蒸发管外置式余热锅炉制造技术

本实用新型专利技术公开了一种利用热管技术回收焙烧炉中的多余热量，同时使蒸发管不与含硫炉气相接触的、结构简单、金属用量少的蒸发管外置式余热锅炉，包括锅炉给水装置、汽包、上升管、下降管、总出汽管，锅炉给水装置和总出汽管均与汽包相连，总出汽管与用汽设备相连，其特征是汽包通过下降管将水送入炉气通道余热回收装置和焙烧炉热管余热回收装置中吸热，再通过上升管将经过炉气通道余热回收装置和焙烧炉热管余热回收装置吸热后的汽水混合物送入汽包中进行汽水分离，分离产生的蒸气通过与汽包相通的总出汽管送至用汽设备。蒸发管外置不与含硫炉气相接触，是本实用新型专利技术区别于其它余热锅炉的最显著的特征。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种余热回收利用设备，尤其是利用硫铁矿制酸过程中多余的热量来产生蒸汽的余热锅炉，具体地说是一种蒸发管外置式余热锅炉。
技术介绍
为了节约能源，人们根据不同的用途设计出了各具特色的余热锅炉，余热锅炉产生的蒸汽不仅可用于冬天取暖，而且可作为生产用汽，还可用来发电，大大提高了能源的利用率，因此受到世界各国的广泛重视。在硫铁矿制酸生产或锌精矿制氧化锌焙砂生产中必须使用沸腾焙烧炉(以下简称焙烧炉)，焙烧炉在焙烧含硫原料矿的过程中会放出大量的热能，这些热量的40％消耗于炉气和矿渣的加热，其余60％的热量如不回收就必须设法将其移去，否则会影响焙烧反应的正常进行。长期以来焙烧炉的冷却是靠水箱和炉气冷却器来移走热量的，余热未能很好利用，能源浪费十分惊人。为了充分利用这一能源，我国从50年代开始对其利用进行研究，60年代试制出余热锅炉样机，目前已在大中型硫酸装置上广泛使用，并将余热锅炉回收的蒸汽用来带动透平机组发电，经济效益十分显著。目前硫铁矿制酸余热回收锅炉有二种形式，一种是以四川东方锅炉厂为代表生产的自然循环式余热锅炉，另一种是以杭州锅炉厂为代表生产的强制循环式余热锅炉。由于沸腾焙烧炉产生的炉气中一般含有12％～13.5％的SO2、0.05％～0.15％的SO3及少量的升华硫，SO2会氧化成SO3，SO3在200～240℃温度下会与水蒸汽结合生成硫酸对金属管件产生严重的腐蚀，尤其是漏气、漏灰处更为明显，升华硫在550℃以上时对金属管件有直接的腐蚀作用；此外炉气中含尘量一般在250～350g/m3，粒度一般在100μm左右，很容易在蒸发管的表面堆积，而上述的二种形式的锅炉存在的普遍问题是作为余热回收锅炉的关键部件的蒸发管均无可避免地与含硫的炉气相接触，随之而来的是对蒸发管的腐蚀无法避免，为了提高管壁温度，延长蒸发管的寿命必须加大蒸发管中的饱和压力，使之保持在4Mpa左右，不得低于2.94Mpa，这就使得余热回收装置的结构变得十分庞大、复杂，金属消耗量很大，使得余热回收机组的成本很高。对于安装在炉气通道中的蒸发管，为了防止炉气中的微尘颗粒沉降，在其表面堆积，加速对蒸发管的腐蚀和影响吸热效果，还必须设置结构复杂的振灰装置。
技术实现思路
本技术的目的是设计一种利用热管技术回收焙烧炉中的多余热量，同时使蒸发管不与含硫炉气相接触的、结构简单、金属用量少的蒸发管外置式余热锅炉。本技术的技术方案是第一技术方案一种蒸发管外置式余热锅炉，用于回收硫铁矿制硫酸生产或锌精矿制氧化锌焙砂生产中炉气中的余热，并对炉气加以冷却，包括锅炉给水装置、汽包、上升管、下降管、总出汽管，锅炉给水装置和总出汽管均与汽包相连，总出汽管与用汽设备相连，其特征是汽包通过上升管和下降管与炉气通道余热回收装置相连，炉气通道余热回收装置包括蒸发管，蒸发管堆焊在炉气通道的外壁上，蒸发管的下端与下降管的一端相连，下降管的另一端与汽包相连，蒸发管的上端与上升管的一端相连，上升管的另一端与汽包相连，汽包中的水通过下降管进入蒸发管的下端，并在蒸发管中加热后经上升管进入汽包，在其上部空间中进行汽水分离，产生的蒸气通过总出汽管送至用气设备中，汽水分离后产生的水和补充水一道再通过下降管进入蒸发管中，进入下一循环。蒸发管的下端通过下环管相连，下环管与下降管的一端相通，蒸发管的上端通过上环管相连，上环管与上升管的一端相通，通过下环管和上环管将焊接在炉气通道外管壁上的所有蒸发管连成一个整体。第二技术方案一种蒸发管外置式余热锅炉，用于回收硫铁矿制硫酸生产或锌精矿制氧化锌焙砂生产中焙烧炉产生的多余的热量，并将焙烧炉炉膛内多余的热量移走，有利于化学反应的正常进行，包括锅炉给水装置、汽包、上升管、下降管、总出汽管，锅炉给水装置和总出汽管均与汽包相连，总出汽管与用汽设备相连，其特征是汽包通过下降管和上升管与焙烧炉热管余热回收装置相连，焙烧炉热管余热回收装置包括蒸发管，蒸发管的上端通过上升管与汽包相通，下端通过下降管与汽包相通，在蒸发管中安装有热管，热管的一端伸入焙烧炉中；汽包中的水通过下降管从蒸发管的下端进入蒸发管中，并在热管和蒸发管之间形成水套层，热管伸入焙烧炉中的一端将其中的介质加热后迅速将热量传递到位于蒸发管中的另一端中，对水套层中的水加热，加热后的汽水混合物通过与蒸发管上端相通的上升管送至汽包中进行汽水分离。蒸发管的上端与上联箱管相通，上联箱管与上升管相通，蒸发管的下端与下联箱管相通，下联箱管与下降管相通，汽包中的水通过下降管送至下联箱管中，分送至与下联箱管相通的各蒸发管的下端，并从下端进入蒸发管中形成水套层，水套层中的水加热后从蒸发管的上端进入上联箱管中，再通过与上联箱管相连的上升管送至汽包，并在其上部空间进行水汽分离，分离出的蒸气从总出汽管送至用汽设备。每组蒸发管的上端通过上联箱管连接成一体，蒸发管的下端通过下联箱管连接成一个整体。伸入焙烧炉内的热管的一端的表面堆焊有耐高温、耐腐蚀和耐磨损的合金堆焊层，从而保证热管能承受850～900℃的高温。热管位于蒸发管外的一端穿过起固定作用的中隔板后伸入焙烧炉中，热管位于蒸发管内的另一端连同蒸发管及其上、下联箱管被中隔板隔离在焙烧炉炉墙的外侧，从而使蒸发管与有腐蚀作用的炉气不直接接触。第三技术方案一种蒸发管外置式余热锅炉，用于回收硫铁矿制硫酸生产或锌精矿制氧化锌焙砂生产中产生的余热，在将焙烧炉炉膛内多余的热量移走的同时对炉气加以冷却，包括锅炉给水装置、汽包、上升管、下降管、总出汽管，锅炉给水装置和总出汽管均与汽包相连，总出汽管与用汽设备相连，其特征是汽包通过下降管将水送入炉气通道余热回收装置和焙烧炉热管余热回收装置中吸热，再通过上升管将经过炉气通道余热回收装置和焙烧炉热管余热回收装置吸热后的汽水混合物送入汽包中中进行汽水分离，分离产生的蒸气通过经与汽包相通的总出汽管送至用汽设备。综上所述本技术的目的可通过上述三个独立的技术方案加以实现，其中第三个技术方案相当于前述第一、第二个技术方案的叠加，具体实施时以第三方案的余热回收效率最高、最全面。本技术的有益效果1、蒸发管外置是本技术区别于现有各类余热锅炉的最显著的特征，正是由于蒸发管外置不与含硫的炉气相接触，可从根本解决余热回收锅炉的腐蚀问题，使其寿命大大增加。2、由于巧妙地避开了露点腐蚀问题，因此锅炉饱和蒸汽压可大大下降，可根据用户要求来确定锅炉的设计压力，从而使本技术的余热锅炉更灵活、适应性更大，成本和造价也随之降低。3、由于蒸发管为外置式，炉气通道中的含硫灰尘不会对蒸发管产生任何影响，因此可省去现有的余热回收锅炉中必备的振灰装置，使得锅炉的结构更为简单，造价进一步降低。4、首次将热管技术用于焙烧炉高温余热回收，大大提高了对焙烧炉中余热的回收率，同时使得焙烧炉热管余热回收装置的结构变得更为安全、简单、实用。5、结构简单、体积小、造价低、占地面积小，造价仅为传统制硫酸余热回收锅炉的三分之一左右。6、用途广，不仅适用于制硫酸工艺中的余热回收，而且适用于其它类似的具有对回收装置有腐蚀作用和炉气含尘量大的需进行余热回收的场合使用。不仅适用于化工行业，而且可用于金属冶炼行业的余热回收，还可用于硫化床结构的余热回收。附图说明图1是本技术的结构示意图之一。图2是本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种蒸发管外置式余热锅炉，包括锅炉给水装置、汽包、上升管、下降管、总出汽管，锅炉给水装置和总出汽管均与汽包相连，总出汽管与用汽设备相连，其特征是汽包通过上升管和下降管与炉气通道余热回收装置相连，炉气通道余热回收装置包括蒸发管，蒸发管焊接在炉气通道的外壁上，蒸发管的下端与下降管的一端相连，下降管的另一端与汽包相连，蒸发管的上端与上升管的一端相连，上升管的另一端与汽包相连，汽包通过总出汽管与用气设备相连。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵全山，葛朝晖，赵宇澄，
申请(专利权)人：赵全山，
类型：实用新型
国别省市：84[中国|南京]