一种用于废硫酸裂解再生装置的空气预热器的制作方法

本实用新型涉及排水管道检测技术领域，具体是一种用于废硫酸裂解再生装置的空气预热器。

背景技术：

国内每年硫酸消费量在9000万吨以上，很大一部分以废硫酸的形式排出，主要包括烷基化、电石制乙炔、染料、氢氟酸、mma、芳烃硝化、铅蓄电池、钛白粉等行业产生的废硫酸。尤其是石化、以及精细化工等行业产生的废硫酸不但浓度高，而且含有大量的有机物，环境危害大，采用传统工艺很难彻底处理。

目前，国内废硫酸以及含硫废液的处理工艺主要有浓缩、氧化、中和、萃取、掺烧、吸附等方法，但这些方法普遍存在产品酸浓不达标、能耗高、热效率低、装置不能稳定运行、设备材质选择困难、二次污染严重，处理成本高昂等问题。

废硫酸裂解再生工艺具有处理量大、生产连续稳定、再生酸品质好等优点，是目前最清洁、最彻底的废酸处理方法。废酸裂解再生工艺的主要缺点是燃料气消耗较高，运行成本主要来自于燃料气的消耗，为了降低装置的燃料气消耗，目前常用的方法是采用空气预热技术，既采用余热锅炉出口的高温烟气在空气预热器内与进入裂解炉的环境空气进行逆流换热，将空气加热到500℃以上，这样可以大大降低废酸裂解反应的燃料气消耗。

目前常用的空气预热器采用卧式结构，为了方便清灰，还需要在清灰端布置与空气预热器长度相当的清灰操作平台，导致占地面积大，对工艺的适用性产生很大影响，经常由于占地面积偏大的问题，影响技术的推广应用。

另外，在空气预热器实际运行过程中，由于余热锅炉换热面积偏大或者开车初期装置负荷偏低，导致余热锅炉出口的烟气温度较设计值偏低，进而导致空气预热器出口的烟气温度低于露点，易产生露点腐蚀，同时也会使得入炉空气的温度低于设计值，增加了燃料气的消耗。

针对空气预热器的上述弊端，本实用新型提出了一种立式结构的空气预热器，并在换热管间隙设置了若干的电加热管，对空气进行加热，提高空气预热温度，具有占地面积小，空气预热操作弹性大的优点，可以适用于各种极端工况。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种用于废硫酸裂解再生装置的空气预热器，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种用于废硫酸裂解再生装置的空气预热器，包括管程和壳程，所述管程包括上烟箱、换热管和下烟箱，所述上烟箱和下烟箱上均设置固定管板，所述换热管的两端固定在固定管板上，所述上烟箱的顶部设置有与换热管一一对应的清灰管，所述下烟箱的底部设置有锥形的灰斗，灰斗的出口采用重锤进行密封，所述上烟箱和下烟箱的侧壁分别设置有烟气进口和烟气出口以及检修人孔，所述壳程由筒体、支座、折流板、膨胀节和电加热管组成，所述筒体的内壁交替设置有若干折流板，所述电加热管均匀交替分布在换热管的间隙之间并通过折流板进行固定，电加热管与下烟箱的连接处之间还设置电缆仓和电缆导管，所述筒体的侧壁设置数个支座，且筒体的底部设置有空气进口，其顶部设置有空气出口。

作为本实用新型进一步的方案：所述电加热管的电缆通过电缆仓从电缆导管引出，所述电缆仓的一侧还涂覆有隔热层和冷却风管。

作为本实用新型进一步的方案：所述换热管的管径为dn50。

作为本实用新型进一步的方案：数个所述支座呈圆环状排列，且所述支座的数量为4个。

作为本实用新型进一步的方案：所述膨胀节呈圆环形结构且设置于筒体的中部。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：传统的卧式空气预热器占地面积大，操作弹性小，无法适应低负荷等极端工况。本实用新型针对上述现状，提出了一种带有电加热功能的空气预热器，空气预热器采用立式结构，可以大大减少设备的占地面积。同时，由于设置了电加热功能，当上游余热锅炉换热面积偏大或者开车初期装置负荷偏低时，可以通过调节电加热功率，补充空气预热所需的热量，提高空气预热温度，以降低装置的燃料气消耗；另外也可以间接提高空气预热器出口的烟气温度，避免产生露点腐蚀。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型结构示意图。

图中：1、上烟箱，2、换热管，3、下烟箱，4、固定管板，5、清灰管，6、烟气进口，7、检修人孔，8、灰斗，9、重锤，10、烟气出口，11，筒体，12、支座，13、折流板，14、膨胀节，15、电加热管，16、电缆仓，17、电缆导管，18、隔热层，19、冷却风管，20、空气进口，21、空气出口。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1，本实用新型实施例中，换热器为立式管壳结构，所述管程采用碳钢或不锈钢材质构成，优选为316l不锈钢，所述壳程采用碳钢的材质构成，优选为304不锈钢，烟气走管程，需要预热的空气走壳程，管程包括上烟箱、换热管和下烟箱，换热管两端固定在烟箱的固定管板上，换热管的公称直径一般为dn32~dn65；上烟箱顶部设置与换热管一一对应的清灰管，为了便于清灰，清灰口一般采用卡套或者丝扣等便于拆卸的形式；上烟箱侧面设置烟气进口和检修人孔烟气进口管道直径根据烟气流量和温度来确定；下烟箱下部设置锥形灰斗，灰斗出口采用重锤进行密封，当灰斗中的灰量达到一定程度后，密封法兰自动打开将灰放出，下烟箱侧面设置烟气出口和检修人孔，烟气出口管道直径根据烟气流量和温度确定，壳程包括筒体、支座、折流板、膨胀节以及电加热管，筒体内侧交替设置若干块弓形折流板，以提高换热效果；电加热管交替均布在换热管间隙，并通过折流板进行固定；电加热管的电缆通过电缆仓从电缆导管引出，为了避免高温损伤电缆，电缆仓外侧涂覆隔热层，并通过冷却风管通入压缩风进行降温；筒体中部设置环形膨胀节，吸收高温引起的换热管膨胀量；空气进口设置在筒体下部，空气出口设置在筒体上部以实现与烟气的逆流换热，空气进出口的管径根据空气流量和温度确定；空气预热器中部均布若干耳式支座。

实施例一：

一种用于废硫酸裂解再生装置的空气预热器，管程材质选择316l不锈钢，壳程材质选择304不锈钢，换热管2两端固定在烟箱的固定管板4上，换热管的公称直径为dn32；上烟箱1顶部设置与换热管2一一对应的清灰管5，清灰管采用带丝扣的管帽进行密封；上烟箱侧面设置dn800的烟气进口6和检修人孔7；下烟箱3下部设置锥形灰斗8，灰斗出口采用重锤9进行密封，下烟箱3侧面设置dn700的烟气出口10和检修人孔7，筒体11内侧交替设置6块弓形折流板13，以提高换热效果；电加热管15交替均布在换热管2间隙，并通过折流板13进行固定。电加热管15的电缆通过电缆仓16从电缆导管17引出，电缆仓外侧涂覆隔热层18，并通过冷却风管19通入100kpa的压缩空气进行降温；筒体中部设置环形膨胀节，吸收高温引起的换热管膨胀量；空气进口20设置在筒体11下部，管径为dn500；空气出口21设置在筒体11上部,管径为dn600。筒体11四周均布4个耳式支座12；

实施例二：

一种用于废硫酸裂解再生装置的空气预热器，空气预热器为立式管壳结构，烟气走管程，管程材质选择316l不锈钢，需要预热的空气走壳程，壳程材质选择20#碳钢，管程包括上烟箱1、换热管2和下烟箱3，换热管2两端固定在烟箱的固定管板4上，换热管的公称直径为dn40；上烟箱1顶部设置与换热管2一一对应的清灰管5，清灰管采用卡套进行密封；上烟箱侧面设置dn700的烟气进口6和检修人孔7；下烟箱3下部设置锥形灰斗8，灰斗出口采用重锤9进行密封，下烟箱3侧面设置dn600的烟气出口10和检修人孔7，壳程包括筒体11、支座12、折流板13、膨胀节14以及电加热管15，筒体11内侧交替设置5块弓形折流板13，以提高换热效果，电加热管15交替均布在换热管2间隙，并通过折流板13进行固定。电加热管15的电缆通过电缆仓16从电缆导管17引出，电缆仓外侧涂覆隔热层18，并通过冷却风管19通入200kpa的压缩氮气进行降温；筒体中部设置环形膨胀节，吸收高温引起的换热管膨胀量；空气进口20设置在筒体11下部，管径为dn400，空气出口21设置在筒体11上部管径为dn500，筒体11四周均布6个耳式支座12；

实施例三：

一种用于废硫酸裂解再生装置的空气预热器，空气预热器为立式管壳结构，烟气走管程，管程材质选择304不锈钢，需要预热的空气走壳程，壳程材质选择20#碳钢，管程包括上烟箱1、换热管2和下烟箱3，换热管2两端固定在烟箱的固定管板4上，换热管的公称直径为dn80；上烟箱1顶部设置与换热管2一一对应的清灰管5，清灰管采用带丝扣的管帽进行密封；上烟箱侧面设置dn500的烟气进口6和检修人孔7；下烟箱3下部设置锥形灰斗8，灰斗出口采用重锤9进行密封，下烟箱3侧面设置dn400的烟气出口10和检修人孔7，壳程包括筒体11、支座12、折流板13、膨胀节14以及电加热管15，筒体11内侧交替设置6块弓形折流板13，以提高换热效果；电加热管15交替均布在换热管2间隙，并通过折流板13进行固定。电加热管15的电缆通过电缆仓16从电缆导管17引出，电缆仓外侧涂覆隔热层18，并通过冷却风管19通入300kpa的压缩空气进行降温；筒体中部设置环形膨胀节，吸收高温引起的换热管膨胀量；空气进口20设置在筒体11下部，管径为dn300；空气出口21设置在筒体11上部管径为dn400。筒体11四周均布4个耳式支座12；

实施例四：

一种用于废硫酸裂解再生装置的空气预热器，空气预热器为立式管壳结构，烟气走管程，管程材质选择304不锈钢，需要预热的空气走壳程，壳程材质选择304不锈钢，管程包括上烟箱1、换热管2和下烟箱3，换热管2两端固定在烟箱的固定管板4上，换热管的公称直径为dn65；上烟箱1顶部设置与换热管2一一对应的清灰管5，清灰管采用卡套进行密封；上烟箱侧面设置dn600的烟气进口6和检修人孔7；下烟箱3下部设置锥形灰斗8，灰斗出口采用重锤9进行密封，下烟箱3侧面设置dn500的烟气出口10和检修人孔7，壳程包括筒体11、支座12、折流板13、膨胀节14以及电加热管15，筒体11内侧交替设置5块弓形折流板13，以提高换热效果；电加热管15交替均布在换热管2间隙，并通过折流板13进行固定，电加热管15的电缆通过电缆仓16从电缆导管17引出，电缆仓外侧涂覆隔热层18，并通过冷却风管19通入200kpa的压缩氮气进行降温；筒体中部设置环形膨胀节，吸收高温引起的换热管膨胀量；空气进口20设置在筒体11下部，管径为dn400；空气出口21设置在筒体11上部,管径为dn500，筒体11四周均布6个耳式支座12。

实施例五：

一种用于废硫酸裂解再生装置的空气预热器，空气预热器为立式管壳结构，烟气走管程，管程材质选择316l不锈钢，需要预热的空气走壳程，壳程材质选择304不锈钢，管程包括上烟箱1、换热管2和下烟箱3，换热管2两端固定在烟箱的固定管板4上，换热管的公称直径为dn50；上烟箱1顶部设置与换热管2一一对应的清灰管5，清灰管采用卡套进行密封；上烟箱侧面设置dn700的烟气进口6和检修人孔7；下烟箱3下部设置锥形灰斗8，灰斗出口采用重锤9进行密封，下烟箱3侧面设置dn600的烟气出口10和检修人孔7，壳程包括筒体11、支座12、折流板13、膨胀节14以及电加热管15，筒体11内侧交替设置7块弓形折流板13，以提高换热效果；电加热管15交替均布在换热管2间隙，并通过折流板13进行固定，电加热管15的电缆通过电缆仓16从电缆导管17引出，电缆仓外侧涂覆隔热层18，并通过冷却风管19通入100kpa的压缩空气进行降温；筒体中部设置环形膨胀节，吸收高温引起的换热管膨胀量；空气进口20设置在筒体11下部，管径为dn500；空气出口21设置在筒体11上部,管径为dn600，筒体11四周均布4个耳式支座12。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。