[实用新型]焙烧炉余热回收装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及硫铁矿制酸生产中的余热回收设备，主要应用于硫铁矿制酸生产工艺中，具体为一种焙烧炉余热回收装置。

背景技术

目前，硫铁矿制酸生产中，硫铁矿石在沸腾焙烧炉中经过焙烧，产生的含大量SO₂和少量SO₃的炉气先经过中温中压余热锅炉进行余热回收，炉气降温后经过旋风除尘装置，再经过电除尘装置(有些厂家无电除尘)，炉气温度为320℃～380℃，进入净化工段，然后经过冷却塔水冷将炉气温度冷却至60～70℃再进入后续工段，但炉气通过水冷不仅使炉气的余热没有得到合理的利用，使现场工作环境温度升高而形成热污染，而且还要浪费大量的水资源来降低炉气温度。另外，炉气中含有大量的SO₂和少量的SO₃及H₂O，而炉气的露点温度一般在230℃左右，如果使用普通的列管换热器设备回收炉气余热，设备管壁温度过低，将会出现露点腐蚀现象，而且一旦泄漏，将不能修复，影响系统的整体运行。同时，炉气中还含有大量的灰分，换热器的积灰问题也是影响系统连续运行的一个因素。故经过除尘后的炉气一直没有进行合理的余热回收利用。

发明内容

本实用新型要解决的问题是：硫铁矿制酸生产中，除尘至净化工段的炉气余热没有得到合理的回收，利用；由于高温、高尘、高露点腐蚀炉气的生产环境，普通的列管换热器不能达到使用要求。

本实用新型的技术方案是：焙烧炉余热回收装置，设置在炉气管线上，包括热管蒸发器和汽水分离器，热管蒸发器由热管元件通过集流管并联或串联组合而成，一隔板将热管蒸发器分隔为炉气侧和水汽侧，水汽侧的两边设有出汽端和进水端，分别与汽水分离器的进汽端和出水端相连，其中进水端靠近炉气侧。

本实用新型热管蒸发器水汽侧的热管元件和集流管均为水夹套结构，热管炉气侧吸收炉气热量后，传递到水汽侧，夹套中的水吸收热管传递来的热量，经过汽水分离器，转化为饱和蒸汽。热管蒸发器经隔板隔离后一侧走炉气，一侧走水汽，两种换热介质不直接接触，而是通过热管元件传递热量，因为有隔板的分隔，即使炉气侧热管腐蚀泄漏，也不会造成水汽和炉气互通，水汽侧仍可正常运行，不会因该设备而使系统停车。

由于对热管传热效率影响的一个重要因素是其安装的方式，散热端的管路一定要装的比吸热端高才能发挥效用，本实用新型热管蒸发器的炉气侧相当于吸热端，水汽侧相当于散热端，因此水汽侧位置高于炉气侧，水汽侧中出汽端位置高于进水端。

生产中炉气含有一定灰分，考虑到积灰的问题，做为进一步的改进，将热管的炉气侧近水平布置，与水平面成0-60°角，管外焊接的翅片垂直热管布置，这样不易积灰，炉气中含有的大量灰份由于重力作用会自行落下，具有自清灰效果。

本实用新型充分利用了热管本身的诸多优点，如传热效率高、热流体流动阻力损失小、热流体和冷流体互不泄漏及结构紧凑、元件可更换等，使余热回收中水的受热及汽化均在炉气管线之外完成，余热回收后的炉气温度可降到170-250℃；通过控制热管冷热流体侧的热流密度来控制热管管壁温度，尽可能的使热管管壁温度始终高于220℃，从而避开露点温度，解决露点积灰腐蚀问题；热管蒸发器通过导管与汽水分离器连接，管道布置灵活；炉气侧与水汽侧由隔板分开，任何一侧的泄漏不会影响另一侧的运行，保证整套硫酸系统连续、安全、可靠的运行；本实用新型应用于高温、高尘、高露点腐蚀炉气的生产环境，不但回收了炉气余热，降低了后续工段的耗水量，而且产生的低压饱和蒸汽可以供给其它工段生产和生活使用，并能为企业创造可观的经济效益和社会效益。

附图说明

图1是本实用新型示意图。

图2是本实用新型热管蒸发器由隔板隔为炉气侧和水汽侧的示意图。

具体实施方式

本实用新型采用热管作为换热元件，由热管元件通过集流管并联或串联组合成热管蒸发器，一隔板将热管蒸发器分隔为炉气侧和水汽侧，炉气侧吸收炉气热量传递到水汽侧，水汽侧将热量释放给水汽，炉气和水汽两种换热介质不直接接触，通过热管元件传递热量，这样在降低炉气温度的同时，产生大量的饱和蒸汽供其它工段使用，实现炉气余热回收。热管本身及设备的诸多优点可以从根本上避免含硫炉气和水汽相接触，同时通过结构上的设计使设备具有自清灰效果。而且，即使炉气侧热管腐蚀泄漏，也不会使水汽和炉气互通。

下面结合附图1-2对本实用新型作进一步的说明：从沸腾焙烧炉出来的炉气均为高位布置，经过中温中压余热锅炉-旋风除尘-电除尘后沿下降炉气管线进入净化工段，本实用新型的下降炉气管线8就设置在除尘器出口至净化工段之间，热管蒸发器5由多支热管6通过集流管4并联或串联组合而成，一隔板7将热管蒸发器5分隔为炉气侧9和水汽侧10，炉气侧9设置在下降炉气管线8内，水汽侧10的两边设有出汽端2和进水端3，通过导管分别与汽水分离器1的进汽端和出水端相连，其中进水端3靠近炉气侧9，出汽端2位置高于进水端3，水汽侧9的热管元件和集流管4均为水夹套结构。如图1，炉气由下降炉气管线8从上向下经过热管蒸发器5的炉气侧9，炉气侧热管吸收热量，并通过管内工质传递到汽水侧10释放出热量，汽水分离器1中的近饱和水沿导管从进水端3进入到水汽侧热管和集流管4的夹套中，水吸收热管6释放出来的热量，被加热的水在一定压力下达到一定温度后变成汽水混合物，由于水汽侧10的密度差，汽水混合物从出汽端2沿导管进入汽水分离器1，实现汽水分离，产生一定压力的饱和蒸汽供其它生产工段使用，产生的近饱和水再沿导管从进水端3进入到水汽侧10。热管蒸发器5采用卧式结构，与水平面成一定角度，管外焊接的翅片11垂直热管布置，不易积灰，炉气中含有的大量灰份由于重力作用会自行落下，具有自清灰效果，如图2，由于热管6被隔板7分隔成两部分，炉气侧9和水汽侧10被完全隔绝开，冷热流体分走两侧，任何一侧的泄漏不会影响另一侧的运行，保证整套硫酸系统连续、安全、可靠的运行。