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余熱利用
鹽酸硝酸工業余熱回收


鹽酸爐余熱回收:

鹽酸合成爐是用作氯氣和氫氣混合燃燒反應的設備,氯氣和氫氣經過適當的配比在爐內燃燒反應得到HCL氣體。燃燒的溫度可達1000℃以上,高溫HCL氣體有強烈的腐蝕性。工業實踐表明,高溫HCL氣體對設備的腐蝕主要來自游離氯,游離氯愈多,腐蝕性愈強。試驗表明,干燥氯氣240℃時,對碳鋼的腐蝕速度為零。當達285℃時,對碳鋼的腐蝕速度陡增至10195g/(㎡·h),理論上如使HCL中游離氯含量為零,并保持設備表面溫度為240℃,則既可回收熱量,又可延長設備使用壽命,但實際上工業操作條件經常受到各種外界影響,不可能絕對保證這種最佳條件。然而熱管組成的設備卻可相當程度地接近這種條件。下圖所示一種熱管鹽酸合成爐的示意圖。

該設備外殼為直筒型,避免火焰對錐體的沖刷及高溫腐蝕,在直筒的內壁布有10根獨立的熱管,每根熱管上有180度,軸向翅片,熱管及翅片表面均鍍有搪瓷以防氯氣腐蝕。熱管及翅片構成了一個受熱管筒,安接受來自燃燒氣體的輻射熱,將熱量通過熱管的蒸發段傳至上部汽化器內熱管的冷凝段。由汽包來的飽和水進入汽化室接受熱管冷凝段放出的熱量產生蒸汽。氯氣和氫氣分別由爐體底部兩側進入爐體。燃燒后的爐氣自爐體上方側面去吸收塔。爐頂的頂部為防爆膜片。其特點是:

   利用熱管內部工作液體蒸汽溫度的可控性,通過設計調整盡可能接近240℃;
   每根熱管是獨立的,個別熱管損壞不影響設備運行,可在大修中更換。

根據計算,每噸HCL的反應熱為2.5×106kJ,可產903kg蒸汽,扣去熱損失及不可回收部分,實際可行783kg蒸汽。對于一個年產50000噸鹽酸的工廠來說,年產汽量相當于一臺6.5t/h的鍋爐的產汽量。

氨氧化爐熱管蒸汽發生器

以氨為原料制造稀硝酸的生產過程是在有催化劑的情況下,將氨氧化成NO,生成的NO繼續氧化為NO2,再與水作用生成硝酸。氨氧化是強烈的放熱反應,從氧化爐出來的氣體約800℃左右,通過蒸汽發生器(廢熱鍋爐)降溫,并將水加熱成蒸汽。傳統的水管蒸汽發生器是列管式的,在高溫氣體進口管和管板的連接處,存在焊接應力及溫差應力。在高溫及高速氣體的沖擊下,常容易發生泄露,不得不停車檢修。由于蒸汽發生器直接聯接在氧化爐的出口,因而檢修十分困難,維修工期太長,增加停工損失。

上圖為一用于硝酸氧化爐的熱管蒸汽發生器,從氧化爐出來的約800℃高溫氣體通過蒸汽過熱器后降至750℃左右,進入爐體1的入口,向下流過熱管2的蒸發段,熱管的蒸發段管外有環向翅片3以強化氣體與熱管之間的傳熱,高溫氣體通過熱管管束后,由爐體的出口4流至下一工段。熱管2的冷凝段插在水夾套5內,水夾套5的下端與下聯箱管6相連,上端與上聯箱7相連,下聯箱的下端與給水總管8相連,汽包中的飽和水通過下降管10進入給水總管,分別由下聯箱進入水夾套,接受熱管冷卻段放出的熱量,產生蒸汽進入上聯箱7,由蒸汽總管12進入上升管13流放汽包9。蒸發器上法蘭14與氧化爐相接,下法蘭15與出口管道聯接,殼體16內層為硅酸鋁保溫層17,它起到隔熱和吸收內層耐火磚18膨脹的作用。鋼板19為熱管的花板,熱管與花板的聯接為焊接。

下圖是另一種形式的用于硝酸氧化爐的發生器一臥式蒸汽發生器,它與氧化爐相對獨立,通過彎管連接,安裝檢修更為方便。

 

 

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