热回收装置和换热器并联系统的制作方法

1.本实用新型涉及换热设备技术领域，具体而言，涉及一种热回收装置和换热器并联系统。


背景技术：

2.相关技术中的高浓度转化制酸技术，采用“非衡态”高浓度转化技术，但其烟气阻力较大，风机电耗较高，导致系统整体运行成本较高。


技术实现要素：

3.本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种热回收装置和换热器并联系统，该热回收装置和换热器并联系统具有烟气阻力小、运行成本低等优点。
4.为实现上述目的，根据本实用新型的实施例提出一种热回收装置和换热器并联系统，所述热回收装置和换热器并联系统包括：第一转化器；第一热回收装置，所述第一热回收装置与所述第一转化器的出口连通；第一换热器，所述第一换热器与所述第一转化器的出口连通且所述第一热回收装置与所述第一换热器并联；第二转化器，所述第二转化器的进口与所述第一热回收装置和所述第一换热器连通；第二热回收装置，所述第二热回收装置与所述第二转化器的出口连通；第四换热器，所述第四换热器与所述第二转化器的出口连通且所述第二热回收装置与所述第四换热器并联后与第一吸收塔连通。
5.根据本实用新型实施例的热回收装置和换热器并联系统，具有烟气阻力小、运行成本低等优点。
6.另外，根据本实用新型上述实施例的热回收装置和换热器并联系统还可以具有如下附加的技术特征：
7.根据本实用新型的一个实施例，所述热回收装置和换热器并联系统还包括第一调节阀，所述第一调节阀连接在所述第一热回收装置的出口处。
8.根据本实用新型的一个实施例，所述热回收装置和换热器并联系统还包括第二调节阀，所述第二调节阀连接在所述第一换热器的出口处。
9.根据本实用新型的一个实施例，所述热回收装置和换热器并联系统还包括第三调节阀，所述第三调节阀连接在所述第二热回收装置的出口处。
10.根据本实用新型的一个实施例，所述热回收装置和换热器并联系统还包括第四调节阀，所述第四调节阀连接在所述第四换热器的出口处。
11.根据本实用新型的一个实施例，所述热回收装置和换热器并联系统还包括第一主管、第二主管、第三主管、第四主管、第一支管、第二支管、第三支管和第四支管，所述第一主管的进口与所述第一转化器的出口相连，所述第一支管和所述第二支管均与所述第一主管的出口相连，所述第二主管的进口分别与所述第一支管和第二支管的出口相连，所述第二主管的出口与所述第二转化器的进口相连，所述第二转化器的出口与所述第三主管的进口
相连，所述第三主管的出口分别与所述第三支管和所述第四支管的进口相连，所述第三支管和所述第四支管的出口均与所述第四主管的进口相连，所述第四主管的出口与所述第一吸收塔相连，其中，所述第一热回收装置连接在所述第一支管上，所述第一换热器连接在所述第二支管上，所述第二热回收装置连接在所述第三支管上，所述第四换热器连接在所述第四支管上。
12.根据本实用新型的一个实施例，所述热回收装置和换热器并联系统还包括第二换热器，所述第二换热器分别与所述第二转化器和所述第四换热器连通。
13.根据本实用新型的一个实施例，所述热回收装置和换热器并联系统还包括第三换热器，所述第三换热器分别与第一换热器和第五换热器以及第二转化器连通。
14.根据本实用新型的一个实施例，所述热回收装置和换热器并联系统还包括第五换热器，所述第五换热器分别与第二吸收塔、第二转化器和第三换热器连通。
15.根据本实用新型的一个实施例，所述第一热回收装置和所述第二热回收装置为余热锅炉或过热器。
16.本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
17.本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
18.图1是根据本实用新型实施例的热回收装置和换热器并联系统的结构示意图。附图标记：热回收装置和换热器并联系统1、第一转化器10、第一热回收装置20、第一调节阀21、第一换热器30、第二调节阀31、第二转化器40、第二热回收装置50、第三调节阀51、第四换热器60、第四调节阀61、第二换热器70、第三换热器80、第五换热器90、第一主管101、第二主管102、第三主管103、第四主管104、第一支管111、第二支管112、第三支管113、第四支管114、第一吸收塔2、第二吸收塔3、风机4。
具体实施方式
19.本技术是基于实用新型人对以下事实和问题的发现和认识作出的：
20.新建大型铜冶炼多采用的“闪速熔炼 闪速吹炼”工艺、“侧吹熔炼 炼吹”工艺，冶炼工艺烟气稳定，波动小，二氧化硫浓度高，制酸装置中高浓度转化技术逐步推广。
[0021]“非衡态”高浓度转化技术作为一种高浓度转化制酸技术得到越来越多的应用，该工艺相较于常规浓度转化工艺，烟气量减少了33％，转化余热回收量提高了41％，在维持热平衡的基础上，多余反应热被两台余热锅炉或过热器回收，产出饱和蒸汽或者过热蒸汽。
[0022]
目前运行的“非衡态”高浓度转化工艺均采用
“ⅳⅱ‑ⅴⅲⅰ”
换热流程，其中1号余热锅炉串联在i热交换器之后，2号余热锅炉串联在iv热交换器之后。正常运行时，“非衡态”转化器出口来的烟气先经过i热交换器管程后，进入1号余热锅炉进行余热回收，再进入主转化器进行转化；第4层转化出来烟气经过iv热交换器管程后，进入2号余热锅炉进行余热回收，再进入吸收塔进行吸收。
[0023]“非衡态”高浓度转化工艺正常设计工况下，一吸塔出来的工艺烟气经过
ⅴ
、ⅲ热
交换热后已经达到第五层转化所需起燃温度，i热交基本不用换热，iii热交壳程至i热交烟气全部走i热交旁路。转化一层出口高温烟气经过i热交换热管走管程，不换热进入1号余热锅炉进行余热回收，这个过程中烟气必须全部经过i热交换热管程，浪费风机压头，增加系统运行电耗。
[0024]
正常设计工况下，从风机出来的工艺烟气经过iv、ii热交壳程被第二、四层反应后烟气加热后进入转化一层进行反应；转化四层出口烟气经过iv热交换热量后，仍需iv热交后串联的2号余热锅炉回收余热，才能将烟气温度降至进入一吸塔所需温度，在这个换热及热回收过程中全部烟气必须经过iv热交管程，才能进入2号余热锅炉，浪费风机压头，增加系统运行电耗。
[0025]
下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
[0026]
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0027]
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0028]
下面参考附图描述根据本实用新型实施例的热回收装置和换热器并联系统1。
[0029]
如图1所示，根据本实用新型实施例的热回收装置和换热器并联系统1包括第一转化器10、第一热回收装置20、第一换热器30、第二转化器40、第二热回收装置50和第四换热器60。
[0030]
第一热回收装置20与第一转化器10的出口连通。第一换热器30与第一转化器10的出口连通且第一热回收装置20与第一换热器30并联。第二转化器40的进口与第一热回收装置20和第一换热器30连通。第二热回收装置50与第二转化器40的出口连通。第四换热器60与第二转化器40的出口连通且第二热回收装置50与第四换热器60并联后与第一吸收塔2连通。
[0031]
根据本实用新型实施例的热回收装置和换热器并联系统1，通过使热回收装置和换热器并联，相比相关技术中的“非衡态”高浓度转化工艺中采用热回收装置和换热器串联的技术方案，可以减少串联设备数量，减小烟气阻力，减少风机风压的浪费，降低风机电耗，从而进一步降低系统运行成本，降低吨酸电耗。
[0032]
因此，根据本实用新型实施例的热回收装置和换热器并联系统1具有烟气阻力小、
运行成本低等优点。
[0033]
下面参考附图描述根据本实用新型具体实施例的热回收装置和换热器并联系统1。
[0034]
在本实用新型的一些具体实施例中，如图1所示，根据本实用新型实施例的热回收装置和换热器并联系统1包括第一转化器10、第一热回收装置20、第一换热器30、第二转化器40、第二热回收装置50和第四换热器60。
[0035]
有利地，如图1所示，热回收装置和换热器并联系统1还包括第一调节阀21，第一调节阀21连接在第一热回收装置20的出口处。这样可以利用第一调节阀21控制第二转化器40的入口温度。
[0036]
热回收装置和换热器并联系统1还包括第二调节阀31，第二调节阀31连接在第一换热器30的出口处。这样可以利用第二调节阀31控制第二转化器40的第五层入口温度。
[0037]
热回收装置和换热器并联系统1还包括第三调节阀51，第三调节阀51连接在第二热回收装置50的出口处。这样可以利用第三调节阀51控制通往第一吸收塔2的烟气温度。
[0038]
热回收装置和换热器并联系统1还包括第四调节阀61，第四调节阀61连接在第四换热器60的出口处。这样可以利用第四调节阀61控制第一转化器10的入口温度。
[0039]
由此，通过并联的调节阀调节进入换热器与热回收装置的进气量，可以提高热回收装置和换热器并联系统1的适应性，提高热回收装置和换热器并联系统1的操作弹性，使热回收装置和换热器并联系统1能够适用于气量和烟气浓度变化大的冶炼烟气制酸。
[0040]
此外，通过将调节阀设在热回收装置与换热器的出口处，烟气温度经过换热回收后温度降低，降低调节阀的操作温度，使调节阀的选型更加经济合理。
[0041]
图1示出了根据本实用新型一个具体示例的热回收装置和换热器并联系统1。如图1所示，热回收装置和换热器并联系统1还包括第一主管101、第二主管102、第三主管103、第四主管104、第一支管111、第二支管112、第三支管113和第四支管114，第一主管101的进口与第一转化器10的出口相连，第一支管111和第二支管112均与第一支管111的出口相连，第二主管102的进口分别与第一支管111和第二支管112的出口相连，第二主管102的出口与第二转化器40(二层)的进口相连，第二转化器40(四层)的出口与第三主管103的进口相连，第三主管103的出口分别与第三支管113和第四支管114的进口相连，第三支管113和第四支管114的出口均与第四主管104的进口相连，第四主管104的出口与第一吸收塔2相连，其中，第一热回收装置20连接在第一支管111上，第一换热器30连接在第二支管112上，第二热回收装置50连接在第三支管113上，第四换热器60连接在第四支管114上。这样可以便于构造热回收装置和换热器并联的管路。
[0042]
具体地，如图1所示，热回收装置和换热器并联系统1还包括第二换热器70，所述第二换热器70分别与第二转化器40和第四换热器60连通。
[0043]
热回收装置和换热器并联系统1还包括第三换热器80，第三换热器80分别与第一换热器30和第五换热器以及第二转化器40连通。
[0044]
热回收装置和换热器并联系统1还包括第五换热器90，第五换热器90分别与第二吸收塔3、第二转化器40和第三换热器80连通。
[0045]
本领域的技术人员可以理解的是，第二换热器70、第三换热器80和第五换热器90本领域的技术人员可以根据实际需要选择与其他结构的连接方式，也可以增加或减少换热
器的数量。
[0046]
转化器可以为多层转化器，本领域的技术人员可以根据实际需要选择多层中的某一层作为进口或出口。
[0047]
这样可以利用第二换热器70、第三换热器80和第五换热器90进一步进行热交换，使热回收装置和换热器并联系统1的结构更加合理。
[0048]
可选地，第一热回收装置20和第二热回收装置50为余热锅炉或过热器。这样可以保证热回收装置的热回收效果。
[0049]
具体而言，以制酸装置的“非衡态”高浓度转化为例：
[0050]
一套年产硫酸85万吨/年规模冶炼烟气制酸装置，转化采用“非衡态”高浓度转化工艺，二氧化硫浓度设计范围10％
‑
16.75％。转化工艺采用
“ⅳⅱ‑ⅴⅲⅰ”
换热流程，第一热回收装置20为1号余热锅炉，第二热回收装置50为2号余热锅炉，1号余热锅炉与第一换热器30通过管道并联，2号余热锅炉与第四换热器60通过管道并联。设计转化入口二氧化硫浓度为16％，第一转化器10一层转化进口温度400℃，出口温度设计值598℃，进入第二转化器40二层转化进口烟气温度425℃。第二转化器40四层出口烟气温度455℃，第一吸收塔2入口温度180℃。
[0051]
正常工况下，进入转化烟气二氧化硫浓度16％，第一吸收塔2的烟气经过第五换热器90、第三换热器80的壳程已被加热到进第二转化器40五层入口的烟气温度，不需要第一换热器30进行换热，因此1号余热锅炉出口的第一调节阀21全开，第一换热器30管程出口的第二调节阀31全关，第一转化器10出口烟气全部进1号余热锅炉回收反应热量，降温至425℃进入第二转化器40二层转化进口。
[0052]
风机4来烟气经过第四换热器60壳程及第二换热器70壳程进入第一转化器10入口。第二转化器40四层出口烟气经过并联的2号余热锅炉及第四换热器60管程后进入一吸塔。转化四层出口烟气约有50％经过2号余热锅炉回收反应热量，50％转化四层出口烟气经过第四换热器60管程换热。
[0053]
热平衡工况下，进入转化烟气二氧化硫浓度10％，第一吸收塔2来烟气经过第五换热器90、第三换热器80的壳程被加热，还需要第一换热器30进行换热，到进第二转化器40五层入口的烟气温度，因此1号余热锅炉出口第一调节阀21全开，调节第二调节阀31使一层出口烟气量的30％通过第一换热器30管程换热，最终经过1号余热锅炉及第一换热器30管程将一层出口烟气降温至425℃进入第二转化器40二层转化进口。
[0054]
风机4来烟气经过第四换热器60壳程及第二换热器70壳程进入第一转化器10入口。第二转化器40四层出口烟气经过并联的2号余热锅炉及第四换热器60管程后进入第一吸收塔2。转化四层出口烟气约有12％经过2号余热锅炉回收反应热量，88％转化四层出口烟气经过第四换热器60管程换热。
[0055]
第一调节阀21控制进入第二转化器40二层入口温度。
[0056]
第二调节阀31控制进入第二转化器40五层入口温度。
[0057]
第三调节阀51控制去第一吸收塔2烟气温度。
[0058]
第四调节阀61控制进入第一转化器10一层入口温度。
[0059]
根据本实用新型实施例的热回收装置和换热器并联系统1的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。
[0060]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0061]
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。