CN107289428A - 用于溴水生产中焚硫余热利用及蒸汽制取的设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于溴水生产中焚硫余热利用及蒸汽制取的设备及方法。其技术方案是：包括焚硫炉、余热蒸汽锅炉、省煤器，其中，焚硫炉主要由焚硫炉支架、焚硫炉炉体、焚硫炉炉膛、焚硫炉烟道出口构成，余热蒸汽锅炉主要由余热锅炉上锅筒、余热焚硫炉锅炉下锅筒、炉膛热交换盘管、余热锅炉热交换器、余热锅炉烟道出口、余热锅炉支架构成，所述省煤器主要由省煤器壳体、省煤器热交换器总承、省煤器烟道入口、省煤器烟道出口构成，有益效果是：本发明通过将余热蒸汽锅炉、省煤器及辅助加热系统合理巧妙的组合为一个整体，使整个溴水生产装置占地面积小，余热利用率高，生产效益大幅度提高。

Description

用于溴水生产中焚硫余热利用及蒸汽制取的设备及方法

技术领域

本发明涉及一种溴水生产辅助设备及方法，特别涉及一种用于溴水生产中焚硫余热利用及蒸汽制取的设备及方法。

背景技术

目前，溴水生产中需要在焚硫炉中燃烧硫磺制取二氧化硫进一步制取硫酸，焚硫炉是必备设备。焚硫炉就是提供硫磺燃烧的场所，硫磺燃烧释放一定的热量，这个热量需要释放并对生产工艺过程有害，传统的做法为利用炉壳进行物理降温，或进一步利用外壳辐射或传导热量给锅炉给水，进行初步的余热利用，大部分的热量不能利用，一方面对生产工艺流程造成损害，另一方面造成这些热量的浪费。同时，溴水的生产工艺过程中需要蒸汽加热介质，需要单独的焚煤、燃气或生物质锅炉产生大量蒸汽，但目前严峻的环保形势和法律法规要求去掉燃煤锅炉，要么燃气蒸汽锅炉，要么其他方式制取蒸汽，给溴水生产提出新锅炉改造课题。

在此情况下，经过大量理论分析，并在一定实践实验的基础上，我们找到了一个解决该问题的途径，设计一种一体式的密封性好的锅炉，在溴水生产过程中，以硫磺为燃料，产生的热量制取蒸汽，燃烧的烟气为生产工艺提供二氧化硫，但是二氧化硫气体为一种有强烈刺激性的无色有毒气体，易溶于水成生成亚硫酸，且会被继续氧化为硫酸，是导致酸雨的重要大气污染成分。吸入人体后也会因类似作用对呼吸道粘膜，肺，眼，咽喉等多个器官组织造成损伤，引起水肿等不良反应。除高浓度的急性刺激作用外，它还有低浓度的慢性累积毒性，会影响人体代谢降低免疫功能等；因此，在处理余热利用中不能出现二氧化硫气体泄露的情况，而且要降低二氧化硫气体的温度。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种用于溴水生产中焚硫余热利用及蒸汽制取的设备及方法，不仅解决了余热利用的问题，而且保证了整个过程的密闭性和安全性。

本发明提到的一种用于溴水生产中焚硫余热利用及蒸汽制取的设备，其技术方案是：包括焚硫炉、余热蒸汽锅炉、省煤器，其中，焚硫炉主要由焚硫炉支架（1）、焚硫炉炉体（2）、焚硫炉炉膛（4）、焚硫炉烟道出口（6）构成，焚硫炉支架（1）上安装有焚硫炉炉体（2），焚硫炉炉体（2）的内腔设有焚硫炉炉膛（4），一端设有焚硫炉入口（3），另一端设有焚硫炉烟道出口（6）；

所述余热蒸汽锅炉主要由余热锅炉上锅筒（7）、余热焚硫炉锅炉下锅筒（22）、炉膛热交换盘管（5）、余热锅炉热交换器（13）、余热锅炉烟道出口（14）、余热锅炉支架（24）构成，所述余热锅炉支架（24）的上部安装有余热焚硫炉锅炉下锅筒（22），余热焚硫炉锅炉下锅筒（22）与余热锅炉上锅筒（7）之间为余热锅炉热交换器（13），余热锅炉热交换器（13）的一侧与焚硫炉烟道出口（6）连接，另一侧通过余热锅炉烟道出口（14）连接到省煤器，所述余热锅炉上锅筒（7）的顶部设有余热锅炉蒸汽总出口（10），在余热锅炉上锅筒（7）的中部设有余热锅炉软化水入口（12），软化水进入余热锅炉上锅筒（7）后，通过余热锅炉热交换器（13）连通到余热焚硫炉锅炉下锅筒（22）；

所述省煤器主要由省煤器壳体（18）、省煤器热交换器总承（16）、省煤器烟道入口（15）、省煤器烟道出口（20）构成，所述省煤器壳体（18）的顶部设有省煤器烟道入口（15），且连接余热锅炉烟道出口（14），省煤器壳体（18）的内腔设有省煤器热交换器总承（16），省煤器壳体（18）的底部设有省煤器烟道出口（20）；在省煤器壳体（18）的下侧设有省煤器软化水入口（19），上侧设有省煤器软化水出口（17）。

优选的，上述余热焚硫炉锅炉下锅筒（22）内安装有辅助加热系统，所述辅助加热系统主要由辅助电加热器（21）和辅助燃气燃烧室（22）构成，通过辅助电加热器（21）或辅助燃气燃烧室（22）对软化水进行辅助加热。

优选的，上述余热锅炉上锅筒（7）的顶部还设有压力表座（8）、水位计（9）和安全阀（11）。

优选的，上述焚硫炉烟道出口（6）和余热锅炉烟道出口（14）为喇叭口形状，且膨大的部分安设余热锅炉热交换器（13）。

本发明提到的一种用于溴水生产中焚硫余热利用及蒸汽制取的设备的使用方法，其技术方案是：按照热交换的能量流动，将该设备工作分为焚硫炉热量产生、软化水加热、辅助加热三个过程，分别描述如下：

一、焚硫炉热量的产生

在自动或手动控制的给料机送入硫磺和引风机送入的空气混合后，按照比例经焚硫炉入口（3）进入焚硫炉炉膛（4），点火燃烧后，生产溴水生产工艺中需要的SO₂，同时产生大量热量，随烟气进入焚硫炉炉膛（4）、余热锅炉热交换器区（13）、省煤器热交换器（16），经热交换组件进行热交换，一方面降低了烟气温度，另一方面，加热了热交换组件中的水，为产生蒸汽提供必要条件；

二、软化水加热

软化水经省煤器软化水入口（19）进入省煤器热交换总承（16），烟气携带的热量经翅片管传导至软化水，对软化水初步加热后，经省煤器出口（17）进入余热锅炉软化水入口（12），这些软化水在余热锅炉热交换器（13）中流动，烟气携带的热量经翅片管传导至软化水，对软化水进一步加热后生产蒸汽，到达余热锅炉上锅筒（7），经余热锅炉蒸汽总出口（10）流出，为工艺生产提供必需的蒸汽；进入余热锅炉软化水入口（12）的软化水的一部分可以有选择的进入分布在焚硫炉炉膛（4）内侧周围的炉膛热交换盘管（5），对焚硫炉炉膛（4）内的热量进行回收；

三、辅助加热

因蒸汽需求较大，余热回收热量产生的蒸汽量不足时，通过启动辅助电加热器（21）或辅助燃气燃烧室（23）对余热锅炉下锅筒（22）中的软化水进行加热，增加蒸汽产生量，通过开启不同数量的电加热管，为生产提供足够的蒸汽。

本发明的有益效果是：本发明以硫磺燃烧后产生的热量制取蒸汽，燃烧的烟气为生产工艺提供SO2；热量不足时，辅助使用电加热或天然气加热，产生满足生产需要的蒸汽，这样，一方面利用了焚硫过程产生的热量，另一方面，制取了满足生产需要的的蒸汽，节省了另外建设制取蒸汽的锅炉，到达节能减排；

本发明通过将余热蒸汽锅炉、省煤器及辅助加热系统合理巧妙的组合为一个整体，使整个溴水生产装置占地面积小，余热利用率高，生产效益大幅度提高，在溴水生产中属于全新的改造创新。

附图说明

附图1是本发明的结构示意图；

上图中：焚硫炉支架1、焚硫炉炉体2、焚硫炉入口3、焚硫炉炉膛4、炉膛热交换盘管5、焚硫炉烟道出口6、余热锅炉上锅筒7、压力表座8、水位计9、余热锅炉蒸汽总出口10、安全阀11、余热锅炉软化水入口12、余热锅炉热交换器13、余热锅炉烟道出口14、省煤器烟道入口15、省煤器热交换器总承16、省煤器软化水出口17、省煤器壳体18、省煤器软化水入口19、省煤器烟道出口20、辅助电加热器21、辅助燃气燃烧室22、辅助燃气燃烧室23、余热锅炉支架24。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1，本发明提到的一种用于溴水生产中焚硫余热利用及蒸汽制取的设备，其技术方案是：包括焚硫炉、余热蒸汽锅炉、省煤器，其中，焚硫炉主要由焚硫炉支架1、焚硫炉炉体2、焚硫炉炉膛4、焚硫炉烟道出口6构成，焚硫炉支架1上安装有焚硫炉炉体2，焚硫炉炉体2的内腔设有焚硫炉炉膛4，一端设有焚硫炉入口3，另一端设有焚硫炉烟道出口6；

所述余热蒸汽锅炉主要由余热锅炉上锅筒7、余热焚硫炉锅炉下锅筒22、炉膛热交换盘管5、余热锅炉热交换器13、余热锅炉烟道出口14、余热锅炉支架24构成，所述余热锅炉支架24的上部安装有余热焚硫炉锅炉下锅筒22，余热焚硫炉锅炉下锅筒22与余热锅炉上锅筒7之间为余热锅炉热交换器13，余热锅炉热交换器13的一侧与焚硫炉烟道出口6连接，另一侧通过余热锅炉烟道出口14连接到省煤器，所述余热锅炉上锅筒7的顶部设有余热锅炉蒸汽总出口10，在余热锅炉上锅筒7的中部设有余热锅炉软化水入口12，软化水进入余热锅炉上锅筒7后，通过余热锅炉热交换器13连通到余热焚硫炉锅炉下锅筒22；

所述省煤器主要由省煤器壳体18、省煤器热交换器总承16、省煤器烟道入口15、省煤器烟道出口20构成，所述省煤器壳体18的顶部设有省煤器烟道入口15，且连接余热锅炉烟道出口14，省煤器壳体18的内腔设有省煤器热交换器总承16，省煤器壳体18的底部设有省煤器烟道出口20；在省煤器壳体18的下侧设有省煤器软化水入口19，上侧设有省煤器软化水出口17。

其中，本发明还在余热焚硫炉锅炉下锅筒22内安装有辅助加热系统，所述辅助加热系统主要由辅助电加热器21和辅助燃气燃烧室22构成，通过辅助电加热器21或辅助燃气燃烧室22对软化水进行辅助加热。另外，上述余热锅炉上锅筒7的顶部还设有压力表座8、水位计9和安全阀11。

另外，本发明的焚硫炉烟道出口6和余热锅炉烟道出口14为喇叭口形状，且膨大的部分安设余热锅炉热交换器13，这样的好处是减少了气体的压力，提高了余热锅炉的换热面积，提高了换热效率，

本发明提到的一种用于溴水生产中焚硫余热利用及蒸汽制取的设备的使用方法，其技术方案是：按照热交换的能量流动，将该设备工作分为焚硫炉热量产生、软化水加热、辅助加热三个过程，分别描述如下：

一、焚硫炉热量的产生

在自动或手动控制的给料机送入硫磺和引风机送入的空气混合后，按照比例经焚硫炉入口3进入焚硫炉炉膛4，点火燃烧后，生产溴水生产工艺中需要的SO₂，同时产生大量热量，随烟气进入焚硫炉炉膛4、余热锅炉热交换器区13、省煤器热交换器16，经热交换组件进行热交换，一方面降低了烟气温度，另一方面，加热了热交换组件中的水，为产生蒸汽提供必要条件；

二、软化水加热

软化水经省煤器软化水入口19进入省煤器热交换总承16，烟气携带的热量经翅片管传导至软化水，对软化水初步加热后，经省煤器出口17进入余热锅炉软化水入口12，这些软化水在余热锅炉热交换器13中流动，烟气携带的热量经翅片管传导至软化水，对软化水进一步加热后生产蒸汽，到达余热锅炉上锅筒7，经余热锅炉蒸汽总出口10流出，为工艺生产提供必需的蒸汽；进入余热锅炉软化水入口12的软化水的一部分可以有选择的进入分布在焚硫炉炉膛4内侧周围的炉膛热交换盘管5，对焚硫炉炉膛4内的热量进行回收；

三、辅助加热

因蒸汽需求较大，余热回收热量产生的蒸汽量不足时，通过启动辅助电加热器21或辅助燃气燃烧室23对余热锅炉下锅筒22中的软化水进行加热，增加蒸汽产生量，通过开启不同数量的电加热管，为生产提供足够的蒸汽。

实施例2，与实施例1不同之处是，本发明可以在省煤器后面再连接一级或二级的省煤器，进一步提高余热利用的效率。

本发明与现有技术相比：

目前溴水生产中，焚硫炉一般都是只用做生产SO₂使用，其产生的热量采取强制降温方式白白浪费（少量情况在锅炉外布少量裸管或水箱回收少量热量），本发明采用先进的工艺技术，对焚硫过程产生的热量进行极大程度的回收。

同时溴水生产工艺过程中，蒸汽都是由燃煤锅炉提供（或已改为燃气锅炉，但大部分地区燃气条件不具备）。这些锅炉需要单独建设，耗费较多燃料，安排岗位工人24小时连续生产，增加较多的成本投入，同时，对环境排放污染物，不利于环境保护，目前，国家已经下达指令限期关闭。在此背景下，本发明可以较好地解决该问题，经本发明的设备进行余热利用，节省成本投入，增加企业经济效益，符合国家倡导的创建节约型、绿色友好型企业的方向。

本发明采用特殊的工艺结构、先进的材料、先进的工业控制手段，将该设备制造成智能化多功能高效节能的焚硫及余热加热系统，目前，样机已经投产，性能良好，经济效益巨大。

以上所述，仅是本发明的部分较佳实施例，任何熟悉本领域的技术人员均可能利用上述阐述的技术方案加以修改或将其修改为等同的技术方案。因此，依据本发明的技术方案所进行的任何简单修改或等同置换，尽属于本发明要求保护的范围。

Claims (5)

1.一种用于溴水生产中焚硫余热利用及蒸汽制取的设备，其特征是：包括焚硫炉、余热蒸汽锅炉、省煤器，其中，焚硫炉主要由焚硫炉支架（1）、焚硫炉炉体（2）、焚硫炉炉膛（4）、焚硫炉烟道出口（6）构成，焚硫炉支架（1）上安装有焚硫炉炉体（2），焚硫炉炉体（2）的内腔设有焚硫炉炉膛（4），一端设有焚硫炉入口（3），另一端设有焚硫炉烟道出口（6）；

所述余热蒸汽锅炉主要由余热锅炉上锅筒（7）、余热焚硫炉锅炉下锅筒（22）、炉膛热交换盘管（5）、余热锅炉热交换器（13）、余热锅炉烟道出口（14）、余热锅炉支架（24）构成，所述余热锅炉支架（24）的上部安装有余热焚硫炉锅炉下锅筒（22），余热焚硫炉锅炉下锅筒（22）与余热锅炉上锅筒（7）之间为余热锅炉热交换器（13），余热锅炉热交换器（13）的一侧与焚硫炉烟道出口（6）连接，另一侧通过余热锅炉烟道出口（14）连接到省煤器，所述余热锅炉上锅筒（7）的顶部设有余热锅炉蒸汽总出口（10），在余热锅炉上锅筒（7）的中部设有余热锅炉软化水入口（12），软化水进入余热锅炉上锅筒（7）后，通过余热锅炉热交换器（13）连通到余热焚硫炉锅炉下锅筒（22）；

所述省煤器主要由省煤器壳体（18）、省煤器热交换器总承（16）、省煤器烟道入口（15）、省煤器烟道出口（20）构成，所述省煤器壳体（18）的顶部设有省煤器烟道入口（15），且连接余热锅炉烟道出口（14），省煤器壳体（18）的内腔设有省煤器热交换器总承（16），省煤器壳体（18）的底部设有省煤器烟道出口（20）；在省煤器壳体（18）的下侧设有省煤器软化水入口（19），上侧设有省煤器软化水出口（17）。

2.根据权利要求1所述的用于溴水生产中焚硫余热利用及蒸汽制取的设备，其特征是：所述余热焚硫炉锅炉下锅筒（22）内安装有辅助加热系统，所述辅助加热系统主要由辅助电加热器（21）和辅助燃气燃烧室（22）构成，通过辅助电加热器（21）或辅助燃气燃烧室（22）对软化水进行辅助加热。

3.根据权利要求1所述的用于溴水生产中焚硫余热利用及蒸汽制取的设备，其特征是：所述余热锅炉上锅筒（7）的顶部还设有压力表座（8）、水位计（9）和安全阀（11）。

4.根据权利要求1所述的用于溴水生产中焚硫余热利用及蒸汽制取的设备，其特征是：所述焚硫炉烟道出口（6）和余热锅炉烟道出口（14）为喇叭口形状，且膨大的部分安设余热锅炉热交换器（13）。

5.一种如权利要求1-4中任一项所述的用于溴水生产中焚硫余热利用及蒸汽制取的设备的使用方法，其特征是：按照热交换的能量流动，将该设备工作分为焚硫炉热量产生、软化水加热、辅助加热三个过程，分别描述如下：

一、焚硫炉热量的产生

在自动或手动控制的给料机送入硫磺和引风机送入的空气混合后，按照比例经焚硫炉入口（3）进入焚硫炉炉膛（4），点火燃烧后，生产溴水生产工艺中需要的SO₂，同时产生大量热量，随烟气进入焚硫炉炉膛（4）、余热锅炉热交换器区（13）、省煤器热交换器（16），经热交换组件进行热交换，一方面降低了烟气温度，另一方面，加热了热交换组件中的水，为产生蒸汽提供必要条件；

二、软化水加热

软化水经省煤器软化水入口（19）进入省煤器热交换总承（16），烟气携带的热量经翅片管传导至软化水，对软化水初步加热后，经省煤器出口（17）进入余热锅炉软化水入口（12），这些软化水在余热锅炉热交换器（13）中流动，烟气携带的热量经翅片管传导至软化水，对软化水进一步加热后生产蒸汽，到达余热锅炉上锅筒（7），经余热锅炉蒸汽总出口（10）流出，为工艺生产提供必需的蒸汽；进入余热锅炉软化水入口（12）的软化水的一部分可以有选择的进入分布在焚硫炉炉膛（4）内侧周围的炉膛热交换盘管（5），对焚硫炉炉膛（4）内的热量进行回收；

三、辅助加热

因蒸汽需求较大，余热回收热量产生的蒸汽量不足时，通过启动辅助电加热器（21）或辅助燃气燃烧室（23）对余热锅炉下锅筒（22）中的软化水进行加热，增加蒸汽产生量，通过开启不同数量的电加热管，为生产提供足够的蒸汽。