甲醇供热装置.pdf

本发明涉及化工的技术领域，公开了甲醇供热装置，包括用于储存并输出甲醇的储料装置、用于将甲醇气化的气化装置和用于燃气供热的燃烧装置，所述储料装置、气化装置以及燃烧装置之间通过总管道依次连通，所述气化装置包括用于反应气化甲醇的反应罐以及利用燃烧所述反应罐气化后的甲醇为所述反应罐供热的热循环装置。本发明中的甲醇供热装置，其反应罐在热循环装置的供热下，可以提供稳定的高压高温环境，将甲醇和杂质气化成为混合燃气，输送至燃烧装置燃烧供热。这种方式对甲醇的纯度要求低，而且气态的甲醇燃气程度高，不会产生甲醛气体，较为环保。

权利要求书
1.  甲醇供热装置，其特征在于，包括用于储存并输出甲醇的储料装置、用 于将甲醇气化的气化装置和用于燃气供热的燃烧装置，所述储料装置、气化装 置以及燃烧装置之间通过总管道依次连通，所述气化装置包括用于反应气化甲 醇的反应罐以及利用燃烧所述反应罐气化后的甲醇为所述反应罐供热的热循环 装置。

2.  如权利要求1所述的甲醇供热装置，其特征在于，所述热循环装置包括 进气管、用于燃气供热的加热罐和充有热媒的传热管道，所述进气管道连通至 所述气化装置与所述燃烧装置之间的所述总管道上，所述传热管道缠设于所述 反应罐和所述加热罐内壁。

3.  如权利要求2所述的甲醇供热装置，其特征在于，所述进气管道通过外 接进气管道与外部煤气接口连接。

4.  如权利要求1所述的甲醇供热装置，其特征在于，于所述气化装置与所 述燃烧装置之间的总管道上，连接有用于向所述反应罐充入惰性气体的保护分 管道。

5.  如权利要求1所述的甲醇供热装置，其特征在于，所述储料装置包括储 料罐，所述储料罐上设有冷凝回收甲醇蒸汽的挥发气回收装置。

6.  如权利要求1所述的甲醇供热装置，其特征在于，所述气化装置包括设 置在所述反应罐上的泄压阀、用于检测所述反应罐内部压强和温度的监控表以 及总控芯片，所述储料装置与所述气化装置之间的总管道上设有用于控制甲醇 供量的供料阀，所述监控表和所述供料阀电连接于所述总控芯片。

7.  如权利要求1所述的甲醇供热装置，其特征在于，于所述气化装置和所 述燃烧装置之间的总管道上设有燃气降温结构、gas速截止阀、流量计、减稳 压结构和用于检测前后密闭性的双密闭阀，所述进气管道连接在所述减稳压机 构和所述双密闭阀之间的所述总管道上。

8.  如权利要求1所述的甲醇供热装置，其特征在于，所述燃烧装置为热风 炉、工业窑炉或工业锅炉，于所述燃烧装置排放端，设有二氧化碳回收装置。

9.  如权利要求8所述的甲醇供热装置，其特征在于，所述二氧化碳回收装 置包括通过回收管道依序连通的降温装置、过滤装置、变压吸附装置和提纯装 置。

10.  如权利要求9所述的甲醇供热装置，其特征在于，于所述降温装置前 端连接处的所述回收管道上，连接有用于排出二氧化碳的旁通管道，所述降温 装置设有用于输出余热的余热管道。

说明书甲醇供热装置
技术领域
本发明涉及化工的技术领域，尤其涉及甲醇供热装置。
背景技术
我国是一个甲醇生产大国，国内甲醇产业存在产能过剩的问题。根据统计 数据显示，去年我国甲醇产能达到5149.1万吨，产量3129万吨，装置开工负 荷只有60.8%，产能过剩问题突出。同时，在部分行业，例如化工厂、化肥厂 的生产过程中，会大量产生粗醇、废醇（纯度为55%-75%的甲醇）等伴生产品， 这类粗醇、废醇纯度较低，提纯成本高，无法直接应用。并不在统计数据内。 如果将粗醇、废醇的相关数据统计在内，可以得出结论，目前我国甲醇产能过 剩问题凸出，甲醇尤其是纯度不高的粗醇、废醇无法充分利用。
另一方面，现代社会能源和污染问题凸出，而甲醇在理论上是清洁能源， 如果应用于工业燃烧中，既能解决能源和污染的问题，又解决了甲醇产能过剩， 利用率低的问题，提供了一种廉价的清洁能源。
但实际上，现有技术中甲醇燃烧的方式是先经过机械雾化，然后进行燃烧， 这种技术存在着很多问题：首先，因雾化方式导致其燃烧不完全，不仅燃烧时 温度不足，而且会产生甲醛等有害气体，污染环境；其次，这种应用方式只能 使用精醇(纯度≥95%)作为燃料，而精醇价格较高，低纯度甲醇虽然价格较低， 但是需要提纯后才能使用，提纯成本很高，没有使用价值。如何将除精醇以外 的其他纯度的甲醇应用于工业燃烧中，并且解决燃烧不足的问题，是目前工业 上的一个重要技术研究方向。
发明内容
本发明的目的在于提供甲醇供热装置，旨在解决现有技术中甲醇在工业燃 烧的应用中成本较高，燃烧供热不足，而且污染环境的问题。
本发明是这样实现的，甲醇供热装置，包括用于储存并输出甲醇的储料装 置、用于将甲醇气化的气化装置和用于燃气供热的燃烧装置，所述储料装置、 气化装置以及燃烧装置之间通过总管道依次连通，所述气化装置包括用于反应 气化甲醇的反应罐以及利用燃烧所述反应罐气化后的甲醇为所述反应罐供热的 热循环装置。
与现有技术相比，本发明中的甲醇供热装置，其气化装置可以提供特殊的 气压、温度等条件，将含有杂质的甲醇气化成为混合燃气，输送至燃烧装置燃 烧供热。由于在燃烧装置中燃烧的是混合燃气，相对雾化甲醇，其燃烧程度高， 不会产生甲醛，而且甲醇中的杂质（各种醇、水等有机物）一同气化燃烧，燃 料不仅限于精醇，可以使用成本更低的粗醇、废醇做燃料。
附图说明
图1为发明实施例提供的甲醇供热装置的连接结构示意图；
图2为发明实施例中的二氧化碳回收装置框体示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实 施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅 仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
以下结合具体附图对本实施例的实现进行详细的描述。
如图1所示，甲醇供热装置1，包括通过总管道15依次连通的储料装置11、 气化装置12和燃烧装置13。其中储料装置11用于储存并输出甲醇，气化装置 12可将甲醇气化，然后输送至燃烧装置13，进行燃气供热。气化装置12包括 用于反应气化甲醇的反应罐122和热循环装置121。热循环装置121通过燃烧 气化装置12产生的气化后的甲醇，为反应罐122供热。
在工业工人中，甲醇从储料装置11通过总管道15进入气化装置12的反应 罐122内，在热循环装置121的供热条件下，反应罐122内形成一个高温高压 的环境，将甲醇以及甲醇中混合的杂质一同气化，形成由氢气、氧气、气态甲 醇等多种气体组成的混合燃气，混合燃气一部分通过总管道15输出至燃烧装置 13，燃烧进行供热，完成从甲醇到供热的全过程，另一部分输送至热循环装置 121中，通过燃烧为反应罐122供热，反应罐122继续将甲醇反应气化。本实 施例中的甲醇供热装置1，通过对反应罐122的温度、压强、进料等综合控制， 将混合有杂质的甲醇转化为混合燃气，然后燃烧混合燃气进行供热。相对于雾 化甲醇（液态甲醇小颗粒），混合气体容易完全燃烧，不仅能提供了更多的热 量，同时不会产生甲醛等有害气体。另一方面，本实施例中的甲醇供热装置1， 其对甲醇纯度要求不高，不仅可以采用精醇，而且可以采用粗醇、废醇作为燃 料，进行反应供热，不仅降低了用料成本，同时解决了我国工业生产甲醇，尤 其是粗醇、废醇产能过剩，浪费资源的问题。
本实施例中的甲醇供热装置1燃料价格低廉，燃烧产物清洁不污染环境， 内部形成供热循环，节省能源，对于环境和能源问题，提供了一个较佳的解决 方案。
如图1所示，热循环装置121包括进气管道152、加热罐1211和供热管道 1213。进气管道152连通至气化装置12与燃烧装置13之间的总管道15上。供 热管道1213内部充有热媒，并缠设在加热罐1211和反应罐122内壁。
加热罐1211使用反应罐122产生的混合燃气进行燃烧供热，加热供热管道 1213内部的热媒，热媒流动后将热量传输到对反应罐122内，为甲醇的气化过 程供热，形成完整的供热循环，自给自足，节省能源。传热管道1213还连接有 热媒储缸1212，用于储存热媒，热媒可以采用例如水、油等。
进气管道152还连通有另一支外接进气管道1521，外接进气管道1521连 接至外界的煤气接口。加热罐1211可以接入外界煤气，在整套设备尚未开始运 行之前，通过燃烧外接的煤气进行冷启动，可开避免了反应开始前没有混合燃 气，热循环装置121无法供热的问题。待反应正常化，反应罐122开始产出足 够的混合燃气后，则切断外界进气管道152，开始自给自足的供热反应。
于气化装置12与燃烧装置13之间的总管道15上，连接有用于向反应罐 122充入惰性气体的保护分管道153，保护管道153上设有监控表124。在反应 罐122停止生产的时候，充入惰性气体，避免氧气等其他气体进入反应罐122， 影响下次生产时内部的气体环境。一方面保护了反应装置反应罐122，另一方 面尽可能减少了环境对甲醇气化的影响。
如图1所示，储料装置11包括储料罐111，储料罐111设有挥发气回收结 构1111和超声波液位结构112。储料罐111中的甲醇液面下降后，为了保持罐 内压强，需要预留进气口。而罐内留空的部分可能会有一部分甲醇蒸汽，这部 分甲醇蒸汽可能从进气口散发出，不仅造成原料浪费，而且可能引发安全事故， 本实施例中在储料罐111上设置的挥发气回收结构1111带有冷凝功能，既能实 现进气的功能，当甲醇蒸汽通过时，会降温冷凝为液态甲醇，流回储料罐111 中。超声波液位结构112可以探测储料罐111内部的液面位置，便于估计余料 量。。在储料装置11输出端的总管道151上，还设有预处理结构113，对甲醇 原料进行初步预处理，便于后续的加工。
如图1所示，气化装置122包括设置在反应罐122上的泄压阀125和用于 检测内部压强和温度的监控表124以及总控芯片，储料装置11与气化装置12 之间的总管道15上设有用于控制甲醇供量的供料阀151。监控表124可以随时 监控反应罐122内部的压强和温度，然后调节热循环装置121的供热和供料阀 151，再配合泄压阀125来保持反应罐122内部能处于最佳的理化反应环境中， 稳定的将甲醇转化为混合燃气。控制过程可以利用人工监控，也可以通过预先 设置总控芯片内部软件，进行全自动控制，使整个甲醇供热装置1更加自动化。
在气化装置12和燃烧装置13之间的总管道15上，设有燃气降温结构1231、 gas速截止阀1232、流量计1233、减稳压结构1234和用于检测前后密闭性的 双密闭阀131，进气管道152连接在减稳压机构1234和双密闭阀131之间的总 管道15上。在混合燃气从气化装置12输出，进入燃烧装置之前，经过燃气降 温结构1231的降温和减稳压结构1234的减压，使其处于较稳定安全的环境， 流量计1233可以检测混合燃气的流量，配合供料阀151，能监控甲醇的实际进 料量和产出量。gas速截止阀1232的作用是当经过的混合燃气流速过快时自动 截止，以避免有部位发生破损而继续输气，造成安全事故。双密闭阀131可以 在启动前检测阀门密闭性，在确定了气化装置12和燃烧装置13都没有发生漏 气的情况下，才开通，允许混合燃气通过，进入燃烧装置13，多重安全检测结 构为燃烧环境提供了安全的使用环境。
本实施中的燃烧装置13前还设有二次火焰监测装置132，当燃烧装置13 的燃烧程序启动，双密闭阀131性测试通过后，进入点火程序时，二次火焰监 测装置132中的第一次，将以紫外红检测方式对点火火焰是否形成进行检测， 检测到火焰形成后，进入小火程序同时进行第二次火焰离子检测，二次检测皆 通过后，燃烧装置13根据负荷需求进入自动运行状态，二次火焰监测装置 132(紫外线及火焰电离监控)，极大的保障了运行安全性，由PLC及固化程序 的燃烧程序控制器共同完成。
燃烧装置13为热风炉、工业窑炉或工业锅炉，于燃烧装置13的排放端， 设有二氧化碳回收装置14。这三种炉均为现有技术中常见的燃烧耗能装置，经 过实际的实验和检测，混合燃气的温度可以超过1500℃(1300)，能满足绝大多 数的工业燃烧供能需要。在燃烧装置13的排放段设置的二氧化碳回收装置14， 可以回收尾气，节能减排。
如图2所示，本实施例中的二氧化碳回收装置14包括依次通过回收管道 154连通的降温装置141、过滤装置142、变压吸附装置143、提纯装置144。 从燃烧装置13排出的二氧化碳经过降温、过滤、变压吸附杂质、提纯后，纯度 可以达到食品级（纯度≥98%），食品级的二氧化碳可以作为工业原料储存出 售，应用于汽水等行业中，减少排放，同时增加了盈利。
于降温装置141前端连接处的回收管道154上，连接有用于排出二氧化碳 的旁通管道1541，降温装置141设有用于输出余热的余热管道1542。由于从燃 烧装置13排出的二氧化碳温度较高，在降温中，会释放大量的热量，余热管道 1542可以将这部分热量输出至其他需要供热的部分，例如供热循环装置121或 者工厂的其他地方，将余热充分再利用。
本实施例中的甲醇供热装置1，通过控制反应罐122内部的理化条件，将 甲醇和杂质气化为混合燃气，进行燃烧，其燃烧程度高，供热效果好，成本低， 同时解决了我国甲醇产能过剩、粗醇废醇利用程度低等问题。其内部通过混合 燃气供热，自给自足，在总控芯片的控制下能自动完成气化过程。最后排放二 氧化碳经过回收后生产成为食品级二氧化碳，变废为宝，降低了排放提高了盈 利，回收的过程还能回收一部分余热。整个甲醇供热装置1环保节能，成本低， 效率高，在环境能源问题日益凸显的现代，有积极的实用意义。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发 明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明 的保护范围之内。