專利名稱：強腐蝕爐氣廢熱利用系統(tǒng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
[0001]本實用新型涉及一種用于冶金、化工領(lǐng)域的余熱回收系統(tǒng)裝置，尤其涉及一種針 對焚燒硫磺或焙燒硫化礦制造二氧化硫設(shè)備中的強腐蝕高溫爐氣的降溫和廢熱利用裝置。
背景技術(shù)：
焚燒硫磺或焙燒硫化礦的爐氣含較高成分的SO2，該爐氣的硫酸露點一般在 220°C，即相應(yīng)的換熱元件表面溫度在220°C以下時，會凝結(jié)大量濃硫酸，這將會嚴(yán)重腐蝕換 熱元件。為避免上述酸露點腐蝕，現(xiàn)有方法通常是通熱交換補償方式，例如 200710192602. 1所提供的一種抗露點腐蝕余熱回收系統(tǒng)，來調(diào)控?fù)Q熱元件的表面溫度高于 硫酸露點，避免濃硫酸產(chǎn)生。然而在焚燒硫磺或焙燒硫化礦制造二氧化硫工序的后續(xù)工序 是生產(chǎn)亞硫酸鹽時，必須將爐氣溫度降到60°C以下，末端換熱元件的工作溫度將大大低于 硫酸露點溫度，采用現(xiàn)有的爐氣余熱回收系統(tǒng)，將無法同時解決高溫爐氣降溫和換熱元件 抗腐蝕問題。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種可有效實現(xiàn)焚燒硫磺或焙燒硫化礦 制造二氧化硫設(shè)備中高溫高含硫爐氣的降溫，同時可減少換熱元件腐蝕的廢熱利用系統(tǒng)裝置。本實用新型包括蒸汽發(fā)生器、蒸汽過熱器、空氣預(yù)熱器、給水預(yù)熱器及汽包；所述 的空氣預(yù)熱器以熱管為傳熱元件，熱管為碳鋼光管或翅片管，其吸熱段外表面燒鍍搪瓷；所 述空氣預(yù)熱器的爐氣通過部分的殼體內(nèi)表面敷設(shè)耐酸保溫不定形澆注料保護層；所述空氣 預(yù)熱器的空氣通過部分的殼體外表面敷設(shè)保溫層。所述給水預(yù)熱器以熱管為傳熱元件；熱 管的吸熱段為碳鋼光管或翅片管，表面燒鍍搪瓷；熱管的放熱段為光管并套裝碳鋼套管，水 從套管內(nèi)經(jīng)過；所述給水預(yù)熱器的殼體內(nèi)表面敷設(shè)耐酸保溫不定形澆注料保護層。本實用新型通過設(shè)置包括蒸汽發(fā)生器、蒸汽過熱器、空氣預(yù)熱器及給水預(yù)熱器在 內(nèi)的四級換熱，精確有效地實現(xiàn)了高溫爐氣的降溫，爐氣可從1000以上。C降至60°C以下， 并同時產(chǎn)生2. 5MPa、450°C以下的過熱蒸汽，入焚燒爐或焙燒爐的空氣可提高到150°C，有 效提高了高溫爐氣的廢熱利用效率。其次，本實用新型對處于露點溫度以下的空氣預(yù)熱器 和給水預(yù)熱器，采用表面燒鍍搪瓷的熱管作為換熱元件，同時在殼體內(nèi)表面敷設(shè)耐酸保溫 不定形澆注料保護層，有效克服了濃硫酸的腐蝕。為了同時避免換熱元件可能出現(xiàn)的高溫腐蝕，本實用新型高溫部分的換熱元件可 采用滲鋁技術(shù)，即所述蒸汽發(fā)生器以熱管為傳熱元件，熱管的吸熱段為光管或翅片管，材 料為碳鋼或碳鋼表面滲鋁；熱管的放熱段為光管，放熱段外側(cè)套裝碳鋼套管，水或蒸汽從套 管內(nèi)經(jīng)過；所述蒸汽發(fā)生器殼體內(nèi)表面敷設(shè)耐高溫不定形澆注料保護層。本實用新型所述蒸汽過熱器可以光管或翅片管制成蛇形管作為傳熱元件；所述蛇形管材料為碳鋼，其外表面燒鍍搪瓷；蒸汽過熱器的殼體外表面敷設(shè)保溫層。根據(jù)實際工況，所述空氣預(yù)熱器可為多臺串聯(lián)；各空氣預(yù)熱器之間用空氣預(yù)熱器 間爐氣過渡段和空氣預(yù)熱器間空氣過渡段連接。另外，所述空氣預(yù)熱器和給水預(yù)熱器的殼體底部的耐酸保溫不定形澆注料保護層 呈斜坡，其具有一與水平面成夾角的上表面；在殼體底部的最低點設(shè)排酸口，以收集空氣預(yù) 熱器和給水預(yù)熱器內(nèi)凝結(jié)的濃硫酸。如上所述，本實用新型中的部分設(shè)備內(nèi)部采用了不定形澆注料保溫，沒有使用不 定形澆注料保溫地方，包括各管道，需進(jìn)行外保溫。本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點1、具有抗高溫硫腐蝕和低溫硫酸露點腐蝕能力；2、本實用新型所述的空氣預(yù)熱器和給水預(yù)熱器中的搪瓷熱管基本上工作在硫酸 露點以下，在低溫硫酸露點以下工作的搪瓷熱管拆換方便；3、可集中方便地收集凝結(jié)下的濃硫酸，減少排放污染，利于副產(chǎn)品的再利用。
圖1是本實用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1-蒸汽發(fā)生器爐氣進(jìn)口 ；2-蒸汽發(fā)生器；3-蒸汽發(fā)生器爐氣出口 ；4-蒸汽 過熱器爐氣進(jìn)口 ；5-蒸汽過熱器；6-蒸汽過熱器爐氣出口 ；7-空氣預(yù)熱器爐氣進(jìn)口 ；8-空 氣預(yù)熱器；9-過渡段；10-給水預(yù)熱器；11-給水預(yù)熱器爐氣出口 ；12-空氣預(yù)熱器空氣進(jìn) 口 ；13-空氣預(yù)熱器空氣出口 ； 14-給水預(yù)熱器進(jìn)水管；15-給水預(yù)熱器出水管；16-蒸汽發(fā) 生器進(jìn)水管；17-蒸汽發(fā)生器蒸汽管道；18-汽包；19-蒸汽過熱器蒸汽進(jìn)口管道；20-蒸汽 過熱器蒸汽出口管道；21-排酸口 ；22-耐酸保溫澆注層；23-空氣預(yù)熱器間爐氣過渡段； 24-空氣預(yù)熱器間空氣過渡段。
具體實施方式
如圖1所示，本實用新型包括蒸汽發(fā)生器2、蒸汽過熱器5、空氣預(yù)熱器8、給水預(yù)熱 器10及汽包18。如圖1所示，蒸汽發(fā)生器爐氣進(jìn)口 1與焚硫爐或焙燒爐的高溫爐氣出口連接；蒸汽 發(fā)生器爐氣出口 3與蒸汽過熱器爐氣進(jìn)口 4連接；蒸汽過熱器爐氣出口 6與空氣預(yù)熱器爐 氣進(jìn)口 7連接；空氣預(yù)熱器8和給水預(yù)熱器10由過渡段9連接；給水預(yù)熱器爐氣出口 11與 后續(xù)設(shè)備的爐氣進(jìn)口連接。如圖1所示，空氣預(yù)熱器空氣進(jìn)口 12與風(fēng)機出口連接；空氣預(yù)熱器空氣出口 13與 焚硫爐或焙燒爐的空氣進(jìn)口連接。如圖1所示，給水預(yù)熱器出水管15連接汽包18 ；蒸汽發(fā)生器進(jìn)水管16與汽包18 連接；蒸汽發(fā)生器2產(chǎn)生的蒸汽由蒸汽發(fā)生器蒸汽管道17輸回汽包18 ；蒸汽過熱器蒸汽進(jìn) 口管道19與汽包18連接；蒸汽過熱器5通過蒸汽過熱器蒸汽出口管道20向外輸出蒸汽。如圖1所示，空氣預(yù)熱器8和給水預(yù)熱器10的底部，以及過渡段9的底部的耐酸 保溫澆注層22可制成斜坡，在最低點設(shè)排酸口 21。將排酸口 21設(shè)置在過渡段9中部，可避 免凝結(jié)的濃硫酸集存影響到空氣預(yù)熱器8和給水預(yù)熱器10的換熱元件。[0023]在實際使用中，如在焚燒液態(tài)硫磺產(chǎn)生二氧化硫，并利用二氧化硫制造亞硫酸銨 的化工設(shè)備運行過程中，先將液態(tài)硫磺噴入焚硫爐內(nèi)燃燒，生成SO2,焚硫爐出口爐氣溫度 約100(TC。如圖1所示，該高溫爐氣經(jīng)蒸汽發(fā)生器爐氣進(jìn)口 1進(jìn)入蒸汽發(fā)生器2，爐氣和蒸 汽發(fā)生器的熱管換熱，溫度降至300°c后出蒸汽發(fā)生器爐氣出口 3，通過蒸汽過熱器爐氣進(jìn) 口 4進(jìn)入蒸汽過熱器5，經(jīng)過和蒸汽過熱器的蛇形換熱管換熱，爐氣溫度降至250°C，出蒸汽 過熱器爐氣出口 6。250°C的爐氣通過空氣預(yù)熱器爐氣進(jìn)口 7進(jìn)入空氣預(yù)熱器8，經(jīng)過和空 氣預(yù)熱器的熱管換熱爐氣溫度降至150°C。150°C的爐氣通過空氣預(yù)熱器和給水預(yù)熱器過渡 段9進(jìn)入給水預(yù)熱器10，經(jīng)過和給水預(yù)熱器的熱管換熱爐氣溫度降至60°C以下。最后60°C 爐氣經(jīng)過給水預(yù)熱器爐氣出口 11進(jìn)入下一工藝流程。由于爐氣中有水分和SO3,當(dāng)空氣預(yù)熱器和給水預(yù)熱器的壁溫低于硫酸露點時，約 220°C左右，有大量濃硫酸凝結(jié)。因此，每天可通過設(shè)置在空氣預(yù)熱器和給水預(yù)熱器底部的 排酸口 21收集濃度93%的濃硫酸200公斤以上。如圖1所示，空氣由風(fēng)機通過空氣預(yù)熱器空氣進(jìn)口 12送入空氣預(yù)熱器8，經(jīng)過和空 氣預(yù)熱器的熱管換熱空氣溫度升至150°C左右，后經(jīng)空氣預(yù)熱器空氣出口 13輸出，并進(jìn)入 焚硫爐。如圖1所示，除氧水由給水預(yù)熱器進(jìn)水管14進(jìn)入給水預(yù)熱器10，和給水預(yù)熱器的熱管換熱，水溫由20°C提高到45°C，通過給水預(yù)熱器出水管15進(jìn)入汽包。汽包中的水通過 蒸汽發(fā)生器進(jìn)水管16進(jìn)入蒸汽發(fā)生器2，經(jīng)過和蒸汽發(fā)生器的熱管換熱，產(chǎn)生185°C的蒸 汽。蒸汽通過蒸汽發(fā)生器蒸汽管道17進(jìn)入汽包18。汽包18中蒸汽通過蒸汽過熱器蒸汽進(jìn) 口管道19進(jìn)入蒸汽過熱器5。蒸汽過熱器5將185°C的蒸汽加熱至210°C。最后過熱蒸汽 通過，蒸汽通過過熱器蒸汽出口管道20向外輸送。
權(quán)利要求一種用于焚硫爐或焙燒硫化礦設(shè)備的強腐蝕爐氣廢熱利用系統(tǒng)裝置，包括蒸汽發(fā)生器、蒸汽過熱器、空氣預(yù)熱器、給水預(yù)熱器及汽包；其特征在于所述的空氣預(yù)熱器以熱管為傳熱元件，熱管為碳鋼光管或翅片管，其吸熱段外表面燒鍍搪瓷；所述空氣預(yù)熱器的爐氣通過部分的殼體內(nèi)表面敷設(shè)耐酸保溫不定形澆注料保護層；所述空氣預(yù)熱器的空氣通過部分的殼體外表面敷設(shè)保溫層；所述給水預(yù)熱器以熱管為傳熱元件；熱管的吸熱段為碳鋼光管或翅片管，表面燒鍍搪瓷；熱管的放熱段為光管并套裝碳鋼套管，水從套管內(nèi)經(jīng)過；所述給水預(yù)熱器的殼體內(nèi)表面敷設(shè)耐酸保溫不定形澆注料保護層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的強腐蝕爐氣廢熱利用系統(tǒng)裝置，其特征在于所述蒸汽發(fā)生 器以熱管為傳熱元件；熱管的吸熱段為光管或翅片管，材料為碳鋼或碳鋼表面滲鋁；熱管 的放熱段為光管，放熱段外側(cè)套裝碳鋼套管，水或蒸汽從套管內(nèi)經(jīng)過；所述蒸汽發(fā)生器的殼 體內(nèi)表面敷設(shè)耐高溫不定形澆注料保護層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的強腐蝕爐氣廢熱利用系統(tǒng)裝置，其特征在于所述蒸汽過熱 器以光管或翅片管制成蛇形管作為傳熱元件；所述蛇形管材料為碳鋼，其外表面燒鍍搪瓷； 蒸汽過熱器的殼體外表面敷設(shè)保溫層。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的強腐蝕爐氣廢熱利用系統(tǒng)裝置，其特征在于所述空氣預(yù)熱 器為多臺串聯(lián)；各空氣預(yù)熱器之間用空氣預(yù)熱器間爐氣過渡段和空氣預(yù)熱器間空氣過渡段 連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的強腐蝕爐氣廢熱利用系統(tǒng)裝置，其特征在于所述空氣預(yù)熱 器和給水預(yù)熱器的殼體底部的耐酸保溫不定形澆注料保護層呈斜坡，其具有一與水平面成 夾角的上表面；在殼體底部的最低點設(shè)排酸口。
專利摘要本實用新型提供一種可有效實現(xiàn)焚燒硫磺或焙燒硫化礦制造二氧化硫設(shè)備中高溫高含硫爐氣的降溫，同時可減少換熱元件腐蝕的廢熱利用系統(tǒng)裝置，其包括蒸汽發(fā)生器、蒸汽過熱器、空氣預(yù)熱器、給水預(yù)熱器及汽包；所述的蒸汽發(fā)生器以熱管為傳熱元件，所述的蒸汽過熱器以燒鍍搪瓷的蛇形管為傳熱元件，所述的空氣預(yù)熱器及給水預(yù)熱器均以燒鍍搪瓷的熱管為傳熱元件，爐氣通過部分的殼體內(nèi)表面敷設(shè)耐酸保溫不定形澆注料保護層。本實用新型具有抗硫酸露點腐蝕能力及高溫抗腐蝕能力，維修方便。
文檔編號F22B1/18GK201568943SQ20092028253
公開日2010年9月1日 申請日期2009年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月25日
發(fā)明者徐德新, 李來所, 楊峻, 段鸞芳, 熊梅, 邵李忠 申請人:南京圣諾熱管有限公司