CN212205744U - 一种热媒式硫酸工艺烟气热量回收装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种热媒式硫酸工艺烟气热量回收装置，包括烟气换热器和热媒蒸发器；所述烟气换热器包括壳体，设置于壳体端部的烟气入口和烟气出口，位于烟气入口和烟气出口之间的一组换热管；所述换热管的一端为换热管入口、另一端为换热管出口；所述热媒蒸发器上设有进水口、蒸汽出口、以及位于进水口和蒸汽出口之间的热媒管，所述热媒管一端为热媒管入口、另一端为热媒管出口。本实用新型提供的热媒式硫酸工艺烟气热量回收装置，可使硫酸工艺转化工段烟气温度降低至规定温度，同时能有效回收烟气热量，实现烟气工艺参数的精准控制和节能减排，同时可避免出现露点腐蚀。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种热媒式硫酸工艺烟气热量回收装置，属于化工节能环保技术领域。
背景技术
在硫酸生产工艺中，从转化工段尤其是转化一段排出的工艺烟气，主要成分为N2、O2、SO2、SO3以及少量的CO2等，几乎不含水份，温度较高，一般在590℃左右。目前大多采用火管锅炉或热管式蒸发器回收热量产生蒸汽供工艺使用，使烟气降温至～410℃后再进入后续的吸收工艺设备吸收掉其中的SO3成分。但是，这种火管锅炉或热管式蒸发器，一旦换热管由于各种原因破裂，会造成大量的具有较高压力的锅炉给水或热管内的介质(通常也是水)进入到烟气中，与烟气中的SO2、SO3结合形成亚硫酸和硫酸，对工艺设备造成腐蚀，同时改变了烟气成分，影响后续的吸收和转化工艺生产效率。
实用新型内容
技术问题：为了解决现有技术中火管锅炉、管式蒸发器在硫酸工艺转化工段烟气余热回收过程中的问题，本实用新型提供了一种热媒式硫酸工艺烟气热量回收装置。
技术方案：本实用新型提供了一种热媒式硫酸工艺烟气热量回收装置，包括烟气换热器和热媒蒸发器；所述烟气换热器包括壳体，设置于壳体端部的烟气入口和烟气出口，位于烟气入口和烟气出口之间的一组换热管；所述换热管的一端为换热管入口、另一端为换热管出口；所述热媒蒸发器上设有进水口、蒸汽出口、以及位于进水口和蒸汽出口之间的热媒管，所述热媒管一端为热媒管入口、另一端为热媒管出口；一组换热管出口分别与热媒出口集箱连接，热媒出口集箱与热媒管入口连接，所述热媒管出口、热媒泵、热媒入口集箱依次连接，热媒入口集箱与一组换热管入口连接，每支换热管的近换热管入口端内均布有平衡器，形成热媒循环流动的管路；所述平衡器为节流孔板。
作为改进，还包括连通热媒管入口、热媒管出口的旁通管路，所述旁通管路设有流量控制器，所述流量控制器具有检测烟气出口处烟气温度的感温探头。
作为另一种改进，所述换热管为回旋盘绕的换热管。
作为另一种改进，所述热媒蒸发器还设有连通热媒管入口的热媒进室、连通热媒管出口的热媒出室，所述热媒进室位于热媒出室的上方。
作为另一种改进，所述热媒蒸发器底部还设有排污口。
作为另一种改进，热媒循环流动的管路内采用流速在2.2-2.8m/s的导热油作为换热介质。
有益效果：本实用新型提供的热媒式硫酸工艺烟气热量回收装置，可使硫酸工艺转化工段烟气温度降低至规定温度，同时能有效回收烟气热量，实现烟气工艺参数的精准控制和节能减排，同时可避免出现露点腐蚀。
由于热媒流动过程中必定有流动阻力，热媒的压力由于要克服该流动阻力而有所降低。为了能维持热媒的正常流动，必须在热媒管路上增加一个热媒泵，起到增加压力的作用。然而，作为热媒的导热油，工作压力较低，其只需要克服管路循环阻力即可，因此，对换热管的承压要求大大降低。
即使出现换热管内的导热油结焦，只是影响换热器的效率，使得烟气的出口温度略受影响，不会出现换热管的破损。即使出现换热管破裂，导热油漏入烟气中，不会形成腐蚀性的亚硫酸和硫酸，对工艺设备没有丝毫的腐蚀破坏。因此，整个硫酸工艺系统的安全性和可靠性大大提高。
在进口集箱和换热管分支连接之处，各支换热管内安装有平衡器(节流孔板)，其作用是平衡热媒的流量；因为在一个设备内，同一烟气流通截面上通常布置有多个换热管，分别与进、出口集箱连接；当与集箱连接的换热管分支数较多且本身换热管内流动阻力较小时，通常各换热管内的流量分配出现偏差，这主要是由于从集箱到各分支换热管时的阻力不一样引起；因此，在各换热管进口加装一个增加较大局部阻力的装置，即平衡器，使得从集箱到各分支换热管的阻力差异成为忽略不计，这样各分支换热管内的流动阻力基本一致，流量分配也基本一致；当各换热管内流量基本一致时，各换热管内的换热情况也基本一致，导热油的温度升高也一致，总体换热器很均匀；否则，如果各换热管内流量不一致时，各换热管内的换热情况也不一致，导热油的温度升高也不一致，总体换热器很不均匀，流量小的容易出现导热油结焦碳化，导致导热油变质。
附图说明
图1为热媒式硫酸工艺烟气热量回收装置的结构示意图。
图2为热媒式硫酸工艺烟气热量回收装置的局部放大图。
具体实施方式
热媒式硫酸工艺烟气热量回收装置，见图1，包括烟气换热器1和热媒蒸发器2；
烟气换热器1包括壳体11，设置于壳体11端部的烟气入口12和烟气出口13，位于烟气入口12和烟气出口13之间的一组换热管14；换热管14的一端为换热管入口15、另一端为换热管出口16；换热管14为回旋盘绕的换热管；
热媒蒸发器2上设有进水口21、蒸汽出口22、以及位于进水口21和蒸汽出口22之间的热媒管23，热媒管23一端为热媒管入口24、另一端为热媒管出口25；
一组换热管出口16分别与热媒出口集箱3连接，热媒出口集箱3与热媒管入口24连接，热媒管出口25、热媒泵4、热媒入口集箱5依次连接，热媒入口集箱5与一组换热管入口15连接，每支换热管的近换热管入口15端内均布有平衡器6，形成热媒循环流动的管路，见图2；
还包括连通热媒管入口24、热媒管出口25的旁通管路7，旁通管路7设有流量控制器8，流量控制器8具有检测烟气出口处烟气温度的感温探头9；
热媒蒸发器2还设有连通热媒管入口24的热媒进室26、连通热媒管出口25的热媒出室27，热媒进室26位于热媒出室27的上方；热媒蒸发器2底部还设有排污口28；
平衡器6为节流孔板，每支换热管内均布有平衡器6。
该装置工作时：
硫酸工艺转化工段烟气通过烟气换热器(1)的烟气入口(12)，在一组换热管(14)上与工作介质进行换热，并通过烟气出口(13)通出；换热后的工作介质进入热媒蒸发器(2)与通水换热，将水加热成水蒸气后通出。工作介质经过热媒入口集箱 (5)和平衡器(6)分配后进入换热管(14)中，形成换热循环。
由于烟气进口温度较高，通常在500℃以上，甚至接近于600℃，热媒通常是导热油。
导热油作为换热介质，对烟气换热器内的换热管内的热媒流速有较高的要求，流速低的话，换热管的内壁容易出现结碳，引起导热油分解变质，影响运行。
1)按照经验数据，导热油流速控制在2.2-2.8m/s。
2)单位换热面积的热负荷不能高，尤其烟气进口处，按照经验数据，通常控制在≤8000kCal/m2.h，因此需控制烟气流速，以及利用平衡器均匀分配换热介质。
Claims (6)
1.一种热媒式硫酸工艺烟气热量回收装置，其特征在于：包括烟气换热器(1)和热媒蒸发器(2)；所述烟气换热器(1)包括壳体(11)，设置于壳体(11)端部的烟气入口(12)和烟气出口(13)，位于烟气入口(12)和烟气出口(13)之间的一组换热管(14)；所述换热管(14)的一端为换热管入口(15)、另一端为换热管出口(16)；所述热媒蒸发器(2)上设有进水口(21)、蒸汽出口(22)、以及位于进水口(21)和蒸汽出口(22)之间的热媒管(23)，所述热媒管(23)一端为热媒管入口(24)、另一端为热媒管出口(25)；一组换热管出口(16)分别与热媒出口集箱(3)连接，热媒出口集箱(3)与热媒管入口(24)连接，所述热媒管出口(25)、热媒泵(4)、热媒入口集箱(5)依次连接，热媒入口集箱(5)与一组换热管入口(15)连接，每支换热管的近换热管入口(15)端内均布有平衡器(6)，形成热媒循环流动的管路；所述平衡器(6)为节流孔板。
2.根据权利要求1所述的一种热媒式硫酸工艺烟气热量回收装置，其特征在于：还包括连通热媒管入口(24)、热媒管出口(25)的旁通管路(7)，所述旁通管路(7)设有流量控制器(8)，所述流量控制器(8)具有检测烟气出口处烟气温度的感温探头(9)。
3.根据权利要求1所述的一种热媒式硫酸工艺烟气热量回收装置，其特征在于：所述换热管(14)为回旋盘绕的换热管。
4.根据权利要求1所述的一种热媒式硫酸工艺烟气热量回收装置，其特征在于：所述热媒蒸发器(2)还设有连通热媒管入口(24)的热媒进室(26)、连通热媒管出口(25)的热媒出室(27)，所述热媒进室(26)位于热媒出室(27)的上方。
5.根据权利要求1所述的一种热媒式硫酸工艺烟气热量回收装置，其特征在于：所述热媒蒸发器(2)底部还设有排污口(28)。
6.根据权利要求1所述的一种热媒式硫酸工艺烟气热量回收装置，其特征在于：热媒循环流动的管路内采用流速在2.2-2.8m/s的导热油作为换热介质。
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