一种硫酸预转化余热锅炉换热器的制作方法

1.本发明涉及硫酸预转化余热锅炉的余热利用技术，具体涉及一一种硫酸预转化余热锅炉换热器。


背景技术：

2.随着我国硫酸工业面临着硫酸产能过剩、产业结构单一等问题，现阶段我国硫酸产业面临的考验早已经不是产能、产量的不足，更多硫酸企业开始注重产业结构的调整。其中，节能减排、高效利用是一个非常值得关注的方向，而在硫酸工业中余热回收就是一个非常好的节能手段。
3.在硫酸预转化工艺中，硫酸预转化余热锅炉就是对此工艺环节进行余热回收的设备，其由换热器和锅筒两个部分组成，而换热器作为余热回收中热交换的主要设备其作用相当重要。与其他工业相比，硫酸工业中的换热器往往存在以下问题：1.烟气量较大，为了对余热充分回收利用换热器整体体积也相对较大，导致换热器安装、运输不便而且所占空间也较大。2.硫酸工业中，由于烟气中含酸性成分，在换热时会产生冷凝酸对热管造成腐蚀，严重可能会造成安全事故，所以对热管安全性能要求比较高，通常会使用一种双层的热管，这便导致换热效率有所下降。


技术实现要素：

4.本发明设计了一种硫酸预转化余热锅炉换热器，通过将u形管进行分段设计，使整体在运输和安装时较为方便，并通过对烟气进出口烟箱的改良使整体体形有所减小不仅节约材料而且降低了换热器整体所占空间。此外，通过对热管的内管进行了改良，提升了换热器的换热效率。
5.本发明公开的技术方案如下：一种硫酸预转化余热锅炉换热器，包括壳体，壳体的上端设有进气口，下端设有出气口，壳体包括左管板、右管板、两个侧板、中间支撑板，左管板、右管板的两端分别与两个侧板的两端固定连接，中间支撑板的两端分别与两个侧板固定连接，两个侧板的上下两端和中间支撑板、左管板、右管板的上下两端之间通过支撑钢固定连接，左管板上的外端面固定安装有流体进口管、流体出口管，流体进口管和流体出口管两侧或圆壁上有孔或开有不同角度的管孔用于与锅炉的上升管和下降管相连接，壳体内安装热管，热管的两端与对应的左管板、右管板固定连接，热管两两构成一个热管组，任一个热管组的两个热管中，一个与流体进口管连接，另一个与流体出口管连接。
6.在上述方案的基础上，作为优选，左管板上焊有角钢支架和左吊耳；右管板上焊有膨胀板和右吊耳，热管的右端与膨胀板固定连接。
7.在上述方案的基础上，作为优选，支撑钢与对应的两个侧板、中间支撑板、左管板、右管板之间的角度为45度。
8.在上述方案的基础上，作为优选，壳体上端固定安装烟气进口箱，壳体下端固定安装烟气出口箱。
9.在上述方案的基础上，作为优选，烟气进口箱整体形状为一个四分之一椭圆，其侧面设有人孔，人孔四周用螺栓密封，烟气进口面为矩形，烟气出口箱其整体形状为四分之一椭圆，其侧面设有人孔结构，烟气出口面为梯形，下端还置有两个对称的排酸孔。
10.在上述方案的基础上，作为优选，热管和对应的流体进口管、流体出口管之间通过折管连接。
11.在上述方案的基础上，作为优选，热管包括内管、左封头、外管、右封头，内管为波纹管，波纹管两端有短距光滑管，短距光滑管与封头固定连接并穿过封头，外管为翅片管，外管的两端与封头固定连接，外管与内管之间形成腔体，腔体内装有导热流体。
12.在上述方案的基础上，作为优选，导热流体为90%的蒸馏水。
13.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：通过将u形管进行分段设计，使整体在运输和安装时较为方便，并通过对烟气进出口烟箱的改良使整体体形有所减小不仅节约材料而且降低了换热器整体所占空间。
14.通过对热管的内管进行了改良，提升了换热器的换热效率。
15.四分之一椭圆形的进出口烟箱虽然制造比较复杂但是不仅节约材料还可以减少整个换热器的高度方便安装维护并减少清洁难度。
附图说明
16.图1是烟气进口箱的结构示意图；图2是烟气出口箱的结构示意图；图3是壳体部分的立体图一；图4是壳体部分的立体图二；图5是热管的结构示意图。
具体实施方式
17.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。
18.如图1-5所示，一种硫酸预转化余热锅炉换热器，包括壳体，壳体的上端设有进气口1，下端设有出气口2，壳体上端固定安装烟气进口箱3，壳体下端固定安装烟气出口箱4。烟气进口箱整体形状为一个四分之一椭圆，其侧面设有人孔5，人孔四周用螺栓密封，烟气进口面6为矩形，烟气出口箱其整体形状为四分之一椭圆，其侧面设有人孔结构，烟气出口面7为梯形，下端还置有两个对称的排酸孔8，配合梯形结构方便冷凝酸从底部尽可能排出。与传统的四分之一圆形的烟气进出口箱相比，四分之一椭圆形的进出口烟箱虽然制造比较复杂但是不仅节约材料还可以减少整个换热器的高度方便安装维护并减少清洁难度。
19.壳体包括左管板8、右管板9、两个侧板10、中间支撑板11，左管板、右管板的两端分别与两个侧板的两端固定连接，中间支撑板的两端分别与两个侧板固定连接，两个侧板的上下两端和中间支撑板、左管板、右管板的上下两端之间通过支撑钢12固定连接，两个侧板外端面设置加强筋13，左管板上的外端面固定安装有流体进口14、流体出口管15，在针对硫
酸预转化余热锅炉的烟气进行余热利用时，流体进口管、流体出口管分别对应为给水联箱、集气联箱，给水联箱和集气联箱两侧或圆壁上有孔或开有不同角度的管孔用于与锅炉的上升管和下降管相连接，且给水联箱和集气联箱下端都设有排污管，集气联箱上端设有安全阀座16。
20.左管板上焊有角钢支架17和左吊耳18；右管板上焊有膨胀板19和右吊耳20，热管的右端与膨胀板固定连接。为方便换热器的安装与维护，壳体内安装热管21，热管的两端与对应的左管板、膨胀板固定连接并穿过左管板、膨胀板，热管两两构成一个热管组，任一个热管组的两个热管中，在左管板处，一个与流体进口管连接，另一个与流体出口管连接，在右管板处通过弯管22连接。
21.支撑钢与对应的两个侧板、中间支撑板、左管板、右管板之间的角度为45度。热管和对应的给水联箱、集气联箱之间通过折管23连接。
22.硫酸工业中，由于烟气中含酸性成分，在换热时会产生冷凝酸对热管造成腐蚀，严重可能会造成安全事故，所以对热管安全性能要求比较高，热管表面具有耐酸涂层/镀层，热管包括内管24、左封头25、外管26、右封头27，内管为波纹管，波高a为1.7mm波长s为20mm，管壁厚为4mm，与直管相比波纹管内流体速度较低的情况下也可使流体达到湍流，破坏壁面边界层，同时与热流体的接触面积增大，进而大大提升换热效率，波纹管两端有短距光滑管，短距光滑管与封头固定连接并穿过封头，内管的管口外侧开有3mm的倒角，用于与折管和弯管连接。外管为翅片管，管壁厚为5mm，外管的管口外侧开有3mm倒角，翅片厚度为1.2mm，两翅片间距为5mm，翅片采用高频焊连接，焊着率≧95%，左封头内孔两侧都开有2mm的倒角，外侧右端刻有梯形凹槽，用于与外管连接；右封头仅内孔右侧开有2mm倒角，外侧左端开有刻有梯形凹槽，用于与外管连接，外管与内管之间形成腔体，腔体内装有导热流体，导热流体为90%的蒸馏水，热交换时利用蒸馏水气化所产生的高温蒸气作为传热介质为内管传热，蒸馏水洁净度高不易结垢且便宜经济性好。
23.工作时，高温烟气从烟气进口箱进入，通过热管组，高温烟气将热管的外管加热到一定温度，其腔体中的蒸馏水吸收外管的热量气化形成高温蒸气并对内管进行加热，使由给水联箱进入内管的水气化进入集气联箱集中输送到锅筒。而烟气通过热管组后还可利用其余热对外接的省煤器输送的水进行初步加热，实现了废热的高效利用，省煤器另接一路热管组，也即热管组在上下方向上至少分为上段热管组、下段热管组，上段热管组实现气化，下端热管组实现对水加热。
24.本发明热交换过程中的废热得到了充分的利用，不仅提高了换热效率和设备使用寿命而且整个设备呈分段式安装维护都较便捷，适用于大型工业装置的热交换，尤其是硫酸预热的回收。
25.应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不托离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种硫酸预转化余热锅炉换热器，其特征在于，包括壳体，壳体的上端设有进气口，下端设有出气口，壳体包括左管板、右管板、两个侧板、中间支撑板，左管板、右管板的两端分别与两个侧板的两端固定连接，中间支撑板的两端分别与两个侧板固定连接，两个侧板的上下两端和中间支撑板、左管板、右管板的上下两端之间通过支撑钢固定连接，左管板上的外端面固定安装有流体进口管、流体出口管，流体进口管和流体出口管两侧或圆壁上有孔或开有不同角度的管孔用于与锅炉的上升管和下降管相连接，壳体内安装热管，热管的两端与对应的左管板、右管板固定连接，热管两两构成一个热管组，任一个热管组的两个热管中，一个与流体进口管连接，另一个与流体出口管连接。2.如权利要求1所述的一种硫酸预转化余热锅炉换热器，其特征在于，左管板上焊有角钢支架和左吊耳；右管板上焊有膨胀板和右吊耳，热管的右端与膨胀板固定连接。3.如权利要求1所述的一种硫酸预转化余热锅炉换热器，其特征在于，支撑钢与对应的两个侧板、中间支撑板、左管板、右管板之间的角度为45度。4.如权利要求1所述的一种硫酸预转化余热锅炉换热器，其特征在于，壳体上端固定安装烟气进口箱，壳体下端固定安装烟气出口箱。5.如权利要求4所述的一种硫酸预转化余热锅炉换热器，其特征在于，烟气进口箱整体形状为一个四分之一椭圆，其侧面设有人孔，人孔四周用螺栓密封，烟气进口面为矩形，烟气出口箱其整体形状为四分之一椭圆，其侧面设有人孔结构，烟气出口面为梯形，下端还置有两个对称的排酸孔。6.如权利要求1所述的一种硫酸预转化余热锅炉换热器，其特征在于，热管和对应的流体进口管、流体出口管之间通过折管连接。7.如权利要求1所述的一种硫酸预转化余热锅炉换热器，其特征在于，热管包括内管、左封头、外管、右封头，内管为波纹管，波纹管两端有短距光滑管，短距光滑管与封头固定连接并穿过封头，外管为翅片管，外管的两端与封头固定连接，外管与内管之间形成腔体，腔体内装有导热流体。8.如权利要求1所述的一种硫酸预转化余热锅炉换热器，其特征在于，导热流体为90%的蒸馏水。

技术总结
本发明公开了一种硫酸预转化余热锅炉换热器，包括壳体，壳体的上端设有进气口，下端设有出气口，壳体包括左管板、右管板、两个侧板、中间支撑板，左管板、右管板的两端分别与两个侧板的两端固定连接，中间支撑板的两端分别与两个侧板固定连接，两个侧板的上下两端和中间支撑板、左管板、右管板的上下两端之间通过支撑钢固定连接，左管板上的外端面固定安装有流体进口管、流体出口管，流体进口管和流体出口管两侧或圆壁上有孔或开有不同角度的管孔用于与锅炉的上升管和下降管相连接，壳体内安装热管，热管的两端与对应的左管板、右管板固定连接，热管两两构成一个热管组，两个热管中，一个与流体进口管连接，另一个与流体出口管连接。实现余热的利用。实现余热的利用。实现余热的利用。


技术研发人员：杨绍永 庄绕林 纪文 朱洪杰 李伯奎
受保护的技术使用者：江苏科圣化工机械有限公司
技术研发日：2023.07.20
技术公布日：2023/9/9