CN103499081B - 一种磺化用余热回收器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种磺化用余热回收器。目的是提供的余热回收器应能更合理的利用废热,且具有结构简单、寿命长、安全性高以及维修方便的特点。技术方案是：一种磺化用余热回收器，包括用于通入高温气体的气体套管；其特征在于该余热回收器还包括用于通入冷却水产生蒸汽的内水管及外水套管，所述外水套管以及气体套管均由薄壁壳体制成且横截面呈环状的密封腔体；所述气体套管包覆在内水管的外圆周表面而外水套管又包覆在气体套管的外圆周表面；所述气体套管的上下两端分别设有进气口和出气口；所述内水管的上下两端分别设有蒸汽输出口和入水口；所述外水套管的上下两端分别设有蒸汽出口和冷水入口。

Description

一种磺化用余热回收器
技术领域
本发明涉及一种气体余热回收装置，尤其是一种磺化用余热回收器。
背景技术
磺化反应在现代化工领域中占有重要地位，是合成多种有机产品及化工中间体的重要步骤，在洗涤剂、皮革、医药、农药、染料、涂料、石油和选矿等行业应用较广。当前工业磺化生产一般采用气体SO3膜式磺化，所用SO3采用燃硫法制得——硫磺在燃硫炉内燃烧制得SO2，再通过转化塔制得SO3，用于磺化生产。由于燃硫炉制得的SO2温度较高（600～700℃），而磺化所需SO3气体温度较低（40～60℃），因此对这部分浪费的热量回收具有较为突出的意义。
当前这部分余热回收主要采用的是借鉴硫酸生产工艺的废热锅炉回收工艺以及以Ballestra、Chemithon为代表采用的空气冷却器工艺。其中，废热锅炉可分为烟道式和管壳式；烟道式较为成熟，但对磺化生产中较小规模的燃硫炉适用性较差；管壳式采用典型的水管式锅炉结构，液冷管与气体直接接触，但由于设备性能及技术问题，使用效果不是很好。空气冷却器工艺采用空气换热，换热效率低，设备占地面积大，产生的250～450℃的高温空气，可用作洗衣粉喷粉塔的气源，较适用于磺化与喷粉工艺结合的工厂，对于没有喷粉装置的单位，则需要进一步将热空气转化为蒸汽，热效率更差。
CN102425774B设计了一种磺化用余热回收器，经实际使用效果较为理想，但依旧存在加工复杂，换热面积相对较小等缺点。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服上述背景技术的不足，提供一种磺化用余热回收器的改进，该余热回收器应能更合理的利用废热,且具有结构简单、寿命长、安全性高以及维修方便的的特点。
本发明提供的技术方案是：
一种磺化用余热回收器，包括用于通入高温气体的气体套管；其特征在于该余热回收器还包括用于通入冷却水产生蒸汽的内水管及外水套管，所述外水套管以及气体套管均由薄壁壳体制成且横截面呈环状的密封腔体；所述气体套管包覆在内水管的外圆周表面而外水套管又包覆在气体套管的外圆周表面；所述气体套管的上下两端分别设有进气口和出气口；所述内水管的上下两端分别设有蒸汽输出口和入水口；所述外水套管的上下两端分别设有蒸汽出口和冷水入口。
所述气体套管与内水管之间的接触间隙，以及气体套管与外水套管接触间隙，均填充以铜屑。
所述内水管上端的蒸汽输出口以及外水套管上端的蒸汽出口，并联后通过一气液分离器再接入蒸汽管网。
所述内水管下端的入水口以及外水套管下端的冷水入口，并联后与软水输入管道相通。
所述软水输入管道上还配置一可调节流量的阀门。
所述余热回收器还配置一温控系统。
本发明的工作原理是：工作时，高温气体由管道输送，从气体套管上端的进气口进入气体套管，将热量传递给内水管及外水套管，经热交换后的气体由下部出气口排出；冷却软水经内水管下端的入水口、外水套管下端的冷水入口分别进入，并分别在内水管以及外水套管中进行热交换吸收热量成为水蒸气，水蒸气经由上端的蒸汽输出口进入气液分离器后，并入蒸汽管网。温度控制系统通过测定出口气体温度控制阀门从而控制冷却软水的流量。具体使用时，该余热回收器可根据需要多个串联或并联。
本发明的有益效果是：所提供的余热回收器热量利用率高，适用范围广；采用气液换热，直接产生蒸汽，避免了现有空气换热设备空气用途单一的缺陷，同时取消了风机等设备，减少了占地及投资，还大大降低了声噪；冷却液管（即内水管、外水套管）与气管独立结构，避免了酸性气体对冷却液管的腐蚀及冲刷，使用寿命长，维修方便。另外，由于结构简单，制造也容易。
附图说明
图1是本发明的主视结构示意图。
图2是本发明的俯视结构示意图。
图3是本发明使用状态的工艺流程图。
具体实施方式
该磺化用余热回收器，包括用于通入高温气体的气体套管1、用于通入冷却水产生蒸汽的内水管3及外水套管2，所述外水套管以及气体套管均由薄壁壳体制成的密封腔体，其横截面呈环状；内水管3置于气体套管1内，内水管外壁与气体套管内壁贴合（即气体套管包覆在内水管的外圆周表面）；外水套管2置于气体套管1外，外水套管内壁与气体套管外壁贴合（即外水套管包覆在气体套管的外圆周表面）。所述气体套管上下两端分别制有进气口1-1和出气口1-2（由图可知：所述进气口1-1、出气口1-2均制作在气体套管的外圆周面上），分别通过管道与气体入口4、气体出口6相通（燃硫炉制得的高温SO2通过气体入口4进入该磺化用余热回收器，降温后的SO2通过气体出口6输出用于工业磺化生产）；所述内水管下端设有入水口3-1，上端设有蒸汽输出口3-2；所述外水套管下端设有冷水入口2-1，上端设有蒸汽出口2-2（由图可知：所述冷水入口2-1、蒸汽出口2-2均制作在外水套管的外圆周面上）。
由图3可知：所述内水管下端的入水口以及外水套管下端入水口均与软水输入管道5相连通；软水输入管道上配置一可调节流量的阀门10。内水管的蒸汽出口以及外水套管的蒸汽出口输出的蒸汽，需要通过一气液分离器7与蒸汽管网8相连；这是因为余热回收器产生的蒸汽中还含有一部分水，所以需要气液分离器作最后的气液分离。
该回收器还配置一温控系统9（可直接外购），温度控制系统通过测量气体出口6所输出的气体温度来控制阀门，从而控制冷却软水的流量。自然，也可由值班人员承担温控系统的工作。
为提高传热效率，所述气体套管与内水管之间的接触间隙，以及气体套管与外水套管接触间隙，均可填充铜屑；铜屑应小于所述接触间隙，一般尺寸在0.05-1mm之间即可。
所述气体套管、内水管及外水套管采用金属材料（优选不锈钢）制成。
实施例1
以5m3/h的SO2气体余热回收为例（结合图3进行说明）。
余热回收器的具体设置：其中气体套管内径255mm，外径350mm长约4500mm；内水管外径250mm，长约5000mm；外水套管内径355mm，外径500mm，长约4000mm；该余热回收器换热面积约7.5m2。整个余热回收系统由2个余热回收器组成，其中作为热端介质的气体以串联形式连接，冷端介质的冷却软水以并联形式连接。
从燃硫炉出来的SO2温度约为700℃，从进出气口进入系统，如图3所示，作为热端介质依次进入2个串联的余热回收器的气管；冷却软水（约30℃）作为冷端介质通过冷却软水输入口进入2个并联的余热回收器，在蒸发管（2个余热回收器中的内水管与外水套管均作为蒸发管）内升温蒸发产生蒸汽进入气液分离器，经初步气液分离后，产生0.6MPa蒸汽并入蒸汽管网。稳定后，在温度控制系统作用下，进出气口输出的气体温度可稳定在450℃，冷却软水流量约1.5t/h，系统产生热能约4.0×105kcal/h,年节省标煤约500t。
实施例2
以5m3/h的SO3气体余热回收为例。
余热回收器的具体设置：其中气体套管内径255mm，外径350mm长约4500mm；内水管外径250mm，长约5000mm；外水套管内径355mm，外径500mm，长约4000mm；该余热回收器换热面积约7.5m2。整个余热回收系统由3个余热回收器组成，其中作为热端介质的气体以串联形式连接，冷端介质的冷却软水以并联形式连接。
从转化塔出来的SO3温度约为450℃，从进出气口进入系统，作为热端介质依次进入3个串联的余热回收器的气管；冷却软水（约30℃）作为冷端介质通过冷却软水输入口进入3个并联的余热回收器，在蒸发管（3个余热回收器中的内水管与外水套管均作为蒸发管）内升温蒸发产生蒸汽进入气液分离器，初步气液分离后,产生0.3MPa的蒸汽并入蒸汽管网。稳定后，在温度控制系统作用下，进出气口输出的气体温度可稳定在150℃，冷却软水流量约为1.3t/h，系统产生热能约3.5×105kcal/h,年节省标煤约400t。

Claims (1)

1.一种磺化用余热回收器，包括用于通入高温气体的气体套管(1)；其特征在于该余热回收器还包括用于通入冷却水产生蒸汽的内水管(3)及外水套管(2)，所述外水套管以及气体套管均由薄壁壳体制成且横截面呈环状的密封腔体；所述气体套管包覆在内水管的外圆周表面而外水套管又包覆在气体套管的外圆周表面；所述气体套管的上下两端分别设有进气口(1-1)和出气口(1-2)；所述内水管的上下两端分别设有蒸汽输出口(3-2)和入水口(3-1)；所述外水套管的上下两端分别设有蒸汽出口(2-2)和冷水入口(2-1)；
所述气体套管与内水管之间的接触间隙，以及气体套管与外水套管接触间隙，均填充以铜屑；
所述内水管上端的蒸汽输出口以及外水套管上端的蒸汽出口，并联后通过一气液分离器(7)再接入蒸汽管网(8)；
所述内水管下端的入水口以及外水套管下端的冷水入口，并联后与软水输入管道(5)相通；
所述软水输入管道上还配置一可调节流量的阀门(10)；
所述余热回收器还配置一温控系统(9)。
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