专利名称：硫酸低温热能回收装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及硫酸低温热能回收装置，特别是用于浓硫酸吸收三氧化硫过程中低温热能回收，适用于硫磺制酸和冶金尾气制酸过程的低温热能回收。
背景技术：
硫酸是重要的基础化工原料，我国2011年硫酸产量达到7000万吨。硫酸生产过程中，浓硫酸吸收三氧化硫是重要的的工段。三氧化硫吸收式放热反应，且热效应很大，每吨硫酸在吸收过程中的放热达到319KCAL，7000万吨硫酸生产过程中的热量达到2236410KCAL，如果能回收其中一半的热量，就达到1118205KCAL，折成标准煤223万吨/年。矿石冶炼、硫磺焚烧和二氧化硫变换过程中反应温度通常在800°C以上，而硫酸吸收过程中由于工艺的限制吸收温度在300°C以下，我们通常将硫酸吸收过程中的热量回收称为低温热回收，这是相对于冶炼、硫磺焚烧和二氧化硫变换过程中产生的热量而言的。为了能够回收硫酸吸收过程中的能量，根据整体工艺平衡的要求，通常将三氧化硫吸收温度提高到220°C。在220°C条件下，再将浓硫酸冷却到150°C左右，进入后续工段。在这个条件下，将循环水冷却移走热量改为副产蒸汽的方法移走吸收热，从而实现硫酸吸收低温热能回收的目的。欲实现硫酸吸收热的热能回收，就需要换热器。特别是蒸汽发生器的形式对换热器造价、使用寿命等有重要影响。专利号:200620125513.6采用单管板U型管换热器作为硫酸发生器，整个系统还设有汽包作为汽液分离装置。U型管式换热器的特点是只有一块管板，管的两端固定在同一块管板上，管子可以自由伸缩，不会产生热应力；u型管式换热器的一个缺点是，由于弯管曲率半径的限制，换热管排布较`少的管束最内层管间距较大，管板的利用率较低，壳程流体易形成短路，对传热不利，当管子泄露损坏时，只有管束外围处的U型管才可以更换，内层换热管坏了不能更换，只能堵死，换热器的报废率较高。另外，内层换热管弯曲半径小，管子弯制过程中容易造成弯曲应力，内层换热管更容易产生应力腐蚀。其次，设有汽包进行汽液分离，增加了流体阻力，升降管需要进行严格的流体力学计算，蒸汽发生器和汽包分别设置增加了低温热回收装置的制造耗材。
发明内容本实用新型的目的在于:提供一种硫酸低温热能回收装置，用于浓硫酸吸收三氧化硫过程中低温热回收，该装置具有设备制造成本低、安全性高的特点，解决硫酸浓度变化产生的腐蚀性变化问题，实现稳定的低温热能回收。本实用新型的技术解决方案是:该低温热能回收装置包括换热器、过渡室和汽液分离室，换热器上经过渡室安装汽液分离室，整体构成低温热能回收装置；由换热器筒体、左侧管程封头、右侧管程封头和换热管组成换热器主体，由汽包筒体与汽包封头组成汽包主体，换热器筒体上焊接过渡室，过渡室上焊接汽包筒体，汽包筒体上焊接汽包封头，换热器筒体的左右两侧分别焊接左侧管板和右侧管板，换热管的左右两端分别在管程封头一侧焊接固定在左侧管板和右侧管板，左侧管程封头经左侧连接筒体焊接在换热器筒体的左侦U，右侧管程封头经右侧连接筒体焊接在换热器筒体的右侧，左侧连接筒体上设热硫酸进口与排污口，右侧连接筒体上设冷硫酸出口和排气口，换热器筒体上设液位计口和壳程排污口，汽包筒体上设给水口与液位计口，汽包封头上设蒸汽出口。其中，在汽包筒体与汽包封头之间设除沫器。本实用新型具有以下优点:1、采用管壳式固定管板列管换热器，当换热管发生腐蚀时，可以方便地更换换热管，提高设备的使用寿命，降低设备的报废率，尤其适用于硫酸浓度不恒定、吸收温度不恒定的工艺条件。2、换热管为直管，避免了 U型管因弯曲导致的应力腐蚀问题，提高了换热管的使用效率。3、换热器上经过渡室安装汽液分离室，克服U型管蒸汽发生器的缺点，并降低装置的耗材。
图1为本实用新型的结构示意图。图中:1热硫酸进口，2左侧管程封头，3左侧连接筒体，4排污口，5左侧管板，6换热器筒体，7液位计口，8换热管，9壳程排污口，10右侧管板，11冷硫酸出口，12右侧管程封头，13右侧连接筒体，14排气口，15过渡室，16汽包筒体，17给水口，18除沫器，19汽包封头，20蒸汽出口，21液位计口。
具体实施方式
以下结合附图进一步详细地描述本实用新型。应理解，只是为了说明本实用新型，而非以任何方式限制本实用新型的范围。为了叙述简便，说明中略去了管道上常规的阀门、储槽上常规的管口、人孔、仪表接口、支座等附件，本行业的一般技术人员可根据需要进行设计。本行业的普通技术人员可以作出许多变型和改进，例如对管口进行调整，所有这些变型、调整、改进都应视为本实用新型的保护范围。如图1所示，该低温热能回收装置包括换热器、过渡室和汽液分离室，换热器上经过渡室安装汽液分离室，整体构成低温热能回收装置；由换热器筒体6、左侧管程封头2、右侧管程封头12和换热管8组成换热器主体，由汽包筒体16与汽包封头19组成汽包主体，换热器筒体6上焊接过渡室15，过渡室15上焊接汽包筒体16，汽包筒体16上焊接汽包封头19，换热器筒体6的左右两侧分别焊接左侧管板5和右侧管板10，换热管8的左右两端分别在管程封头一侧焊接固定在左侧管板5和右侧管板10，左侧管程封头2经左侧连接筒体3焊接在换热器筒体6的左侧，右侧管程封头12经右侧连接筒体13焊接在换热器筒体6的右侧，左侧连接筒体3上设热硫酸进口 I与排污口 4，右侧连接筒体13上设冷硫酸出口11和排气口 14，换热器筒体6上设液位计口 7和壳程排污口 9，汽包筒体16上设给水口 17与液位计口 21，汽包封头19上设蒸汽出口 20。其中，在汽包筒体16与汽包封头19之间设除沫器18。[0019]其中，换热器筒体6采用普通碳钢材料制造。其中，左侧管程封头2、右侧管程封头12、左侧连接筒体3、右侧连接筒体13采用全特种耐腐蚀合金钢或普通碳钢衬特种耐腐蚀合金钢制造。其中，换热管8采用特种耐腐蚀合金钢制造。其中，左侧管板5、右侧管板10采用全特种耐腐蚀合金钢或普通碳钢衬特种耐腐蚀合金钢制造；或采用普通碳钢衬特种耐腐蚀合金钢制造时，在管程封头一侧衬特种耐腐蚀合金钢。其中，汽包筒体16与汽包封头19由普通碳钢材料制造。工作时，从三氧化硫吸收塔来的浓硫酸进入低温热能回收装置的换热器的换热管内，与壳程中的水交换热量，硫酸在换热管内被冷却后进入后续工段，水在换热器壳程内汽化为蒸汽，蒸汽在过渡室内夹带部分饱和水到汽包筒体，蒸汽和水在汽包筒体内分离，蒸汽通过除沫器除沫后由蒸汽出口去后续装置，饱和水回到换热器壳程继续与换热器管程内的热硫酸 换热。
权利要求1.硫酸低温热能回收装置，其特征是:该低温热能回收装置包括换热器、过渡室和汽液分离室，换热器上经过渡室安装汽液分离室，整体构成低温热能回收装置；由换热器筒体(6)、左侧管程封头(2)、右侧管程封头(12)和换热管(8)组成换热器主体，由汽包筒体(16)与汽包封头(19)组成汽包主体，换热器筒体(6)上焊接过渡室(15)，过渡室(15)上焊接汽包筒体(16)，汽包筒体(16)上焊接汽包封头(19)，换热器筒体(6)的左右两侧分别焊接左侧管板(5)和右侧管板(10)，换热管(8)的左右两端分别在管程封头一侧焊接固定在左侧管板(5 )和右侧管板(10 )，左侧管程封头(2 )经左侧连接筒体(3 )焊接在换热器筒体(6 )的左侧，右侧管程封头(12)经右侧连接筒体(13)焊接在换热器筒体(6)的右侧，左侧连接筒体(3)上设热硫酸进口( I)与排污口(4)，右侧连接筒体(13)上设冷硫酸出口( 11)和排气口(14),换热器筒体(6)上设液位计口(7)和壳程排污口(9)，汽包筒体(16)上设给水口( 17)与液位计口( 21)，汽包封头(19 )上设蒸汽出口( 20 )。
2.根据权利要求1所述的硫酸低温热能回收装置，其特征是:在汽包筒体(16)与汽包封头(19)之间设除沫器(18)。
3.根据权利要求1所述的硫酸低温热能回收装置，其特征是:换热器筒体(6)采用普通碳钢材料制造。
4.根据权利要求1所述的硫酸低温热能回收装置，其特征是:左侧管程封头(2)、右侧管程封头(12)、左侧连接筒体(3)、右侧连接筒体(13)采用全特种耐腐蚀合金钢或普通碳钢衬特种耐腐蚀合金钢制造。
5.根据权利要求1所述的硫酸低温热能回收装置，其特征是:换热管(8)采用特种耐腐蚀合金钢制造。
6.根据权利要求1所述的硫酸低温热能回收装置，其特征是:左侧管板(5)、右侧管板(10)采用全特种耐腐蚀合金钢或普通碳钢衬特种耐腐蚀合金钢制造；或采用普通碳钢衬特种耐腐蚀合金钢制造，在管程封头一侧衬特种耐腐蚀合金钢。
7.根据权利要求1所述的硫酸低温热能回收装置，其特征是:汽包筒体(16)与汽包封头(19)由普通碳钢材料制造。
专利摘要本实用新型公开了硫酸低温热能回收装置，该低温热能回收装置包括换热器、过渡室和汽液分离室，换热器上经过渡室安装汽液分离室，整体构成低温热能回收装置；本实用新型采用管壳式固定管板列管换热器，当换热管发生腐蚀时，更换换热管方便，直管式换热管避免U型管因弯曲导致的应力腐蚀问题，提高设备的使用寿命，降低设备的报废率，尤其适用于硫酸浓度不恒定、吸收温度不恒定的工艺条件。
文档编号F22B1/16GK203131782SQ20132011371
公开日2013年8月14日 申请日期2013年3月13日 优先权日2013年3月13日
发明者王海洋, 王聪, 王在良, 张会平 申请人:江苏科圣化工机械有限公司, 淮安科圣节能环保科技开发有限公司