一种用于废酸裂解制酸工艺中的换热装置及换热方法与流程

本发明属于化工技术领域，具体来说，涉及一种用于废酸裂解制酸工艺中的换热装置及换热方法。

背景技术：

废酸裂解制酸工艺中由于原料废酸成分复杂，可能含有一些有害物质，焚烧后产生的so3、h2o在一定的温度下，在设备表面会结合成稀酸冷凝下来，在有磷等有害元素存在的情况下，露点温度会增高，冷凝酸的腐蚀更加严重。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是：提供一种用于废酸裂解制酸工艺中的换热装置及换热方法，使与烟气接触的设备表面的温度高于露点温度，避免发生露点腐蚀。

为解决上述技术问题，一方面，本发明实施例提供一种用于废酸裂解制酸工艺中的换热装置，包括第一换热器和第二换热器，所述第一换热器的烟气出口与所述第二换热器的烟气进口连接，所述第一换热器的换热空气出口与所述第二换热器的换热空气进口连接；所述第一换热器的烟气进口用于与焚烧炉的出气口连接，所述第二换热器的烟气出口用于与制酸装置连接。

作为本发明实施例的进一步改进，所述第一换热器采用夹套式换热器，夹套式换热器的容器的进口用于与焚烧炉的出气口连接，夹套式换热器的容器的出口与第二换热器的烟气进口连接，夹套式换热器的夹套的进口用于通入换热空气。

作为本发明实施例的进一步改进，所述第二换热器采用带有清灰装置的壳管式换热器，壳管式换热器的管程的进口与夹套式换热器的容器的出口连接，壳管式换热器的管程的出口用于与制酸装置连接，壳管式换热器的壳程的进口与夹套式换热器的夹套的出口连接。

作为本发明实施例的进一步改进，壳管式换热器的壳程的出口用于与焚烧炉的助燃口连接。

另一方面，本发明实施例还提供一种用于废酸裂解制酸工艺中的换热方法，利用上述换热装置，所述换热方法包括以下步骤：

步骤1、焚烧炉产生的烟气进入第一换热器中，与通入第一换热器的换热空气进行一次换热，烟气得到一次降温，换热空气得到一次加热；

步骤2、一次降温后的烟气和一次加热后的换热空气分别进入第二换热器中，进行二次换热，烟气得到二次降温，二次降温后的烟气用于通入制酸装置。

作为本发明实施例的进一步改进，所述步骤1具体包括：将焚烧炉产生的烟气排入夹套式换热器的容器中，夹套式换热器的夹套内通入换热空气，容器中的烟气与夹套内的换热空气进行一次换热，烟气得到一次降温，换热空气得到一次加热。

作为本发明实施例的进一步改进，所述步骤2具体包括：一次降温后的烟气进入管壳式换热器的管程，出夹套式换热器的夹套的一次加热后的换热空气进入管壳式换热器的壳程，管程中的烟气与壳程中的换热空气进行二次换热，烟气得到二次降温，换热空气得到二次加热，二次降温后的烟气用于送入制酸装置。

作为本发明实施例的进一步改进，二次加热后的换热空气用于作为助燃气送入焚烧炉参与焚烧。

作为本发明实施例的进一步改进，所述步骤2中，一次降温后的烟气经过自然降温后进入第二换热器。

作为本发明实施例的进一步改进，焚烧炉产生的烟气的温度为900-1250℃，经第一换热器一次降温后的烟气的温度为750℃，经第一换热器一次加热后的换热空气的温度≥120℃，自然降温后烟气的温度为550℃，经第二换热器二次降温后的烟气的温度≤450℃，经第二换热器二次加热后的换热空气的温度≥350℃。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下有益效果：提供一种用于废酸裂解制酸工艺中的换热装置及换热方法，使与烟气接触的设备表面的温度高于露点温度，避免发生露点腐蚀。本实施例的换热装置和换热方法，将焚烧炉产生的高温烟气送入制酸装置前，先通过第一换热器进行一次换热，将一次降温后的烟气再通过第二换热器进行二次换热，二次降温后的烟气送入制酸装置。通入第一换热器的烟气温度很高，使得第一换热器的管壁温度高于烟气的露点温度，不会发生冷凝腐蚀；经过第一换热器的一次降温后的烟气和一次加热后的换热空气在第二换热器中二次换热时，第二换热器的管壁温度高于烟气的露点温度，第二换热器液不会发生冷凝腐蚀。

附图说明

图1是本发明实施例的换热装置安装在制酸系统中的结构示意图。

图中有：第一换热器1、第二换热器2、焚烧炉3、制酸装置4、废酸a、燃料b、换热空气c。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的技术方案进行详细的说明。

本发明实施例提供一种用于废酸裂解制酸工艺中的换热装置，安装在焚烧炉3与制酸装置4之间，如图1所示。本实施例的换热装置，包括第一换热器1和第二换热器2，第一换热器1和第二换热器2均包括烟气进口、烟气出口、换热空气进口和换热空气出口，用于通入烟气和换热空气进行换热。焚烧炉的出气口与第一换热器1的烟气进口连接，换热空气c从第一换热器1的换热空气进口输入，第一换热器1的烟气出口与第二换热器2的烟气进口连接，第一换热器1的换热空气出口与第二换热器2的换热空气进口连接，第二换热器2的烟气出口与制酸装置连接。

上述实施例的换热装置，废酸a在焚烧炉3中焚烧发生裂解，产生的烟气送入制酸装置前，先通过第一换热器1与换热空气c进行一次换热，将一次降温后的烟气和一次加热后的换热空气再通过第二换热器2进行二次换热，二次降温后的烟气送入制酸装置。通入第一换热器1的烟气温度很高，约为900℃-1250℃，使得第一换热器1的管壁温度约为400℃以上，烟气的露点温度约为250-300℃，第一换热器1不会发生冷凝腐蚀；经过第一换热器1的一次降温后的烟气的温度约为750℃，一次降温后的烟气和一次加热后的换热空气在第二换热器2中二次换热时，使得第二换热器2的管壁温度高于烟气的露点温度，第二换热器液2也不会发生冷凝腐蚀。第二换热器2中的换热空气采用经第一换热器1加热后的换热空气，可以提高第二换热器2的管壁温度至300℃以上，烟气的露点温度约为250-300℃，使得第二换热器2不易发生冷凝腐蚀。考虑到焚烧炉3产生的高温烟气必须降温到合适温度才能送入制酸装置，如果采用一个换热器，要将烟气降温到合适温度，必须进入换热器的空气温度极低，从而进入换热器的空气温度低，降温后出换热器的烟气温度也低，使得换热器的管壁温度必然低于露点温度，易产生腐蚀。本实施例采用第一换热器1和第二换热器2依次对焚烧炉产生的高温烟气进行两级降温，使烟气降温到合适温度的同时保证第一换热器1和第二换热器2的管壁温度均高于烟气的露点温度，防止发生冷凝腐蚀。

优选的，第一换热器1采用夹套式换热器，夹套式换热器的容器的进口与焚烧炉3的出气口连接，夹套式换热器的容器的出口与第二换热器2的烟气进口连接，夹套式换热器的夹套的进口用于通入换热空气。焚烧炉产生的烟气通入夹套式换热器的容器中，换热空气通入夹套式换热器的夹套中，烟气和换热空气进行一次换热。本实施例采用夹套式换热器作为第一换热器1对烟气进行一次降温的同时，还可以回收部分热量，对换热空气进行加热，使得进入第二换热器2的换热空气的温度较高，可以避免第二换热器3发生露点腐蚀。

优选的，第二换热器2采用带有在线清灰装置的壳管式换热器，壳管式换热器的管程的进口与夹套式换热器的容器的出口连接，壳管式换热器的管程的出口与制酸装置连接，壳管式换热器的壳程的进口与夹套式换热器的夹套的出口连接。夹套式换热器的容器中的一次降温后的烟气通入壳管式换热器的管程中，夹套式换热器的夹套中的一次加热后的换热空气通入壳管式换热器的壳程中，烟气和换热空气进行二次换热。考虑到烟气中含有微量的灰尘，本实施例采用带有在线清灰装置的管壳式换热器，可以在换热的同时进行清灰，延长装置的开车率。

优选的，壳管式换热器的壳程的出口与焚烧炉的助燃口连接。换热空气经第一换热器1和第二换热器2与焚烧炉产生的高温烟气进行两次换热后得到两次加热，加热后的换热空气又作为助燃气体通入焚烧炉3中参与焚烧，回收了焚烧炉3中产生的部分热能，减少了焚烧炉3中燃料b的消耗。

本发明实施例还提供一种用于废酸裂解制酸工艺中的换热方法，利用上述换热装置，包括以下步骤：

步骤1、将焚烧炉3产生的烟气排入第一换热器1中，与通入第一换热器1的换热空气进行一次换热，烟气得到一次降温，换热空气得到一次加热；

步骤2、一次降温后的烟气和一次加热后的换热空气分别进入第二换热器2中，进行二次换热，烟气得到二次降温，二次降温后的烟气通入制酸装置4。

上述实施例的换热方法，废酸在焚烧炉3中焚烧发生裂解，产生的烟气送入制酸装置前，先通入第一换热器1与换热空气进行一次换热，将一次降温后的烟气和一次加热后的换热空气再通入第二换热器2进行二次换热，二次降温后的烟气送入制酸装置4。其中，通入第一换热器1的换热空气可以是全部强制流动的空气，也可以是部分强制流动的空气与部分自然流动的空气。经第一换热器1的一次加热后的换热空气可以是全部进入第二换热器2中，也可以是部分进入第二换热器2中。通入第一换热器1的烟气温度很高，使得第一换热器1的设备管壁温度高，不会发生冷凝腐蚀；经过第一换热器1的一次降温后的烟气和一次加热后的换热空气在第二换热器2中二次换热时，第二换热器2的管壁温度高于一次降温后的烟气的露点温度，第二换热器液2也不会发生冷凝腐蚀。

优选的，步骤1具体包括：焚烧炉3产生的烟气进入夹套式换热器的容器中，夹套式换热器的夹套内通入换热空气，容器中的烟气与夹套内的换热空气进行一次换热，烟气得到一次降温，换热空气得到一次加热。本实施例采用夹套式换热器对烟气进行一次降温的同时，还可以回收部分热量，对换热空气进行加热，使得进入第二换热器2的换热空气的温度不低，可以避免第二换热器3发生露点腐蚀。

进一步，步骤2具体包括：一次降温后的烟气进入带有在线清灰装置的管壳式换热器的管程，出夹套式换热器的夹套的一次加热后的换热空气进入管壳式换热器的壳程，管程中的烟气与壳程中的换热空气进行二次换热，烟气得到二次降温，换热空气得到二次加热，二次降温后的烟气送入制酸装置4。采用带有在线清灰装置的管壳式换热器，可以在换热的同时对烟气中含有的灰尘进行清理，延长装置的开车率。

进一步，二次加热后的换热空气作为助燃气送入焚烧炉3参与焚烧，可以减少焚烧炉3的燃料的消耗。

优选的，考虑到经过一次降温后的烟气的热量在保证进入第二换热器2后使得第二换热器2的管壁温度高于烟气露点温度外还有富余，但富余量不大且不能回收，故本实施例的步骤2中，一次降温后的烟气经过自然降温后再进入第二换热器2。

优选的，焚烧炉3产生的烟气的温度为900-1250℃，经第一换热器1使得第一换热器1的管壁温度高于烟气的露点温度，烟气的露点温度约为250-300℃，第一换热器1不会发生冷凝腐蚀。经第一换热器1一次降温后的烟气的温度为750℃左右，经第一换热器1一次加热后的换热空气的温度≥120℃，自然降温后烟气的温度为550℃左右，降温后的烟气和一次加热后的换热空气进入第二换热器2中，使得第二换热器2的管壁温度高于烟气的露点温度，第二换热器液2也不会发生冷凝腐蚀。经第二换热器2二次降温后的烟气的温度≤450℃，达到合适温度送入制酸装置，经第二换热器2二次加热后的换热空气的温度≥350℃，作为助燃气体通入焚烧炉3中参与焚烧，减少焚烧炉3的燃料的消耗。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本领域的技术人员应该了解，本发明不受上述具体实施例的限制，上述具体实施例和说明书中的描述只是为了进一步说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护的范围由权利要求书及其等效物界定。

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