威海脱硫塔是一种用于去除烟气中(SO2)的设备,其工作流程如下:1040为了提高钉头管的传热效果,已开发出椭圆形钉 头、滴状钉头等。有关技术应用可参阅专门的资料。 3.2.2 余热锅炉的应用 炉子系统设置余热锅炉是工业炉最常用的措施之 一。余热锅炉是回收炉子烟气余热很有效的方法,也 是回收被加热物料热量的最常用的方法。 在化工工艺生产中,为满足物料发生化学反应的 条件,常需把物料加热到较高的温度,当它完成反应 后生成的产品又常需急剧冷却。例如工业的裂解 炉,合成氨工业的转化炉,硫酸工业的沸腾焙烧炉 等,都有大量的余热可以利用。与此同时在某些工艺 生产过程中需要大量的蒸汽用于物料反应所需,也有 用于系统中作为压缩机透平工作的工质。所以工艺系 统需设置余热锅炉,以此生产工艺所需的高、中、低 压不同等级的蒸汽。因此设置余热锅炉是既回收热 量,又为工艺所用。 除工艺物料系统有大量余热可被利用外,就炉子 本身而言,高温烟气在加热工艺物料之后还常有大量 余热,也应将其回收下来,否则仅仅用来加热工艺物 料是无法使烟气温度降至所希望的温度的,即不能达 到炉子要求的热效率值,此时也常常会考虑采用余热 锅炉的方案。当然如果系统中并不需要蒸汽,或可利 用热量不多,工厂系统内又无锅炉给水,为设余热锅 炉需另设置一套水处理装置而并不经济时,则也不一 定采用余热锅炉方案,此时可采用预热空气方案,或 加热部分热水的方案。对于焚烧炉,常常因高温烟气 并不需加热系统物料,故大多数情况下均设置余热锅 炉,与此同时也设置空气预热器,这样使焚烧炉的能 耗减少,是比较经济合理的。 (1)利用工艺物料热量的余热锅炉 由于工艺生产流程的不同及其自身的特殊性,故 大多是根据工艺的特点开发与其相适应的余热锅炉, 甚至锅炉名称也由工艺流程中的作用不同而不同。例 如生产装置中的裂解气余热锅炉称为 “急冷换热 器”,或少数有按英文缩写 T.L.E. 直译为 “输送管 线换热器”;在合成氨装置中称为废热锅炉、第 二废热锅炉等。这些余热锅炉往往是随着工艺装置的 技术进步,其结构型式也相应与其适应,开发出新型 更新换代产品。例如工业中裂解气急冷换热器较 早应用的螺旋盘管式三菱急冷换热器,已被淘汰,较 常应用的德国Schmidt型双套管椭圆集流板急冷换热 器,为适应近年来双程炉管构型需要较多的炉管组, 在换热器 入 口 处 由 单 根 进 口 管 改 为 多 根 (2 根 或 4 根),开发商根据进气室形状称为 “浴缸式”急冷换 热器,基本也已被更新换代;德国 Borsig公司多年 采用列管式急冷换热器之后,为适应多炉管组所需, 也开发了成排的 “线性”单套管式急冷换热器等。由 于这些设备结构有一定的特殊性,针对于某一特定的 应用场合,设备制造商往往是与工艺技术开发商共同 研制的,且大多是申请了专利的。因此外商提供的工 艺技术往往将该余热锅炉作为特殊专利设备加以选 定。正因为这样,这种利用工艺物料热量的余热锅炉 多数是作为专利设备从国外引进的。国内研究、设计 单位及制造厂除少数型式的余热锅炉技术尚未掌握 外,多数余热锅炉是可以自行设计和制造的。已有很 多炉子上的余热锅炉是由国内设计、制造的。利用工 艺物料为热源的余热锅炉具有以下特点。 ① 余热锅炉的型式参数必须适应工艺的要 求, 其热负荷大小、规格尺寸更由工艺要求而定。随着装 置规模的变化,余热锅炉能力、传热面积也随之变 化。例如合成氨工业中的余热锅炉由年产10万 吨装置的99.5m2 到年产30万吨装置的341.87m2, 大2倍之多。又如装置中有20多根炉管汇集一 起流至一个能力较大的、由很多列管组成的余热锅 炉;也有仅几根炉管接至一个单根套管式、能力小的 余热锅炉,然后将其连成一排,组成排状余热锅炉 组。其结构形状、能力大小差别很大。因此余热锅炉 不像通常意义的蒸汽锅炉有较固定的型式和一定发 汽量。② 余热锅炉的工艺参数 (温度、压力)也将由 系统工艺的需要而定。当工艺本身需要某压力、温度 的蒸汽,则余热锅炉应由此确定其相应的参数。此外 从节能角度出发,要求余热锅炉所产生的蒸汽成为系 统的动力,即送入汽轮机工作,则需要产出高参数的 蒸汽,同时工艺所需蒸汽还可从压缩机某段抽汽加以 应用。所以高参数的余热锅炉往往是现代余热锅炉的 。这对余热锅炉本身及其系统的技术要求就要高 多了。③ 由于热源是工艺的物料,它的特性与燃料产 生的烟气不一样,故设计、应用该种余热锅炉时须充 分注意到工艺物料的特殊性。例如工艺中由于应 用的裂解原料油品不一样,裂解产物的特性有所不 同,为了防止裂解气在余热锅炉管壁上结露而引起焦 油结聚及腐蚀,故在余热锅炉设计压力的选取上要取 较高值 (即有较 高 的 饱 和 温 度),使 炉 壁 温 度 较 高, 乙 烯 裂 解 炉 余 热 锅 炉 的 工 作 压 力 高 达 9.4~ 12.7MPa。再如硫酸工业的余热锅炉由于炉气中氧化 硫含量高,导致高的露点 (270~330℃),因此该余 热锅炉的设计压力也要相应提高 (取4~6.5MPa), 而不应用低压 的 余 热 锅 炉 (以 往 不 注 意 该 问 题,取 0.7~1.2MPa,而 使 炉 气 出 口 的 低 温 区 发 生 腐 蚀), 当然使用优良耐腐蚀材料也是提高锅炉使用寿命的一 个措施。④ 余热锅炉的操作自控要求较高。由于该锅炉 是安装在工艺生产流程上的,它的操作运行是整个工 艺流程的一部分,必须保证安全、可靠且长期稳定地 运行,因此在工艺流程中的自动调控十分重要。对余 热锅炉的汽包液位自动调节、连续排污、安全阀起跳 第3篇 化工单元工艺设计
