本发明专利技术公开了一种含硫烟气余热回收装置及控制方法，涉及含硫烟气处理技术领域，包括烟气换热装置、SO2浓度监测装置和控制终端；烟气换热装置用于与锅炉烟道连接并能够与锅炉烟道内烟气进行热交换，烟气换热装置上设有分别用于换热介质流入和流出的介质进口管和介质出口管以及用于控制烟气换热装置中的换热介质流量的流量控制装置；SO2浓度监测装置用于设置于锅炉烟道进口和烟气换热装置之间的烟道中并与控制终端电连接；控制终端能够根据SO2浓度监测装置测得的SO2浓度计算得到酸露点温度，并控制流量控制装置使热交换后的烟气温度高于酸露点温度。本发明专利技术能够回收利用含硫烟气中的余热，同时避免设备腐蚀。同时避免设备腐蚀。同时避免设备腐蚀。
【技术实现步骤摘要】
含硫烟气余热回收装置及控制方法
[0001]本专利技术涉及含硫烟气处理
，特别是涉及一种含硫烟气余热回收装置及控制方法。
技术介绍
[0002]锅炉使用的煤、石油以及天然气等燃料中都含有一定的硫，因此，燃料燃烧产生的烟气中不仅含有一定量的水蒸汽，而且还含有一定量的SO2，燃烧后形成的SO2有一部分会进一步被氧化成SO3，且与烟气中的水蒸汽结合成硫酸蒸汽，烟气中硫酸蒸汽的凝结温度称为烟气酸露点。当锅炉尾部受热面的温度低于烟气的酸露点时，硫酸蒸汽就会凝结在受热面的表面，形成硫酸溶液，产生低温腐蚀。目前，行业内现有的含硫烟气余热回收装置中，在化工厂不同的操作条件下，烟气酸露点温度随烟气中SO2含量不同而随时变化，如何随烟气中SO2含量的不同，调节余热回收系统中烟气出口温度，使锅炉尾部受热面的温度始终高于烟气的酸露点，避免换热器酸腐蚀是目前亟须解决的问题。
技术实现思路
[0003]本专利技术的目的是提供一种含硫烟气余热回收装置及控制方法，以解决上述现有技术存在的问题，能够回收利用含硫烟气中的余热，同时避免设备腐蚀。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0005]本专利技术提供一种含硫烟气余热回收装置，包括烟气换热装置、SO2浓度监测装置和控制终端；
[0006]所述烟气换热装置用于与锅炉烟道连接并能够与锅炉烟道内烟气进行热交换，所述烟气换热装置上设有分别用于换热介质流入和流出的介质进口管和介质出口管以及用于控制所述烟气换热装置中的换热介质流量的流量控制装置；
[0007]所述SO2浓度监测装置用于设置于锅炉烟道进口和所述烟气换热装置之间的烟道中并与所述控制终端电连接；
[0008]所述控制终端能够根据所述SO2浓度监测装置测得的SO2浓度计算得到酸露点温度，并控制所述流量控制装置使热交换后的烟气温度高于酸露点温度。
[0009]优选的，所述烟气换热装置包括相变换热器、相变换热汽包和换热盘管，所述相变换热器用于设置于锅炉烟道进口和出口之间的烟道中，所述相变换热器的进口和出口分别通过下降管和上升管与所述相变换热汽包内部连通，所述换热盘管设置于所述相变换热汽包内，所述换热盘管的两端分别与所述介质进口管和所述介质出口管连通。
[0010]优选的，所述相变换热器为螺旋翅片管换热器，所述换热盘管为蛇形换热盘管。
[0011]优选的，还包括水蒸气浓度监测装置和烟气压力监测装置，所述水蒸气浓度监测装置和所述烟气压力监测装置用于设置于锅炉烟道进口和所述烟气换热装置之间的烟道中并均与所述控制终端电连接。
[0012]优选的，所述SO2浓度监测装置包括SO2浓度传感器，所述水蒸气浓度监测装置包括
烟气水分仪，所述烟气压力监测装置包括烟气压力传感器，所述SO2浓度传感器、所述烟气水分仪和所述烟气压力传感器均与所述控制终端电连接。
[0013]优选的，所述流量控制装置包括流量控制阀，所述流量控制阀设置于所述介质进口管上并与所述控制终端电连接。
[0014]优选的，还包括进口烟温监测装置，所述进口烟温监测装置用于设置于锅炉烟道进口和所述烟气换热装置之间的烟道中；所述介质进口管上设有进口介质温度监测装置，所述介质出口管上设有出口介质温度监测装置；所述进口烟温监测装置、所述进口介质温度监测装置和所述出口介质温度监测装置均与所述控制终端电连接。
[0015]优选的，所述进口烟温监测装置包括进口烟气温度传感器，所述进口介质温度监测装置包括进口介质温度传感器，所述出口介质温度监测装置包括出口介质温度传感器，所述进口烟气温度传感器、所述进口介质温度传感器和所述出口介质温度传感器均与所述控制终端电连接。
[0016]本专利技术还提供一种基于以上所述的含硫烟气余热回收装置的余热回收控制方法，包括以下步骤：
[0017]S1：所述SO2浓度监测装置实时监测锅炉烟道进口的SO2体积分数并传输至所述控制终端；
[0018]S2：所述控制终端根据S1中测得SO2体积分数计算得到烟气中SO3的体积分数；
[0019]S3：所述控制终端根据S2中SO3的体积分数计算得到烟气酸露点温度；
[0020]S4：保证锅炉低温受热面温度高出烟气酸露点t℃，即烟气出口温度高出烟气酸露点t℃，其中t＞0，所述控制终端控制所述流量控制装置使热交换后的烟气温度高于酸露点温度。
[0021]优选的，水蒸气浓度监测装置、进口烟温监测装置和烟气压力监测装置实时监测锅炉烟道进口的水蒸气体积分数、进口烟气温度和进口烟气压力并传输至所述控制终端，进口介质温度监测装置和出口介质温度监测装置实时监测所述烟气换热装置的进口介质温度和出口介质温度并传输至所述控制终端；
[0022]根据锅炉的类型选定SO2与SO3的转化率，则有：
[0023][0024]式(1)中：
[0025]烟气中SO3的体积分数；
[0026]烟气中SO2的体积分数；
[0027]η：SO2与SO3的转化率；
[0028]所述控制终端根据式(1)计算得到烟气中SO3的体积分数；
[0029]若SO3的体积分数高于35ppm，根据H.A.Bapahoba公式有：
[0030][0031]若SO3的体积分数不高于35ppm，根据Haase&Borgmann公式有：
[0032][0033]其中，
[0034][0035][0036]式(2)
‑
式(5)中：
[0037]t
adp
：酸露点温度；
[0038]烟气中水蒸气的体积分数；
[0039]烟气中SO3的分压；
[0040]烟气中水蒸气的分压；
[0041]p0：进口烟气压力；
[0042]所述控制终端根据式(2)
‑
式(5)计算得到酸露点温度；
[0043]保证烟气出口温度高出烟气酸露点t℃，依据能量守恒定律有：
[0044][0045]式(6)中：
[0046]K0：烟气换热装置换热效率；
[0047]K1：换热设备保温效率；
[0048]烟气热容；
[0049]换热介质热容；
[0050]t1：进口烟气温度；
[0051]烟气质量流量；
[0052]换热介质质量流量；
[0053]Δt：烟气换热装置的出口介质温度和进口介质温度的温差；
[0054]所述控制终端根据式(6)计算得到换热介质质量流量：
[0055][0056]所述控制终端控制所述流量控制装置，使得所述烟气换热装置的换热介质质量流量
[0057]本专利技术相对于现有技术取得了以下技术效果：
[0058]本专利技术提供的含硫烟气余热回收装置及控制方法，根据锅炉的类型确定SO2与SO3的转化率，由SO2浓度监测装置实时监测锅炉烟道进口的SO2体积分数并传输至控制终端，根据SO2体积分数和转化率本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种含硫烟气余热回收装置，其特征在于：包括烟气换热装置、SO2浓度监测装置和控制终端；所述烟气换热装置用于与锅炉烟道连接并能够与锅炉烟道内烟气进行热交换，所述烟气换热装置上设有分别用于换热介质流入和流出的介质进口管和介质出口管以及用于控制所述烟气换热装置中的换热介质流量的流量控制装置；所述SO2浓度监测装置用于设置于锅炉烟道进口和所述烟气换热装置之间的烟道中并与所述控制终端电连接；所述控制终端能够根据所述SO2浓度监测装置测得的SO2浓度计算得到酸露点温度，并控制所述流量控制装置使热交换后的烟气温度高于酸露点温度。2.根据权利要求1所述的含硫烟气余热回收装置，其特征在于：所述烟气换热装置包括相变换热器、相变换热汽包和换热盘管，所述相变换热器用于设置于锅炉烟道进口和出口之间的烟道中，所述相变换热器的进口和出口分别通过下降管和上升管与所述相变换热汽包内部连通，所述换热盘管设置于所述相变换热汽包内，所述换热盘管的两端分别与所述介质进口管和所述介质出口管连通。3.根据权利要求2所述的含硫烟气余热回收装置，其特征在于：所述相变换热器为螺旋翅片管换热器，所述换热盘管为蛇形换热盘管。4.根据权利要求1所述的含硫烟气余热回收装置，其特征在于：还包括水蒸气浓度监测装置和烟气压力监测装置，所述水蒸气浓度监测装置和所述烟气压力监测装置用于设置于锅炉烟道进口和所述烟气换热装置之间的烟道中并均与所述控制终端电连接。5.根据权利要求4所述的含硫烟气余热回收装置，其特征在于：所述SO2浓度监测装置包括SO2浓度传感器，所述水蒸气浓度监测装置包括烟气水分仪，所述烟气压力监测装置包括烟气压力传感器，所述SO2浓度传感器、所述烟气水分仪和所述烟气压力传感器均与所述控制终端电连接。6.根据权利要求1所述的含硫烟气余热回收装置，其特征在于：所述流量控制装置包括流量控制阀，所述流量控制阀设置于所述介质进口管上并与所述控制终端电连接。7.根据权利要求1所述的含硫烟气余热回收装置，其特征在于：还包括进口烟温监测装置，所述进口烟温监测装置用于设置于锅炉烟道进口和所述烟气换热装置之间的烟道中；所述介质进口管上设有进口介质温度监测装置，所述介质出口管上设有出口介质温度监测装置；所述进口烟温监测装置、所述进口介质温度监测装置和所述出口介质温度监测装置均与所述控制终端电连接。8.根据权利要求7所述的含硫烟气余热回收装置，其特征在于：所述进口烟温监测装置包括进口烟气温...
【专利技术属性】
技术研发人员：林日亿，张宇航，王新伟，李成林，杨正大，王丽娟，王琦，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：
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