷雾干燥、洗涤和干燥，最终得到产品。催化剂的颗粒分布一般为0～150μm，中位粒径为70μm左右，其产品的干燥需要高温空气进行干燥焙烧。

目前，现有技术的余热回收设备与加热炉本体为二个独立的设备，建设投资大，现有技术的余热回收加热炉余热回收效率较低，使得加热炉燃料耗量大，污染环境。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种余热回收与加热炉本体为一体式、加热炉燃烧产生的高温空气直接进入气流干燥设备进行干燥催化剂、其高温所产生的的余热有效提高加热炉燃烧器的助燃空气温度、节省设备建造投资的同时使得装置实现节能降耗、绿色环保的一体式卧式多螺旋板余热回收加热炉干燥系统。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种一体式卧式多螺旋板余热回收加热炉干燥系统，包括一体式卧式多螺旋板余热回收加热炉、干燥风进口过渡段、气流干燥设备、引风机控制系统、助燃风配线系统、催化剂进料系统，催化剂进料系统设置在气流干燥设备上；

所述一体式卧式多螺旋板余热回收加热炉包括供热系统、卧式炉体、若干个螺旋板、冷空气入口过滤器、后分配器，卧式炉体包括从左至右依次相连通的高温空气前段、高温空气锥段、高温空气后段，高温空气前段的截面直径大于高温空气后段的截面直径，卧式炉体的外部套设有卧式炉体外夹套，卧式炉体的外壁与卧式炉体外夹套的内壁围合形成余热回收腔体，余热回收腔体靠近高温空气前段一侧的端面上设有冷空气入口过滤器，卧式炉体外夹套上等距设置有若干个螺旋板且螺旋板处于余热回收腔体内，使得进入余热回收腔体内的冷空气呈螺旋状流动，螺旋板与卧式炉体的外壁之间设有一定的间隙，卧式炉体外夹套的侧面对应高温空气后段处设有与余热回收腔体内部相连通的助燃空气出口，余热回收腔体内对应助燃空气出口的前端设有后分配器，卧式炉体的一侧端面设有封盖，封盖的中间安装有与卧式炉体内部相连通的供热系统，供热系统上设有第一助燃空气入口，封盖的四周设有环形气包箱，封盖上周向均匀分布设有一组圆形通孔，环形气包箱通过圆形通孔与高温空气前段的内部相连通，环形气包箱的侧面设有与环型气包箱内部相连通的第二助燃空气入口，助燃空气出口与引风机控制系统相连通，引风机控制系统通过助燃风配线系统与第一助燃空气入口和第二助燃空气入口相连通，高温空气后段远离高温空气锥段的那端设有高温空气出口，高温空气出口通过干燥风进口过渡段与气流干燥设备相连通；

所述气流干燥设备包括气体旋流直管式催化剂干燥装置和气流倾斜管，气流倾斜管的一端与气体旋流直管式催化剂干燥装置相连通，另一端与气固分离系统相连通。

在其中一个实施例中，气体旋流直管式催化剂干燥装置包括气流干燥直管、第一干燥气流强化器和第二干燥气流强化器，气流干燥直管的一端与干燥风进口过渡段相连通，另一端与气流倾斜管相连通，气流干燥直管的侧面设有催化剂进料系统，气流干燥直管内对应催化剂进料系统的下部和上部分别设有第一干燥气流强化器和第二干燥气流强化器。

在其中一个实施例中，卧式炉体的内壁上设有非金属耐火内衬。

在其中一个实施例中，卧式炉体的底部设有鞍座支撑；

所述鞍座支撑包括内部支撑部分和外部支撑架，外部支撑架设置在卧式炉体外夹套外的底部，内部支撑部分设置在余热回收腔体内对应外部支撑架的正上方，内部支撑部分为圆弧形；

内部支撑部分包括从上至下依次设置的上顶板、中间支撑板、下底板，中间支撑板上均匀分布设置有一组长圆形通孔。

在其中一个实施例中，所述催化剂进料系统包括螺旋输送机。

在其中一个实施例中，所述供热系统为燃烧器。

在其中一个实施例中，所述气体旋流直管式催化剂干燥装置还包括立式支撑组件，气流干燥直管上设有立式支撑组件。

在其中一个实施例中，所述气流倾斜管上设有至少二个卧式支撑组件，且气流倾斜管上对应各卧式支撑组件之间设有波形补偿器。

在其中一个实施例中，高温空气前段的侧面设有检修人孔，高温空气锥段上设有安全装置和第一温度计口，高温空气后段上设有放空口和第二温度计口。

本发明的优点及有益效果：

本发明供热系统所提供的高温空气直接进入气流干燥设备用于干燥催化剂，其高温产生的余热用于提高燃烧器的助燃空气温度，从而节省能源，实现装置节能降耗。

1. 本发明的余热回收（卧式炉体外夹套）与加热炉本体（卧式炉体）为一体式结构，优化干燥系统设备结构与系统平面布置。

2. 本发明的一体式卧式多螺旋板余热回收加热炉采用“冷壁+热壁”技术，既采用非金属耐火内衬降低加热炉炉体壁温，又有效利用加热炉炉体余热进行回收利用，降低设备整体重量，节省设备及结构投资。

3. 本发明一体式卧式多螺旋板余热回收加热炉的余热回收腔体内设置多个螺旋板（螺旋板起导流作用），冷空气进口段（即余热回收腔体靠近高温空气前段一侧的端面上）设置冷空气入口过滤器、热空气出口段（即余热回收腔体内对应助燃空气出口的前端）设置后分配器，提高换热效率，减少鞍座支撑的内部支撑部分的局部高热死区，充分利用余热，优化装置能耗。

4. 本发明螺旋板设置在卧式炉体外夹套上，螺旋板与卧式炉体的外壁存在一定间隙，可使卧式炉体外表面保持流体流通状态，强化传热面积，有效提高助燃空气温度，实现装置节能减排。

5．本发明气流干燥设备中的气体旋流直管式催化剂干燥装置采用的是实用新型CN201320115853.0 “气体旋流直管式催化剂干燥装置”中的专利技术，使干燥热源在直管中旋流和上升气流同时存在，增强气流间、气流与物流间相互湍动，形成涡流硫化干燥，提高传热、传质系数，加快物流干燥速度，有效降低气流干燥设备直管长度等。

6本发明气流干燥设备内催化剂通过气体旋流直管式催化剂干燥装置，物料因受到离心、剪切、碰撞而被细化，呈高度分散状态，气固两项相对速度较大，强化传质与传热，干燥时间短，避免物料别过度干燥。干燥热源通过气流干燥设备产生强烈的旋转运动，对气流干燥设备器壁上的物料产生强烈的冲刷作用，消除催化剂粘壁现象，并且可以通过干燥温度控制产品湿含量。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明中的一体式卧式多螺旋板余热回收加热炉的结构示意图。

图3为图2的左视图。

图4为图2的右视图。

图5为图2中的A向视图。

图6为图2中的B-B剖视图。

图7为图2中的C-C剖视图。

图8为图2中的供热系统的结构示意图。

图9为气流干燥设备的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行全面的描述。附图中给出了本发明的首选实施例。但是，本发明可以以许多不同形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“设置”在另一个元件，它可以是直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是与另一个元件“相连”，它可以是直接连接到另一个元件，或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本文所实用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

实施例1

请参阅图1至图9，一种一体式卧式多螺旋板余热回收加热炉干燥系统，包括一体式卧式多螺旋板余热回收加热炉1、干燥风进口过渡段2、气流干燥设备3、引风机控制系统4、助燃风配线系统5、催化剂进料系统6。催化剂进料系统6设置在气流干燥设备3上。

如图2至图8，一体式卧式多螺旋板余热回收加热炉1包括供热系统7、卧式炉体8、若干个螺旋板9、冷空气入口过滤器10、后分配器11。

其中，如图2，卧式炉体8包括从左至右依次相连通的高温空气前段12、高温空气锥段13、高温空气后段14，高温空气前段12的截面直径大于高温空气后段14的截面直径。

具体的如图2至图8，卧式炉体8的外部套设有卧式炉体外夹套15。卧式炉体8与卧式炉体外夹套15为一体式结构。卧式炉体8的外壁与卧式炉体外夹套15的内壁围合形成余热回收腔体16。余热回收腔体16靠近高温空气前段12一侧的端面上设有冷空气入口过滤器10。卧式炉体外夹套15上等距设置有若干个螺旋板9且螺旋板9处于余热回收腔体16内，使得进入余热回收腔体16内的冷空气呈螺旋状流动。螺旋板9与卧式炉体8的外壁之间设有一定的间隙17如图7。卧式炉体外夹套15的侧面对应高温空气后段14处设有与余热回收腔体16内部相连通的助燃空气出口18。余热回收腔体16内对应助燃空气出口18的前端（前端指的是图2中助燃空气出口18的的左端）设有后分配器11。卧式炉体8的一侧端面设有封盖20，封盖20的中间安装有与卧式炉体8内部相连通的供热系统7。供热系统7上设有第一助燃空气入口22。如图2和图3，封盖20的四周设有环形气包箱23，封盖20上周向均匀分布设有一组圆形通孔24，环形气包箱23通过圆形通孔24与高温空气前段12的内部相连通。环形气包箱23的侧面设有与环型气包箱23内部相连通的第二助燃空气入口25。如图1和图2，助燃空气出口18与引风机控制系统4相连通，引风机控制系统4通过助燃风配线系统5与第一助燃空气入口22和第二助燃空气入口25相连通。高温空气后段14远离高温空气锥段13的那端设有高温空气出口26，高温空气出口26通过干燥风进口过渡段2与气流干燥设备3相连通。

如图9，所述气流干燥设备3包括气体旋流直管式催化剂干燥装置和气流倾斜管27，气流倾斜管27的一端与气体旋流直管式催化剂干燥装置相连通，另一端与气固分离系统相连通。

如图9，气体旋流直管式催化剂干燥装置包括气流干燥直管28、第一干燥气流强化器29和第二干燥气流强化器30，气流干燥直管28的一端与干燥风进口过渡段2相连通，另一端与气流倾斜管27相连通。气流干燥直管28的侧面设有催化剂进料系统6，气流干燥直管28内对应催化剂进料系统6的下部和上部分别设有第一干燥气流强化器29和第二干燥气流强化器30。第一干燥气流强化器29、第二干燥气流强化器30均包括有内、外筒体和设置在内、外筒体内的旋流片，各旋流片呈α角安装于相应强化器上，且第一干燥气流强化器上的旋流片与第二干燥气流强化器上的旋流片结构相同或者相异，安装角度和方向相反。由于本发明气体旋流直管式催化剂干燥装置采用的是实用新型CN201320115853.0 “气体旋流直管式催化剂干燥装置”中的专利技术，因此，在此不作进一步的阐述。

如图2，卧式炉体8的内壁上设有非金属耐火内衬31。

具体的，如图2，卧式炉体8的底部设有鞍座支撑32。

如图2、图6，鞍座支撑32包括内部支撑部分和外部支撑架33，外部支撑架33设置在卧式炉体外夹套15外的底部，内部支撑部分设置在余热回收腔体16内对应外部支撑架33的正上方。内部支撑部分为圆弧形。

内部支撑部分包括从上至下依次设置的上顶板34、中间支撑板35、下底板36。中间支撑板35上均匀分布设置有一组长圆形通孔37。

其中，催化剂进料系统6包括螺旋输送机。所述供热系统7为燃烧器。

如图9，气体旋流直管式催化剂干燥装置还包括立式支撑组件38，气流干燥直管28上设有立式支撑组件38。气流倾斜管27上设有至少二个卧式支撑组件39，且气流倾斜管27上对应各卧式支撑组件39之间设有波形补偿器40。

如图2，高温空气前段12的侧面设有检修人孔41，高温空气锥段13上设有安全装置42和第一温度计口43，高温空气后段14上设有放空口44和第二温度计口45。

本实施例1燃料油或燃料气通过上述一体式卧式多螺旋板余热回收加热炉1燃烧后使加热炉炉膛（即卧式炉体8）内温度达到700℃左右，加热后的热空气与烟气（即高温空气）通过干燥风进口过渡段2以15～25m/s的速度进入气流干燥设备3，干燥热源（指的是高温空气）与待干燥催化剂混合以后介质平均温度约200℃左右，平均流速约为10m/s；干燥合格的催化剂以150～200℃的温度进入气固分离系统。同时冷空气通过冷空气入口过滤器10上的过滤孔进入余热回收腔体16内，通过余热回收腔体16由常温加热到150℃后再依次通过后分配器11上的分配通孔、助燃空气出口18经引风机控制系统4通过助燃风配线系统5送至第一助燃空气入口22和第二助燃空气入口25，用于供热系统7燃料燃烧用。其中，从第二助燃空气入口25进入的150℃空气首先进入环形气包箱23内，然后通过封盖上的圆形通孔24进入高温空气前段12内供供热系统7燃烧用。

本实施例1催化剂滤饼以大于55%的固含量通过催化剂进料系统6（螺旋输送机）输送至气流干燥设备3内，通过气流干燥设备3使其分散并与700℃左右、15～25m/s 的干燥热源充分混合，物料中湿分在气流干燥设备中完全蒸发，催化剂物料进口段以上干燥介质平均温度约为200℃、平均流速约为10m/s，物料被干燥热风携带在气流干燥器内旋转上升，干燥合格后催化剂固含量大于90%，催化剂最大粒径为159μm，平均粒径为75μm，湿分合格的物料以150～200℃的温度通过干燥室最后被气流带进气固分离系统进行分离与收集，整个系统操作过程中均为微负压操作。

本发明的优点及有益效果：

本发明供热系统所提供的高温空气直接进入气流干燥设备用于干燥催化剂，其高温产生的余热用于提高燃烧器的助燃空气温度，从而节省能源，实现装置节能降耗。

1. 本发明的余热回收（卧式炉体外夹套）与加热炉本体（卧式炉体）为一体式结构，优化干燥系统设备结构与系统平面布置。

2. 本发明的一体式卧式多螺旋板余热回收加热炉采用“冷壁+热壁”技术，既采用非金属耐火内衬降低加热炉炉体壁温，又有效利用加热炉炉体余热进行回收利用，降低设备整体重量，节省设备及结构投资。

3. 本发明一体式卧式多螺旋板余热回收加热炉的余热回收腔体内设置多个螺旋板（螺旋板起导流作用），冷空气进口段（即余热回收腔体靠近高温空气前段一侧的端面上）设置冷空气入口过滤器、热空气出口段（即余热回收腔体内对应助燃空气出口的前端）设置后分配器，提高换热效率，减少鞍座支撑的内部支撑部分的局部高热死区，充分利用余热，优化装置能耗。

4. 本发明螺旋板设置在卧式炉体外夹套上，螺旋板与卧式炉体的外壁存在一定间隙，可使卧式炉体外表面保持流体流通状态，强化传热面积，有效提高助燃空气温度，实现装置节能减排。

5．本发明气流干燥设备中的气体旋流直管式催化剂干燥装置采用的是实用新型CN201320115853.0 “气体旋流直管式催化剂干燥装置”中的专利技术，使干燥热源在直管中旋流和上升气流同时存在，增强气流间、气流与物流间相互湍动，形成涡流硫化干燥，提高传热、传质系数，加快物流干燥速度，有效降低气流干燥设备直管长度等。

6本发明气流干燥设备内催化剂通过“气体旋流直管式催化剂干燥装置”专利设备，物料因受到离心、剪切、碰撞而被细化，呈高度分散状态，气固两项相对速度较大，强化传质与传热，干燥时间短，避免物料别过度干燥。干燥热源通过气流干燥设备产生强烈的旋转运动，对气流干燥设备器壁上的物料产生强烈的冲刷作用，消除催化剂粘壁现象，并且可以通过干燥温度控制产品湿含量。

以上所述实施例仅表达了本发明的一种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。