[发明专利]一种耐用防露堵组合式烟气余热利用装置

说明书

技术领域

本发明属于余热利用装置，具体的说是一种耐用防露堵组合式烟气余热利用装置。

背景技术

在工厂运行中，会产生大量的中高温含尘烟气，烟气中含有大量的显热。为降低能耗，实现资源优化利用，同时满足大气污染物排放要求，通常采用余热回收系统来回收烟气余热，产生蒸汽或热水满足生产和生活的需要。

现国内的余热回收系统中的换热器基本以翅片管或热管式换热器为主。在回收高含尘、高含硫的中高温烟气时，烟气的露点温度一般较高，可达200℃以上，尤其是在烟气中含硫量较高的工况条件下。若采用一般的水管式换热装置，很难保证换热管的壁面温度始终保持在露点温度以上。当低温工况或在装置开、停车阶段，仍会在换热管表面发生露点腐蚀，一旦发生泄露，管内工作介质（水或导热油）大量向烟道内泄露，造成停产和设备不可逆的损坏。若采用一般水套管热管换热管，为保证壁面温度高于露点温度，需要提高冷侧水的饱和温度，即需要大大提高冷侧水的工作压力，随着冷侧水压力的提高，导致设备在运行过程中存在高温高压爆管的危险，而且投资较大，所产水蒸汽参数未必与厂区用户参数匹配。因此给这类烟气的回收带来了很大的难度，该问题日益突出。

如：钛白生产过程中，煅烧工序会产生大量的尾部烟气，其烟气特点为：烟气中硫含量较大（0.2%-1%），含水量很高（15%-35%），烟气温度在250-400℃之间。此类烟气的露点温度通常在200-260℃。在回收此类烟气热量的过程中，很容易出现腐蚀的情况，给烟气回收带来了很大的难题。

目前该行业的烟气余热回收工艺有三种，如下所述：

1.水管式锅炉：此结构的锅炉采用普通的翅片管进行余热回收，热侧烟气走管外，冷侧的介质采用水，在换热管内部流动，通过换热管与烟气进行换热。但是为保证受热面温度，汽-水侧压力很高（260℃对应的水的饱和压力为~4.7Mpa）。其次这种结构型式的锅炉无法保证换热管外壁面温度始终高于露点温度，因此设备运行不久，就会发生换热管遭腐蚀，穿孔等现象，管内介质向烟道内大量泄露，造成停产等重大损失。

2.水热管式锅炉：此结构锅炉相对上一种锅炉的优势在于：冷热侧介质完全隔离，不会发生泄漏的情况。但此类锅炉的难题在于，为保证壁面温度高于露点温度，需要尽可能提高冷侧介质（水）的饱和温度，即提高冷侧套管中水的压力。当压力提高，使得热管处于高温高压的状态，经验证，大多情况下，热管会处于爆管的边缘，大大提高了热管爆管的危险性，并且降低热管的使用寿命。如果降低冷侧介质（水）的饱和温度，壁面温度无法保证高于露点温度；实践中，有三套热管式余热锅炉，冷侧工作压力选取为1.6Mpa（G）,201℃，使用3个月后即全部失去换热作用。

3.导热油翅片管式锅炉：此类锅炉相对第一种类型锅炉是将冷侧介质由水变为导热油。其优势是在低温工况下，热的导热油可以换热管内反复循环，从而控制壁面温度在露点温度之上10-20℃，可有效避免低温腐蚀情况的发生。同时，又无需采用很高的压力，设备可以在较低的压力下长时间运行。此类锅炉虽然可以有效回收烟气中的热量，但是仍有发生泄漏的可能，一旦冷侧导热油与热侧烟气发生直接接触，有随时发生爆炸的危险，造成人员和财产的损失，存在较大的安全隐患。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：

如何避免水热管爆管或使用不稳定的高压热管；

如何可以有效控制热管壁面温度，防止低温腐蚀的发生；

如何有效避免烟气中灰尘在热管表面聚集形成堵塞管间通道的现象；

为了解决以上技术问题，本发明提出一种耐用防露堵组合式烟气余热利用装置，具体技术方案为：

针对以上现有技术的缺点，提出一种耐用防露堵组合式烟气余热利用装置，可有效解决了设备在上述情况下长时间运行过程中发生低温腐蚀或热管爆管的问题，避免因烟气中的灰尘聚集在热管壁面上，导致热管堵塞等，有效延长设备的使用寿命，提高生产效率。

本发明的技术方案是通过以下方法来实现的：一种耐用防露堵组合式烟气余热利用装置，包括导热油套管式热管换热器、管式换热器、导热油泵、汽包和膨胀槽，膨胀槽设有两个进口和一个出口，导热油套管式热管换热器具有的导热油出口通过导热油管路与管式换热器具有的导热油进口相连，管式换热器具有的导热油出口通过导热油管路与膨胀槽的第一进口相连，膨胀槽的出口通过设有导热油泵与导热油套管式热管换热器具有的的导热油进口相连；

管式换热器的导热油进口的前端与膨胀槽的第二进口之间连接有一条导热油旁路管，在导热油旁路管及管式换热器的导热油进出口处均设置相应的阀门；