CN112696702A - 用于废硫酸裂解烟气的清洁系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于废硫酸裂解烟气的清洁系统及方法，所述系统包括如下部件：焚烧炉(14)、预净化器(15)、余热锅炉(16)和吹扫气加热器(17)，所述焚烧炉(14)与所述预净化器(15)连接，所述余热锅炉(16)和所述吹扫气加热器(17)分别与所述预净化器(15)连接；所述预净化器(15)包括壳体(1)，所述壳体(1)内设有过滤网(3)和过滤管(6)，所述过滤管(6)位于所述过滤网(3)的下游，所述过滤管(6)通过支撑板(4)固定在壳体(1)内，所述支撑板(4)上设置有小孔。本发明能够对废硫酸裂解烟气进行过滤、避免烟气堵塞余热锅炉炉管及换热设备的换热管，同时还实现自动清灰，降低人工成本。
Description
技术领域
本发明属于化工设备领域，具体涉及一种用于废硫酸裂解烟气的清洁系统及方法。
背景技术
现有的废硫酸裂解出炉烟气因含杂质较多造成余热锅炉炉管以及换热设备换热管堵塞，造成设备运转不正常，换热不理想，进入到下一工段的炉温升高，影响了下游工段设备的使用寿命。此外，在实际生产操作过程中，需要人工清灰，较为不便，且增加了人工成本。
中国发明专利CN105983324A公开一种烟气净化器，包括箱体，箱体的一侧设有进气管道，进气管道的顶端设有进气自动开关，进气管道的侧壁设有进气口，进气管道的末端下侧设有排气自动开关，箱体的内部至少设有一个净化伞组件，箱体的顶部设有排气管道，还包括储液罐、控制器、水泵、液位传感器、氮氧传感器，控制器分别与水泵、液位传感器、氮氧传感器连接。该发明所公开的烟气净化器，结构复杂，不适用于废硫酸裂解烟气的预净化。
中国发明专利CN106017201A公开一种废硫酸裂解再生装置余热锅炉的清灰装置及在线清灰方法。主要包括钢丝刷、刮刀、清灰杆、手柄或减速电机，清灰杆前段依次设有钢丝刷和刮刀，清灰杆的后端设置手柄或减速电机。在线清灰时，将余热锅炉清灰管的密封结构卸下，然后将清灰杆带钢丝刷的一端深入余热锅炉换热管，旋转清灰杆，通过清灰杆前端的刮刀锯齿将积灰从换热管壁刮下，同时向前推送，直至余热锅炉的前烟箱，将刮落的积灰推落到前烟箱中。该发明只能将余热锅炉中的灰清除掉，废硫酸裂解烟气所经过的其他装置无法清灰。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有的废硫酸裂解出炉烟气因含杂质较多，造成余热锅炉的炉管以及换热设备的换热管堵塞的问题，提供一种废硫酸裂解烟气的清洁系统及方法。本发明的装置能够对废硫酸裂解烟气进行过滤、避免烟气堵塞余热锅炉炉管及换热设备的换热管，同时还实现自动清灰，降低人工成本。
为解决上述技术问题，本发明第一方面提供一种用于废硫酸裂解烟气的清洁系统，所述系统包括如下部件：
焚烧炉14、预净化器15、余热锅炉16和吹扫气加热器17，所述焚烧炉14与所述预净化器15连接，所述余热锅炉16和所述吹扫气加热器17分别与所述预净化器15连接。
根据本发明的一些实施方式，所述预净化器15包括壳体1，所述壳体1内设有过滤网3和过滤管6，所述过滤管6位于所述过滤网3的下游，所述过滤管6通过支撑板4固定在壳体1内，所述支撑板4上设置有小孔。
根据本发明的一些实施方式，所述过滤网3的目数为10～60目，对裂解烟气进行初步过滤，并且保护所述过滤管6不被粒径较大的颗粒磨损。
根据本发明的一些实施方式，所述过滤网3为碳化硅过滤网。
根据本发明的一些实施方式，所述过滤网3为可拆卸过滤网。
根据本发明的一些实施方式，所述小孔的孔径为50～150mm，优选50mm。
根据本发明的一些实施方式，所述壳体1上还设有脉冲清洗气入口7和冲洗气收集口9。
根据本发明的一些实施方式，所述过滤管6可实现自动在线吹扫清理，方便快捷，节省人工成本。自动清洗气通过所述脉冲清洗气入口7通入所述过滤管6内部，将所述过滤管6上的杂质吹走，杂质残存于管束的底部。自动清洗气从装置尾部的所述冲洗气收集口9引出；所述过滤管6内的残留物可在所述清灰口8排出。
根据本发明的一些实施方式，所述壳体1的内壁上设有沿内壁周向和轴向延伸的加强筋板2。
根据本发明的一些实施方式，所述加强筋板2上设有隔板5，所述隔板5用于固定所述过滤管6。
根据本发明的一些实施方式，相邻两块所述加强筋板2的间距为200～500mm。
根据本发明的一些实施方式，所述壳体1上设有烟气进口11、烟气出口12和人孔10。
根据本发明的一些实施方式，所述壳体1固定在鞍座13上，所述壳体1上还设有清灰口8，所述鞍座13上设有斜坡型凸台，所述凸台与所述清灰口8连接。
根据本发明的一些实施方式，与所述清灰口8连接的所述凸台的高度低于所述凸台的剩余部分的高度。
根据本发明的一些实施方式，所述凸台的斜坡角度为3-5°，便于清灰操作。
根据本发明的一些实施方式，所述清灰口8的材质为碳化硅，口径设置为DN200～DN400。其内表面做光滑处理，便于落灰清理操作。
根据本发明的一些实施方式，所述清灰口8的口径为DN600，用于设备检修。
根据本发明的一些实施方式，所述隔板5、所述支撑板4为碳化硅板或氮化硅板，高温下强度高，可在1400℃以下的烟气中长期使用，利于装置稳定运行。
根据本发明的一些实施方式，所述过滤管6为碳化硅管或氮化硅管。
根据本发明的一些实施方式，所述过滤管6为DN50～DN150的碳化硅管或氮化硅圆管，过滤精度高，可达0.5～300μm，过滤效率可达99.5％。经净化后烟气逃逸出所述过滤管6，温度降低到850-1100℃，再经过余热锅炉降温到320～420℃，得到洁净的裂解烟气，经所述烟气出口12进入后续工序。而废硫酸裂解烟气中的杂质附着于所述过滤管6内。
本发明中，上下游是指根据烟气进入预净化器的方向来规定，上游是指烟气进入预净化器的一侧为上游，下游是指烟气流出预净化器的一侧为下游。
为解决上述技术问题，本发明第二方面提供一种利用本发明第一方面所述的清洁系统对废硫酸裂解烟气进行清洁的方法，包括如下步骤：
1)、废硫酸在所述焚烧炉14中裂解后所产生的烟气进入所述预净化器15，预净化后的烟气进入所述余热锅炉16进行余热回收；
2)、吹扫气被所述吹扫气加热器17加热后进入所述预净化器15对其进行吹扫、净化。
根据本发明的一些实施方式，所述吹扫气为0.4～0.7MPa的净化压缩空气。为防止常温的吹扫气对所述预净化器15造成局部降温并出现露点腐蚀，损坏所述预净化器15的过滤管6，流程中特增设所述吹扫气加热器17设备。吹扫气沿预净化器15的壳体1以及过滤管6之间的空隙自上而下流动形成壳程；高温烟气在过滤管6内部自上而下流动形成管程。壳程为常温吹扫风，管程为来自余热锅炉进口烟气支路管道的高温烟气。壳程的常温吹扫气通过管程的850～1150℃高温裂解烟气，从常温增加到400℃后，吹入所述预净化器15，用于在线清理所述预净化器15的过滤管束。
根据本发明的一些实施方式，所述预净化器15的烟气进出口管线上设置有压力表，通过前后压差判断过滤管束杂质残留情况。
根据本发明的一些实施方式，为了能够自动控制所述预净化器15在线清理过滤管束，增强自动化控制水平，通过所述余热锅炉16进口烟气支路管道上设置自动调节阀来控制所述吹扫气加热器17的热吹扫温度在350～450℃，然后吹扫气进入所述预净化器15，有效避免所述预净化器15的局部冷却露点腐蚀情况的发生。
本发明的有益效果：
本发明清洁系统及方法可以有效清除烟气中固体杂质，适用于获得各种洁净的裂解烟气。该发明有效避免裂解工序余热锅炉炉管及其他烟气换热降温设备换热管经常堵塞，避免清理人工强度高，频次高的情况出现，本发明的清洁系统及方法简单易操作，具有较高的自动化水平，大大降低了人工成本及劳动负荷，利于装置长期稳定运行。
附图说明
图1为本发明中一个实施方式的清洁系统工艺流程图；
图2为本发明中一个实施方式的预净化器的装置结构示意图；
其中，附图标记为：
1-壳体；2-加强筋板；3-过滤网；4-支撑板；5-隔板；6-过滤管；7-脉冲清洗气入口；8-清灰口；9-冲洗气收集口；10-人孔；11-烟气进口，12-烟气出口；13-鞍座；14-焚烧炉；15-预净化器；16-余热锅炉；17-吹扫气加热器。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案以及优点更加容易理解，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供一种用于废硫酸裂解烟气的清洁系统，所述系统包括如下部件(如图1所示)：
焚烧炉14、预净化器15、余热锅炉16和吹扫气加热器17，所述焚烧炉14与所述预净化器15连接，所述余热锅炉16和所述吹扫气加热器17分别与所述预净化器15连接；
所述预净化器15包括壳体1，所述壳体1内设有过滤网3和过滤管6，所述过滤管6位于所述过滤网3的下游，所述过滤管6通过支撑板4固定在壳体1内，所述支撑板4上设置有小孔；
所述壳体1上还设有脉冲清洗气入口7和冲洗气收集口9，所述壳体1的内壁上设有沿内壁周向和轴向延伸的加强筋板2，所述加强筋板2上设有隔板5，所述隔板5用于固定所述过滤管6；所述壳体1上设有烟气进口11、烟气出口12和人孔10；所述壳体1固定在鞍座13上，所述壳体1上还设有清灰口8，所述鞍座13上设有斜坡型凸台，所述凸台与所述清灰口8连接，与所述清灰口8连接的所述凸台的高度低于所述凸台的剩余部分的高度。
以下实施例采用如图1所示的清洁系统工艺流程图对废硫酸进行清洁，该清洁系统中预净化器的结构示意图如图2所示。
实施例1
本实施例中，来自焚烧炉裂解的含SO2气体气量4175Nm3/h，1150℃，-1KPa，各成分的体积含量，SO2：9.1％；SO3：0.2％；CO2：6.9％；O2：3.8％；N2：55.4％；H2O：24.7％。经过预净化器过滤管束除杂后降温至约1075℃后，进入余热锅炉管程降温至约350℃后进入下一工序。吹扫气加热器对吹扫气进行加热，烟气进口温度为1145℃，出口温度为1050℃，吹扫气温度升至400℃。余热锅炉炉管清灰操作每隔5个月进行1次，可以长期稳定运行。通过预净化器中烟气进出口压差变化，在线清洗频次为每隔一周清洗1次即可满足使用要求。
实施例2
本实施例中，自焚烧炉裂解的含SO2气体气量6800Nm3/h，1150℃，-1KPa，各成分的体积含量，SO2：7.4％；SO3：0.2％；CO2：9.3％；O2：3.7％；N2：57.0％；H2O：22.4％。经过预净化器过滤管束除杂后降温至约1080℃后，进入余热锅炉管程降温至约350℃后进入下一工序。吹扫气加热器对吹扫气进行加热，烟气进口温度为1130℃，出口温度为1050℃，吹扫气温度升至400℃。余热锅炉炉管清灰操作每隔5个月进行1次，可以长期稳定运行。通过预净化器烟气进出口压差变化，在线清洗频次为每隔5天清洗1次即可满足使用要求。
实施例3
本实施例中，来自焚烧炉裂解的含SO2气体气量7370Nm3/h，1150℃，-1KPa，各成分的体积含量，SO2：7.5％；SO3：0.2％；CO2：7.7％；O2：4％；N2：55.0％；H2O：25.7％。经过预净化器过滤管束除杂后降温至约1080℃后，进入余热锅炉管程降温至约350℃后进入下一工序。吹扫气加热器对吹扫气进行加热，烟气进口温度为1130℃，出口温度为1050℃，吹扫气温度升至400℃。余热锅炉炉管清灰操作每隔5个月进行1次，可以长期稳定运行。通过预净化器烟气进出口压差变化，在线清洗频次为每隔5天清洗1次即可满足使用要求。
实施例4
本实施例中，来自焚烧炉裂解的含SO2气体气量7700Nm3/h，1100℃，-1KPa，各成分的体积含量，SO2：10.3％；SO3：0.04％；CO2：1％；O2：4％；N2：64.6％；H2O：20％。经过预净化器过滤管束除杂后降温至1030℃后，进入余热锅炉管程降温至约350℃后进入下一工序。吹扫气加热器对吹扫气进行加热，烟气进口温度为1090℃，出口温度为950℃，吹扫气温度升至400℃。余热锅炉炉管清灰操作每隔5个月进行1次，可以长期稳定运行。通过烟气预净化器烟气进出口压差变化，在线清洗频次为每隔5天清洗1次即可满足使用要求。
实施例5
本实施例中，来自焚烧炉裂解的含SO2气体气量10760Nm3/h，1150℃，-1KPa，各成分的体积含量，SO2：8.2％；SO3：0.2％；CO2：8.8％；O2：4.2％；N2：54.5％；H2O：24.1％。经过预净化器过滤管束除杂后降温至约1050℃后，进入余热锅炉管程降温至约390℃后进入下一工序。吹扫气加热器对吹扫气进行加热，烟气进口温度为1130℃，出口温度约为955℃，吹扫气温度升至400℃。余热锅炉炉管清灰操作每隔5个月进行1次，可以长期稳定运行。通过预净化器烟气进出口压差变化，在线清洗频次为每隔5天清洗1次即可满足使用要求。
实施例6
本实施例中，来自焚烧炉裂解的含SO2气体气量13100Nm3/h，1100℃，
-1.5KPa，各成分的体积含量，SO2：7.7％；SO3：0.2％；CO2：9.2％；O2：3.8％；N2：56.4％；H2O：22.7％。经过预净化器过滤管束除杂后降温至1000℃后，进入余热锅炉管程降温至约380℃后进入下一工序。吹扫气加热器对吹扫气进行加热，烟气进口温度为1095℃，出口温度约为940℃，吹扫气温度升至400℃。余热锅炉炉管清灰操作每隔5个月进行1次，可以长期稳定运行。通过预净化器烟气进出口压差变化，在线清洗频次为每隔5天清洗1次即可满足使用要求。
实施例7
本实施例中，来自焚烧炉裂解的含SO2气体气量20850Nm3/h，1100℃，-1.5KPa，各成分的体积含量，SO2：8.1％；SO3：0.1％；CO2：8.8％；O2：4％；N2：54.4％；H2O：24.6％。经过预净化器过滤管束除杂后降温至1070℃后，进入余热锅炉管程降温至约390℃后进入下一工序。吹扫气加热器对吹扫气进行加热，烟气进口温度为1095℃，出口温度约为940℃，吹扫气温度升至400℃。余热锅炉炉管清灰操作每隔5个月进行1次，可以长期稳定运行。通过预净化器烟气进出口压差变化，在线清洗频次为每隔4天清洗1次即可满足使用要求。
应当注意的是，以上的实施例仅用于解释本发明，并不对本发明构成任何限制。通过参照典型实施例对本发明进行了描述，但应当理解为其中所用的词语为描述性和解释性词汇，而不是限定性的词汇。可以按规定在本发明权利要求的范围内对本发明作出修改，以及在不背离本发明的范围和精神内对本发明进行修订。尽管其中描述的本发明涉及特定的方法、材料和实施例，但是并不意味着本发明限于其中公开的特定例，相反，本发明可以扩展至其它所有具有相同功能的方法和应用。
Claims (10)
1.用于废硫酸裂解烟气的清洁系统，所述系统包括如下部件：
焚烧炉(14)、预净化器(15)、余热锅炉(16)和吹扫气加热器(17)，所述焚烧炉(14)与所述预净化器(15)连接，所述余热锅炉(16)和所述吹扫气加热器(17)分别与所述预净化器(15)连接。
2.根据权利要求1所述的清洁系统，其特征在于，所述预净化器(15)包括壳体(1)，所述壳体(1)内设有过滤网(3)和过滤管(6)，所述过滤管(6)位于所述过滤网(3)的下游，所述过滤管(6)通过支撑板(4)固定在壳体(1)内，所述支撑板(4)上设置有小孔。
3.根据权利要求1或2所述的清洁系统，其特征在于，所述过滤网(3)的目数为10～60目。
4.根据权利要求1-3所述的清洁系统，其特征在于，所述小孔的孔径为50～150mm。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的清洁系统，其特征在于，所述壳体(1)上还设有脉冲清洗气入口(7)和冲洗气收集口(9)。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的清洁系统，其特征在于，所述壳体(1)的内壁上设有沿内壁周向和轴向延伸的加强筋板(2)，优选地，所述加强筋板(2)上设有隔板(5)，所述隔板(5)用于固定所述过滤管(6)。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的清洁系统，其特征在于，所述壳体(1)上设有烟气进口(1)、烟气出口(12)和人孔(10)。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的清洁系统，其特征在于，所述壳体(1)固定在鞍座(13)上，所述壳体(1)上还设有清灰口(8)，所述鞍座(13)上设有斜坡型凸台，所述凸台与所述清灰口(8)连接，优选地，与所述清灰口(8)连接的所述凸台的高度低于所述凸台剩余部分的高度。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的清洁系统对废硫酸裂解烟气进行清洁的方法，包括如下步骤：
1)、废硫酸在所述焚烧炉(14)中裂解后所产生的烟气进入所述预净化器(15)，预净化后的烟气进入所述余热锅炉(16)进行余热回收；
2)、吹扫气被所述吹扫气加热器(17)加热后进入所述预净化器(15)对其进行吹扫、净化。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述吹扫气为0.4～0.7MPa的净化压缩空气。
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