[发明专利]用于在炉上游预热流体的方法

说明书

一种用于在炉上游间接地预热流体40的方法，其中通过经由腔室20中的介质31与从该炉排出的烟气10进行间接热交换来预热该流体，并且其中基于以下温度中的至少一个来调整该腔室20中的介质31的流速：这些排出的烟气10的温度、该腔室20中的介质32的温度、被预热的流体42的温度、以及将这些排出的烟气31与该腔室20中的介质31分开的壁21的温度。

本发明涉及在炉上游通过与从炉中排出的烟道气体进行热交换来预热流体。

液化空气(Air Liquide)公司已经开发出一种在炉中的氧燃料燃烧技术并使其工业化，根据该技术，用于燃烧的氧气以及在适当情况下燃料通过与从炉中排出的烟道气体进行间接热交换而在炉的上游被预热。

直接热交换与间接热交换之间有所区别。

在直接热交换期间，利用更热的流体通过跨越将待加热的流体与该更热的流体隔开的壁进行热交换来加热流体。

间接热交换应被理解成是指经由中间流体在两个步骤的直接交换中进行的热交换。

因此，在液化空气公司的已知氧燃料燃烧技术中：

·在第一步骤中，通过跨越第一壁与烟道气体进行直接热交换来加热中间流体，以及

·在第二步骤中，通过跨越第二壁与在第一步骤中加热的中间流体进行直接热交换来预热用于燃烧的氧气(以及在适当情况下燃料)。

WO 2006/054015在用于燃烧炉的交换器的背景下具体地描述这样的技术。

这种技术的开发已证明，在持续操作且没有频繁地显著更改炉的操作模式并且不断地产生足以将氧气和/或燃料预热到期望温度的热烟道气体流的炉的情况下，它实现相当大的效率节约。因此，由这样的炉产生的烟道气体的流速和温度在炉的操作期间通常不会显著或突然改变。

间接热交换也在具有燃烧器的水锅炉领域中已知，见EP-A-0231962，并且还在用于锅炉的烟道气体的残热回收的热交换器领域中已知，见CN-U-201680745。

本发明的目标是提供一种基于上述原理的间接预热技术，该间接预热技术更适合于产生热烟道气体且这些烟道气体的流速和/或温度在炉的操作期间显著地改变的炉。

分批式炉的情况尤其是这样，这些分批式炉的燃烧和因此热烟道气体的产生在炉的两个活动阶段之间的炉的关闭阶段期间被中断并且根据炉的活动阶段而改变。

出于这个目的，本发明提出一种用于在炉上游通过与经由管道从炉中排出的烟道气体进行热交换来预热流体的改进方法。

根据这种方法，液体或气体介质以第一流速穿过腔室。这个介质用作热烟道气体与待预热的流体之间的热传递介质。

管道中的烟道气体通过跨越将腔室中的中间介质与排出管道中的烟道气体分开的壁(被称为“第一壁”)进行热交换来加热腔室中的中间介质，其中得到被加热的介质。

待预热的流体以第二流速穿过至少一根管线。被称为“第二壁”的壁将一方面在至少一根管线中的待预热的流体与另一方面腔室内部的介质分开。

因此，待预热的流体可以穿过单根这样的管线或一束这样的管线。当待预热的流体穿过若干根这样的管线时，第二流速对应于待预热的流体的总流速，即，待预热的流体穿过各根管线的流速之和。

待预热的流体穿过的至少一根管线可以例如位于腔室内部。在这种情况下，腔室内部的至少一根管线的外壁构成第二壁。

腔室中的被加热的介质通过跨越第二壁进行热交换来预热至少一根管线中的流体。因此，得到输送到炉中的被预热的流体，以便将其引入到该炉中。

根据本发明，根据以下温度中的至少一个来调节第一流速，即，腔室中的介质(热传递流体)的流速：

-管道中的烟道气体的温度，