[發明專利]硫酸生產中低溫煙氣的余熱利用節能裝置

無效

• 申請號: 201310004967.2
• 申請日: 2013-01-08
• 公開（公告）號: CN103047636A
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發明（設計）人: 楊群峰;劉德明
• 申請（專利權）人: 楊群峰
• 主分類號: F22B1/18
• 分類號: F22B1/18;F22B37/10
• 代理公司: 濟寧宏科利信專利代理事務所 37217
• 代理人: 樊慶年

技術領域

本發明涉及硫酸生產工藝中的余熱利用技術，針對硫酸生產工藝中煙氣中含有二氧化硫和三氧化硫，容易造成硫酸腐蝕的特點，本發明尤其涉及硫酸生產中低溫煙氣的余熱利用節能裝置。

背景技術

在硫酸生產工藝中，硫鐵礦經沸騰焙燒爐焙燒反應后生成的含二氧化硫的煙氣進入余熱鍋爐，降溫到約350℃，經旋風除塵器初步除塵。此時，煙氣中含塵較少，溫度約300℃，然后再經過文氏管、泡沫塔進一步凈化，降溫。在該工藝中，進入文氏管的煙氣溫度低一些并不影響后面硫酸的生產（考慮到低溫腐蝕，當煙氣溫度較低時，文氏管應采用防腐材料，如：玻璃鋼）。由于煙氣中二氧化硫含量較高（約10%以上），并且有少量的三氧化硫，這就要求該部分煙氣的余熱利用要解決酸腐蝕問題，目前還沒有相應的設備用于這類煙氣的余熱利用。

發明內容

本發明的目的在于，克服現有技術的不足之處，提供一種硫酸生產中低溫煙氣的余熱利用節能裝置，解決硫酸生產工藝中旋風除塵器初步除塵后煙氣的余熱利用問題，有效地利用該煙氣的余熱加熱工質，達到節能降耗的效果。

本發明所述硫酸生產中低溫煙氣的余熱利用節能裝置，包括有高溫段換熱器、低溫段換熱器、給水調節閥、給水泵、蒸發器筒體、熱管、隔煙墻、ND鋼管、特氟龍涂層、下集箱和上集箱。煙道內順序布置有高溫段換熱器，低溫段換熱器，低溫換熱器采用耐硫酸腐蝕的材料制成，水經給水泵送入低溫段換熱器，經加熱后進入高溫段換熱器，經高溫段換熱器加熱后，最終經管道輸出。初步除塵后的煙氣連接到高溫段換熱器，高溫段換熱器在連接到蒸汽用戶的同時，連接到低溫段換熱器，同時又有給水泵經給水調節閥連接到低溫段換熱器，低溫段換熱器連接到文氏管。ND鋼管的外表面上設置有特氟龍圖層，ND鋼管的上端連接到上集箱，ND鋼管的下端連接到下集箱，ND鋼管接受由高溫段加熱器過來的煙氣，ND鋼管向后連接到文氏管。在ND鋼管靠近上集箱和下集箱的位置，連接設置有隔煙墻。本發明所述的硫酸生產中低溫煙氣的余熱利用節能裝置，解決其技術問題所采用的技術方案是：根據硫酸生產工藝中旋風除塵器初步除塵后煙氣的特點，主要是出口溫度和發生硫酸腐蝕的溫度，一般出口溫度在300℃以上，其發生硫酸腐蝕的煙氣溫度一般為230℃，將余熱利用節能裝置分高溫段換熱器和低溫段換熱器進行設計，高溫段換熱器的出口煙氣溫度主要考慮兩點，一是要高于發生在硫酸腐蝕的煙氣溫度，二是要低于低溫段換熱器耐腐蝕材料的上限使用溫度（本方案示例中采用的是帶有特氟龍涂層的ND鋼管，特氟龍涂層耐熱溫度不超過290℃）。余熱利用節能裝置的低溫段換熱器出口溫度根據使用單位工藝范圍確定，如文氏管采用玻璃鋼，可以選擇低于150℃。確定好高溫段換熱器和低溫段換熱器的入口煙氣溫度和出口煙氣溫度后，通過熱力計算確定兩段換熱器所用的換熱面積和局部結構，包括受熱面的布置形式、管排結構等，并有機地組合安裝成整套裝置。

本發明所述硫酸生產中低溫煙氣的余熱利用節能裝置，整體結構簡單，安裝和操作使用方便，穩定性好，可靠性高。使用本發明所述的硫酸生產中低溫煙氣的余熱利用節能裝置，解決了硫酸生產工藝中旋風除塵器初步除塵后煙氣的余熱利用問題，達到了節能降耗的效果。

附圖說明

附圖是本發明所述的硫酸生產中低溫煙氣的余熱利用節能裝置的示意圖，附圖1為整套裝置的流程圖，附圖2為高溫段換熱器的示意圖，附圖3為低溫段換熱器的示意圖。1—高溫段換熱器??2—低溫段換熱器??3—給水調節閥??4—給水泵??5—蒸發器筒體??6—熱管??7—隔煙墻??8—ND鋼管??9—特氟龍涂層??10—下集箱??11—上集箱。

具體實施方式

現參照附圖1、附圖2和附圖3，結合實施例說明如下：本發明所述硫酸生產中低溫煙氣的余熱利用節能裝置，包括有高溫段換熱器1、低溫段換熱器2、給水調節閥3、給水泵4、蒸發器筒體5、熱管6、隔煙墻7、ND鋼管8、特氟龍涂層9、下集箱10和上集箱11。煙道內順序布置有高溫段換熱器1，低溫段換熱器2，低溫換熱器2采用耐硫酸腐蝕的材料制成，水經給水泵4送入低溫段換熱器2，經加熱后進入高溫段換熱器1，經高溫段換熱器1加熱后，最終經管道輸出。初步除塵后的煙氣連接到高溫段換熱器1，高溫段換熱器1在連接到蒸汽用戶的同時，連接到低溫段換熱器2，同時又有給水泵4經給水調節閥3連接到低溫段換熱器2，低溫段換熱器2連接到文氏管。ND鋼管8的外表面上設置有特氟龍圖層9，ND鋼管8的上端連接到上集箱11，ND鋼管8的下端連接到下集箱10，ND鋼管8接受由高溫段加熱器過來的煙氣，ND鋼管8向后連接到文氏管。在ND鋼管8靠近上集箱11和下集箱10的位置，連接設置有隔煙墻7。本發明所述的硫酸生產中低溫煙氣的余熱利用節能裝置，解決其技術問題所采用的技術方案是：根據硫酸生產工藝中旋風除塵器初步除塵后煙氣的特點，主要是出口溫度和發生硫酸腐蝕的溫度，一般出口溫度在300℃以上，其發生硫酸腐蝕的煙氣溫度一般為230℃，將余熱利用節能裝置分高溫段換熱器1和低溫段換熱器2進行設計，高溫段換熱器1的出口煙氣溫度主要考慮兩點，一是要高于發生在硫酸腐蝕的煙氣溫度，二是要低于低溫段換熱器2耐腐蝕材料的上限使用溫度（本方案示例中采用的是帶有特氟龍涂層的ND鋼管，特氟龍涂層耐熱溫度不超過290℃）。余熱利用節能裝置的低溫段換熱器出口溫度根據使用單位工藝范圍確定，如文氏管采用玻璃鋼，可以選擇低于150℃。確定好高溫段換熱器和低溫段換熱器的入口煙氣溫度和出口煙氣溫度后，通過熱力計算確定兩段換熱器所用的換熱面積和局部結構，包括受熱面的布置形式、管排結構等，并有機地組合安裝成整套裝置。在附圖1中，高溫段換熱器1是采用熱管6的蒸發器，低溫段換熱器2為煙道內采用特氟龍涂層9的ND鋼管8的對流換熱設備，煙氣在煙道內先經過高溫段換熱器1，再進入低溫段換熱器2，然后進入后部煙道。高溫段換熱器1煙氣出口溫度（即低溫段換熱器2煙氣入口溫度）選擇為260℃，該溫度在避免高溫段換熱器1熱管6的腐蝕和低溫段換熱器2防腐材料的上限使用溫度上都留有足夠余量。在余熱利用節能裝置中，給水箱中的水通過給水泵4、給水調節閥3進入低溫段換熱器2，經煙氣加熱后進入高溫段換熱器1，經熱管6換熱，將蒸發器筒體5內的水加熱成蒸汽，通過主蒸汽管道輸出。控制系統根據設定的蒸汽壓力和水位變化控制給水調節閥3，來控制給水流量，使該余熱利用節能裝置滿足煙氣的溫度、流量的變化，也保證設備運行的安全性和可靠性。在附圖2中，高溫段換熱器1采用了蒸發器。蒸發器筒體5下面焊接有熱管6，熱管一部分在密閉的蒸發器筒體內，一部分在煙道內，利用熱管進行換熱，降低煙氣溫度，加熱蒸發器筒體5內的水，使其變為蒸汽，供生產、生活使用。在附圖3中，低溫段換熱器2采用了帶有特氟龍涂層9的ND鋼管8(ND鋼較一般鋼材耐硫酸腐蝕)，煙道內及穿過煙道墻體的部分均為特氟龍涂層9部分，非涂層部分與上集箱11、下集箱10的接口進行焊接。這樣即使煙氣順著隔煙墻7與ND鋼管8的縫隙漏出的話，由于有特氟龍涂層9的保護也不會腐蝕ND鋼管8。本發明所述硫酸生產中低溫煙氣的余熱利用節能裝置，整體結構簡單，安裝和操作使用方便，穩定性好，可靠性高。使用本發明所述的硫酸生產中低溫煙氣的余熱利用節能裝置，解決了硫酸生產工藝中旋風除塵器初步除塵后煙氣的余熱利用問題，達到了節能降耗的效果。