无机复合或化学复合导热介质在加热炉中的使用方法 技术领域
本发明涉及一种化学复合导热介质在加热炉中的使用方法。
背景技术
多年来在石油和化工生产建设系统的加热中，一直沿用燃料或电加热，以水、水蒸气或导热油作为热传导介质，而水的起动温度(沸点)需要100℃，消耗的能源大，传热速度慢，传导热效率低，仅为43.75％，通常情况下不能把热量完全传导出来加以吸收，相反有很大一部分热量从烟道及炉体上损失掉了。而加热炉一般采用管式炉、火筒炉、水套炉及锅炉等。但管式炉由于烧蚀严重及局部过热及易发生爆管和起火现象。火筒炉的热效率低，使用范围窄，易发生爆炸，安全性差。水套炉的单台容量小，热效率低，内部腐蚀严重。锅炉的管理比较复杂，辅助设备多，需要经常对水进行处理，并要定期清洗。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种无机复合化学导热介质或化学复合导热介质在加热炉中的使用方法，它由复合介质的高温、低压蒸汽取代了水、水蒸气或导热油作为导热载体。该介质启动温度低，仅为55℃，节省了能源，热能传导速度快，传导速度在40cm/s以上，增加了热传递量，使热效率在85％以上，并减少了转化过程中消耗的能量，从而达到节能的目的。同时提高了炉子的抗冻能力。
本发明的第一种技术方案包括下列步骤：
(1)准备好加热炉，所述的加热炉包括炉体及烟囱，所述炉体内设置有锅筒，锅筒内设置有互相连接的燃烧道、火筒及烟道，所述烟道与烟囱相连接，上、下锅筒之间设置有锅筒连通管，所述火筒及烟道内分别设置有介质蒸汽喷管，所述炉体的下部设置有与锅筒相通的冷却介质入口，所述炉体的上部设置有与锅筒相通的介质蒸汽出口；
(2)将无机复合化学导热介质充入锅筒与火筒及烟道之间的空间，所述无机复合化学导热介质地加入量为系统空间容量的8～30％；
(3)启动加热装置，排除系统内部空气，使系统处于工作状态。
所述锅筒的直径为0.4～3m。
本发明的第二种技术方案包括下列步骤：
(1)准备好加热炉，所述的加热炉包括炉体及烟囱，所述炉体内的下部设置有互相连接的燃烧道、火筒及烟道，所述烟道与烟囱相连接，所述火筒及烟道内设置有介质蒸汽喷管，所述炉体内的上部设置有工作介质加热盘管，盘管的一端为工作介质入口，盘管的另一端为工作介质出口；
(2)将无机复合化学导热介质充入炉体内，所述无机复合化学导热介质的加入量为系统空间容量的8～30％；
(3)启动加热装置，排除系统内部空气，使系统处于工作状态。
本发明的第三种技术方案包括下列步骤：
(1)准备好加热炉，所述的加热炉包括炉体及烟囱，所述炉体内设置有锅筒，锅筒内设置有互相连接的燃烧道、火筒及烟道，所述烟道与烟囱相连接，上、下锅筒之间设置有锅筒连通管，所述火筒及烟道内分别设置有介质蒸汽喷管，所述炉体的下部设置有与锅筒相通的冷却介质入口，所述炉体的上部设置有与锅筒相通的介质蒸汽出口；
(2)将化学复合导热介质充入锅筒与火筒及烟道之间的空间，所述化学复合导热介质的加入量为系统空间容量的8～30％；
(3)启动加热装置，排除系统内部空气，使系统处于工作状态。
所述锅筒的直径为0.4～3m。所述化学复合导热介质中有机化学物质占1～50％，无机化学物质占50～99％。
本发明的第四种技术方案包括下列步骤：
(1)准备好加热炉，所述的加热炉包括炉体及烟囱，所述炉体内的下部设置有互相连接的燃烧道、火筒及烟道，所述烟道与烟囱相连接，所述火筒及烟道内设置有介质蒸汽喷管，所述炉体内的上部设置有工作介质加热盘管，盘管的一端为工作介质入口，盘管的另一端为工作介质出口；
(2)将化学复合导热介质充入炉体内，所述化学复合导热介质的加入量为系统空间容量的8～30％；
(3)启动加热装置，排除系统内部空气，使系统处于工作状态。
所述化学复合导热介质中有机化学物质占1～50％，无机化学物质占50～99％。
本发明的有益效果是：
1.通过改变炉内设计，提高了炉内传热能力1倍以上。因此比传统水套炉体积减小1/3，烟囱内的温度控制在160℃～180℃，减少了炉体的散热损失，使热效率在85％以上。如果使用密闭式燃烧器还可以采用预热二次风，使余热充分利用。
2.一次加入无机复合化学导热介质或化学复合导热介质，微真空密闭运行，介质基本不损失，无需更换。
3.与容器相容性好，基本不腐蚀、不结垢、不产生不凝气体、不冻、不燃，安全性能好，使用寿命长。特别适合超低温的环境使用。
4.可配用进口全自动燃烧器，也可配用低成本的大气式燃烧器。燃料适应性广，可燃天然气、原油、渣油、柴油、轻质油和煤等多种燃料。
附图说明
图1为本发明第一、第三种技术方案中加热炉的结构示意图；
图2为图1的左视图；
图3为本发明第二、第四种技术方案中加热炉的结构示意图；
图4为图3的左视图。
具体实施方式
在图1、2中，本发明所使用的加热炉包括介质蒸汽出口1、烟道2、上锅筒3、锅筒连通管4、燃烧道5、冷却介质入口6、火筒7、介质蒸汽喷管8、鞍座9、炉体10、烟囱11、下锅筒12。所述炉体10的下部设置有鞍座9，用于安放炉体。炉体10的体积根据不同的受热面积及所需热功率设置成不同的规格。炉子的热功率一般在40～3500千瓦。所述炉体10内设置有锅筒，设置在上面的为上锅筒3，设置在下面的为下锅筒12，所述的锅筒3、12的直径为0.4～3m。锅筒3、12内设置有互相连接的燃烧道5、火筒7及烟道2，所述烟道2与烟囱11相连接。本实用新型能够将烟囱的温度控制在160～180℃，因为烟囱的温度小于120℃时，烟囱的内部容易结露，造成烟囱内流水及锈蚀。而烟囱的温度大于180℃时，则消耗的热能大，热效率低。所述上、下锅筒3、12之间设置有锅筒连通管4，锅筒连通管4对上、下锅筒3、12起连通作用。所述火筒7及烟道2内分别设置有介质蒸汽喷管8。因为设置了介质蒸汽喷管8而减小了火筒的直径，也相对减小了炉体的体积。同时加大了火筒的受热面积，减小了热量的损失，使介质迅速升温。所述锅筒3、12与火筒7及烟道2之间的空间的容量为锅筒3、12容量的8～30％。所述炉体10的上部设置有与锅筒3、12相通的介质蒸汽出口1，介质蒸汽出口1与设置在工作介质存储罐上的介质蒸汽入口相接，对工作介质进行加热。设置在工作介质存储罐上的介质蒸汽出口与设置在炉体10下部的、与锅筒3、12相通的、冷却介质入口6相接，使已经冷却后变成液体的介质蒸汽回到锅筒内，往复循环。
将无机复合化学导热介质或化学复合导热介质充入锅筒3、12与火筒7及烟道2之间的空间内，无机复合化学导热介质或化学复合导热介质的加入量为系统空间容量的8～30％，所述化学复合导热介质中有机化学物质占1～50％，无机化学物质占50～99％。一次加入不需更换。启动点火装置，打开放气阀，排出系统内空气，使炉内在低压状态下运行。设置在燃烧道的热源将热能传给火筒、烟道及介质蒸汽喷管，使无机复合化学导热介质或化学复合导热介质受热后产生高温、低压蒸汽，蒸汽由设置在炉体10上部的介质蒸汽出口1排入工作介质加热罐内的散热盘管，对工作介质进行加热，冷却后的蒸汽变成液体，由工作介质加热罐内流回，通过冷却介质入口回到炉体10内，往复循环。
在图3、4中，本发明所使用的加热炉包括炉体10、工作介质加热盘管13、火筒7、烟道2、介质蒸汽喷管8、燃烧道5、烟囱11、工作介质入口14、工作介质出口15。所述炉体10内的下部设置有互相连接的燃烧道5、火筒7及烟道2，所述烟道2与烟囱11相连接，所述火筒7及烟道2内设置有介质蒸汽喷管8。因为设置了介质蒸汽喷管8而减小了火筒的直径，也相对减小了炉体的体积。同时加大了火筒的受热面积，减小了热量的损失，使介质迅速升温。所述炉体10内的上部设置有工作介质加热盘管13，盘管13的一端为工作介质入口14，需要加热的工作介质通过工作介质入口14进入工作介质加热盘管13内，当工作介质加热到所需温度后，由设置在炉体10上部的工作介质出口15输出。此炉体1内因为设置有工作介质加热盘管13，所以炉体比上一技术方案的炉体10大。
将无机复合化学导热介质或化学复合导热介质充入炉体内，无机复合化学导热介质或化学复合导热介质的加入量为系统空间容量的8～30％，所述化学复合导热介质中有机化学物质占1～50％，无机化学物质占50～99％。启动加热装置，打开放气阀，排出系统内空气，使炉内在低压状态下运行。设置在燃烧道的热源将热能传给火筒、烟道及介质蒸汽喷管，使无机复合化学导热介质或化学复合导热介质受热后产生高温、低压蒸汽，直接对工作介质加热盘管13内的工作介质进行加热。
下面各实施例采用上述的加热炉，燃料采用天然气，无机复合化学导热介质采用哈尔滨科技大学生产的ZGM。有关参数列表如下： 例1：使用图一 方案的炉子 例2：使用图二 方案的炉子 例3：使用图三 方案的炉子 例4：使用图四 方案的炉子加热炉额定热功率(千瓦) 100 200 2500 3500系统空间容量(立方米) 1.376 2.04 15.41 21.00ZGM(千克) 110 280 3080 6300产生的热效率(％) 85 86 89 90烟囱的温度(℃) 180 180 170 160工作介质进口温度(℃) 28 55 50工作介质出口温度(℃) 61 90 90导热介质进口温度(℃) 50导热介质出口温度(℃) 120
下面各实施例采用上述的加热炉，燃料采用天然气，化学复合导热介质采用哈尔滨科技大学生产的ZGM及乙二醇。有关参数列表如下：例1：使用图一方案的炉子例2：使用图二方案的炉子例3：使用图三方案的炉子例4：使用图四方案的炉子加热炉额定热功率(千瓦)10020025003500系统空间容量(立方米)1.3762.0415.4121.00ZGM(千克)104.525226185040乙二醇(千克)5.5284621260产生的热效率(％)85868990烟囱的温度(℃)180180170160工作介质进口温度(℃)285550工作介质出口温度(℃)619090导热介质进口温度计(℃)50导热介质出口温度(℃)120