RU2513935C1 - Device for protection against emergency leak in heat recovery boiler - Google Patents
Device for protection against emergency leak in heat recovery boiler Download PDFInfo
- Publication number
- RU2513935C1 RU2513935C1 RU2012142233/05A RU2012142233A RU2513935C1 RU 2513935 C1 RU2513935 C1 RU 2513935C1 RU 2012142233/05 A RU2012142233/05 A RU 2012142233/05A RU 2012142233 A RU2012142233 A RU 2012142233A RU 2513935 C1 RU2513935 C1 RU 2513935C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- recovery boiler
- emergency
- sulfuric acid
- heat recovery
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/10—Process efficiency
Landscapes
- Control Of Steam Boilers And Waste-Gas Boilers (AREA)
- Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способу защиты от аварийной течи котлов-утилизаторов в сернокислотных системах и может быть использовано в химической и металлургической промышленности.The invention relates to a method for protecting against accidental leakage of waste-heat boilers in sulfuric acid systems and can be used in the chemical and metallurgical industries.
Проблема защиты котла-утилизатора от аварийной течи очень актуальна в связи с тем, что течь котла-утилизатора в сернокислотной системе вызывает попадание большого количества влаги в технологический газовый поток, вызывая тем самым нарушения в работе контактного аппарата, газовых теплообменников и абсорбционных башен. В сушильно-абсорбционных отделениях происходит разбавление и разогрев серной кислоты в кислотных циклах, увеличиваются выбросы диоксида серы, триоксида серы и тумана серной кислоты в атмосферу с выхлопными газами.The problem of protecting the recovery boiler from an emergency leak is very urgent due to the fact that the recovery boiler leakage in the sulfuric acid system causes a large amount of moisture to enter the process gas stream, thereby causing disturbances in the operation of the contact apparatus, gas heat exchangers and absorption towers. In drying and absorption departments, sulfuric acid is diluted and heated in acid cycles, and emissions of sulfur dioxide, sulfur trioxide, and sulfuric acid mist in the atmosphere with exhaust gases increase.
В котлах-утилизаторах, работающих в условиях высоких температур и давлений пара, течь, появляющаяся в одной трубке испарительных элементов котла-утилизатора, быстро прогрессирует за счет повреждения соседних трубок испарительных элементов от паро-водяной струи, вырывающейся с большой скоростью из отверстия поврежденной трубки. Промедление с остановкой работы сернокислотной системы в этой ситуации вызывает большие механические повреждения испарительных элементов и корпусов котлов-утилизаторов, повышенную коррозию газовых теплообменников, холодильников серной кислоты, а также значительные выбросы вредных газов в атмосферу.In recovery boilers operating at high temperatures and steam pressures, the flow that appears in one tube of the evaporating elements of the recovery boiler progresses rapidly due to damage to the neighboring tubes of the evaporation elements from the steam-water stream, breaking out at a high speed from the hole of the damaged tube. Delay in stopping the operation of the sulfuric acid system in this situation causes great mechanical damage to the evaporating elements and bodies of the recovery boilers, increased corrosion of gas heat exchangers, sulfuric acid refrigerators, as well as significant emissions of harmful gases into the atmosphere.
Оперативная остановка работы сернокислотной системы в этом случае позволяет значительно минимизировать негативные последствия данной аварийной ситуации.Operational shutdown of the sulfuric acid system in this case can significantly minimize the negative consequences of this emergency.
Наиболее близким к описываемому по технической сущности и достигаемому результату является известное устройство для аварийной защиты котла утилизатора в производстве серной кислоты, защищенное патентом РФ №1458316, кл. C01B 17/76, G05D 27/00.Closest to the described by the technical nature and the achieved result is a known device for emergency protection of the waste heat boiler in the production of sulfuric acid, protected by RF patent No. 1458316, cl. C01B 17/76, G05D 27/00.
Устройство для аварийной защиты котла-утилизатора содержит блок аварийной остановки двигателя воздуходувки, датчик температуры на входе в абсорбционное отделение, измеритель скорости изменения температуры, два блока сравнения, элементы И и два блока задания.A device for emergency protection of the waste heat boiler includes an emergency stop unit for the blower motor, a temperature sensor at the entrance to the absorption compartment, a temperature change rate meter, two comparison units, AND elements, and two task units.
Устройство работает следующим образом. Температура газового потока перед абсорбционным отделением, при течах котла-утилизатора, резко поднимается за счет дополнительного тепла, выделяющегося при ассоциации паров воды с триоксидом серы с образованием паров серной кислоты по следующему уравнению:The device operates as follows. The temperature of the gas stream in front of the absorption compartment, during leaks of the recovery boiler, rises sharply due to the additional heat generated by the association of water vapor with sulfur trioxide with the formation of sulfuric acid vapor according to the following equation:
H2Oпар+SO3(газ)=H2SO4(пар)+QH 2 O steam + SO 3 (gas) = H 2 SO 4 (steam) + Q
Полная ассоциация H2O и SO3 в пар серной кислоты происходит только при относительно низких температурах газового потока (менее 250°C). В сернокислотной системе, в газоходе перед абсорбцией, температура газового потока снижается до 200-250°C, при которой процесс ассоциации паров воды и триоксида серы происходит почти полностью с выделением большого количества тепла.The complete association of H 2 O and SO 3 in sulfuric acid vapor occurs only at relatively low gas flow temperatures (less than 250 ° C). In the sulfuric acid system, in the flue before absorption, the temperature of the gas stream decreases to 200-250 ° C, at which the process of association of water vapor and sulfur trioxide occurs almost completely with the release of a large amount of heat.
При технологическом изменении режима работы сернокислотной системы по газовой нагрузке или концентрации диоксида серы перед контактным аппаратом изменение температуры газового потока перед входом в абсорбционное отделение происходит медленно со скоростью около 1°C за 20-30 минут.With a technological change in the mode of operation of the sulfuric acid system due to the gas load or the concentration of sulfur dioxide in front of the contact apparatus, the temperature of the gas stream before entering the absorption compartment changes slowly at a speed of about 1 ° C in 20-30 minutes.
Если же происходит резкое увеличение температуры технологического газа перед абсорбцией, то это свидетельствует об утечке воды из котла-утилизатора в технологический газовый поток. В этом случае необходимо прекратить работу сернокислотной системы.If there is a sharp increase in the temperature of the process gas before absorption, this indicates a leakage of water from the recovery boiler into the process gas stream. In this case, it is necessary to stop the sulfuric acid system.
При повышении температуры газов, измеряемых датчиком, более чем на 10°С блок сравнения формирует управляющий сигнал, а при повышении скорости изменения этой температуры, формируемой измерителем на выходе блока сравнения, также образуется управляющий сигнал. Эти два управляющих сигнала поступают на входы элемента И, который подает сигнал на блок и тем самым останавливается воздуходувка и прекращается подача воздуха в агрегат.When the temperature of the gases measured by the sensor rises by more than 10 ° С, the comparison unit generates a control signal, and when the rate of change of this temperature generated by the meter at the output of the comparison unit increases, a control signal is also generated. These two control signals are fed to the inputs of the And element, which sends a signal to the unit and thereby stops the blower and stops the air supply to the unit.
Устройство применялось в сернокислотных системах, не имеющих в составе 1-ой ступени конверсии контактного отделения экономайзеров и генераторов пара.The device was used in sulfuric acid systems that do not have economizers and steam generators in the first stage of the conversion of the contact compartment.
В современных условиях сернокислотные системы должны быть энерготехнологичными, т.е. кроме получения самой серной кислоты они должны выпускать энергетический пар. В связи с этим они включают в состав экономайзеры и генераторы пара.In modern conditions, sulfuric acid systems should be energy-technological, i.e. in addition to obtaining sulfuric acid itself, they must release energy vapor. In this regard, they include economizers and steam generators.
А известное устройство не может быть применено в таких системах, имеющих более высокую эффективность теплосъема (более чем в 3 раза по сравнению с газовыми теплообменниками). В этом случае при возникновении течи котла-утилизатора ассоциация и конденсация паров серной кислоты с выделением тепла происходит уже в экономайзерах или генераторах пара, которые за счет более высокой эффективности теплосъема его утилизируют, нивелируя тем самым эффект резкого повышения температуры газового потока перед абсорбцией.And the known device cannot be used in such systems having a higher heat removal efficiency (more than 3 times in comparison with gas heat exchangers). In this case, when a waste heat boiler leaks, the association and condensation of sulfuric acid vapors with heat generation occurs already in economizers or steam generators, which are utilized due to the higher heat removal efficiency, thereby offsetting the effect of a sharp increase in the temperature of the gas stream before absorption.
Кроме того, современные сернокислотные системы в основном оснащены АСУТП, программное обеспечение которых несовместимо с применяемым в данном устройстве устаревшим приборным оформлением. Так, функции измерителя скорости изменения температуры, двух блоков сравнения, элементов И и двух блоков задания выполняет современный прибор-контроллер.In addition, modern sulfuric acid systems are mainly equipped with process control systems, the software of which is incompatible with the outdated instrumentation used in this device. So, the functions of a temperature change rate meter, two comparison units, AND elements and two task units are performed by a modern controller device.
Нами поставлена задача создать устройство защиты от аварийной течи котла утилизатора, которая может быть применена в современных сернокислотных системах, которое позволит повысить надежность работы оборудования, снизить эксплуатационные затраты, повысить производительность и уменьшить выбросы вредных газов в атмосферу.We set the task to create a device for protection against emergency leakage of the waste heat boiler, which can be used in modern sulfuric acid systems, which will improve the reliability of the equipment, reduce operating costs, increase productivity and reduce emissions of harmful gases into the atmosphere.
Технический результат достигается благодаря предлагаемому устройству, включающему воздуходувку с блоком аварийной остановки двигателя, которое дополнительно содержит охлаждаемый байпасный газоход с датчиком температуры и контроллер, при этом байпасный газоход установлен в любой точке газового тракта сернокислотной системы между выходом из котла-утилизатора и выходом из газового теплообменника после первой стадии контактирования, вход контроллера соединен с датчиком температуры байпасного газохода, а выход - с блоком аварийной остановки двигателя воздуходувки.The technical result is achieved thanks to the proposed device, including a blower with an emergency stop unit, which additionally contains a cooled bypass duct with a temperature sensor and a controller, while the bypass duct is installed at any point in the gas path of the sulfuric acid system between the outlet of the recovery boiler and the outlet of the gas heat exchanger after the first stage of contacting, the controller input is connected to the bypass duct temperature sensor, and the output to the emergency stop unit Engine blower updates.
На рис.1 представлен вариант предлагаемого устройства для аварийной защиты котла-утилизатора (байпасный газоход установлен на выходе из котла-утилизатора перед первой ступенью конверсии).Figure 1 shows a variant of the proposed device for emergency protection of the recovery boiler (a bypass duct is installed at the outlet of the recovery boiler before the first stage of conversion).
Устройство включает воздуходувку - 1, печь - 2, котел-утилизатор - 3, первую ступень конверсии - 4, газовый теплообменник после первой ступени конверсии - 5, охлаждаемый байпасный газоход с датчиком температуры - 6, контроллер - 7 и блок аварийной остановки двигателя воздуходувки - 8.The device includes a blower - 1, a furnace - 2, a waste heat boiler - 3, a first conversion step - 4, a gas heat exchanger after the first conversion step - 5, a cooled bypass duct with a temperature sensor - 6, a controller - 7 and an emergency stop unit for the blower motor - 8.
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
Воздух воздуходувкой 1 подается в печь 2, где происходит сжигание серы. Технологический газ с высокой температурой поступает в котел-утилизатор 3. При этом при охлаждении газа происходит образование пара.Air blower 1 is fed into
Охлажденный газ выходит из котла-утилизатора. Небольшая его часть направляется в охлаждаемый байпасный газоход 6, а основная его часть поступает на первую ступень конверсии - 4, где происходит каталитическое окисление SO2 в SO3.Cooled gas leaves the recovery boiler. A small part of it goes to the cooled
После первой ступени конверсии газ, содержащий SO2 в SO3, охлаждается в газовом теплообменнике - 5 с дальнейшим его охлаждением в последующем теплообменном оборудовании перед поступлением на абсорбцию SO3. При возникновении течи котла-утилизатора - 3 возрастает содержание влаги в основном технологическом газовом потоке и, соответственно, в его небольшой части, пропускаемой через охлаждаемый байпасный газоход - 6. Вследствие этого в выходной зоне охлаждаемого байпасного газохода - 6, где температура газа снижена до 200-250°C, происходит интенсивная ассоциация паров серной кислоты с выделением большого количества тепла и соответствующим резким повышением температуры газа, фиксируемой датчиком замера температуры, установленном в байпасном газоходе - 6. Сигнал от датчика температуры поступает в контроллер - 7.After the first stage of conversion, the gas containing SO 2 in SO 3 is cooled in a gas heat exchanger - 5 with its further cooling in the subsequent heat-exchange equipment before entering the absorption of SO 3 . If a waste heat boiler leaks, 3 increases the moisture content in the main process gas stream and, accordingly, in its small part, passed through the cooled bypass gas duct - 6. As a result, in the outlet zone of the cooled bypass gas duct - 6, where the gas temperature is reduced to 200 -250 ° C, there is an intensive association of sulfuric acid vapors with the release of a large amount of heat and a corresponding sharp increase in gas temperature, detected by the temperature measuring sensor installed in the bypass gas ode - 6. The signal from the temperature sensor enters the controller - 7.
При повышении температуры более чем на 10°C и скорости ее роста более чем 1°C в минуту в соответствии с программным обеспечением контроллер формирует управляющий сигнал на блок аварийной остановки двигателя воздуходувки - 8.If the temperature rises by more than 10 ° C and its growth rate exceeds 1 ° C per minute, in accordance with the software, the controller generates a control signal to the emergency stop unit of the blower motor - 8.
На рис.2 представлен вариант предлагаемого устройства с установкой охлаждаемого байпасного газохода после первой стадии контактирования.Figure 2 shows a variant of the proposed device with the installation of a cooled bypass gas duct after the first stage of contacting.
На рис.3 представлен вариант установки предлагаемого с установкой охлаждаемого байпасного газохода после газового теплообменника после первой ступени конверсии.Figure 3 shows the installation option proposed with the installation of a cooled bypass duct after the gas heat exchanger after the first stage of conversion.
Использование предлагаемого устройства в современных технологических системах (например, в технологическом процессе получения серной кислоты, защищенном патентом РФ №2201393, C01B 17/80 от 2001 г.) позволит снизить продолжительность непроизводственных простоев в технологическом цикле на 30-35%, что повысит производительность системы, а также на 10-15% уменьшить выбросы вредных газов в атмосферу.The use of the proposed device in modern technological systems (for example, in the technological process for producing sulfuric acid, protected by RF patent No. 2201393, C01B 17/80 of 2001) will reduce the duration of non-production downtime in the technological cycle by 30-35%, which will increase system performance , as well as 10-15% to reduce emissions of harmful gases into the atmosphere.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012142233/05A RU2513935C1 (en) | 2012-10-04 | 2012-10-04 | Device for protection against emergency leak in heat recovery boiler |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012142233/05A RU2513935C1 (en) | 2012-10-04 | 2012-10-04 | Device for protection against emergency leak in heat recovery boiler |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2012142233A RU2012142233A (en) | 2014-04-10 |
RU2513935C1 true RU2513935C1 (en) | 2014-04-20 |
Family
ID=50435889
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012142233/05A RU2513935C1 (en) | 2012-10-04 | 2012-10-04 | Device for protection against emergency leak in heat recovery boiler |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2513935C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2794481C2 (en) * | 2017-10-05 | 2023-04-19 | Хальдор Топсёэ А/С | New interlayer cooling scheme for sulfuric acid production plants |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS54152691A (en) * | 1978-05-23 | 1979-12-01 | Hitachi Zosen Corp | Economizer in contact type sulfuric acid manufacturing apparatus |
SU789386A1 (en) * | 1978-09-08 | 1980-12-23 | Казахский политехнический институт им.В.И.Ленина | Method of controlling the process of treating sulphur-containing gases |
SU1274994A1 (en) * | 1985-01-21 | 1986-12-07 | Уфимский Нефтяной Институт | Method for producing fluosulfonic acid anhydride parallel sets |
SU1458316A1 (en) * | 1987-07-13 | 1989-02-15 | Предприятие П/Я В-8830 | Arrangement for emergency protection of utilization boiler in sulfuric acid production |
CA2055848A1 (en) * | 1991-11-19 | 1993-05-20 | Gordon M. Cameron | Cooled sulphur furnace bypass system |
-
2012
- 2012-10-04 RU RU2012142233/05A patent/RU2513935C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS54152691A (en) * | 1978-05-23 | 1979-12-01 | Hitachi Zosen Corp | Economizer in contact type sulfuric acid manufacturing apparatus |
SU789386A1 (en) * | 1978-09-08 | 1980-12-23 | Казахский политехнический институт им.В.И.Ленина | Method of controlling the process of treating sulphur-containing gases |
SU1274994A1 (en) * | 1985-01-21 | 1986-12-07 | Уфимский Нефтяной Институт | Method for producing fluosulfonic acid anhydride parallel sets |
SU1458316A1 (en) * | 1987-07-13 | 1989-02-15 | Предприятие П/Я В-8830 | Arrangement for emergency protection of utilization boiler in sulfuric acid production |
CA2055848A1 (en) * | 1991-11-19 | 1993-05-20 | Gordon M. Cameron | Cooled sulphur furnace bypass system |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
. . * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2794481C2 (en) * | 2017-10-05 | 2023-04-19 | Хальдор Топсёэ А/С | New interlayer cooling scheme for sulfuric acid production plants |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2012142233A (en) | 2014-04-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN110036238B (en) | Method and system for improving boiler effectiveness | |
JP5039651B2 (en) | Carbon dioxide recovery system in exhaust gas | |
JP4853737B2 (en) | Exhaust gas treatment method and apparatus | |
JP4318055B2 (en) | Method and apparatus for treating exhaust gas containing sulfur oxide | |
US10471382B2 (en) | Air pollution control system | |
CN104676620A (en) | Flue gas processing system and flue gas processing method capable of enabling low-low temperature electrostatic precipitation to be combined with water pollination type GGH (Gas Gas Heater) | |
JP2014009877A (en) | Flue gas treatment equipment and method | |
JP5462067B2 (en) | Operation method of waste incineration plant | |
US9815016B2 (en) | Carbon dioxide capturing system and method of operating the same | |
JP6007365B2 (en) | Exhaust gas power generation purification system | |
JP2014128775A (en) | Exhaust gas treatment equipment and gas turbine power generation system using the same | |
KR20150042287A (en) | Flue gas treatment method and flue gas treatment device | |
US20160002038A1 (en) | Plant for manufacturing hydrogen sulfide gas and method for exhausting hydrogen sulfide gas | |
JP2006250493A (en) | Soot and dust trapping device for exhaust heat recovery boiler | |
RU2513935C1 (en) | Device for protection against emergency leak in heat recovery boiler | |
ITMI20102121A1 (en) | COMBINED CYCLE PLANT FOR ENERGY PRODUCTION AND METHOD TO OPERATE THIS SYSTEM | |
CN104154553B (en) | A kind of flue gas processing device | |
CN101448743B (en) | FGEPSC (flared, gas exhaust, pneumatic, saturation and condensation) process and system | |
WO2012117620A1 (en) | Method for inspecting leakage of heat exchanger | |
CN104075303A (en) | Flue gas waste-heat utilization device for thermal oil furnace | |
RU2610355C1 (en) | Tpp flue gases heat and condensate utilizer | |
JP2013205003A (en) | Non-catalytic denitration method and device | |
CN102976283A (en) | Sulfuric acid plant conversion waste heat recycling process | |
JPH06238127A (en) | Flue gas treating device and controller for same | |
CN104315908A (en) | Flue gas heat exchanger and online cleaning method thereof |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
TC4A | Change in inventorship |
Effective date: 20141024 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20151005 |
|
PD4A | Correction of name of patent owner | ||
HE4A | Change of address of a patent owner | ||
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20170413 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20201005 |