用于铜冶炼制酸系统中的热管余热锅炉技术方案

本实用新型专利技术公开一种用于铜冶炼制酸系统中的热管余热锅炉；解决的技术问题：针对背景技术中提及的制酸转化工序中烟气温度高、月修较频繁、急开急停，常规水管锅炉工质泄漏到烟气中，锅炉不能持续运行、下游工艺设备不能正常生产的技术问题。采用的技术方案，用于铜冶炼制酸系统中的热管余热锅炉，包括进口烟道、蒸发器Ⅰ、连接烟道、蒸发器Ⅱ、出口烟道、锅筒、下降管、上升管和钢架总成。优点：本热管余热锅炉，使余热进一步利用，能源消耗进一步降低，提高了企业总体效益。热管余热锅炉在硫酸转化工序中的余热回收中成功实践，使得热管余热锅炉在铜冶炼双闪硫酸转化行业中具有较大的应用前景和一定的经济效益。

【技术实现步骤摘要】
用于铜冶炼制酸系统中的热管余热锅炉
本技术涉及一种用于铜冶炼制酸系统中的热管余热锅炉，属于节能环保设备

技术介绍
在铜冶炼制酸转化工序中，上游工艺中产生烟气温度较高，有的工艺气体560～575摄氏度，有的工艺气体600～628摄氏度，而下游设备需要的烟气温度为415～425摄氏度之间。烟气具有压力波动较大(0～35KPa)，烟气浓度波动较大及烟气流量波动较大的特点。所以需要将烟气温度降低到要求的温度，回收的热量要求节能利用，余热回收设备要求连续可靠运行，能适应硫酸生产急开、急停、月修频繁，及烟气压力、浓度、流量波动大的条件限制，保证硫酸生产的有效正常运行。烟气成分含有二氧化硫8％左右，三氧化硫10％以下，二氧化碳1％～2％，氧气11％～14％，氮气70％左右。烟气成分中没有水。常规水管余热锅炉工质发生泄漏时，水会进入烟气中，一者会产生硫酸气体和亚硫酸气体，改变烟气成分，给硫酸生产工序带来负面影响；二者烟气温度会低于下游设备要求的温度，影响硫酸的合成率，严重会使烟道、设备发生腐蚀。在国家节能环保的大前提下，循环经济以资源的高效利用和循环利用为核心，以减量化、再利用、资源化为原则，以低消耗、低排放、高效率为基本特征，能够大大提供社会活动的生态效率，实现经济、社会和环境效益的统一，符合可持续发展的经济增长模式，也是对大量生产、大量消费、大量废弃的传统增长模式的根本转变。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是：针对
技术介绍
中提及的制酸转化工序中烟气温度高、月修较频繁、急开急停，常规水管锅炉工质泄漏到烟气中，锅炉不能持续运行、下游工艺设备不能正常生产的技术问题。本技术针对以上问题，本技术提出了将热管余热锅炉，应用到硫酸转化工序的余热回收中，通过热管的吸热段和放热段进行密封隔离，使锅炉工质的循环运行回路完全置于烟道外，解决了工质泄漏到烟道中给硫酸生产带来严重负面影响的问题。并采用合适的措施，使常温热管的使用环境适应硫酸转化工序中烟气温度条件。为解决上述技术问题，本技术采用的技术方案是：一种用于铜冶炼制酸系统中的热管余热锅炉，包括由左侧支架和右侧支架构成的钢架总成，在左侧支架的顶部设置进口烟道，进口烟道的下方设置蒸发器Ⅰ，蒸发器Ⅰ的烟气进口连通进口烟道，在蒸发器Ⅰ的下方通过连接烟道设置蒸发器Ⅱ，蒸发器Ⅱ与蒸发器Ⅰ烟气相通；在蒸发器Ⅱ的下方设置出口烟道，出口烟道连通蒸发器Ⅱ的烟气出口；蒸发器Ⅱ与蒸发器Ⅰ均包括下降管集箱和上升管集箱；在右侧支架上设置锅筒，“双闪”铜冶炼制酸系统中的锅炉工质水接入锅筒；锅筒通过下降管连接蒸发器Ⅰ内的下降管集箱，蒸发器Ⅰ内的上升管集箱通过上升管连接锅筒；锅筒、下降管、蒸发器Ⅰ和上升管形成锅炉工质水的一个水循环回路；锅筒通过下降管连接蒸发器Ⅱ内的下降管集箱，蒸发器Ⅱ内的上升管集箱通过上升管连接锅筒；锅筒、下降管、蒸发器Ⅱ和上升管形成锅炉工质水的另一个水循环回路；两个水循环回路为并联结构。本技术技术方案中，烟气从上至下依次通过进口烟道、蒸发器Ⅰ、连接烟道、蒸发器Ⅱ、出口烟道；烟气通过蒸发器Ⅰ和蒸发器Ⅱ时放出热量，烟温降低。本技术技术方案中，锅筒、下降管、蒸发器Ⅰ和上升管形成锅炉工质水的一个水循环回路；锅炉工质水进入锅筒后，分配进入下降管、再分配至蒸发器Ⅰ、通过蒸发器Ⅰ吸收热量，锅炉工质水变为汽水混合物，汇集进入上升管，进入锅筒，汽水混合物在锅筒中分离，分离出的蒸汽通过锅筒上的主蒸汽管向外输出，分离下来的水继续在水循环回路中进行循环。同理，本技术技术方案中，锅筒、下降管、蒸发器Ⅱ和上升管形成锅炉工质水的另一个水循环回路；锅炉工质水进入锅筒后，分配进入下降管、再分配至蒸发器Ⅱ、通过蒸发器Ⅱ吸收热量，锅炉工质水变为汽水混合物，汇集进入上升管，进入锅筒，汽水混合物在锅筒中分离，分离出的蒸汽通过锅筒上的主蒸汽管向外输出，分离下来的水继续在水循环回路中进行循环。本技术技术方案中，蒸发器Ⅰ和蒸发器Ⅱ之间通过连接烟道连接在一起，在烟气方向上形成串联结构。蒸发器Ⅰ通过上升管、下降管和锅筒连接形成一个水循环回路；蒸发器Ⅱ通过上升管、下降管和锅筒连接形成另一个水循环回路；这两个水循环回路为并联结构。本技术技术方案中提及的锅筒为现有技术中本
内的常规技术产品。优选地，蒸发器Ⅰ与蒸发器Ⅱ均包括壳体，壳体内部分成左右两个完全隔离的内腔，两个内腔之间通过设置的管板完全隔离，两个内腔分别为烟气内腔和汽水混合物内腔；在烟气内腔的内腔侧壁上设置外护板和内护板，在外护板和内护板之间设置保温层；在烟气内腔和汽水混合物内腔里均设置多个管排，多个管排在内腔里均从下向上依次排列设置；管排包括热管，热管的一端位于烟气内腔里，热管的另一端位于汽水混合物内腔里；热管向下倾斜设置，位于烟气内腔里的热管一端为低端并支撑在内护板上，位于汽水混合物内腔里的热管另一端为高端并伸入到上集流管，所有的上集流管均通过连接管连通上升管集箱，上升管集箱安装在壳体外侧，上升管集箱连通上升管；在位于汽水混合物内腔里的热管外部均套设套管，所有的套管的底端均连通下集流管，所有的下集流管两端和下降管集箱连通，下降管集箱安装在壳体外侧，下降管集箱连通下降管；所有的套管的顶端均连通上集流管。锅炉工质水从下降管进入下降管集箱，然后分配到各管排的下集流管，再分配到每个热管和套管之间的空间内和热管内的工质进行热量交换；锅炉工质水吸收热量后变为汽水混合物，汇集到上集流管、进入连接管，最后汇入到上升管集箱，由上升管集箱进入上升管。本技术中的蒸发器Ⅰ和蒸发器Ⅱ的吸热过程和放热过程分成左右两个完全隔离的空间，隔离由管板和腰板密封焊接，以及管板和壳体上的型钢密封焊接完成。即使锅炉工质侧(即锅水)的循环回路中个别地方泄漏，锅炉工质也不会漏入到烟气侧，对硫酸转化工序生产造成负面影响。在热管侧，即使个别热管发生泄漏，每个热管内的工质量很少，只有2～3公斤，进入烟气中，不会对硫酸转化工艺产生明显影响，这根热管不工作而已，不影响锅炉正常运行。优选地，热管的倾斜角度为10°。优选地，热管通过套装在热管上的腰板贯穿过管板，腰板卡合在管板上。热管在下集流管左侧，通过腰板固定焊接在管板上，热管的底端支撑在内护板上而不焊接，热管焊接在下集流管上，热管的高端自由伸在套管中，伸入到上集流管；这种结构，有利于热管在受热膨胀时，能够自由伸缩。优选地，蒸发器Ⅰ内的热管为光管；蒸发器Ⅱ内的热管为翅片管。蒸发器Ⅰ中的热管，在烟气侧为光管；蒸发器Ⅱ中的热管，在烟气侧为翅片管。其余结构方面，蒸发器Ⅰ和蒸发器Ⅱ都是相同的。这里提及的翅片管为常规的螺旋翅片管。优选地，外护板采用不锈钢制成，外护板上设置加强筋。为了降低外护板的来自烟气侧的温度，降低外护板的热膨胀量，保证外护板的使用强度，在外护板的内侧设置了保温层、内护板，并用固定支撑将内护板固定在外护板上。进一步，考虑到烟气在有水蒸汽的情况下或漏入空气的情况下发生腐蚀，固定支撑及内护板用耐腐蚀的不锈钢制成。外护板及与烟气接触的壳体型钢采用不锈钢制成，防止烟气在有水蒸汽的情况下或漏入空气的情况下发生腐蚀。考虑到烟气为约35KPa的正压，外护板采用较厚的钢板，并在外护板上设置了增加强度的加强筋。优选地，内护板采用波形本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于铜冶炼制酸系统中的热管余热锅炉，其特征在于：包括由左侧支架和右侧支架构成的钢架总成(9)，在左侧支架的顶部设置进口烟道(1)，进口烟道(1)的下方设置蒸发器Ⅰ(2)，蒸发器Ⅰ(2)的烟气进口连通进口烟道(1)，在蒸发器Ⅰ(2)的下方通过连接烟道(3)设置蒸发器Ⅱ(4)，蒸发器Ⅱ(4)与蒸发器Ⅰ(2)烟气相通；在蒸发器Ⅱ(4)的下方设置出口烟道(5)，出口烟道(5)连通蒸发器Ⅱ(4)的烟气出口；蒸发器Ⅱ(4)与蒸发器Ⅰ(2)均包括下降管集箱(16)和上升管集箱(21)；在右侧支架上设置锅筒(6)，“双闪”铜冶炼制酸系统中的锅炉工质水接入锅筒(6)；锅筒(6)通过下降管(7)连接蒸发器Ⅰ(2)内的下降管集箱(16)，蒸发器Ⅰ(2)内的上升管集箱(21)通过上升管(8)连接锅筒(6)；锅筒(6)、下降管(7)、蒸发器Ⅰ(2)和上升管(8)形成锅炉工质水的一个水循环回路；锅筒(6)通过下降管(7)连接蒸发器Ⅱ(4)内的下降管集箱(16)，蒸发器Ⅱ(4)内的上升管集箱(21)通过上升管(8)连接锅筒(6)；锅筒(6)、下降管(7)、蒸发器Ⅱ(4)和上升管(8)形成锅炉工质水的另一个水循环回路；两个水循环回路为并联结构。...

【技术特征摘要】
1.一种用于铜冶炼制酸系统中的热管余热锅炉，其特征在于：包括由左侧支架和右侧支架构成的钢架总成(9)，在左侧支架的顶部设置进口烟道(1)，进口烟道(1)的下方设置蒸发器Ⅰ(2)，蒸发器Ⅰ(2)的烟气进口连通进口烟道(1)，在蒸发器Ⅰ(2)的下方通过连接烟道(3)设置蒸发器Ⅱ(4)，蒸发器Ⅱ(4)与蒸发器Ⅰ(2)烟气相通；在蒸发器Ⅱ(4)的下方设置出口烟道(5)，出口烟道(5)连通蒸发器Ⅱ(4)的烟气出口；蒸发器Ⅱ(4)与蒸发器Ⅰ(2)均包括下降管集箱(16)和上升管集箱(21)；在右侧支架上设置锅筒(6)，“双闪”铜冶炼制酸系统中的锅炉工质水接入锅筒(6)；锅筒(6)通过下降管(7)连接蒸发器Ⅰ(2)内的下降管集箱(16)，蒸发器Ⅰ(2)内的上升管集箱(21)通过上升管(8)连接锅筒(6)；锅筒(6)、下降管(7)、蒸发器Ⅰ(2)和上升管(8)形成锅炉工质水的一个水循环回路；锅筒(6)通过下降管(7)连接蒸发器Ⅱ(4)内的下降管集箱(16)，蒸发器Ⅱ(4)内的上升管集箱(21)通过上升管(8)连接锅筒(6)；锅筒(6)、下降管(7)、蒸发器Ⅱ(4)和上升管(8)形成锅炉工质水的另一个水循环回路；两个水循环回路为并联结构。2.如权利要求1所述的用于铜冶炼制酸系统中的热管余热锅炉，其特征在于，蒸发器Ⅰ(2)与蒸发器Ⅱ(4)均包括壳体，壳体内部分成左右两个完全隔离的内腔，两个内腔之间通过设置的管板(14)完全隔离，两个内腔分别为烟气内腔和汽水混合物内腔；在烟气内腔的内腔侧壁上设置外护板(10)和内护板(12)，在外护板(10)和内护板(12)之间设置保温层(11)；在烟气内腔和汽水混合物内腔里均设置多个管排...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈金球，陆树友，虞斌，郝建设，梁俊雅，秦敬虎，
申请(专利权)人：南京加诺能源设备有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32