CN102616758A - 一种稀硝酸生产工艺水冷壁的气流预热器 - Google Patents

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陈能军
黄业英
徐德安
李维德
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Abstract

一种稀硝酸生产工艺水冷壁的气流预热器，涉及稀硝酸生产设备，包括分别与尾气再热器输出管、废热锅炉输入管连通的管状体、法兰盘、下进气管口、上排气管口、温度测量接口管，其特征在于：管状体内腔为空腔；管状体外圆两端固定有对称的锥形管，两个锥形管外端口与一个圆管体固定连接形成一个圆环状水冷腔，圆管体管壁上设置的上下两个通孔分别与上排气管口、下进气管口固定连接；下进气管口与废热锅炉的汽泡降液管连接，上排气管口与废热锅炉的汽泡回流管连接；温度测量接口管与圆管体管壁上设置的温度测量通孔固定连接。优点在于：不进入空气预热，消除管板破裂风险，引入废热锅炉汽泡的降液水进行热交换，提高设备使用寿命，增加蒸汽产量。

Description

一种稀硝酸生产工艺水冷壁的气流预热器
技术领域：
本发明涉及稀硝酸生产设备，特别是一种稀硝酸生产工艺水冷壁的气流预热器。
背景技术：
目前高压法生产稀硝酸系统设置为气氨依次流经气氨过滤器、气氨加热器、氨空混合器、氧化炉、尾气再热器、气流预热器、废热锅炉、多级换热设备，后进入吸收塔，工艺气在吸收塔内与水反应生成硝酸。同时空气经压缩、过滤、水冷后形成的反应用空气通过三通、调节阀分成两路，一路直接进入氨空混合器，另一路经过气流预热器实施热交换后，进入氨空混合器与经过滤、加热处理的气氨混合处理。调节阀根据空气温度、压力调节两路空气实施直流、分流的流量比，空气分流是为了进入气流预热器与尾气再热器接入气流预热器的氧化氮气进行间接热交换，充分利用氧化氮热量，达到预热目的后再进入氨空混合器。
气流预热器结构为管状体两端口分别固定有法兰盘，两个法兰盘分别与尾气再热器输出管、废热锅炉输入管实施连接。管状体内壁两端部固定有多孔封盖管板，若干根过流管两端口分别固定在两个多孔封盖管板对应的通孔中，氧化氮气体从过流管中流过；管状体中部分别设置有下进气管口、上排气管口，下进气管口与反应用空气管连通，上排气管口与空氨混合器的一个进气口连通，使经过气流预热器的反应用空气进行预热后，进入空氨混合器。管状体的管壁上还设置有温度测量接口管，用于接入温度传感器测量交换器的温度。
进入多孔封盖管板的工艺气体温度可达700℃，由于温差大，极容易造成管板裂，致使一次空气漏至工艺气中，一方面进入氧化炉的空气量减少，生产负荷降低，另一方面使工艺气中的氧化氮的浓度降低，造成成品酸浓度降低，增加了硝铵工序蒸发负荷，增加了蒸汽消耗，另外，由于管板裂造成氧化氮气体泄漏，也对周围环境造成影响，同时该预热器处于氧化系统换热设备系统中，维修极其困难。上述问题应该是国内所有高压法生产硝酸厂家的通病。
发明内容：
本发明的目的在于克服上述缺陷，提供一种稀硝酸生产工艺水冷壁的气流预热器。
本发明的方案是：包括分别与尾气再热器输出管、废热锅炉输入管连通的管状体、法兰盘、下进气管口、上排气管口、温度测量接口管，其特征在于：管状体内腔为空腔；管状体外圆两端固定有对称的锥形管，两个锥形管外端口与一个圆管体固定连接形成一个圆环状水冷腔，圆管体管壁上设置的上下两个通孔分别与上排气管口、下进气管口固定连接；下进气管口与废热锅炉的汽泡降液管连接，上排气管口与废热锅炉的汽泡回流管连接；温度测量接口管与圆管体管壁上设置的温度测量通孔固定连接。
本发明的优点在于：不进气空气预热，消除管板破裂风险，而引入废热锅炉汽泡的降液水进行热交换，从而提供一种吸收氧化氮热能以带水冷增加蒸汽产能的预热器，该预热器能提高设备使用寿命，增加蒸汽产量。
附图说明：
图1为现有技术结构示意图。
图2为本发明结构示意图。
具体实施方式：
本发明包括分别与尾气再热器输出管、废热锅炉输入管连通的管状体5、法兰盘3、下进气管口6、上排气管口4、温度测量接口管，其特征在于：管状体5内腔为空腔；管状体5外圆两端固定有对称的锥形管8，两个锥形管8外端口与一个圆管体7固定连接形成一个圆环状水冷腔，圆管体7管壁上设置的上下两个通孔分别与上排气管口4、下进气管口6固定连接；下进气管口6与废热锅炉的汽泡降液管连接，上排气管口4与废热锅炉的汽泡回流管连接；温度测量接口管与圆管体管壁上设置的温度测量通孔固定连接。
由于多孔封盖管板1易裂影响生产线，但取消预热器中管板1及过流管2，只让氧化氮过流，其热量不能得到充分利用，而生产线是定型的，预热器空间不能闲置，因此设置水冷壁式预热器使其热能与锅炉降液交换，提高锅炉效率。
本发明发明的运作效果：
1、取消了气流预热器内部的换热过流管2，设备内筒当作工艺气体通道，彻底解决了由于空气泄漏而造成的生产负荷降低及酸浓度降低、硝铵蒸发蒸汽消耗增加的问题。
2、切除一次空气进出口管，使进入氧化炉的空气温度降低，氨空混合气温度降至160-170℃，在同样的反应温度指标下，增加了加氨量，提高了生产负荷。
3、增加设备水冷壁，由于氧化系统汽包压力控制在1.1Mpa，此时汽水温度可达190℃，比原空气进口提高了约40℃，对设备筒体及连接法兰3起到保护作用，防止设备因高温而产生变形及损坏，有效的保护设备。
4、增设了波纹补偿器，对设备在开停车阶段的热胀冷缩起到很好的补偿作用，保护了设备安全稳定运行。
5、取消空气换热，减少了空气加热，工艺气体热量后移至废热锅炉，使废热锅炉的蒸汽产量增加。

Claims (1)

1.一种稀硝酸生产工艺水冷壁的气流预热器，包括分别与尾气再热器输出管、废热锅炉输入管连通的管状体(5)、法兰盘(3)、下进气管口(6)、上排气管口(4)、温度测量接口管，其特征在于：管状体(5)内腔为空腔；管状体(5)外圆两端固定有对称的锥形管(8)，两个锥形管(8)外端口与一个圆管体(7)固定连接形成一个圆环状水冷腔，圆管体(7)管壁上设置的上下两个通孔分别与上排气管口(4)、下进气管口(6)固定连接；下进气管口(6)与废热锅炉的汽泡降液管连接，上排气管口(4)与废热锅炉的汽泡回流管连接；温度测量接口管与圆管体管壁上设置的温度测量通孔固定连接。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3704690A (en) * 1970-02-19 1972-12-05 Uhde Gmbh Friedrich High pressure heat exchanger for ammonia gas synthesis plants
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Title
揭云等: "硝酸尾气预热器组的改造", 《中氮肥》, no. 4, 31 December 1997 (1997-12-31), pages 34 - 36 *

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PB01 Publication
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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