CN204240852U - 磷石膏制酸用气体热交换器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种气体换热器，特别涉及一种磷石膏制酸用气体热交换器，属于磷石膏制酸生产技术领域，包括筒体，筒体内由上到下依次设置上部烟室、换热室、下部烟室，换热室内设有换热管，换热管由上管段及下管段组成，上管段上端与上部烟室相通，下管段下端与下部烟室相通，其中，下管段材质为耐腐蚀不锈钢。本实用新型提高换热管耐腐蚀性，延长使用寿命，同时成本较低。

Description

磷石膏制酸用气体热交换器

技术领域

本实用新型涉及一种气体换热器，特别涉及一种磷石膏制酸用气体热交换器，属于磷石膏制酸生产技术领域。

背景技术

以磷石膏为原料制硫酸装置，进入转化工序烟气主要成分除有二氧化硫(SO2)、氧气(O2)、氮气(N2)，还有碳氢化合物、氮氧化物，在转化器转化反应过程中，二氧化硫转化为三氧化硫，碳氢化合物与氧气反应转化成水蒸气，含有三氧化硫、氮氧化物、水蒸气的混合气体进入热交换热器，温度降低后，混合气体会冷凝成硫酸和硝酸，硫酸和硝酸形成混合物，腐蚀性极强，会严重腐蚀换热管。将换热管更换为耐腐蚀的不锈钢可克服换热管易被腐蚀的问题，但由于耐腐蚀不锈钢价格昂贵，整体更换将导致换热器的成本大幅增加。

实用新型内容

根据以上现有技术的不足，本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种磷石膏制酸用气体热交换器，提高换热管耐腐蚀性，延长使用寿命，同时成本较低。

本实用新型所述的磷石膏制酸用气体热交换器，包括筒体，筒体内由上到下依次设置上部烟室、换热室、下部烟室，换热室内设有换热管，换热管由上管段及下管段组成，上管段上端与上部烟室相通，下管段下端与下部烟室相通，其中，下管段材质为耐腐蚀不锈钢。

含有三氧化硫、氮氧化物、水蒸气的高温烟气，由上部烟室进入换热管的上管段，经换热后温度逐渐降低，并进入下管段，再由下管段进入下部烟室，由于高温烟气在上管段中的温度仍然较高，不易形成冷凝酸，因此不需采用耐腐蚀不锈钢即可满足使用要求，如采用20g钢，而当烟气进入下管段时，温度降低至300℃以下，三氧化硫、氮氧化物、水蒸气混合气体会产生含有硫酸、硝酸的泠凝酸，由于泠凝酸的腐蚀性极强，因此采用耐腐蚀不锈钢，从而延长了加热管的整体使用寿命，同时，由于仅在下管段采用耐腐蚀不锈钢，相对于整体采用耐腐蚀不锈钢的换热管，其成本大幅下降。

所述的下管段材质为316L不锈钢。

所述的下管段材质为904L不锈钢。

所述的上管段材质为20g钢。

所述的上管段与下管段焊接连接，采用现有的管材，通过焊接快速连接，取材方便，制作快速。

所述的下管段占换热管总长度的25％～30％，上管段占换热管总长度的70％～75％。

所述的换热管并列铺设在换热室内，换热管顶部及底部均固定在管板上，其中部通过横向的孔板固定，固定可靠。

所述的上部烟室设有第一进气口，下部烟室设有第一出气口，换热室下部设有第二进气口，换热室上部设有第二出气口，下部烟室底部设有排酸直管。

所述的下部烟室底部设有倾斜的坡面，便于泠凝酸的排出，排酸直管设置在坡面的低处。

所述的换热室一侧设有与其相通的排酸室，排酸室底部设有排酸弯管，低温二氧化硫烟气产生少量酸由换热室进入排酸室，最后经排酸弯管排出。

使用时，磷石膏制酸产生的含有三氧化硫、氮氧化物、水蒸气的高温烟气，温度达480～520℃，自第一进气口进入上部烟室，自上而下进入换热管内，低温二氧化硫烟气由第二进气口自下而上进入换热室，经与换热管内的高温烟气间接换热后，由第二出气口排出。高温烟气在上管段换热后，温度逐渐降低，进入下管段，最后进入下部烟室，由下部烟室的第一出气口排出。烟气中三氧化硫、氮氧化物、水蒸气混合气体在下管段会产生含有硫酸、硝酸的泠凝酸，冷凝酸由下管段排入下部烟室底部，然后沿底部的坡面通过排酸直管排出。

与现有技术相比，本实用新型具有的有益效果是：

本磷石膏制酸用气体热交换器通过将换热管设置为上管段、下管段，并将下管段替换为耐腐蚀材质，耐腐蚀性能好，相比于普通的碳钢管，其使用寿命由原来的三个月提高至15年以上，大幅提高使用寿命，同时，由于仅替换下管段，其成本大大降低；同时，本实用新型通过换热实现硫酸、硝酸的回收。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图。

图中：1、底座；2、坡面；3、排酸直管；4、下部烟室；5、人孔；6、筒体；7、管板；8、第二进气口；9、换热管；9.1、上管段；9.2、下管段；10、孔板；11、换热室；12、上部烟室；13、第一进气口；14、第二出气口；15、排酸室；16、排酸弯管；17、第一出气口；18、支撑柱。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施例做进一步描述。

如图1所示，本磷石膏制酸用气体热交换器包括底座1、筒体6，筒体6设置在底座1上，筒体6内由上到下依次设置上部烟室12、换热室11、下部烟室4，上部烟室12设有第一进气口13，用于高温烟气的入口。

换热室11下部设有下部设有第二进气口8，换热室11上部设有第二出气口14，换热室11内设有换热管9，换热管9为直管，并列铺设在换热室11内，换热管9顶部及底部均固定在管板7上，其中部通过横向的孔板10固定，孔板10上设置换热管9穿过的孔。换热管9由上管段9.1及下管段9.2组成，上管段9.1上端与上部烟室12相通，下管段9.2下端与下部烟室4相通，其中，上管段9.1材质为普通的碳钢，如20g钢，下管段9.2材质为耐腐蚀不锈钢，如316L不锈钢或904L不锈钢，上管段9.1与下管段9.2焊接为一体。其中，下管段9.2占换热管9总长度的25％～30％，上管段9.1占换热管9总长度的70％～75％。

下部烟室4一侧设有第一出气口17，其内部设有四根支撑柱18，支撑柱18下端固定在底座1上，上端支撑在管板7底部，下部烟室4底部设有倾斜的坡面2，一排酸直管3设置在坡面2的低处，坡面2为耐酸瓷板，下部烟室4侧部还设有人孔5，用于随时观察下部烟室4内的情况。换热室11一侧设有与其相通的排酸室15，排酸室15底部设有排酸弯管16。

使用时，磷石膏制酸产生的含有三氧化硫、氮氧化物、水蒸气的高温烟气，温度达480～520℃，自第一进气口13进入上部烟室12，自上而下进入换热管9内，低温二氧化硫烟气由第二进气口8自下而上进入换热室11，经与换热管9内的高温烟气换热后，由第二出气口14排出。高温烟气在上管段9.1换热后，温度逐渐降低，进入下管段9.2，最后进入下部烟室4，由下部烟室4的第一出气口17排出。烟气中三氧化硫、氮氧化物、水蒸气混合气体在下管段9.2会产生含有硫酸、硝酸的泠凝酸，冷凝酸由下管段9.2排入下部烟室4底部，然后沿底部的坡面2通过排酸直管3排出。

Claims (10)

1.一种磷石膏制酸用气体热交换器，包括筒体(6)，其特征在于：筒体(6)内由上到下依次设置上部烟室(12)、换热室(11)、下部烟室(4)，换热室(11)内设有换热管(9)，换热管(9)由上管段(9.1)及下管段(9.2)组成，上管段(9.1)上端与上部烟室(12)相通，下管段(9.2)下端与下部烟室(4)相通，其中，下管段(9.2)材质为耐腐蚀不锈钢。

2.根据权利要求1所述的磷石膏制酸用气体热交换器，其特征在于：所述的下管段(9.2)材质为316L不锈钢。

3.根据权利要求1所述的磷石膏制酸用气体热交换器，其特征在于：所述的下管段(9.2)材质为904L不锈钢。

4.根据权利要求1、2或3所述的磷石膏制酸用气体热交换器，其特征在于：所述的上管段(9.1)材质为20g钢。

5.根据权利要求4所述的磷石膏制酸用气体热交换器，其特征在于：所述的上管段(9.1)与下管段(9.2)焊接连接。

6.根据权利要求1、2或3所述的磷石膏制酸用气体热交换器，其特征在于：所述的下管段(9.2)占换热管(9)总长度的25％～30％，上管段(9.1)占换热管(9)总长度的70％～75％。

7.根据权利要求1所述的磷石膏制酸用气体热交换器，其特征在于：所述的换热管(9)并列铺设在换热室(11)内，换热管(9)顶部及底部均固定在管板(7)上，其中部通过横向的孔板(10)固定。

8.根据权利要求1所述的磷石膏制酸用气体热交换器，其特征在于：所述的上部烟室(12)设有第一进气口(13)，下部烟室(4)设有第一出气口(17)，换热室(11)下部设有第二进气口(8)，换热室(11)上部设有第二出气口(14)，下部烟室(4)底部设有排酸直管(3)。

9.根据权利要求8所述的磷石膏制酸用气体热交换器，其特征在于：所述的下部烟室(4)底部设有倾斜的坡面(2)，排酸直管(3)设置在坡面(2)的低处。

10.根据权利要求1所述的磷石膏制酸用气体热交换器，其特征在于：所述的换热室(11)一侧设有与其相通的排酸室(15)，排酸室(15)底部设有排酸弯管(16)。