[发明专利]用于火焰工艺加热器的膜温度优化器

说明书

提出了具有膜温度优化器的火焰加热器。火焰加热器用于加热火焰加热器内工艺线圈中的工艺流体。工艺线圈在出口处经受高温。膜温度优化器包括挡板或用于改变在线圈出口附近的工艺线圈周围的火焰加热气体的流动的装置。挡板位于工艺线圈出口附近。

优先权声明

本申请要求2015年6月30日提交的美国临时申请No.62/186717的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及用于化学工艺的火焰加热器。

背景

火焰加热器是化学工厂中常见的加工单元。火焰加热器将工艺流加热至反应温度，并为进行吸热反应的工艺料流提供热量。火焰加热器具有管的一般构造用于在壳内部承载工艺流体，其中燃烧器用于燃烧燃料以加热该管。

火焰加热器占据显著的空间，火焰加热器通常将工艺流体加热至所需温度以上。通过更复杂的工艺和化学工厂的工艺升级，需要新的构造来减少火焰加热器所占的面积，控制工艺流体的出口温度，并提供加热工艺流体的新效率。

概要

本发明是具有膜温度优化器的火焰加热器，用于限制加工单元加热线圈中的峰值温度。

本发明的第一实施方案是用于工艺火焰加热器的装置，包括具有侧面、上表面、下表面、燃烧流体入口和烟道气出口的壳；至少一个包括两个入口和一个出口的工艺线圈，设置在壳内并具有设置在壳的上表面的入口和出口；设置在壳侧面的至少两个燃烧器；以及至少两个设置在壳内并位于壳的上表面和燃烧器与工艺线圈出口之间的挡板。本发明的一个实施方案为从该段中第一实施方案开始的该段中先前实施方案中的一个、任何或所有，其中工艺线圈具有平行取向的三个管的构造，两个半圆形管状部分连接管的端部，使得管和管状部分形成W形线圈，两个入口管的一个端部与入口连接，中心出口管的一个端部与出口连接。本发明的一个实施方案为从该段中第一实施方案开始的该段中先前实施方案中的一个、任何或所有，其中上表面还包括在上表面上、壳内部并邻接挡板的耐火材料。本发明的一个实施方案为从该段中第一实施方案开始的该段中先前实施方案中的一个、任何或所有，其中壳具有基本上矩形棱柱形状，具有高度、深度和宽度，其中工艺线圈延伸高度的至少70％，工艺线圈跨越宽度布置，中心管沿着位于壳宽度中间的轴线排列，其中较小的管排列在壳半宽度距离的5％和95％之间的位置。本发明的一个实施方案为从该段中第一实施方案开始的该段中先前实施方案中的一个、任何或所有，还包括在上表面顶部的绝缘层。本发明的一个实施方案为从该段中第一实施方案开始的该段中先前实施方案中的一个、任何或所有，其中壳具有基本上矩形棱柱形状，具有高度、深度和宽度，其中燃烧器设置在壳宽度的相对侧面，其中燃烧器设置在距壳底部高度的10％内。本发明的一个实施方案为从该段中第一实施方案开始的该段中先前实施方案中的一个、任何或所有，其中壳具有基本上矩形棱柱形状，具有高度、深度和宽度，其中燃烧器设置在壳深度的相对侧面。本发明的一个实施方案为从该段中第一实施方案开始的该段中先前实施方案中的一个、任何或所有，其中挡板延伸距上表面高度的2％和15％之间。本发明的一个实施方案为从该段中第一实施方案开始的该段中先前实施方案中的一个、任何或所有，其中挡板延伸距上表面高度的2％和10％之间。本发明的一个实施方案为从该段中第一实施方案开始的该段中先前实施方案中的一个、任何或所有，其中挡板延伸距上表面高度的3％和9％之间。