專(zhuān)利名稱(chēng)：一種臥式準(zhǔn)等溫轉(zhuǎn)化器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種臥式準(zhǔn)等溫轉(zhuǎn)化器技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型涉及硫酸生產(chǎn)及其他余熱回收技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及于硫磺制酸、冶煉煙氣制酸、硫鐵礦制酸及其他用S02煙氣制取硫酸的換熱設(shè)備。
背景技術(shù)：
[0002]硫酸生產(chǎn)中高濃度轉(zhuǎn)化技術(shù)一直是行業(yè)難題，隨著冶煉技術(shù)的進(jìn)步，富氧冶煉技術(shù)的發(fā)展，目前許多冶金爐窯都提高了冶煉尾氣二氧化硫的濃度?，F(xiàn)代冶煉爐生產(chǎn)的二氧化硫濃度高達(dá)30% 60%，如此高的二氧化硫濃度難以進(jìn)入常規(guī)制酸系統(tǒng)的轉(zhuǎn)化及干吸工段，會(huì)造成熱量不平衡，系統(tǒng)難以將熱量很好的移出，會(huì)導(dǎo)致催化劑失效、設(shè)備高溫變形、干吸酸溫過(guò)高，這些都嚴(yán)重影響系統(tǒng)的正常生產(chǎn)。[0003]目前奧圖泰、孟莫克等國(guó)外公司均有高濃度轉(zhuǎn)化的相關(guān)技術(shù)，都是通過(guò)工藝設(shè)計(jì)來(lái)達(dá)到轉(zhuǎn)化高濃度二氧化硫的目的。奧圖泰的技術(shù)為循環(huán)煙氣轉(zhuǎn)化技術(shù)，利用一段轉(zhuǎn)化生成的S03以一定量返回一段來(lái)抑制一段轉(zhuǎn)化的進(jìn)行，降低一段轉(zhuǎn)化率，同時(shí)也控制了一層出口溫度。但該技術(shù)中使用的高溫風(fēng)機(jī)價(jià)格昂貴，易損壞，而且能耗較高；孟莫克的高濃度轉(zhuǎn)化技術(shù)是一種雙原料法轉(zhuǎn)化工藝，即采用兩種不同的原料氣，高濃度氣體和稀釋空氣，讓所有稀釋空氣都加到一小部分高濃度煙氣中，混合后的氣體在一層反應(yīng)，其余的高濃度氣體在一層出口和預(yù)轉(zhuǎn)化后的氣體混合，這種工藝不會(huì)超過(guò)催化劑能承受的溫度，可得到一個(gè)較為適宜轉(zhuǎn)化系統(tǒng)生產(chǎn)的濃度，但該工藝無(wú)法處理二氧化硫濃度超過(guò)18%的煙氣，實(shí)際該種工藝是由法國(guó)人Ugine Kuhlmann在1935年已申請(qǐng)過(guò)專(zhuān)利，以上兩種方法都有一定局限性且不利于熱能回收，有待改進(jìn)。發(fā)明內(nèi)容[0004]本實(shí)用新型針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種有效解決由于進(jìn)入轉(zhuǎn)化器的二氧化硫濃度過(guò)高導(dǎo)致的系統(tǒng)熱量不平衡，系統(tǒng)難以將熱量很好的移出，催化劑失效，設(shè)備高溫變形，干吸酸溫過(guò)高等問(wèn)題、大大提高單層轉(zhuǎn)化率，并且很好地回收系統(tǒng)熱能副產(chǎn)蒸汽的臥式準(zhǔn)等溫轉(zhuǎn)化器。[0005]本實(shí)用新型為解決上述技術(shù)問(wèn)題，提供了以下技術(shù)方案一種臥式準(zhǔn)等溫轉(zhuǎn)化器， 其特征在于包括空氣預(yù)熱器、臥式反應(yīng)器，所述空氣預(yù)熱器包括殼體，殼體頂端設(shè)置有空氣進(jìn)口，殼體通過(guò)上下兩塊管板分隔成上、中、下三個(gè)艙室，所述的兩塊管板上對(duì)應(yīng)均勻開(kāi)設(shè)有若干個(gè)管束通孔，中艙室內(nèi)設(shè)置有若干根換熱管束，換熱管束兩端伸入上下管板上通孔內(nèi)密封固定連接，下艙室外殼上設(shè)置有空氣出口與臥室反應(yīng)器前端空氣進(jìn)氣口連接，所述中艙室外殼上設(shè)置有預(yù)熱器夾套、連通中艙室，預(yù)熱器夾套一端開(kāi)設(shè)有煙氣出氣口 ；所述的臥式反應(yīng)器包括殼體，殼體左右兩端分別設(shè)置有空氣進(jìn)氣口、空氣出氣口，通過(guò)設(shè)置左右兩塊管板將殼體分隔成前中后三個(gè)艙室，所述兩塊管板上對(duì)應(yīng)開(kāi)設(shè)有若干個(gè)管束通孔，中艙室頂部外殼上設(shè)置有煙氣入口管，中艙室內(nèi)設(shè)置有若干根換熱管束，換熱管束兩端伸入管板對(duì)應(yīng)的通孔內(nèi)、固定密封連接，所述中艙室換熱管束間填充有反應(yīng)觸媒，換熱管束下方 設(shè)置有支撐格柵，支撐格柵下方殼體上設(shè)置有一出氣管道連接空氣預(yù)熱器的中艙室。[0006]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，煙氣入口管內(nèi)設(shè)置有氣體分布板。[0007]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，煙氣入口管為上端為圓形接管，下端為方形接管， 兩者逐漸擴(kuò)大連接。圓形接管經(jīng)擴(kuò)大后變?yōu)榉叫谓涌谂c設(shè)備殼體上部相接，以使氣體能更好地在設(shè)備內(nèi)分布均勻。[0008]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的氣體分布板為一懸掛在入口管下部的圓形孔板，圓形孔板上開(kāi)有氣流分布孔。根據(jù)氣流流入量大小，在圓形板不同區(qū)域開(kāi)不同面積的孔。[0009]本實(shí)用新型利用化學(xué)反應(yīng)平衡原理在硫酸生產(chǎn)中二氧化硫與氧氣進(jìn)行氧化反應(yīng)，即硫酸生產(chǎn)過(guò)程中的轉(zhuǎn)化反應(yīng)，該反應(yīng)是典型的放熱反應(yīng)，氣體體積縮小的反應(yīng)，根據(jù)反應(yīng)平衡原理降低溫度和提高壓力有利于轉(zhuǎn)化向正反應(yīng)方向進(jìn)行，利于提高轉(zhuǎn)化率，但放熱反應(yīng)在反應(yīng)過(guò)程中會(huì)不斷放出熱量提高反應(yīng)氣體的溫度，這樣會(huì)抑制反應(yīng)的進(jìn)行，本實(shí)用新型的設(shè)備正是解決了反應(yīng)過(guò)程中反應(yīng)氣體溫度不斷升高的問(wèn)題，即通過(guò)設(shè)備巧妙設(shè)計(jì)利用外界空氣對(duì)反應(yīng)的氣體持續(xù)進(jìn)行冷卻，使反應(yīng)不但能持續(xù)向正反應(yīng)方向進(jìn)行，還能持續(xù)將反應(yīng)產(chǎn)生的熱量移出，促進(jìn)反應(yīng)不斷向右進(jìn)行，能有效提高系統(tǒng)轉(zhuǎn)化率，單層轉(zhuǎn)化率比傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)化器一層提高近1. 4倍。而通過(guò)提高壓力來(lái)推動(dòng)反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行是不可取的，因?yàn)槟菢有杼岣吖娘L(fēng)機(jī)壓力，會(huì)消耗大量電能，極不經(jīng)濟(jì)。[0010]為更好的解釋本實(shí)用新型的技術(shù)方案以下詳細(xì)介紹本實(shí)用新型的工作原理來(lái)自外界420°C左右的含二氧化硫的煙氣從臥式反應(yīng)器殼體上的煙氣入口管進(jìn)入，通過(guò)氣體分布板進(jìn)入臥式準(zhǔn)等溫轉(zhuǎn)化器的中艙室與觸媒進(jìn)行反應(yīng)，經(jīng)過(guò)支撐格柵過(guò)濾后，通過(guò)中艙室殼體上的出氣管道通入空氣預(yù)熱器中艙室(即預(yù)熱器殼程)，對(duì)從空氣預(yù)熱器頂端空氣進(jìn)口進(jìn)入中艙室換熱管(即管程)的空氣進(jìn)行預(yù)熱，然后通過(guò)預(yù)熱器夾套上的煙氣出氣口進(jìn)入下一設(shè)備，預(yù)熱后的空氣進(jìn)入空氣預(yù)熱器下艙室，通過(guò)下艙室殼體上的空氣出口進(jìn)入臥式反應(yīng)器的前艙室，并繼續(xù)流入臥式反應(yīng)器的中艙室內(nèi)的換熱管束對(duì)不斷放出熱量的反應(yīng)煙氣進(jìn)行冷卻，同時(shí)空氣自身被加熱，從后艙室的空氣出氣口排出，送去副產(chǎn)蒸汽的工段，有效回收熱能。由預(yù)熱器夾套送出去下一設(shè)備。從空氣鼓風(fēng)機(jī)來(lái)的空氣先經(jīng)預(yù)熱器被反應(yīng)煙氣預(yù)熱后送往的換熱管束的管內(nèi)，用來(lái)冷卻反應(yīng)段不斷放出熱量的反應(yīng)煙氣，同時(shí)被加熱，[0011]本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)一是該實(shí)用新型設(shè)備的應(yīng)用可大大減少制酸傳統(tǒng)工藝轉(zhuǎn)化工段的換熱器及相關(guān)管道配置，既可以節(jié)省設(shè)備投資，又縮小了占地面積；二是該實(shí)用新型設(shè)備基本不受二氧化硫濃度限制，可用于很高濃度的二氧化硫氣體；三是該實(shí)用新型設(shè)備中的反應(yīng)熱是通過(guò)換熱管間流通的是空氣，連接到鍋爐，不僅能最大限度地回收系統(tǒng)熱量，還防止了換熱管的腐蝕。四是該實(shí)用新型設(shè)備可通過(guò)空氣的鼓入量來(lái)平衡系統(tǒng)熱量的波動(dòng)，也就是說(shuō)可以適應(yīng)二氧化硫濃度在較大濃度波動(dòng)范圍，操作彈性大，具有極大的操作靈活性。五是該實(shí)用新型設(shè)備配置靈活，可利用該設(shè)備設(shè)計(jì)成套工藝用于新建高濃度煙氣制酸的酸廠；也可用于對(duì)現(xiàn)有酸廠進(jìn)行改造，為現(xiàn)有轉(zhuǎn)化系統(tǒng)增加一臺(tái)該實(shí)用新型設(shè)備來(lái)降低高濃度煙氣中的部分煙氣的濃度，再與未降低濃度的煙氣混合成適應(yīng)原有轉(zhuǎn)化工藝的煙氣濃度后進(jìn)入系統(tǒng)原有轉(zhuǎn)化器。附圖說(shuō) 明[0012]


圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。[0013]圖2是氣體分布板的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
[0014]一種臥式準(zhǔn)等溫轉(zhuǎn)化器，包括空氣預(yù)熱器001、臥式反應(yīng)器002，所述空氣預(yù)熱器 001包括殼體011，殼體011頂端設(shè)置有空氣進(jìn)口 012，殼體011通過(guò)上下兩塊管板013分隔成上、中、下三個(gè)艙室(014、015、016)，所述的兩塊管板013上對(duì)應(yīng)均勻開(kāi)設(shè)有若干個(gè)管束通孔，中艙室015內(nèi)設(shè)置有若干根換熱管束017，換熱管束017兩端伸入上下管板013上通孔內(nèi)密封固定連接，下艙室016外殼上設(shè)置有空氣出口 018與臥室反應(yīng)器002前端空氣進(jìn)氣口 022連接，所述中艙室015外殼上設(shè)置有預(yù)熱器夾套003、連通中艙室015，預(yù)熱器夾套003 —端開(kāi)設(shè)有煙氣出氣口 031 ;所述的臥式反應(yīng)器002包括殼體021，殼體021左右兩端分別設(shè)置有空氣進(jìn)氣口 022、空氣出氣口 023，通過(guò)設(shè)置左右兩塊管板024將殼體021分隔成前中后三個(gè)艙室(025、026、027)，所述兩塊管板024上對(duì)應(yīng)開(kāi)設(shè)有若干個(gè)管束通孔，中艙室026頂部外殼上設(shè)置有煙氣入口管028，中艙室026內(nèi)設(shè)置有若干根換熱管束029，換熱管束029兩端伸入管板024對(duì)應(yīng)的通孔內(nèi)、固定密封連接，所述中艙室026換熱管束間填充有反應(yīng)觸媒，換熱管束029下方設(shè)置有支撐格柵004，支撐格柵004下方殼體021上設(shè)置有一出氣管道005連接空氣預(yù)熱器001的中艙室015，煙氣入口管028內(nèi)設(shè)置有氣體分布板281，煙氣入口管028為煙氣入口管為上端為圓形接管，下端為方形接管，兩者逐漸擴(kuò)大連接，圓形接管經(jīng)擴(kuò)大后變?yōu)榉叫谓庸芘c殼體011上部相接，以使氣體能更好地在設(shè)備內(nèi)分布均勻，所述的氣體分布板281為一懸掛在入口管下部的圓形孔板，圓形孔板上開(kāi)有氣流分布孔282，根據(jù)氣流流入量大小，在圓形板不同區(qū)域`開(kāi)不同面積的孔。
權(quán)利要求1.一種臥式準(zhǔn)等溫轉(zhuǎn)化器，其特征在于包括空氣預(yù)熱器、臥式反應(yīng)器，所述空氣預(yù)熱器包括殼體，殼體頂端設(shè)置有空氣進(jìn)口，殼體通過(guò)上下兩塊管板分隔成上、中、下三個(gè)艙室，所述的兩塊管板上對(duì)應(yīng)均勻開(kāi)設(shè)有若干個(gè)管束通孔，中艙室內(nèi)設(shè)置有若干根換熱管束，換熱管束兩端伸入上下管板上通孔內(nèi)密封固定連接，下艙室外殼上設(shè)置有空氣出口與臥室反應(yīng)器前端空氣進(jìn)氣口連接，所述中艙室外殼上設(shè)置有預(yù)熱器夾套、連通中艙室，預(yù)熱器夾套一端開(kāi)設(shè)有煙氣出氣口 ；所述的臥式反應(yīng)器包括殼體，殼體左右兩端分別設(shè)置有空氣進(jìn)氣口、 空氣出氣口，通過(guò)設(shè)置左右兩塊管板將殼體分隔成前中后三個(gè)艙室，所述兩塊管板上對(duì)應(yīng)開(kāi)設(shè)有若干個(gè)管束通孔，中艙室頂部外殼上設(shè)置有煙氣入口管，中艙室內(nèi)設(shè)置有若干根換熱管束，換熱管束兩端伸入管板對(duì)應(yīng)的通孔內(nèi)、固定密封連接，所述中艙室換熱管束間填充有反應(yīng)觸媒，換熱管束下方設(shè)置有支撐格柵，支撐格柵下方殼體上設(shè)置有一出氣管道連接空氣預(yù)熱器的中艙室。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種臥式準(zhǔn)等溫轉(zhuǎn)化器，其特征在于煙氣入口管內(nèi)設(shè)置有氣體分布裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種臥式準(zhǔn)等溫轉(zhuǎn)化器，其特征在于煙氣入口管為上端為圓形接管，下端為方形接管，兩者逐漸擴(kuò)大連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種臥式準(zhǔn)等溫轉(zhuǎn)化器，其特征在于所述的氣體分布板為一懸掛在入口管下部的圓形孔板，圓形孔板上開(kāi)有氣流分布孔。
專(zhuān)利摘要一種臥式準(zhǔn)等溫轉(zhuǎn)化器,其特征在于包括空氣預(yù)熱器、臥式反應(yīng)器，所述空氣預(yù)熱器包括殼體，殼體頂端設(shè)置有空氣進(jìn)口，殼體通過(guò)上下兩塊管板分隔成上、中、下三個(gè)艙室，中艙室內(nèi)設(shè)置有若干根換熱管束，換熱管束兩端伸入上下管板上通孔內(nèi)密封固定連接，下艙室外殼上設(shè)置有空氣出口與臥室反應(yīng)器前端空氣進(jìn)氣口連接，所述中艙室外殼上設(shè)置有預(yù)熱器夾套，預(yù)熱器夾套一端開(kāi)設(shè)有煙氣出氣口；殼體左右兩端分別設(shè)置有空氣進(jìn)氣口、空氣出氣口，中艙室頂部外殼上設(shè)置有煙氣入口管，換熱管束兩端伸入管板對(duì)應(yīng)的通孔內(nèi)、固定密封連接，所述中艙室換熱管束間填充有反應(yīng)觸媒，換熱管束下方設(shè)置有支撐格柵，支撐格柵下方殼體上設(shè)置有一出氣管道連接空氣預(yù)熱器的中艙室。
文檔編號(hào)C01B17/74GK202880881SQ20122056371
公開(kāi)日2013年4月17日 申請(qǐng)日期2012年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月31日
發(fā)明者宋小良, 李淑全, 馮擁軍, 郭效英 申請(qǐng)人:宜興市化工成套設(shè)備有限公司