CN112964079A - 一种用于酸再生机组的烟气回收换热装置及换热方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于酸再生机组的烟气回收换热装置，包括筒体，所述的筒体的底部设置有下封头，所述的筒体的顶部设置有上封头，所述的上封头的上方设置有盖板；所述的筒体的内部设置有若干的换热块，所述的换热块之间设置有垫片。本发明所述的用于酸再生机组的烟气回收换热装置通过设置换热块使烟气进行有效的换热，同时，通过冷却水与助燃气对烟气进行两次的换热，将烟气中的蒸汽转为带有大量氯离子的冷凝水，有效的对氯离子进行回收，防止了对大气的污染，降低了PM2.5，使烟气更加环保，同时减少了电机等设备的使用，节省了电能。
Description
技术领域
本发明属于酸再生机组领域，尤其是涉及一种用于酸再生机组的烟气回收换热装置及换热方法。
背景技术
随着经济社会的快速发展和城市化进程的不断推进，环境保护和水资源短缺已成为制约社会经济可持续发展的两大重要因素。
尤其在钢铁领域，高温烟气的直接排放会对环境保护造成很大的负面影响。
但现有技术中烟气净化成本普遍较高，很大程度上影响了烟气的净化再利用，同时对高温烟气的净化和利用也缺乏有效手段。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在克服现有技术中的缺陷，提出用一种于酸再生机组的液滴分离器及换热方法。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种用于酸再生机组的烟气回收换热装置，包括筒体，所述的筒体的底部设置有下封头，所述的筒体的顶部设置有上封头，所述的上封头的上方设置有盖板；
所述的筒体的内部设置有若干的换热块，所述的换热块之间设置有垫片；
所述的上封头上设有烟气进口，所述的下封头的底部设有排液口，所述的下封头上设有第一排气口、第二排气口，所述的第一排气口、第二排气口均位于所述的排液口的上方，所述的烟气进口与所述的换热块相连通；
所述的筒体上自上而下依次设有助燃气进口、助燃气出口、冷却水进口、冷却水出口，所述的助燃气进口、助燃气出口、冷却水进口、冷却水出口均与所述的换热块相连通。所述的垫片上设置有对应的通孔便于烟气与助燃气、冷却水的通过。
进一步，所述的换热块包括若干的烟气片、换热片，所述的烟气片与换热片交错设置。
进一步，所述的烟气片的内部设置有烟气通道，所述的烟气管道呈蛇形结构，所述的烟气管道的两端的方向相反。
进一步，所述的换热片的内部设置有烟气通道，所述的烟气通道包括蛇形道与2个连通道，所述的连通道位于随时随地蛇形道的两端，所述的连通道与所述的蛇形道相连通。
进一步，所述的连通道与所述的蛇形道端部相互垂直。
进一步，所述的换热块的材质为不透性石墨。
使用所述的用于酸再生机组的烟气回收换热装置的换热方法，包括如下步骤：将烟气通过烟气进口通入筒体，烟气流入换热块的烟气通道中，将助燃气体通过筒体上的助燃气进口通入换热块的换热通道内，与烟气进行一次换热，换热后的助燃气体通过筒体上的助燃气出口流出，然后将冷却水通过筒体上的冷却水进口通入换热块的换热通道内，与燃气进行二次换热，换热后的冷却水通过筒体上的冷却水出口流出，烟气换热后其温度降低，其中的水蒸汽变为冷凝水，冷凝水将烟气中的大部分氯离子带走，自冷却水出口排出，剩余的烟气通过第一排气口与第二排气口排出即成。
酸洗机组是为板材加工部的上游工序-酸洗线服务。其工艺过程为：板材加工部酸洗线的钢板经过盐酸酸洗后，钢板表面氧化铁皮被盐酸洗掉，消耗的盐酸转变成以FeCl2为主的氯化物，溶解在盐酸溶液中，随着酸洗过程的进行，酸洗液中铁离子浓度会升高，而游离HCL的浓度相应降低。为了保持酸洗酸液中游离HCL的浓度，除去酸液中的增加的铁离子，需将废酸液送至酸再生机组，经过净化、废酸焙烧等过程，生成游离酸，再次返回酸洗机组，实现废酸再利用，同时可以回收氧化铁粉。酸洗过程中主要反应的化学反应方程式如下：
(1)Fe+2HCL＝FeCL2+H2
(2)FeO+2HCL＝FeCL2+H2O
(3)Fe2O3+6HCL＝2FeCL3+3H2O
(4)2FeCL3+Fe＝3FeCL2
(5)4FeCL2+4HCL+O2＝4FeCL3+2H2O
在焙烧炉的热区域内温度为500-800℃，FeCL2和FeCL3按照下述化学方程式分解：
(1)4FeCL2+4H2O+O2＝2Fe2O3+8HCL
(2)2FeCL3+3H2O＝Fe2O3+6HCL
在焙烧炉操作过程中，保证炉温极为重要，在烘炉期间，炉温需要根据时间发生阶段性变化，整个烘炉时间控制在156h，炉温最终需要达到650℃。
各项设定参数为：
炉顶温度：HH：+470℃，H：+450℃，L：+340℃，LL：+330℃，KP：+0.1，Ymax：+74％，TI：+30000：Ymin：+10％，TD：+20。
相对于现有技术，本发明具有以下优势：
本发明所述的用于酸再生机组的烟气回收换热装置通过设置换热块使烟气进行有效的换热，同时，通过冷却水与助燃气对烟气进行两次的换热，将烟气中的蒸汽转为带有大量氯离子的冷凝水，有效的对氯离子进行回收，防止了对大气的污染，降低了PM2.5，使烟气更加环保，同时减少了电机等设备的使用，节省了电能。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例所述的用于酸再生机组的烟气回收换热装置的示意图；
图2为本发明实施例所述的换热块的示意图；
图3为本发明实施例所述的烟气片的示意图；
图4为本发明实施例所述的换热片的示意图。
附图标记说明：
1、下封头；2、换热块；3、垫片；4、筒体；5、上封头；6、上盖板；11、排液口；12、第一排气口；13、第二排气口；41、助燃气进口；42、助燃气出口；43、冷却水进口；44、冷却水出口；51、烟气进口；21、烟气片；22、换热片；211、烟气通道；221、换热通道；2211、蛇形道；2212、连通道。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图1-4所示，一种用于酸再生机组的烟气回收换热装置，包括筒体4，所述的筒体4的底部设置有下封头1，所述的筒体4的顶部设置有上封头5，所述的上封头5的上方设置有盖板；所述的筒体4的内部设置有若干的换热块2，所述的换热块2之间设置有垫片3；所述的上封头5上设有烟气进口51，所述的下封头1的底部设有排液口11，所述的下封头1上设有第一排气口12、第二排气口13，所述的第一排气口12、第二排气口13均位于所述的排液口11的上方，所述的烟气进口51与所述的换热块2相连通；所述的筒体4上自上而下依次设有助燃气进口41、助燃气出口42、冷却水进口43、冷却水出口44，所述的助燃气进口41、助燃气出口42、冷却水进口43、冷却水出口44均与所述的换热块2相连通。所述的垫片3上设置有对应的通孔便于烟气与助燃气、冷却水的通过。所述的换热块2的材质为不透性石墨。
所述的换热块2包括若干的烟气片21、换热片22，所述的烟气片21与换热片22交错设置。所述的烟气片21的内部设置有烟气通道211，所述的烟气管道呈蛇形结构，所述的烟气管道的两端的方向相反。所述的换热片22的内部设置有烟气通道211，所述的烟气通道211包括蛇形道2211与2个连通道2212，所述的连通道2212位于随时随地蛇形道2211的两端，所述的连通道2212与所述的蛇形道2211相连通。所述的连通道2212与所述的蛇形道2211端部相互垂直。在实施过程中可将换热2块根据需求进行合理的摆放，使助燃气体与烟气顺利的进行换热即可。
使用所述的用于酸再生机组的烟气回收换热装置的换热方法，包括如下步骤：将烟气通过烟气进口51通入筒体4，烟气流入换热块2的烟气通道211中，将助燃气体通过筒体4上的助燃气进口41通入换热块2的换热通道221内，与烟气进行一次换热，换热后的助燃气体通过筒体4上的助燃气出口42流出，然后将冷却水通过筒体4上的冷却水进口43通入换热块2的换热通道221内，与燃气进行二次换热，换热后的冷却水通过筒体4上的冷却水出口44流出，烟气换热后其温度降低，其中的水蒸汽变为冷凝水，冷凝水将烟气中的大部分氯离子带走，自冷却水出口44排出，剩余的烟气通过第一排气口12与第二排气口13排出即成。
通过所述的分离器改造酸再生机组的效果：
原设计排气：16000m3/h
改造后排气：5500m3/h，基本消除水蒸气
保证值HCl：≤10mg/Nm3，目标值：≤5mg/Nm3
国标GB28665-2012：HCl：≤30mg/Nm3
通过使用所述的分离器，排放量大幅降低：氯化氢折算浓度稳定在小于0.5毫克/立方，大量盐分随水蒸气一并回收。
生产成本大幅缩减：风机负荷降低，节省用电成本约8元/吨；助燃空气温度提升，燃气消耗降低21元/吨；省去碱液消耗，成本下降10元/吨；每天冷凝回收水资源80立方，基本满足酸再生吸收水使用，每天补充很少新鲜水(小于10立方)即可，节省成本约7.8元/吨。
估算全年可节省成本126.36万元。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种用于酸再生机组的烟气回收换热装置，其特征在于：包括筒体，所述的筒体的底部设置有下封头，所述的筒体的顶部设置有上封头，所述的上封头的上方设置有盖板；
所述的筒体的内部设置有若干的换热块，所述的换热块之间设置有垫片；
所述的上封头上设有烟气进口，所述的下封头的底部设有排液口，所述的下封头上设有第一排气口、第二排气口，所述的第一排气口、第二排气口均位于所述的排液口的上方，所述的烟气进口与所述的换热块相连通；
所述的筒体上自上而下依次设有助燃气进口、助燃气出口、冷却水进口、冷却水出口，所述的助燃气进口、助燃气出口、冷却水进口、冷却水出口均与所述的换热块相连通。
2.根据权利要求1所述的用于酸再生机组的烟气回收换热装置，其特征在于：所述的换热块包括若干的烟气片、换热片，所述的烟气片与换热片交错设置。
3.根据权利要求2所述的用于酸再生机组的烟气回收换热装置，其特征在于：所述的烟气片的内部设置有烟气通道，所述的烟气管道呈蛇形结构，所述的烟气管道的两端的方向相反。
4.根据权利要求3所述的用于酸再生机组的烟气回收换热装置，其特征在于：所述的换热片的内部设置有烟气通道，所述的烟气通道包括蛇形道与2个连通道，所述的连通道位于随时随地蛇形道的两端，所述的连通道与所述的蛇形道相连通。
5.根据权利要求4所述的用于酸再生机组的烟气回收换热装置，其特征在于：所述的连通道与所述的蛇形道端部相互垂直。
6.根据权利要求1所述的用于酸再生机组的烟气回收换热装置，其特征在于：所述的换热块的材质为不透性石墨。
7.使用权利要求1-6中任一项所述的用于酸再生机组的烟气回收换热装置的换热方法，其特征在于：包括如下步骤：将烟气通过烟气进口通入筒体，烟气流入换热块的烟气通道中，将助燃气体通过筒体上的助燃气进口通入换热块的换热通道内，与烟气进行一次换热，换热后的助燃气体通过筒体上的助燃气出口流出，然后将冷却水通过筒体上的冷却水进口通入换热块的换热通道内，与燃气进行二次换热，换热后的冷却水通过筒体上的冷却水出口流出，烟气换热后其温度降低，其中的水蒸汽变为冷凝水，冷凝水将烟气中的大部分氯离子带走，自冷却水出口排出，剩余的烟气通过第一排气口与第二排气口排出即成。
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