CN201412818Y - 一种硫酸装置低温位热回收的蒸汽发生器 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及化工生产中余热回收的技术领域，尤其涉及硫酸生产工艺的三氧化硫吸收过程中的低温位废热的回收利用的蒸汽发生器。该蒸汽发生器包括酸进出口一体管箱、在该管箱内设有酸进出口分隔板、酸水隔离的管板、与管板相连的U形管束、U形管束支撑装置、筒体、蒸汽汽包、汽水分离器、筒体与蒸汽汽包之间的连接管道；所述的酸进出口分隔板一端与管箱壁固定连接，对应分隔板另一端的管板是凹槽结构，分隔板另一端陷入该凹槽内，所述该分隔板另一端与管板之间不接触。上述结构可确保其正常生产时安全运行和发生故障时的快速处理。

Description

一种硫酸装置低温位热回收的蒸汽发生器
技术领域：
本实用新型涉及化工生产中余热回收(或称废热回收)的技术领域，尤其涉及硫酸生产工艺的三氧化硫吸收过程中的低温位废热的回收利用的蒸汽发生器。
背景技术：
尽管蒸汽发生器已经以多种多样的型式在工业领域得以广泛应用，但是，由于硫酸的强腐蚀性以及硫酸与水反应的强放热性，使得该设备需要相应的特殊结构，以确保其正常生产时安全运行和发生故障时的快速处理。
实用新型内容：
为快速处理、便于操作，并将硫磺制酸装置的热回收率从原来的70％提高到93％以上，使其能够用于硫酸的低温位废热的回收系统，将原本由循环水带走的硫酸吸收系统的热量回收利用产生蒸汽，达到废热回收利用的目的，本实用新型提供一种硫酸装置低温位热回收的蒸汽发生器。
本实用新型所采用的技术方案是：
一种硫酸装置低温位热回收的蒸汽发生器，热源介质为高温浓硫酸，酸从管箱的底部进入通过管程换热后从管箱的顶部出去，水在管束外得到热量而汽化产生蒸汽。该蒸汽发生器包括酸进出口一体管箱1、在该管箱1内设有酸进出口分隔板2、酸水隔离的管板3、与管板3相连的U形管束4、U形管束支撑装置5、筒体6、蒸汽汽包7、汽水分离器8、筒体6与蒸汽汽包7之间的连接管道9；
所述的酸进出口分隔板2一端与管箱壁21固定连接，对应分隔板2另一端的管板3是凹槽结构，分隔板2另一端陷入该凹槽内，所述该分隔板2另一端与管板3之间不接触。
所述的酸进出口分隔板2一端与管箱壁21的固定连接是焊接方式。
所述的酸进出口分隔板2另一端与管板3的凹槽结构之间的缝隙在1～20mm之间，该缝隙可以减小酸流动的涡流及涡流引起的震动。该分隔板在确保酸循环量的同时还可快速排酸，以便于蒸汽发生器的安全维修及及时的检查。
蒸汽发生器的酸水隔离的管板3可以为金属复合材料，与管板3相连的U形管束4带有一个U形管束支撑装置5，为便于对该U形管束4进行维护保养或更换，可对现有常用的支撑装置进行改进，即在支撑装置顶部安装导轨，使管束很容易安装和维护。或者直接以该导轨作为支撑装置5，同时起到支撑和滑动的功能，便于对该U形管束4进行维护保养或更换。支撑导轨的长度可为该U形管束的0.3～1倍长度。该蒸汽发生器的安装高度兼顾人员安全及对设备的保护，同时方便酸的排出。
蒸汽发生器的筒体6水平放置，水被直接加到筒体6中。该筒体6可使蒸汽发生器的给水有效分布并使蒸汽发生器具有适宜的水循环率，同时确保水中固体物质的有效去除。
蒸汽汽包7的位置是在筒体6的上方，通过筒体6与蒸汽汽包7之间的连接管道9(亦称蒸汽上升管)与筒体6连接。
在蒸汽汽包7内或者在筒体6的上部安装有单独的或者组合的汽水分离器8以改进蒸汽质量，达到高压高温蒸汽透平所要求的严格的蒸汽质量，从而使该蒸汽可以进入硫酸装置的高压蒸汽透平发动机的透平中。
上述蒸汽发生器可以按ASME标准设计或者其他的关于蒸汽发生器、锅炉等相应标准设计。
下面结合附图对本实用新型作详细说明。
附图说明：
图1是本实用新型的结构示意图。
图2是本实用新型的管箱内的酸分隔板结构示意图。
图中：1.管箱、2.管箱内的酸分隔板、21.管箱壁、3.管板、4.U形管束、5.U形管束支撑装置、6.筒体、7.蒸汽汽包、8.汽水分离器、9.筒体与汽包间的连接管道。
具体实施方式：
下面结合具体实施方式对本实用新型做进一步说明。
实施例1
一蒸汽发生器，热源介质为高温浓硫酸，酸从管箱的底部进入通过管程换热后从管箱的顶部出去，水在管束外得到热量而汽化产生蒸汽，包括酸进出口一体管箱1、在该管箱1内设有酸进出口分隔板2、酸水隔离的管板3、与管板3相连的U形管束4、U形管束支撑装置5、筒体6、蒸汽汽包7、汽水分离器8、筒体6与蒸汽汽包7之间的连接管道9；在蒸汽汽包7内或者在筒体6的上部安装有单独的汽水分离器8以改进蒸汽质量，达到高压高温蒸汽透平所要求的蒸汽质量，从而使该蒸汽可以进入硫酸装置的高压蒸汽透平发动机的透平中。
所述的酸进出口分隔板2一端与管箱壁21焊接，对应分隔板2另一端的管板3是凹槽结构，分隔板2另一端陷入该凹槽内，所述该分隔板2另一端与管板3之间不接触。
所述的酸进出口分隔板2另一端与管板3的凹槽结构之间的缝隙控制在1～20mm之间，该缝隙可以减小酸流动的涡流及涡流引起的震动。该分隔板在确保酸循环量的同时还可快速排酸，以便于蒸汽发生器的安全维修及及时的检查。
蒸汽发生器的酸水隔离的管板3为金属复合材料，与管板3相连的U形管束4带有一个U形管束支撑装置5，为便于对该U形管束4进行维护保养或更换，对现有常用的支撑装置进行改进，即在支撑装置顶部安装导轨，使管束很容易安装和维护。导轨的长度可为该U形管束的0.3～1倍长度。该蒸汽发生器的安装高度兼顾人员安全及对设备的保护，同时方便酸的排出。
蒸汽发生器的筒体6水平放置，水被直接加到筒体6中。该筒体6可使蒸汽发生器的给水有效分布并使蒸汽发生器具有适宜的水循环率，同时确保水中固体物质的有效去除。
蒸汽汽包7的位置是在筒体6的上方，通过筒体6与蒸汽汽包7之间的连接管道9(亦称蒸汽上升管)与筒体6连接。
在蒸汽汽包7内或者在筒体6的上部安装有单独的或者组合的汽水分离器8以改进蒸汽质量，达到高压高温蒸汽透平所要求的严格的蒸汽质量，从而使该蒸汽可以进入硫酸装置的高压蒸汽透平发动机的透平中。
所述蒸汽发生器可以按ASME标准设计。
对某个1800吨/天的硫磺制酸装置，流量为1000～2000m3/h的浓度在99.0～99.9％、温度在190～230℃的高温浓硫酸从管箱的底部进入，在流过管束中放热降温后从管箱的顶部排出。以上述结构的蒸汽发生器给水从蒸汽发生器壳体进入，吸收酸的显热后蒸发成0.3～1.0MPa的饱和蒸汽。蒸汽通过筒体上部或在蒸汽汽包安装的汽水分离器分离去蒸汽中夹带的水后从汽包的顶部排出。蒸汽的产量取决酸放出的热量以及蒸汽压力等级等因素。当产1.0MPa饱和蒸汽时，蒸汽产量在0.5吨/吨酸左右，即38吨/小时。
实施例2：
一蒸汽发生器，热源介质为高温浓硫酸，酸从管箱的底部进入通过管程换热后从管箱的顶部出去，水在管束外得到热量而汽化产生蒸汽，包括酸进出口一体管箱1、在该管箱1内设有酸进出口分隔板2、酸水隔离的管板3、与管板3相连的U形管束4、U形管束支撑装置5、筒体6、蒸汽汽包7、汽水分离器8、筒体6与蒸汽汽包7之间的连接管道9；在蒸汽汽包7内或者在筒体6的上部安装有组合的汽水分离器8以改进蒸汽质量，达到高压高温蒸汽透平所要求的严格的蒸汽质量，从而使该蒸汽可以进入硫酸装置的高压蒸汽透平发动机的透平中。
所述的酸进出口分隔板2一端与管箱壁21焊接，对应分隔板2另一端的管板3是凹槽结构，分隔板2另一端陷入该凹槽内，所述该分隔板2另一端与管板3之间不接触。
所述的酸进出口分隔板2另一端与管板3的凹槽结构之间的缝隙控制在1～20mm之间，该缝隙可以减小酸流动的涡流及涡流引起的震动。该分隔板在确保酸循环量的同时还可快速排酸，以便于蒸汽发生器的安全维修及及时的检查。
蒸汽发生器的酸水隔离的管板3为金属复合材料，与管板3相连的U形管束4带有一个U形管束支撑装置5，为便于对该U形管束4进行维护保养或更换，直接以导轨作为支撑装置5，同时起到支撑和滑动的功能，便于对该U形管束4进行维护保养或更换。导轨的长度可为该U形管束的0.3～1倍长度。该蒸汽发生器的安装高度兼顾人员安全及对设备的保护，同时方便酸的排出。
蒸汽发生器的筒体6水平放置，水被直接加到筒体6中。该筒体6可使蒸汽发生器的给水有效分布并使蒸汽发生器具有适宜的水循环率，同时确保水中固体物质的有效去除。
蒸汽汽包7的位置是在筒体6的上方，通过筒体6与蒸汽汽包7之间的连接管道9(亦称蒸汽上升管)与筒体6连接。
在蒸汽汽包7内或者在筒体6的上部安装有单独的或者组合的汽水分离器8以改进蒸汽质量，达到高压高温蒸汽透平所要求的严格的蒸汽质量，从而使该蒸汽可以进入硫酸装置的高压蒸汽透平发动机的透平中。所述蒸汽发生器可以按ASME标准设计。
对某个1000吨/天的冶炼烟气制酸装置，流量为500～1200m3/h的浓度在99.0～99.9％、温度在190～230℃的高温浓硫酸从管箱的底部进入，在流过管束中放热降温后从管箱的顶部排出。以上述结构的蒸汽发生器给水从蒸汽发生器壳体进入，吸收酸的显热后蒸发成0.3～1.0MPa的饱和蒸汽。蒸汽通过筒体上部或在蒸汽汽包安装的汽水分离器分离去蒸汽中夹带的水后从汽包的顶部排出。蒸汽的产量取决酸放出的热量、产品酸浓度以及蒸汽压力等级等因素，蒸汽产量差别很大，从0.2吨/吨酸至0.7吨/吨酸不等。本实施例产0.7MPa饱和蒸汽时，蒸汽产量在0.6吨/吨酸左右，即25吨/小时。
虽然上述具体的实施例已经描述了本实用新型，但此描述不意味着构成限制。在参照本实用新型的描述后，对于本技术领域的熟练人员来说，显然能够对所公开的实施例做出各种各样的修正。各种类似的修正均落入本实用新型的权利要求范围之内。

Claims (7)

1.一种硫酸装置低温位热回收的蒸汽发生器，包括酸进出口一体管箱(1)、在该管箱(1)内设有酸进出口分隔板(2)、酸水隔离的管板(3)、与管板(3)相连的U形管束(4)、U形管束支撑装置(5)、筒体(6)、蒸汽汽包(7)、汽水分离器(8)、筒体(6)与蒸汽汽包(7)之间的连接管道(9)；
其特征在于，
所述的酸进出口分隔板(2)一端与管箱壁(21)固定连接，对应分隔板(2)另一端的管板(3)是凹槽结构，分隔板(2)另一端陷入该凹槽内，所述该分隔板(2)另一端与管板(3)之间不接触。
2.根据权利要求1所述的蒸汽发生器，其特征在于，所述的酸进出口分隔板(2)一端与管箱壁(21)的固定连接是焊接方式。
3.根据权利要求1所述的蒸汽发生器，其特征在于，所述的酸进出口分隔板(2)另一端与管板(3)的凹槽结构之间的缝隙在1～20mm之间。
4.根据权利要求1所述的蒸汽发生器，其特征在于，该支撑装置(5)顶部设有供U形管束(4)滑动的导轨。
5.根据权利要求1所述的蒸汽发生器，其特征在于，该支撑装置(5)是支撑并供U形管束(4)滑动的导轨。
6.根据权利要求4或5所述的蒸汽发生器，其特征在于，所述导轨的长度是所述U形管束(4)的0.3～1倍长度。
7.根据权利要求1所述的蒸汽发生器，其特征在于，蒸汽汽包(7)的位置是在筒体(6)的上方，通过筒体(6)与蒸汽汽包(7)之间的连接管道(9)与筒体(6)连接。
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