CN101949016A - 阳极保护折流杆酸冷器 - Google Patents

Abstract

一种阳极保护折流杆酸冷器，包括酸冷器壳体(12)，其特征是所述酸冷器壳体(12)内设置换热管箱，换热管箱包括若干折流板(10)，折流板(10)由折流杆(a)和折流圈(b)组成，折流圈(b)上设有多根折流杆(a)且相邻折流圈(b)上的折流杆(a)交错设置，在空间形成错落排部网格结构，换热管(13)设置在所述网格结构空间内。本发明的阳极保护折流杆酸冷器装置设计合理，减少换热管振动、传热系数提高、减少了动能的消耗。阳极保护效果良好，腐蚀率低，安全可靠。完全可以采用在酸量大的工艺条件下，与阳极保护折流板式酸冷器相比，综合经济效益大大提高。

Description

阳极保护折流杆酸冷器

技术领域

本发明主要涉及的是接触法制酸装置中的设备，特别涉及的是一种阳极保护折流杆酸冷器，该酸冷器是一种制酸装置干吸工段阳极保护浓硫酸不锈钢酸冷器。

背景技术

目前，硫酸生产装置干吸工段采用93%浓硫酸来干燥潮湿炉气，同时采用98%的浓硫酸吸收SO3气体产酸，其工艺为：由循环酸槽→酸泵→酸冷器→塔→循环酸槽，在这个过程中生成反应热，93%、98%的浓硫酸温度会升高，其热量由酸冷器通过循环水带走。酸冷器一旦漏酸将造成整个硫酸系统停车，所以酸冷器是一个非常关键的设备。由于硫酸的强腐蚀性，在目前硫酸装置的干吸工段所采用的酸冷器设备中，比较常用的是耐腐蚀的哈氏合金材料做的板式酸冷器和阳极保护不锈钢管壳式折流板酸冷器。哈氏合金板式酸冷器的优点是传热系数高、占地面积小、材料耐腐蚀，缺点是价格昂贵、设备阻力较大一般在1公斤以上，动能消耗高，由于板片之间距离很小所以对酸质水质的要求高，运行成本高。阳极保护不锈钢管壳式折流板酸冷器优点是耐腐蚀性能好，介质流速在0.6m/s以下时使用寿命长其年腐蚀率仅为0.01mm/a~0.03mm/a，设备阻力较小一般在0.5公斤以下。其缺点是传热系数低，占地面积较大，循环酸量过大时换热管易产生振动，造成设备泄漏。随着硫酸工业的不断发展，其规模越来越大，单系列硫酸装置规模最低在20万吨/年以上，相应的干吸工段浓硫酸的循环量也越来越大，目前最高的循环酸量达到2000m3/h，而且干吸工段采用高温吸收工艺酸温达到115℃以上。板式酸冷器显然不能满足生产工艺要求。阳极保护不锈钢管壳式折流板酸冷器在这种大流量的工况下经常由于换热管的振动、高温硫酸流速过高冲刷腐蚀严重而造成酸冷器泄漏，为了满足硫酸生产需要只能增加酸冷器壳体的直径，和换热管的管间距，使酸冷器的成本大大增加。

发明内容

本发明提供一种不锈钢管壳式阳极保护折流杆酸冷器，该酸冷器提高了传热系数，而且阻力很小，酸的流速低，解决了超大循环酸量时换热管振动的技术问题。

 本发明的技术方案是：

    一种阳极保护折流杆酸冷器，包括酸冷器壳体，所述酸冷器壳体内设置换热管箱，换热管箱包括若干折流板，折流板由折流杆和折流圈组成，折流圈上设有多根折流杆且相邻折流圈上的折流杆交错设置，在空间形成错落排部网格结构，换热管设置在所述网格结构空间内，即换热管在空间上由多根交错的折流杆固定， 所述酸冷器酸还包括酸冷器阴极，酸冷器阴极一端插入冷器壳体内部并贯穿换热管箱且位于换热管之间，酸冷器阴极另一端位于酸冷器壳体外部，酸冷器壳体两端分别设有酸冷器酸出口和酸冷器酸进口。

    所述酸冷器酸还包括微电脑型恒电位仪，所述微电脑型恒电位仪上设有电极、阳极信号端、阳极、监参电极、控参电极和仪器外接接口，微电脑型恒电位仪中的电极接于酸冷器阴极上。

    所述微电脑型恒电位仪中的阳极信号端和阳极接酸冷器壳体。

    所述微电脑型恒电位仪中的监参电极接于酸冷器酸出口处，控参电极接于酸冷器酸进口处。

    所述微电脑型恒电位仪中的仪器外接接AC 220V电源。

    所述折流板中的折流杆的直径为4~10mm，并焊接于折流圈上。

    所述折流板中的折流杆之间的距离为10~45mm。

    所述折流板中的折流圈的宽度H为30~50mm。

所述折流板中的折流杆水平设置、垂直设置或倾斜设置。

本发明的目的可以通过采用以下技术方案来实现：酸冷器采用不锈钢折流杆换热器同时施以阳极保护技术，不但满足了超大流量的硫酸而且腐蚀率仅为0.01mm/a~0.03mm/a。折流杆换热器壳体内的折流元件是由一系列细小的折流杆组成的管壳式换热器。这些细小的折流杆的直径为4~10mm，相互平行以10~45mm的间距焊在宽度H为30~50mm的折流圈上。每一个折流圈相隔一定距离按一定的排列分别焊接或用普通的定距管固定于拉杆上形成的折流杆网络。这些折流杆网络与换热管一起组成了折流杆换热器的主体结构（折流杆管束），折流杆换热器是一种传热效率高，压降低和防振动效果好的新型换热器。

本发明的电化学保护装置，运用我公司自行开发研制的微电脑型恒电位仪，仪器外接接口AC 220V的电源，并向被保护体施加阳极电流，使具有活化---钝化特性的金属(如不锈钢)在溶液中钝化，并维持在钝化状态，从而达到阳极保护的目的。壳体内部有换热管、折流板、拉杆等。阳极保护控制系统阳极及阳极信号端接壳体，电极接于阴极上，阴极贯穿管箱插入壳体内部。控参电极接于酸冷器酸进口处，它是阳极保护系统的基准点；监参电极接于酸冷器酸出口处，它是起到监测参比电极的作用。

本发明的有益效果是：

1．由于酸冷器壳侧流体以轴向流动为主，降低了酸冷器壳侧压降；

2．与折流板换热器相比，具有更高的壳程单位压降与总传热系数的传热特性比K/△P；

3．在换热器内不存在严重的滞流区域，因而效益高，具有不易结垢的优点；

4．解决了超大酸量时换热管的振动问题；

5．腐蚀仅为0.01～0.03mm/a使用寿命10年以上。

本发明的折流杆水平设置的折流圈与折流杆垂直设置的折流圈交错设置，组成换热管网络结构箱体，该结构克服了现有的在折流板上开孔的弊端，工艺简单，连接配合可靠，容错性好，安装调试方便，并能有效减少因振动造成换热管损坏。

本发明的阳极保护折流杆酸冷器装置设计合理，减少换热管振动、传热系数提高、减少了动能的消耗。阳极保护效果良好，腐蚀率低，安全可靠。完全可以采用在酸量大的工艺条件下，与阳极保护折流板式酸冷器相比，综合经济效益大大提高。

 

附图说明：

图1为本发明的阳极保护折流杆酸冷器的主视图。

图2为图1中沿A—A方向剖视图。

图3为图1中沿B—B方向剖视图。

图4为本发明的折流杆的结构形式之一的示意图。

图5为本发明的折流杆的结构形式之二的示意图。

图6为本发明的折流杆的结构形式之三的示意图。

图7为本发明的折流杆的结构形式之四的示意图。

图中：1为微电脑型恒电位仪、2为电极、3为阳极信号端、4为阳极、5为监参电极、6为控参电极、7为仪器外接接口、8为酸冷器酸出口、9为酸冷器酸进口、10为折流板、11为酸冷器阴极、12为酸冷器壳体、13为换热管、a为折流杆、b为折流圈。

 

具体实施方式

 下面结合附图对本发明作进一步描述：

以下结合附图所示之最佳实施例作进一步详述：

见图1、图2、图3，本发明所述一种阳极保护折流杆酸冷器，一种阳极保护折流杆酸冷器，包括酸冷器壳体12，所述酸冷器壳体12内设置换热管箱，换热管箱包括若干折流板10，折流板10由折流杆a和折流圈b组成，折流圈b上设有多根折流杆a且相邻折流圈b上的折流杆a交错设置，在空间形成错落排部网格结构，换热管13设置在所述网格结构空间内，即换热管13在空间上由多根交错的折流杆a固定， 所述酸冷器酸还包括酸冷器阴极11，酸冷器阴极11一端插入冷器壳体12内部并贯穿换热管箱且位于换热管13之间，酸冷器阴极11另一端位于酸冷器壳体12外部，酸冷器壳体12两端分别设有酸冷器酸出口8和酸冷器酸进口9。

酸冷器酸还包括微电脑型恒电位仪1，所述微电脑型恒电位仪1上设有电极2、阳极信号端3、阳极4、监参电极5、控参电极6和仪器外接接口7，

微电脑型恒电位仪1中的电极2接于酸冷器阴极上。

    微电脑型恒电位仪1中的阳极信号端3和阳极4接酸冷器壳体。

微电脑型恒电位仪1中的监参电极5接于酸冷器酸出口8处，控参电极6接于酸冷器酸进口9处。

微电脑型恒电位仪1中的仪器外接7接AC 220V电源。

折流板10中的折流杆a的直径为4~10mm，并焊接于折流圈b上。

折流板10中的折流杆a之间的距离为10~45mm。

折流板10中的折流圈b的宽度H为30~50mm。

微电脑型恒电位仪1中的电极2接于酸冷器阴极上，阳极信号端3和阳极4接酸冷器壳体。监参电极5接于酸冷器酸出口8处，它是起到监测参比电极的作用；控参电极6接于酸冷器酸进口9处，它是阳极保护系统的基准点。仪器外接接口7接AC 220V电源。

见图4、图5、图6和图7，折流板10中的水平设置或垂直设置。折流杆a水平设置的折流圈b与折流杆a垂直设置的折流圈b交错设置，组成换热管网络结构箱体。

折流板10中的折流杆a的直径为4~10mm，并焊接于折流圈b上。折流杆a之间的距离为10~45mm。折流板10中的折流圈b的宽度H为30~50mm，其外边缘与酸冷器壳体的内径相接近。每一个折流圈b相隔一定距离按一定的排列分别焊接或用普通的定距管固定于拉杆上形成的折流杆网络。这些折流杆网络与换热管一起组成了折流杆换热器的主体结构（折流杆管束）。

上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计构思前提下，本领域中普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容已经全部记载在权利要求书中。

Claims (9)

1.一种阳极保护折流杆酸冷器，包括酸冷器壳体（12），其特征是所述酸冷器壳体（12）内设置换热管箱，换热管箱包括若干折流板（10），折流板（10）由折流杆（a）和折流圈（b）组成，折流圈（b）上设有多根折流杆（a）且相邻折流圈（b）上的折流杆（a）交错设置，在空间形成错落排部网格结构，换热管（13）设置在所述网格结构空间内，所述酸冷器酸还包括酸冷器阴极（11），酸冷器阴极（11）一端插入冷器壳体（12）内部并贯穿换热管箱且位于换热管（13）之间，酸冷器壳体（12）两端分别设有酸冷器酸出口（8）和酸冷器酸进口（9）。

2.如权利要求1所述的阳极保护折流杆酸冷器，其特征在于所述酸冷器酸还包括微电脑型恒电位仪（1），所述微电脑型恒电位仪（1）上设有电极（2）、阳极信号端（3）、阳极（4）、监参电极（5）、控参电极（6）和仪器外接接口（7），

微电脑型恒电位仪（1）中的电极（2）接于酸冷器阴极上。

3.如权利要求2所述的阳极保护折流杆酸冷器，其特征在于所述微电脑型恒电位仪（1）中的阳极信号端（3）和阳极（4）接酸冷器壳体。

4.如权利要求3所述的阳极保护折流杆酸冷器，其特征在于所述微电脑型恒电位仪（1）中的监参电极（5）接于酸冷器酸出口（8）处，控参电极（6）接于酸冷器酸进口（9）处。

5.如权利要求3所述的阳极保护折流杆酸冷器，其特征在于所述微电脑型恒电位仪（1）中的仪器外接（7）接AC 220V电源。

6.如权利要求1所述的阳极保护折流杆酸冷器，其特征在于所述折流板（10）中的折流杆（a）的直径为4~10mm，并焊接于折流圈（b）上。

7.如权利要求1或6所述的阳极保护折流杆酸冷器，其特征在于所述折流板（10）中的折流杆（a）之间的距离为10~45mm。

8.如权利要求1或6所述的阳极保护折流杆酸冷器，其特征在于所述折流板（10）中的折流圈（b）的宽度H为30~50mm。

9.如权利要求1所述的阳极保护折流杆酸冷器，其特征在于所述折流板（10）中的折流杆（a）水平设置、垂直设置或倾斜设置。

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