天然气加热炉催化燃烧低污染自动控制系统

466 编辑：中冶有色技术网来源：张峰

2024-05-17 14:10:48

权利要求书： 1.一种天然气加热炉催化燃烧低污染自动控制系统，包括：热感电阻（0）、回燃烟气管线（1）、回燃阀门（2）、一级催化剂（3）、引风机（4）、二级催化剂（5）、回燃烟气流量计（6）、回燃烟气温度压力变送器（7）、回燃烟气电动阀（8）、回燃烟气溢流管（9）、回燃烟气溢流阀门（10）、微电脑燃烧控制器（11）、天然气管（12）、天然气温度压力变送器（13）、天然气流量计（14）、天然气电动阀（15），空气管（16）、空气电动阀（17）、燃烧辅助催化剂（18）；其特征在于：所述回燃烟气管线（1）与烟囱（21）联接后，依次与回燃阀门（2）、一级催化剂（3）、引风机（4）二级催化剂（5）、回燃烟气流量计（6）、回燃烟气电动阀（8）、微电脑燃烧控制器（11）联接，在回燃烟气流量计（6）与回燃烟气电动阀（8）之间设有回燃烟气温度压力变送器（7），在回燃烟气流量计（6）的上部通过三通与回燃烟气溢流管（9）、回燃烟气溢流阀门（10）、燃烧器（20）联接；天然气管（12）通过天然气流量计（14）、天然气电动阀（15）与微电脑燃烧控制器（11）联接，天然气管（12）上设有天然气温度压力变送器（13）；空气管（16）通过空气电动阀（17）与微电脑燃烧控制器（11）联接，微电脑燃烧控制器（11）的出口通过管道与燃烧器（20）联接。

2.根据权利要求1所述的一种天然气加热炉催化燃烧低污染自动控制系统，其特征在于：所述一级催化剂（3）为耐高温不锈钢网架附着贵金属氧化铝催化剂。

3.根据权利要求1所述的一种天然气加热炉催化燃烧低污染自动控制系统，其特征在于：所述二级催化剂（5）为固硫催化剂。

4.根据权利要求1所述的一种天然气加热炉催化燃烧低污染自动控制系统，其特征在于：所述热感电阻（0）设在炉膛内，热感电阻（0）通过检测信号线（0?1）与微电脑燃烧控制器（11）输入接线端子连接。

5.根据权利要求1所述的一种天然气加热炉催化燃烧低污染自动控制系统，其特征在于：所述回燃烟气电动阀（8）通过信号线Ⅰ（8?1）与微电脑燃烧控制器（11）控制回燃烟气电动阀（8）的输出端子连接。

6.根据权利要求1所述的一种天然气加热炉催化燃烧低污染自动控制系统，其特征在于：所述天然气电动阀（15）通过信号线Ⅱ（15?1）与微电脑燃烧控制器（11）控制天然气电动阀（15）的输出端子连接。

7.根据权利要求1所述的一种天然气加热炉催化燃烧低污染自动控制系统，其特征在于：所述空气电动阀（17）通过信号线Ⅲ（17?1）与微电脑燃烧控制器（11）控制空气电动阀（17）的输出端子连接。

8.根据权利要求1所述的一种天然气加热炉催化燃烧低污染自动控制系统，其特征在于：所述燃烧辅助催化剂（18）分为两段，既金属网状催化剂和金属桶包裹的多孔陶瓷部分，设置在水套炉（19）的炉膛内部，放置于距离火焰1.5米处。

9.根据权利要求1所述的一种天然气加热炉催化燃烧低污染自动控制系统，其特征在于：所述回燃烟气通过回燃烟气流量计（6）流量控制在燃气总量的20?25%，空气与烟气的流量比在5：1至10：1之间。

说明书：一种天然气加热炉催化燃烧低污染自动控制系统技术领域[0001] 本实用新型涉及天然气加热炉自动控制技术，具体而言是一种天然气加热炉催化燃烧低污染自动控制系统。

背景技术[0002] 目前在石油工业中，加热炉是单井、计量站、联合站必不可少的加热设备。随着大气环保治理力度的加强，每年加热炉燃烧用天然气不断增加，导致天然气进口量直线上升。

因此，如何更有效的节省天然气的能源、降低大气污染是我们的首要任务。另一方面，国家

为了大力加强大气环境保护的力度，使得天然气加热炉排放的标准不断的提高，这使得一

些工厂因为排放不达标而停产，造成了巨大的经济损失。目前，国外进口的整套天然气加热

炉体系可以实现天然气的有效燃烧和符合标准的大气排放指标，然而极高的成本和复杂的

安装操作，使得中小企业以及急需达标投产的企业望而却步。因此研制天然气加热炉催化

燃烧低污染自动控制技术具有十分重要的意义。

发明内容[0003] 本实用新型的目的是针对上述不足之处，设计一种天然气加热炉催化燃烧低污染自动控制系统，节省天然气的能源、提高加热炉效率，降低大气污染，保护环境。

[0004] 本实用新型目的是通过下述技术方案实现的：[0005] 本实用新型包括：包括：热感电阻、回燃烟气管线、回燃阀门、一级催化剂、引风机、二级催化剂、回燃烟气流量计、回燃烟气温度压力变送器、回燃烟气电动阀、回燃烟气溢流

管、回燃烟气溢流阀门、微电脑燃烧控制器、天然气管、天然气温度压力变送器、天然气流量

计、天然气电动阀，空气管、空气电动阀、燃烧辅助催化剂；其特征在于：所述回燃烟气管线

与烟囱联接后，依次与回燃阀门、一级催化剂、引风机二级催化剂、回燃烟气流量计、回燃烟

气电动阀、微电脑燃烧控制器联接，在回燃烟气流量计与回燃烟气电动阀之间设有回燃烟

气温度压力变送器，在回燃烟气流量计的上部通过三通与回燃烟气溢流管、回燃烟气溢流

阀门、燃烧器联接；天然气管通过天然气流量计、天然气电动阀与微电脑燃烧控制器联接，

天然气管上设有天然气温度压力变送器；空气管通过空气电动阀与微电脑燃烧控制器联

接，微电脑燃烧控制器的出口通过管道与燃烧器联接。

[0006] 上述一种天然气加热炉催化燃烧低污染自动控制系统中的一级催化剂为耐高温不锈钢网架附着贵金属氧化铝催化剂将有害气体进行彻底的氧化反应，生成无毒的气体。

[0007] 上述一种天然气加热炉催化燃烧低污染自动控制系统中的二级催化剂为固硫催化剂，回燃烟气中的二氧化硫等硫化物会在二级催化剂的作用下被吸附，硫化气体对辅助

燃烧催化剂会产生性能抑制作用，二级催化剂在连续使用3?6个月的情况下，需要进行高温

煅烧进行活性物质还原。

[0008] 上述一种天然气加热炉催化燃烧低污染自动控制系统中的热感电阻设在炉膛内，热感电阻通过信号线Ⅳ与微电脑燃烧控制器输入接线端子连接。

[0009] 上述一种天然气加热炉催化燃烧低污染自动控制系统中的回燃烟气电动阀通过信号线Ⅰ与微电脑燃烧控制器控制回燃烟气电动阀的输出端子连接。

[0010] 上述一种天然气加热炉催化燃烧低污染自动控制系统中的天然气电动阀通过信号线Ⅱ与微电脑燃烧控制器控制天然气电动阀的输出端子连接。

[0011] 上述一种天然气加热炉催化燃烧低污染自动控制系统中的空气电动阀通过信号线Ⅲ与微电脑燃烧控制器控制空气电动阀的输出端子连接。

[0012] 上述一种天然气加热炉催化燃烧低污染自动控制系统中的燃烧辅助催化剂分为两段，既金属网状催化剂和金属桶包裹的多孔陶瓷部分，设置在水套炉的炉膛内部，放置于

距离火焰1.5米处。燃气空气混合气以及燃烧后反应产生的S02、CO、CO2、NOx，处于火焰位置

的网状催化剂可以有效的降低天然气燃烧要需要的燃点，从而可以控制火焰的温度在

1200°C左右。空气中的氮气和氧气需要在1400°C以上才会反应生成氮氧化物，火焰处的催

化剂通过降低火焰温度可以有效的降低氮氧化物的生成。

[0013] 上述一种天然气加热炉催化燃烧低污染自动控制系统中的回燃烟气通过回燃烟气流量计流量控制在燃气总量的20?25%，空气与烟气的流量比在5：1至10：1之间。

[0014] 微电脑燃烧控制器控制原理：打开微电脑燃烧控制器，在电脑上启动喷火器点火程序，点火程序控制打开回燃烟气电动阀、天然气电动阀、空气电动阀，使得天然气和空气

及回燃烟气充分混合，进入炉膛，在点火器的作用下点燃，在火焰燃烧的位置，放置了Type?

B型热感电阻，实时监测火焰的温度，并将火焰的温度反馈至燃烧起的控制电脑上，火焰的

温度用于检测火焰的稳定性，并且用于检测火焰温度是否处于氮氧化物反应的温度区间，

同时回燃烟气温度压力变送器信号和天然气温度压力变送器信号输入微电脑燃烧控制器，

通过微电脑燃烧控制器内部处理器将控制信号分别通过信号线Ⅰ控制回燃烟气电动阀、信

号线Ⅱ控制天然气电动阀、信号线Ⅲ控制空气电动阀，实现自动调节，使炉堂内的天然气、

回燃烟气充分燃烧，直至烟气排放达标。

[0015] 本实用新型的有益效果：适用于天然气加热炉，采用催化燃烧技术，回燃烟气通过一级催化、二级催化，进入炉堂内的天然气、回燃烟气、空气混合气进一步助燃催化燃烧，降

低企业生产成本，安装、操作方便，快速实现天然气加热炉的高效运行，烟气排放达标，氮氧

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化物折算排放浓度达到24mg/m，远远低于国家锅炉50mg/m排放的标准。

附图说明[0016] 图1?本实用新型结构示意图[0017] 图中，0.热感电阻，0?1.信号线Ⅳ；1.回燃烟气管线，2.回燃阀门，3.一级催化剂，4.引风机，5.二级催化剂，6.回燃烟气流量计，7.回燃烟气温度压力变送器，8.回燃烟气电

动阀，8?1.信号线Ⅰ；9.回燃烟气溢流管，10.回燃烟气溢流阀门，11.微电脑燃烧控制器，12.

天然气管，13.天然气温度压力变送器，14.天然气流量计，15.天然气电动阀，15?1.信号线

Ⅱ；16.空气管，17.空气电动阀，17?1.信号线Ⅲ；18.燃烧辅助催化剂，19.水套炉，20.燃烧

器，21.烟囱。

具体实施方式[0018] 下面结合附图对本实用新型作进一步阐述：[0019] 如图1所示，一种天然气加热炉催化燃烧低污染自动控制系统由热感电阻0、回燃烟气管线1、回燃阀门2、一级催化剂3、引风机4、二级催化剂5、回燃烟气流量计6、回燃烟气

温度压力变送器7、回燃烟气电动阀8、回燃烟气溢流管9、回燃烟气溢流阀门10、微电脑燃烧

控制器11、天然气管12、天然气温度压力变送器13、天然气流量计14、天然气电动阀15，空气

管16、空气电动阀17、燃烧辅助催化剂18组成。其特征在于：所述回燃烟气管线1与烟囱21联

接后，依次与回燃阀门2、一级催化剂3、引风机4二级催化剂5、回燃烟气流量计6、回燃烟气

电动阀8、微电脑燃烧控制器11联接，在回燃烟气流量计6与回燃烟气电动阀8之间设有回燃

烟气温度压力变送器7，在回燃烟气流量计6的上部通过三通与回燃烟气溢流管9、回燃烟气

溢流阀门10、燃烧器20联接；天然气管12通过天然气流量计14、天然气电动阀15与微电脑燃

烧控制器11联接，天然气管12上设有天然气温度压力变送器13；空气管16通过空气电动阀

17与微电脑燃烧控制器11联接，微电脑燃烧控制器11的出口通过管道与燃烧器20联接。

[0020] 所述一级催化剂3为耐高温不锈钢网架附着贵金属氧化铝催化剂。[0021] 所述二级催化剂5为固硫催化剂。[0022] 所述热感电阻0设在炉膛内，热感电阻0通过信号线Ⅳ0?1与微电脑燃烧控制器11输入接线端子连接。

[0023] 所述回燃烟气电动阀通过信号线Ⅰ8?1与微电脑燃烧控制器11控制回燃烟气电动阀8的输出端子连接。

[0024] 所述天然气电动阀15通过信号线Ⅱ15?1与微电脑燃烧控制器11控制天然气电动阀15的输出端子连接。

[0025] 所述空气电动阀17通过信号线Ⅲ17?1与微电脑燃烧控制器11控制空气电动阀17的输出端子连接。

[0026] 所述燃烧辅助催化剂18分为两段，既金属网状催化剂和金属桶包裹的多孔陶瓷部分，设置在水套炉19的炉膛内部，放置于距离火焰1.5米处。

[0027] 所述回燃烟气通过回燃烟气流量计6流量控制在燃气总量的20?25%，空气与烟气的流量比在5：1—10：1之间。

[0028] 一种天然气加热炉催化燃烧低污染自动控制系统实施检测报告如下：[0029] 一种天然气加热炉催化燃烧低污染自动控制系统采用催化燃烧技术，回燃烟气通过一级催化、二级催化，进入炉堂内的天然气、回燃烟气、空气混合气进一步通过助燃催化

燃烧，降低企业生产成本，安装、操作方便，快速实现天然气加热炉的高效运行，烟气排放达

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标，尤其是氮氧化物折算排放浓度达到24mg/m ，远远低于国家锅炉50mg/m 排放的标准，从

而达到节能降耗，减轻大气环境污染的目的。