一种非金属换热器、具有该换热器的脱硫塔以及催化裂化脱硫烟气的消白方法与流程

1.本发明涉及催化裂化烟气处理技术领域，具体涉及一种非金属换热器、具有该换热器的脱硫塔以及催化裂化脱硫烟气的消白方法。


背景技术：

2.近年来，随着环保意识的增强与“超低排放”概念的提出，各行业对烟气净化工艺的重视程度不断提高。烟气脱白作为烟气净化流程的重要组成部分，也成为了当前的研究热点之一，催化裂化再生烟气是炼油厂排放的主要污染源，也同样存在超净排放需求。
3.饱和湿度的净烟气未经过热从烟囱排入大气，排出的湿烟气与温度较低的环境空气发生接触和混合，在此过程中烟气被急剧冷却，烟气中所含水蒸气过饱和凝结，凝结水滴对光线产生折射、散射，透光率下降，从而出现肉眼可见的白色烟羽现象。
4.白烟消除的改造通常改变烟气温度或湿度，避免烟气与环境空气相互混合过程中由于烟温降低导致过饱和凝结而发生“白烟”现象，即通过烟气冷凝，降低烟气温度，将冷凝后的水分提出，减少排烟绝对含水量，缩小烟气与周边环境空气温差；再通过烟气加热，提升烟气温度，使得烟囱出口烟气过热，参数远离饱和曲线，从而消除白烟。烟气再加热分为直接加热和间接加热，间接加热技术较为成熟，以mggh(热媒体烟气加热器)为代表的技术在工业生产中得到大量应用。
5.催化裂化高温烟气：温度180-220℃，含硫含尘，冷却后有酸性水产生，过程中还有硫酸氢铵结晶体。脱硫烟气：温度60℃左右，含盐，加热后有结晶体。如果二者直接换热：若换热器为横管布置，高温烟气走壳程，脱硫烟气走管程，管外积灰结晶可以排出，存在问题：脱硫烟气结晶体在管内，有堵塞换热管的风险；若高温烟气走管程，脱硫烟气走壳程，存在问题：高温烟气冷凝水和粉尘混合，更容易堵塞换热管，同时高温烟气侧会有硫酸氢铵结晶堵塞；换热管内冷凝水排出，需换热管倾斜安装。若换热器为竖管布置，高温烟气(水平)走壳程，脱硫烟气管程，存在问题：腐蚀管板，管内结晶体堵塞；若高温烟气(垂直) 走管程，脱硫烟气走壳程，存在问题：管外结晶体脱落积存在下管板上而堵塞，而高温烟气冷凝水和粉尘混合，换热管内部更容易堵塞，同时高温烟气侧会有硫酸氢铵结晶堵塞。


技术实现要素：

6.本发明的目的是为解决现有技术中存在的问题，提供一种非金属换热器、具有该换热器的脱硫塔以及催化裂化脱硫烟气的消白方法。
7.本发明为解决上述技术问题的不足，所采用的技术方案是：一种非金属换热器，包括外壳体以及置于外壳体内的换热器本体，所述外壳体为圆筒形状，换热器本体包括换热壳体以及置于换热壳体内的换热组件，换热壳体与外壳体内壁之间具有旁路通道，旁路通道内设有可调封堵件，第一介质在换热组件的壳程内，或旁路通道内竖直流动，第二介质在换热组件中非金属换热管的管程内流动。
8.作为本发明一种非金属换热器的进一步优化：换热壳体与外壳体内壁之间形成两个相对的旁路通道。
9.作为本发明一种非金属换热器的进一步优化：换热壳体为两个侧板和两个端板围成的筒状结构，非金属换热管的两端分别由两个端板伸出。
10.作为本发明一种非金属换热器的进一步优化：非金属换热管垂直于换热壳体的轴线设置。
11.作为本发明一种非金属换热器的进一步优化：可调封堵件包括转动杆和封堵板，转动杆沿径向设置在旁路通道内，封堵板固定在转动杆上。
12.作为本发明一种非金属换热器的进一步优化：转动杆一端通过轴承与换热壳体的侧板转动连接，转动杆的另一端外壳体伸出外壳体并与驱动电机传动连接。
13.一种脱硫塔，由淋洗部、排烟部以及上述非金属换热器组成，非金属换热器设置在排烟部和淋洗部之间，其外壳体的上下两端分别与排烟部和淋洗部侧壁密封对接。
14.作为本发明一种脱硫塔的进一步优化：非金属换热器的上方还设置有用于冲洗非金属换热管的喷淋组件。
15.一种催化裂化脱硫烟气的消白方法：由锅炉排出的烟气首先送入非金属烟气冷却器与空气换热，换热后的空气作为第二介质进入脱硫塔的非金属换热器，换热后的烟气送入脱硫塔，在脱硫塔的淋洗部进行脱硫除尘，经脱硫除尘后的烟气进入非金属换热器内，作为第一介质与进入换热器的热空气进行换热，换热后的烟气排放入大气。
16.作为本发明一种催化裂化脱硫烟气的消白方法的进一步优化：换热后的空气还设置有旁路，旁路连接至射流管，射流管设置在脱硫塔的排烟部，经非金属换热器换热后的烟气与射流管的热空气混合后排放入大气。
17.本发明具有以下有益效果：
18.1、在本发明的方法中，催化裂化烟气先在非金属烟气冷却器中与空气换热，烟气温度降低后再进入脱硫塔，能够节省脱硫塔急冷水消耗量；
19.2、在本发明的方法中，不采用其他热源加热，节省热源消耗，运行成本低；
20.3、本发明采用非金属烟气冷却器，能够降低未脱硫烟气冷却过程中硫酸氢铵固化堵塞的风险，同时非金属换热耐露点腐蚀；
21.4、本发明采用非金属换热管的换热器，能够降低脱硫烟气被加热后结晶堵塞的风险；
22.5、本发明的非金属换热器自带内旁路调节封堵板，封堵板采用非金属材质，耐腐蚀、轻量化，当换热器的烟气通道发生堵塞时，打开封堵板能使烟气顺利排放。
附图说明
23.图1为本发明非金属换热器的内部主视结构示意图；
24.图2为本发明非金属换热器的内部(旁路通道处于封堵状态)俯视结构示意图；
25.图3为本发明非金属换热器的内部(旁路通道处于敞开状态)俯视结构示意图；
26.图4为本发明非金属换热器的换热组件的内部结构示意图；
27.图5为本发明脱硫塔的结构示意图；
28.图6为本发明消白方法的工艺流程示意图；
29.图7为本发明消白方法(具有空气旁路)的工艺流程示意图；图中标记：1、非金属换热器；101、外壳体；102、换热壳体；102a、侧板；102b、端板；103、换热组件；103a、非金属换热管；104、旁路通道；105、可调封堵件；1051、转动杆；1052、封堵板；1053、驱动电机；2、脱硫塔；3、非金属烟气冷却器；4、射流管；201、淋洗部；202、排烟部；5、喷淋组件。
具体实施方式
30.为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容并不局限于下面的实施例。
31.《非金属换热器》
32.如图1-3所示：一种非金属换热器，包括外壳体101以及置于外壳体101 内的换热器本体，外壳体101为圆筒形状，换热器本体包括换热壳体102以及置于换热壳体102内的换热组件103。换热组件103的核心部件为非金属换热管a，该非金属换热管的材质为耐热玻璃、陶瓷或石墨。换热组件103还包括其他必要的部件，由于该换热组件103的结构为现有技术中常见的换热器结构，因此，其他部件在此不再详细描述。
33.如图4所示：换热壳体102为两个侧板102a和两个端板102b围成的筒状结构，侧板102a的两端与外壳体101的内壁密封连接，侧板102a、端板102b 与外壳体101内壁三者之间形成第二介质的汇集腔，非金属换热管103a的两端分别由两个端板102b伸出，需要说明的是，非金属换热管103a垂直于换热壳体 102的轴线设置为最佳的方案。
34.换热壳体102的侧板102a与外壳体101内壁之间具有旁路通道104，具体地，换热壳体102与外壳体101内壁之间形成两个相对的旁路通道104。
35.旁路通道104内设有可调封堵件105，第一介质在换热组件103的壳程内，或旁路通道104内竖直流动，第二介质在换热组件103中非金属换热管103a 的管程内流动。
36.通过可调封堵件105的设置，可对第一介质的流动路线进行调节，需要说明的是，
在正常工况下，可调封堵件105应设置为将旁路通道104封堵的状态，此时，第一介质只能在换热组件103的壳程内流动。遇到特殊工况时，可调封堵件105应设置为将旁路通道104打开的状态，此时，第一介质能够在旁路通道 104内流动。
37.可调封堵件105包括转动杆1051和封堵板1052，转动杆1051沿径向设置在旁路通道104内，封堵板1052固定在转动杆1051上。转动杆1051一端通过轴承与换热壳体102的侧板转动连接，转动杆1051的另一端外壳体101伸出外壳体101并与驱动电机1053传动连接。
38.封堵板1052为非金属材质，一方面，非金属材质的耐腐蚀性能较好，另一方面、非金属材料的较为轻量化，便于对其进行调整控制。
39.容易想到的是，为了更方便地控制可调封堵件105，可以利用无线控制部件对驱动电机1053进行远程控制。针对驱动电机1053进行远程无线控制可采用现有技术中成熟的控制方案，在此不再进行详述。
40.《脱硫塔》
41.如图5所示：一种脱硫塔，由淋洗部201、排烟部202以及上述非金属换热器1组成。脱硫塔是对工业废气进行脱硫处理的塔式设备，其中，排烟部 202和淋洗部201为现有技术中脱硫塔的通常结构，烟气由脱硫塔的底部进入塔内，并在淋洗部201完成烟气中硫的脱除，脱硫后的烟气由位于脱硫塔顶部的排烟部202排出至大气中。与现有技术中脱硫塔不同的是，本发明的脱硫塔2为“夹芯”结构，在淋洗部201和排烟部202之间增加非金属换热器1，非金属换热器 1设置在排烟部202和淋洗部201之间，其外壳体101的上下两端分别与排烟部 202和淋洗部201侧壁密封对接。
42.经过淋洗部201脱硫处理后的烟气进入非金属换热器1，在非金属换热器1内与热介质进行热交换，进而使烟气升温，参数远离饱和曲线，从而消除白烟，将非金属换热器1夹设在淋洗部201和排烟部202之间，能够使经过脱硫后的烟气立刻进行换热升温，效率非常高。
43.随着脱硫塔的持续运行，非金属换热器1的换热组件有可能被烟气加热后产生的结晶堵塞，此时，通过控制可调封堵件105，使封堵板1052翻转，进而打开旁路通道104，以便脱硫后烟气经旁路通道104进入排烟部202并排出至大气，在此期间，以便对非金属换热器1的换热组件进行检修。
44.需要说明的是，为了降低换热组件被堵塞的风险，在非金属换热器1的上方还设置有用于冲洗非金属换热管的喷淋组件5，通过喷淋组件5定期对非金属换热器1的换热组件进行淋洗。
45.《催化裂化脱硫烟气的消白方法》
46.如图6所示：一种催化裂化脱硫烟气的消白方法，由锅炉排出的烟气首先送入非金属烟气冷却器3与空气换热，换热后的空气作为第二介质进入上述脱硫塔2的非金属换热器1，换热后的烟气送入上述脱硫塔2，在脱硫塔2的淋洗部201进行脱硫除尘，经脱硫除尘后的烟气进入非金属换热器1内，作为第一介质与进入非金属换热器1的热空气进行换热，换热后的烟气温度升高，参数远离饱和曲线，能够消除白烟现象，进而排放入大气。
47.非金属烟气冷却器3的主体结构与现有常规换热器的结构基本相同，需要强调的是，非金属烟气冷却器3的换热管为非金属材质。
48.如图7所示：一种催化裂化脱硫烟气的消白方法的另一种工艺流程，换热后的空气
还设置有旁路，旁路连接至射流管4，射流管4设置在脱硫塔2的排烟部202，经非金属换热器1换热后的烟气与射流管4的热空气混合后排放入大气，通过旁路的设置能够进一步实现排出烟气温度的灵活调控。
49.以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。