[發明專利]廢熱鍋爐

無效

• 申請號: 201410147794.4
• 申請日: 2014-04-14
• 公開（公告）號: CN104279541A
• 公開（公告）日: 2015-01-14
• 發明（設計）人: 白石朝彥;橫山祐太;西本泉;大橋俊樹;種村優史
• 申請（專利權）人: 川崎重工業株式會社
• 主分類號: F22B1/18
• 分類號: F22B1/18;F22B37/36;F22B37/10
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 段承恩;楊光軍

技術領域

本發明涉及從成套設備的工藝氣體中回收熱的廢熱鍋爐。

背景技術

已知有在燃燒爐中使原料燃燒而生成工藝氣體、其后利用工藝氣體（process?gas）來制造期望的產品的設備（成套設備（plant））。另外，為了有效地活用工藝氣體的熱能，一直以來在燃燒爐的下游側設置從工藝氣體中回收熱而將其利用于發電等的廢熱鍋爐。

作為例子，對以硫黃為原料來制造硫酸的硫酸制造設備（硫酸成套設備）進行說明。一般而言，硫酸制造設備具備：燃燒爐，其使硫黃燃燒來生成含SO₂氣體的工藝氣體；轉化器，其使用V₂O₅催化劑使SO₂氣體氧化來生成SO₃氣體；以及吸收塔，其使SO₃氣體與H₂O發生反應來生成H₂SO₄（硫酸）。在這樣的硫酸制造設備中，為了有效地活用含SO₂氣體的工藝氣體的熱能，在燃燒爐與轉化器之間設置有從工藝氣體中回收熱來生成鍋爐水的高壓蒸汽的廢熱鍋爐。

廢熱鍋爐具備外殼等殼體和配置于殼體內部的傳熱管。作為硫酸制造設備的廢熱鍋爐所使用的鍋爐的樣式，以往一般而言采用如下2種樣式：鍋爐水等熱介質在傳熱管的內部流動且工藝氣體在傳熱管周圍流動的自然循環式水管鍋爐（以下，也簡稱為水管鍋爐）；以及工藝氣體在傳熱管的內部流動且鍋爐水在傳熱管周圍流動的兩端固定管板式煙管鍋爐（以下，也簡稱為煙管鍋爐）。

煙管鍋爐與水管鍋爐相比具有構造簡單的優點。但是，在煙管鍋爐中，鍋爐水等高壓的熱介質在外殼的內部流動。因此，若制造設備的容量變大，由于工藝氣體的增大導致廢熱鍋爐大容量化且煙管式鍋爐的外殼變大，則為了使外殼承受來自熱介質的壓力就需要增大煙管鍋爐的外殼的厚度。因此，若在大容量的制造設備中采用煙管鍋爐，則存在廢熱鍋爐的成本變高的情況。另一方面，在水管鍋爐中，因為高壓的水/蒸汽在直徑小的傳熱管的內側流動，所以能夠將傳熱管的厚度抑制為現實可行的厚度，因此，能夠容易地適應制造設備的大容量化。因此，一般而言，在小型的制造設備中采用煙管鍋爐，而在大型的制造設備中水管鍋爐比較有利。例如，因為以往的硫酸制造設備比較小型，所以通常采用煙管鍋爐。另一方面，近年來硫酸制造設備的大型化正在推進。因此，需要在硫酸制造設備中采用水管鍋爐。

作為水管鍋爐，已知有工藝氣體沿水平方向流動的橫型的水管鍋爐以及工藝氣體沿鉛垂方向流動的縱型的水管鍋爐。在需要大型的裝置作為水管鍋爐的情況下，通常考慮到鍋爐整體的安全性和/或鍋爐的制作以及安裝的容易性，采用縱型的水管鍋爐。例如，在專利文獻1中，提出了為了對在氨氣制造設備中生成的工藝氣體的熱進行回收而使用包括縱型的水管鍋爐的廢熱鍋爐的方案。

但是，在硫酸制造設備和/或氨氣制造設備等中，能夠將非常高溫的例如約1000℃的工藝氣體供給到廢熱鍋爐。因此，對于廢熱鍋爐的殼體要求高耐熱性。考慮到這樣的問題，例如在專利文獻1所記述的廢熱鍋爐中，在殼體的內表面設置有具有耐熱性的耐火絕熱層。

現有技術文獻

專利文獻1：日本特開平8-42806號公報

供給到廢熱鍋爐的工藝氣體有時不僅是高溫的還是高壓的。例如，在硫酸制造設備中，為了抑制SO₃富煤氣到達轉化器，需要從廢熱鍋爐朝向轉化器以預定的壓力例如0.5個大氣壓（約5000mmH2O）左右的正壓來送入工藝氣體。這種情況下，對廢熱鍋爐的殼體，不僅要求耐熱性還要求耐壓性。另外，在硫酸制造設備中，在工藝氣體包含SO₂氣體以及少量的水蒸汽，所以對殼體不僅要求上述耐熱性以及耐壓性還要求耐腐蝕性。

發明內容

本發明是考慮到這些方面而做成的，其目的在于提供包括能夠在生成高溫高壓的工藝氣體的大型制造設備中使用的縱型的水管鍋爐的廢熱鍋爐。

本發明是一種廢熱鍋爐，其從成套設備的工藝氣體中回收熱，其中，具備：殼體，其沿縱向延伸并具有圓形的橫截面；耐熱壁，其配置于所述殼體的內側并沿縱向延伸；入口導管，其貫通所述殼體并且連結于所述耐熱壁，并將工藝氣體供給到由所述耐熱壁包圍的空間中；以及多根傳熱管，其配置于由所述耐熱壁包圍的空間中，并供熱介質在內部流通，所述傳熱管構成為通過吸收工藝氣體的熱而產生的熱介質的蒸氣能夠利用與液體狀態的熱介質之間的比重差而向上方流動。