一種臥式準(zhǔn)等溫轉(zhuǎn)化器,硫酸生產(chǎn)中高濃度轉(zhuǎn)化技術(shù)一直是行業(yè)難題，現(xiàn)代冶煉爐生產(chǎn)的二氧化硫濃度高達(dá)30%～60%，如此高的二氧化硫濃度難以進(jìn)入常規(guī)制酸系統(tǒng)的轉(zhuǎn)化及干吸工段，單層轉(zhuǎn)化率過低，會(huì)造成熱量不平衡，系統(tǒng)難以將熱量很好的移出，會(huì)導(dǎo)致催化劑失效、設(shè)備高溫變形、干吸酸溫過高，這些都嚴(yán)重影響系統(tǒng)的正常生產(chǎn)，臥式準(zhǔn)等溫轉(zhuǎn)化器是一種以反應(yīng)平衡為原理依托開發(fā)的適用于高濃度二氧化硫煙氣制取硫酸酸的設(shè)備，該換熱器在設(shè)計(jì)上做到了在二氧化硫氧化反應(yīng)進(jìn)行的同時(shí)能持續(xù)將轉(zhuǎn)化器內(nèi)的熱量持續(xù)移出，單層轉(zhuǎn)化率提高近1.4倍，不僅有助于放熱反應(yīng)持續(xù)向右進(jìn)行，還起到了保護(hù)催化劑及設(shè)備的作用，該設(shè)備主要由殼體、氣體分布裝置、預(yù)熱器、預(yù)熱器夾套、臥式反應(yīng)器、冷卻風(fēng)管、格柵、支撐梁、進(jìn)出風(fēng)管等部分構(gòu)成。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及硫酸生產(chǎn)及其他余熱回收
，特別涉及于硫磺制酸、冶煉煙氣制酸、硫鐵礦制酸及其他用S02煙氣制取硫酸的換熱設(shè)備。
技術(shù)介紹
硫酸生產(chǎn)中高濃度轉(zhuǎn)化技術(shù)一直是行業(yè)難題，隨著冶煉技術(shù)的進(jìn)步，富氧冶煉技術(shù)的發(fā)展，目前許多冶金爐窯都提高了冶煉尾氣二氧化硫的濃度。現(xiàn)代冶煉爐生產(chǎn)的二氧化硫濃度高達(dá)30% 60%，如此高的二氧化硫濃度難以進(jìn)入常規(guī)制酸系統(tǒng)的轉(zhuǎn)化及干吸工段，會(huì)造成熱量不平衡，系統(tǒng)難以將熱量很好的移出，會(huì)導(dǎo)致催化劑失效、設(shè)備高溫變形、干吸酸溫過高，這些都嚴(yán)重影響系統(tǒng)的正常生產(chǎn)。目前奧圖泰、孟莫克等國外公司均有高濃度轉(zhuǎn)化的相關(guān)技術(shù)，都是通過工藝設(shè)計(jì)來達(dá)到轉(zhuǎn)化高濃度二氧化硫的目的。奧圖泰的技術(shù)為循環(huán)煙氣轉(zhuǎn)化技術(shù)，利用一段轉(zhuǎn)化生成的S03以一定量返回一段來抑制一段轉(zhuǎn)化的進(jìn)行，降低一段轉(zhuǎn)化率，同時(shí)也控制了一層出口溫度。但該技術(shù)中使用的高溫風(fēng)機(jī)價(jià)格昂貴，易損壞，而且能耗較高；孟莫克的高濃度轉(zhuǎn)化技術(shù)是一種雙原料法轉(zhuǎn)化工藝，即采用兩種不同的原料氣，高濃度氣體和稀釋空氣，讓所有稀釋空氣都加到一小部分高濃度煙氣中，混合后的氣體在一層反應(yīng)，其余的高濃度氣體在一層出口和預(yù)轉(zhuǎn)化后的氣體混合，這種工藝不會(huì)超過催化劑能承受的溫度，可得到一個(gè)較為適宜轉(zhuǎn)化系統(tǒng)生產(chǎn)的濃度，但該工藝無法處理二氧化硫濃度超過18%的煙氣，實(shí)際該種工藝是由法國人Ugine Kuhlmann在1935年已申請過專利，以上兩種方法都有一定局限性且不利于熱能回收，有待改進(jìn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種有效解決由于進(jìn)入轉(zhuǎn)化器的二氧化硫濃度過高導(dǎo)致的系統(tǒng)熱量不平衡，系統(tǒng)難以將熱量很好的移出，催化劑失效，設(shè)備高溫變形，干吸酸溫過高等問題、大大提高單層轉(zhuǎn)化率，并且很好地回收系統(tǒng)熱能副產(chǎn)蒸汽的臥式準(zhǔn)等溫轉(zhuǎn)化器。本專利技術(shù)為解決上述技術(shù)問題，提供了以下技術(shù)方案一種臥式準(zhǔn)等溫轉(zhuǎn)化器，其特征在于包括空氣預(yù)熱器、臥式反應(yīng)器，所述空氣預(yù)熱器包括殼體，殼體頂端設(shè)置有空氣進(jìn)口，殼體通過上下兩塊管板分隔成上、中、下三個(gè)艙室，所述的兩塊管板上對應(yīng)均勻開設(shè)有若干個(gè)管束通孔，中艙室內(nèi)設(shè)置有若干根換熱管束，換熱管束兩端伸入上下管板上通孔內(nèi)密封固定連接，下艙室外殼上設(shè)置有空氣出口與臥室反應(yīng)器前端空氣進(jìn)氣口連接，所述中艙室外殼上設(shè)置有預(yù)熱器夾套、連通中艙室，預(yù)熱器夾套一端開設(shè)有煙氣出氣口 ；所述的臥式反應(yīng)器包括殼體，殼體左右兩端分別設(shè)置有空氣進(jìn)氣口、空氣出氣口，通過設(shè)置左右兩塊管板將殼體分隔成前中后三個(gè)艙室，所述兩塊管板上對應(yīng)開設(shè)有若干個(gè)管束通孔，中艙室頂部外殼上設(shè)置有煙氣入口管，中艙室內(nèi)設(shè)置有若干根換熱管束，換熱管束兩端伸入管板對應(yīng)的通孔內(nèi)、固定密封連接，所述中艙室換熱管束間填充有反應(yīng)觸媒，換熱管束下方設(shè)置有支撐格柵，支撐格柵下方殼體上設(shè)置有一出氣管道連接空氣預(yù)熱器的中艙室。作為本專利技術(shù)的進(jìn)一步改進(jìn)，煙氣入口管內(nèi)設(shè)置有氣體分布板。作為本專利技術(shù)的進(jìn)一步改進(jìn)，煙氣入口管為上端為圓形接管，下端為方形接管，兩者逐漸擴(kuò)大連接。圓形接管經(jīng)擴(kuò)大后變?yōu)榉叫谓涌谂c設(shè)備殼體上部相接，以使氣體能更好地在設(shè)備內(nèi)分布均勻。作為本專利技術(shù)的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的氣體分布板為一懸掛在入口管下部的圓形孔板，圓形孔板上開有氣流分布孔。根據(jù)氣流流入量大小，在圓形板不同區(qū)域開不同面積的孔。 本專利技術(shù)利用化學(xué)反應(yīng)平衡原理在硫酸生產(chǎn)中二氧化硫與氧氣進(jìn)行氧化反應(yīng)，即硫酸生產(chǎn)過程中的轉(zhuǎn)化反應(yīng)，該反應(yīng)是典型的放熱反應(yīng)，氣體體積縮小的反應(yīng)，根據(jù)反應(yīng)平衡原理降低溫度和提高壓力有利于轉(zhuǎn)化向正反應(yīng)方向進(jìn)行，利于提高轉(zhuǎn)化率，但放熱反應(yīng)在反應(yīng)過程中會(huì)不斷放出熱量提高反應(yīng)氣體的溫度，這樣會(huì)抑制反應(yīng)的進(jìn)行，本專利技術(shù)的設(shè)備正是解決了反應(yīng)過程中反應(yīng)氣體溫度不斷升高的問題，即通過設(shè)備巧妙設(shè)計(jì)利用外界空氣對反應(yīng)的氣體持續(xù)進(jìn)行冷卻，使反應(yīng)不但能持續(xù)向正反應(yīng)方向進(jìn)行，還能持續(xù)將反應(yīng)產(chǎn)生的熱量移出，促進(jìn)反應(yīng)不斷向右進(jìn)行，能有效提高系統(tǒng)轉(zhuǎn)化率，單層轉(zhuǎn)化率比傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)化器一層提高近1. 4倍。而通過提高壓力來推動(dòng)反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行是不可取的，因?yàn)槟菢有杼岣吖娘L(fēng)機(jī)壓力，會(huì)消耗大量電能，極不經(jīng)濟(jì)。為更好的解釋本專利技術(shù)的技術(shù)方案以下詳細(xì)介紹本專利技術(shù)的工作原理來自外界420°C左右的含二氧化硫的煙氣從臥式反應(yīng)器殼體上的煙氣入口管進(jìn)入，通過氣體分布板進(jìn)入臥式準(zhǔn)等溫轉(zhuǎn)化器的中艙室與觸媒進(jìn)行反應(yīng)，經(jīng)過支撐格柵過濾后，通過中艙室殼體上的出氣管道通入空氣預(yù)熱器中艙室(即預(yù)熱器殼程)，對從空氣預(yù)熱器頂端空氣進(jìn)口進(jìn)入中艙室換熱管(即管程)的空氣進(jìn)行預(yù)熱，然后通過預(yù)熱器夾套上的煙氣出氣口進(jìn)入下一設(shè)備，預(yù)熱后的空氣進(jìn)入空氣預(yù)熱器下艙室，通過下艙室殼體上的空氣出口進(jìn)入臥式反應(yīng)器的前艙室，并繼續(xù)流入臥式反應(yīng)器的中艙室內(nèi)的換熱管束對不斷放出熱量的反應(yīng)煙氣進(jìn)行冷卻，同時(shí)空氣自身被加熱，從后艙室的空氣出氣口排出，送去副產(chǎn)蒸汽的工段，有效回收熱能。由預(yù)熱器夾套送出去下一設(shè)備。從空氣鼓風(fēng)機(jī)來的空氣先經(jīng)預(yù)熱器被反應(yīng)煙氣預(yù)熱后送往的換熱管束的管內(nèi)，用來冷卻反應(yīng)段不斷放出熱量的反應(yīng)煙氣，同時(shí)被加熱， 本專利技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn)一是該專利技術(shù)設(shè)備的應(yīng)用可大大減少制酸傳統(tǒng)工藝轉(zhuǎn)化工段的換熱器及相關(guān)管道配置，既可以節(jié)省設(shè)備投資，又縮小了占地面積；二是該專利技術(shù)設(shè)備基本不受二氧化硫濃度限制，可用于很高濃度的二氧化硫氣體；三是該專利技術(shù)設(shè)備中的反應(yīng)熱是通過換熱管間流通的是空氣，連接到鍋爐，不僅能最大限度地回收系統(tǒng)熱量，還防止了換熱管的腐蝕。四是該專利技術(shù)設(shè)備可通過空氣的鼓入量來平衡系統(tǒng)熱量的波動(dòng)，也就是說可以適應(yīng)二氧化硫濃度在較大濃度波動(dòng)范圍，操作彈性大，具有極大的操作靈活性。五是該專利技術(shù)設(shè)備配置靈活，可利用該設(shè)備設(shè)計(jì)成套工藝用于新建高濃度煙氣制酸的酸廠；也可用于對現(xiàn)有酸廠進(jìn)行改造，為現(xiàn)有轉(zhuǎn)化系統(tǒng)增加一臺該專利技術(shù)設(shè)備來降低高濃度煙氣中的部分煙氣的濃度，再與未降低濃度的煙氣混合成適應(yīng)原有轉(zhuǎn)化工藝的煙氣濃度后進(jìn)入系統(tǒng)原有轉(zhuǎn)化器。附圖說明圖1是本專利技術(shù)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖1所述氣體分布板結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施例方式一種臥式準(zhǔn)等溫轉(zhuǎn)化器，包括空氣預(yù)熱器001、臥式反應(yīng)器002，所述空氣預(yù)熱器001包括殼體011，殼體011頂端設(shè)置有空氣進(jìn)口 012，殼體011通過上下兩塊管板013分隔成上、中、下三個(gè)艙室(014、015、016)，所述的兩塊管板013上對應(yīng)均勻開設(shè)有若干個(gè)管束通孔，中艙室015內(nèi)設(shè)置有若干根換熱管束017，換熱管束017兩端伸入上下管板013上通孔內(nèi)密封固定連接，下艙室016外殼上設(shè)置有空氣出口 018與臥室反應(yīng)器002前端空氣進(jìn)氣口 022連接，所述中艙室015外殼上設(shè)置有預(yù)熱器夾套003、連通中艙室015，預(yù)熱器夾套003 —端開設(shè)有煙氣出氣口 031 ;所述的臥式反應(yīng)器002包括殼體021，殼體021左右兩端分別設(shè)置有空氣進(jìn)氣口 022、空氣出氣口 023，通過設(shè)置左右兩塊管板024將殼體021分隔成前中后三個(gè)艙室(025、026、027)，所述兩塊管板024上對應(yīng)開設(shè)有若干個(gè)管束通孔，中艙室026頂部外殼上設(shè)置有煙氣入口管028，中艙室026內(nèi)設(shè)置有若干根換熱管束029，換熱管束029兩端伸入管板024對應(yīng)的通孔內(nèi)、固定密封連接，所述中艙室026換熱管束間填充有反應(yīng)觸媒，換熱管束029下方設(shè)置有支撐格柵004，支撐格柵本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種臥式準(zhǔn)等溫轉(zhuǎn)化器，其特征在于包括空氣預(yù)熱器、臥式反應(yīng)器，所述空氣預(yù)熱器包括殼體，殼體頂端設(shè)置有空氣進(jìn)口，殼體通過上下兩塊管板分隔成上、中、下三個(gè)艙室，所述的兩塊管板上對應(yīng)均勻開設(shè)有若干個(gè)管束通孔，中艙室內(nèi)設(shè)置有若干根換熱管束，換熱管束兩端伸入上下管板上通孔內(nèi)密封固定連接，下艙室外殼上設(shè)置有空氣出口與臥室反應(yīng)器前端空氣進(jìn)氣口連接，所述中艙室外殼上設(shè)置有預(yù)熱器夾套、連通中艙室，預(yù)熱器夾套一端開設(shè)有煙氣出氣口；所述的臥式反應(yīng)器包括殼體，殼體左右兩端分別設(shè)置有空氣進(jìn)氣口、空氣出氣口，通過設(shè)置左右兩塊管板將殼體分隔成前中后三個(gè)艙室，所述兩塊管板上對應(yīng)開設(shè)有若干個(gè)管束通孔，中艙室頂部外殼上設(shè)置有煙氣入口管，中艙室內(nèi)設(shè)置有若干根換熱管束，換熱管束兩端伸入管板對應(yīng)的通孔內(nèi)、固定密封連接，所述中艙室換熱管束間填充有反應(yīng)觸媒，換熱管束下方設(shè)置有支撐格柵，支撐格柵下方殼體上設(shè)置有一出氣管道連接空氣預(yù)熱器的中艙室。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種臥式準(zhǔn)等溫轉(zhuǎn)化器，其特征在于包括空氣預(yù)熱器、臥式反應(yīng)器，所述空氣預(yù)熱器包括殼體，殼體頂端設(shè)置有空氣進(jìn)ロ，殼體通過上下兩塊管板分隔成上、中、下三個(gè)艙室，所述的兩塊管板上對應(yīng)均勻開設(shè)有若干個(gè)管束通孔，中艙室內(nèi)設(shè)置有若干根換熱管束，換熱管束兩端伸入上下管板上通孔內(nèi)密封固定連接，下艙室外殼上設(shè)置有空氣出口與臥室反應(yīng)器前端空氣進(jìn)氣ロ連接，所述中艙室外殼上設(shè)置有預(yù)熱器夾套、連通中艙室，預(yù)熱器夾套ー端開設(shè)有煙氣出氣ロ ；所述的臥式反應(yīng)器包括殼體，殼體左右兩端分別設(shè)置有空氣進(jìn)氣ロ、空氣出氣ロ，通過設(shè)置左右兩塊管板將殼體分隔成前中后三個(gè)艙室，所述兩塊管板上對應(yīng)開設(shè)有若干個(gè)管束通...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：宋小良，李淑全，馮擁軍，郭效英，
申請(專利權(quán))人：宜興市化工成套設(shè)備有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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