CN102679300A - 在废气和废液处理中进行余热回收的装置及其回收方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了在废气和废液处理中进行余热回收的装置，其特征在于焚烧炉通过管道与余热锅炉的高温烟气进气口连接，余热锅炉分为高温段、中温段和低温段，高温段、中温段和低温段均设有蒸发器，中温段与低温烟气出气口之间设有旁通烟管，余热锅炉炉壁和低温烟气出气口均设有温度监测装置。本发明的优点具有降温速度快、换热效率高、温度控制精确、避免了HCl腐蚀和SiO₂在换热管管壁上粘附、换出的蒸汽未受到污染等优点，对高温烟气余热实施高效率回收，可大大降低焚炉系统的能耗，构思巧妙，技术可靠，设备投资较低，是余热回收领域创新技术，产出品市场容量巨大，经济效果明显，并能符合节能减排的要求。

Description

在废气和废液处理中进行余热回收的装置及其回收方法

技术领域

本发明涉及多晶硅生产过程中伴生的高浓度含氯废气和含氯废液进行处理回收领域，具体涉及在废气和废液处理中进行余热回收的装置及其回收方法。

背景技术

多晶硅生产过程中伴生的高浓度含氯废气和含氯废液需要进行净化处理，针对这种废气、废液较先进的处理方法为焚烧干法工艺。该工艺的核心技术是将废液、废气进入焚烧炉内焚烧，在高温环境下，废气和废液中的氯化物得到热氧化和水解，其中二氧化硅以粉末状态混合在高温烟气中，氯化氢以气体状态混合在高温烟气中。为了分离混在高温烟气中的粉状二氧化硅和氯化氢，还需要将高温烟气迅速冷却至原温度的30﹪左右，这种低温烟气就可以进入金属过滤器完成二氧化硅分离，并加以回收，继续进入喷淋浓缩装置完成盐酸的回收。一般来说，焚烧炉产生的高温烟气高达1000度，而下道工艺金属过滤器接受的烟气温度在300度以下，因此必需先行降温，同时对产生的大量的余热实施高效率回收，那就可大大降低焚烧干法系统的总能耗。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种在废气和废液处理中进行余热回收的装置，能够对降温中产生余热实施高效率回收。

为了实现这一目的，本发明的技术方案如下：在废气和废液处理中进行余热回收的装置，包括一余热锅炉，该余热锅炉一端设有高温烟气进气口，另一端设有低温烟气出气口，其特征在于焚烧炉通过管道与余热锅炉的高温烟气进气口连接，从高温烟气进气口向低温烟气出气口方向，余热锅炉依次分为高温段、中温段和低温段，高温段设有高温段蒸发器，中温段设有中温段蒸发器，低温段设有低温段蒸发器，中温段余热锅炉与低温烟气出气口之间设有旁通烟管，余热锅炉炉壁和低温烟气出气口均设有温度监测装置。低温段蒸发器的输入端与冷水入口连接，低温段蒸发器的输出口与高温段蒸发器的输入口连接，高温段蒸发器的输出口与中温段蒸发器的输入口连接，中温段蒸发器的输出端与气水分离器的输入端连接，气水分离器的热水出口与高温段蒸发器的输入端连接。 

本发明的另一个目的在于提供一种在废气和废液处理中进行余热回收的方法，能够对降温中产生余热实施高效率回收。 

为了实现这一目的，本发明的技术方案如下：在废气和废液处理中进行余热回收的方法，其特征在于：焚烧炉内的高温烟气通过管道进入余热锅炉的热交换腔内，与余热锅炉内的蒸发器进行热交换，脱盐水从进水口流入低温段蒸发器后，与该余热锅炉内低温段烟气进行热交换后，从低温段蒸发器输出口导入高温段蒸发器，流经高温段蒸发器和中温段蒸发器，与进入余热锅炉的高温段和中温段的烟气进行热交换后，从中温段蒸发器输出口导出并经气水分离器进行水汽分离，蒸汽从蒸汽出口排出，热水回流至高温段蒸发器，同时进入热交换腔内的高温烟气经过热交换变为低温烟气后从低温烟气出气口排出。

本发明的优点具有降温速度快、换热效率高、温度控制精确、避免了HCl腐蚀和SiO2在换热管管壁上粘附、换出的蒸汽未受到污染等优点，对高温烟气余热实施高效率回收，可大大降低焚炉系统的能耗，构思巧妙，技术可靠，设备投资较低，是余热回收领域创新技术，产出品市场容量巨大，经济效果明显，并能符合节能减排的要求。

附图说明：

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式：

下面结合附图和实施例对本发明进一步的描述。

如图1所示，在废气和废液处理中进行余热回收的装置，包括一余热锅炉4，该余热锅炉4一端设有高温烟气进气口2，另一端设有低温烟气出气口3，其特征在于焚烧炉1通过管道与余热锅炉的高温烟气进气口2连接，余热锅炉依次分为高温段、中温段和低温段，高温段设有高温段蒸发器5、中温段设有中温段蒸发器6，低温段设有低温段蒸发器7，余热锅炉中温段与低温烟气出气口3之间设有旁通烟管15。低温段蒸发器７的换热管输入端与冷水入口13连接，低温段蒸发器７的换热管输出口与高温段蒸发器５的换热管输入口连接，高温段蒸发器５的换热管输出口与中温段蒸发器６的换热管输入口连接，中温段蒸发器６的换热管输出端与气水分离器9的输入端连接，气水分离器9的热水出口与高温段蒸发器５的换热管输入端连接，气水分离器9的蒸汽输出端与蒸汽出口12连接,脱盐水输送泵14通过除氧器8与该余热锅炉的冷水入口13连接。

从焚烧炉出来的高温烟气经高温烟气进口2进入炉腔，按照设计的气流分布，以一定的流速通过三段热交换区（高温段5、中温段6和低温段7），高温烟气与蒸发器内的介质水发生热交换，使烟气温度下降然后从出口进入下工序，脱盐水经脱盐水输送泵14送入除氧器8，除氧后进入低温段7蒸发器，从低温段蒸发器出来的热水（不产生蒸气）与气水分离器9（气包）分离出的热水混合经热水输送泵10送入高温蒸发器5，炉腔内的高、中温蒸发器是通过管道串联的，产生的蒸气、高温水混合物从中温段6蒸发器出来，进气水分离器9，在此进行气、水分离后，蒸汽从蒸汽出口送往用户，高温水则返回高温段蒸发器如此不断循环。根据本发明的一个实施例，高温段蒸发器尺寸为2160*1150*889，中温段和低温段蒸发器尺寸为1760*1150*889。两个相邻蒸发器之间留有间隔，间隔一般为500～700mm，旁通烟管15的一端与余热锅炉的中温段6中部连接，旁通烟管15的另一端与余热锅炉低温烟气出气口2连接。

根据本发明的一个实施例，余热锅炉炉膛容积约27立方米，由两组受热面并联布置可互为备用（一组可满足工艺要求），单组受热面的炉膛容积约13.5立方米，每组受热面由74 排Φ38X5和Φ42X5 旗式管（蒸发器的换热管）组成，总换热面积约198平方米，为准确控制烟气出口温度，设有旁通烟管进行调温，炉壁和出口处均设有温度监测装置，蒸发器换热管设有压力监测装置，采用PLC对温度、压力实现准确的自动控制来实现降温控制，焚烧炉与余热锅炉的高温烟气进气连接管道，其尺寸根据烟气的流速要求设计，采用耐温同时又保温的材质，在热交换过程中，高温烟气中含有的SiO2会有少量粘附在蒸发器的换热管外壁上，在炉顶每组换热管上均采用超声波清灰装置，由PLC自动控制使SiO2不在高低温蒸发器换热管管壁上粘附。确保锅炉降温效果，同时调节蒸发器内工质水合理的工作压力（2～5公斤），从而调节余热锅炉内高温烟气的冷却速度，将壁温控制在200～250℃附近，避开HCl对设备的腐蚀。在烟气出口设置测温装置，当检测到烟气出口温度低于设定温度，则可通过中温段和烟气出口之间的旁通烟管将中温段的较高温度的烟气引至烟气出口，以便调节烟气出口温度。该旁通烟管可设置调节阀门，以便调节该较高温度的烟气的流通速度，从而调节烟气出口温度。

Claims (5)

1.在废气和废液处理中进行余热回收的装置，包括一余热锅炉，该余热锅炉一端设有高温烟气进气口，另一端设有低温烟气出气口，其特征在于焚烧炉通过管道与余热锅炉的高温烟气进气口连接，从高温烟气进气口向低温烟气出气口方向，余热锅炉依次分为高温段、中温段和低温段，高温段设有高温段蒸发器，中温段设有中温段蒸发器，低温段设有低温段蒸发器，中温段余热锅炉与低温烟气出气口之间设有旁通烟管，余热锅炉炉壁和低温烟气出气口均设有温度监测装置。

2.如权利要求1所述的在废气和废液处理中进行余热回收的装置,其特征在于低温段蒸发器的换热管输入端与冷水入口连接，低温段蒸发器的换热管输出口与高温段蒸发器的换热管输入口连接，高温段蒸发器的换热管输出口与中温段蒸发器的换热管输入口连接，中温段蒸发器的换热管输出端与气水分离器的输入端连接，气水分离器的热水出口与高温段蒸发器的换热管输入端连接。

3.如权利要求2所述的在废气和废液处理中进行余热回收的装置,其特征在于炉顶每组换热管均采用超声波清灰装置。

4.在废气和废液处理中进行余热回收的方法，其特征在于：在废气和废液处理中进行余热回收的方法，其特征在于：焚烧炉内的高温烟气通过管道进入余热锅炉的热交换腔内，与余热锅炉内的蒸发器进行热交换，脱盐水从进水口流入低温段蒸发器后，与该余热锅炉内低温段烟气进行热交换后，从低温段蒸发器输出口导入高温段蒸发器，流经高温段蒸发器和中温段蒸发器，与进入余热锅炉的高温段和中温段的烟气进行热交换后，从中温段蒸发器输出口导出并经气水分离器进行水汽分离，蒸汽从蒸汽出口排出，热水回流至高温段蒸发器，同时进入热交换腔内的高温烟气经过热交换变为低温烟气后从低温烟气出气口排出。

5.如权利要求4所述的在废气和废液处理中进行余热回收的方法，其特征在于：控制蒸发器内工质水的工作压力为2～5公斤，将余热锅炉的壁温控制在200～250℃，当检测到烟气出口温度低于设定温度，则通过中温段和低温烟气出气口之间的旁通烟管将中温段的烟气引至低温烟气出气口，以便调节烟气出口温度。

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