專利名稱：硫磺回收單元管殼式廢熱鍋爐系統設備的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及應用在冶金行業、化工行業等焦化系統硫磺回收單元的硫磺回收
裝置。
背景技術：
廢熱鍋爐系統在工業過程中的回收工藝段使用很廣泛，利用生產過程中的高溫物 流作為熱源來生產蒸汽的換熱設備，它既是工藝流程中高溫物流的冷卻器，又是利用余熱 提供蒸汽的動力裝置。 目前工業過程工藝中廢熱鍋爐系統規格型號很多，但大體分為管殼式廢熱鍋爐系 統和煙道式廢熱鍋爐系統。管殼式廢熱鍋爐系統的功能與管殼式換熱器類似，由汽包、冷卻 器、上升管、下降管等組成，高溫氣體通過管內，將管外的飽和水氣化。煙道式廢熱鍋爐系統 的結構與普通鍋爐相似，，由耐火磚砌成爐膛，爐膛內裝設管束，高溫氣體通過爐膛，將管束 內流動的水加熱汽化。 管殼式廢熱鍋爐系統結構簡單，產生蒸氣壓力低，處理能力低，但操作簡單，過程 氣后續處理簡單。煙道式廢熱鍋爐系統生產高壓蒸汽、占地面積大，操作復雜，過程氣后續 處理復雜。 管殼式廢熱鍋爐系統常見的形式見圖1所示，其工作原理是高溫過程氣加熱飽和 水成水蒸汽實現廢氣利用，同時高溫過程氣被冷卻析出硫磺，并被第一次回收，高溫過程氣 被冷卻為中溫過程氣，進入第二套系統再次被冷卻析出硫磺，第二次收集硫磺，同時過程氣 中實現脫硫效果，到達排放標準。具體流程為飽和水從汽包I (6)的飽和水進口 1(8)進入， 然后通過下降管I(4)進入冷卻器I(1)，被換熱管I(3)管內的高溫過程氣加熱成水蒸汽， 從上升管I(5)進入汽包I(6)，并從水蒸汽出口 1(7)出去；同時，高溫過程氣從高溫過程氣 進口 (2)進入冷卻器I(l)的換熱管I(3)，被走管外的飽和水冷卻，進入后端管箱，其中氣 態硫被冷卻成液態硫磺或者粉狀固態硫磺，經過一級硫磺捕集器(9)被一級硫磺出口 (12) 收集，過程氣通過過程氣出口 (10)經硫化反應器(11)進入冷卻器II(18)，進行中溫硫磺回 收過程；此時，過程氣進入換熱管II (16)，被管外的飽和水冷卻，進入后端管箱，其中氣態 硫被冷卻成液態硫磺或者粉狀固態硫磺，經過二極硫磺捕集器(22)被二級硫磺出口 (23) 收集，過程氣通過廢氣排出口 11(21)達標排出。圖1中所示該系統的相應設置也包括汽包 II (13)、上升管II (14)、下降管II (15)、換熱管II (16)、中溫過程氣進口 (17)、水蒸汽出口 11(19)、飽和水進口 11(20)。 在這一傳統結構形式中，需要兩套管殼式廢熱鍋爐系統設備才能實現工藝要求、 過程氣中的硫磺回收效率低、中溫段回收由于硫磺在溫度低的情況下容易凝結，導致管殼 式廢熱鍋爐系統的冷卻器I1(18)中的換熱管I1(16)的堵塞，堵塞后清理維護條件苛刻、同 時系統設備占地空間大、投資多等各方面的問題。
實用新型內容本實用新型是為避免上述現有技術所存在的不足之處，提供一種硫磺回收效率 高、在中溫段回收堵塞后清理維護過程簡單的硫磺回收單元管殼式廢熱鍋爐系統設備。 本實用新型解決技術問題采用如下技術方案 本實用新型硫磺回收單元管殼式廢熱鍋爐系統設備的結構特點是 采用 一套由冷卻器、設置在冷卻器中的換熱器、位于冷卻器上方的汽包、連通在冷
卻器與汽包之間的下降管和上升管構成的管殼式廢熱鍋爐系統；在通向硫化反應器的換熱
器的出口端，設置一級硫磺捕集器及一級硫磺出口 ； 在所述汽包中，沿軸向貫穿所述汽包設置有可拆卸的換熱管束，來自硫化反應器 的過程氣通過換熱管束的前端管箱引入換熱管束，在所述換熱管束前端管箱中設置用于捕 集硫磺的二級硫磺捕集器及二級硫磺出口 ； 過程氣經過換熱管束引入在換熱管束后端管箱中，在所述換熱管束后端管箱中設 置三級硫磺捕集器及三級硫磺出口 。 本實用新型的結構特點也在于在所述汽包和換熱管束之間，設置填料密封結構。 本實用新型利用管殼式廢熱鍋爐系統設備中的汽包的空間加入冷卻用可拆式管 束，節省了現有技術中硫化反應器出來后第二套管殼式廢熱鍋爐系統設備，能夠達到同樣 的效果，節省了成本的同時也使維護簡單了。 與現有技術相比，這種硫磺回收單元新型管殼式廢熱鍋爐系統設備有益效果體現 在 1、本實用新型在硫磺回收單元的一個工藝節點上僅僅使用了一套管殼式廢熱鍋 爐系統設備，由此節約了成本，并減少了占地空間； 2、本實用新型一個工藝節點中的一套管殼式廢熱鍋爐系統設備設置了三個硫磺 捕集器，分別在三個溫度段收集硫磺，硫磺回收的效率提高了 ，比現有技術中的一個工藝節 點兩套設備各設置一個硫磺捕集器，只能在兩個溫度段收集提高了收集硫磺的效果。 3、本實用新型通過在汽包中設置可拆式的管束，在中溫段回收硫磺過程中堵塞， 可以通過抽取管束維護或更換，比現有技術中對于處在冷卻器II內部的換熱管II堵塞的 維護或更換要簡單得多，維護成本大大降低。 4、在汽包和管束間采用填料密封結構，既能避免管殼之間，殼程和外界的泄露，同 時也為汽包中的管束拆卸維護提供了很大的便利。
圖1為已有技術中硫磺回收單元管殼式廢熱鍋爐系統設備結構示意圖； 圖1中標號1冷卻器I、2高溫過程氣進口、3換熱管I、4下降管I、5上升管I、6 汽包I、7水蒸汽出口 1、8飽和水進口 1、9一級硫磺捕集器、10過程氣出口、11硫化反應器、 12 —級硫磺出口 、 13汽包11 、 14上升管11 、 15下降管11 、 16換熱管11 、 17中溫過程氣進口 、 18冷卻器11、19水蒸汽出口 11、20飽和水進口 11、21廢氣排出口、22二極硫磺捕集器、23
二級硫磺出口。 圖2為本實用新型結構示意圖。 圖2中標號1冷卻器、2高溫過程氣進口 、3換熱器、4下降管、5上升管、6汽包、7水蒸汽出口、8飽和水進口、10過程氣經過過程氣出口、9 一級硫磺捕集器、11硫化反應器、 12 —級硫磺出口 、 13 二級硫磺捕集器、14 二級硫磺出口 、 15換熱管束、16填料密封結構、17 三級硫磺捕集器、18三級硫磺出口 。 以下通過具體實施方式
，并結合附圖對本實用新型作進一步說明。
具體實施方式
參見圖2，本實施例中采用一套由冷卻器1、設置在冷卻器中的換熱器3、位于冷卻 器上方的汽包6、連通在冷卻器1與汽包6之間的下降管4和上升管5構成的管殼式廢熱鍋 爐系統；在通向硫化反應器11的換熱器3的出口端，設置一級硫磺捕集器9及一級硫磺出 □ 12 ; 在汽包6中，沿軸向貫穿汽包6設置有可拆卸的換熱管束15，來自硫化反應器11 的過程氣通過換熱管束15的前端管箱引入換熱管束15，在換熱管束前端管箱中設置用于 捕集硫磺的二級硫磺捕集器13及二級硫磺出口 14 ; 過程氣經過換熱管束15引入在換熱管束后端管箱中，在換熱管束后端管箱中設 置三級硫磺捕集器17及三級硫磺出口 18。 本實施例中，為了避免管殼之間及殼程和外界的泄露，同時也為汽包中的換熱管 束15的拆卸維護提供了更大的便利，在汽包6和換熱管束15之間設置填料密封結構16。 過程氣從硫化反應器11出來后進入換熱管束前端管箱，經過換熱管束前端管箱 的一級硫磺捕集器13捕集硫磺，繼而通過在一級硫磺捕集器13后面的二級硫磺出口 14第 二次收集硫磺，過程氣經過換熱管束15進入位于換熱管束后端管箱的三級硫磺捕集器17， 最后通過三極硫磺捕集器17后面的三極硫磺出口 18完成硫磺的第三次收集，直至程氣達 標排出。
運行過程 運行前，在汽包6頂部的飽和水進口 8注入飽和水，飽和水通過下降管4，進入冷卻 器l的殼程，水位達到汽包6的正常液位后，打開高溫過程氣進口 2，高溫過程氣進入冷卻 器1中的換熱管3，加熱飽和水，產生水蒸汽，水蒸汽從上升管5進入汽包6，并從汽包6的 水蒸汽出口 7排出，同時不斷有飽和水從汽包6頂部的飽和水進口 8注入，飽和水通過下降 管4，進入冷卻器1的殼程，實現常規的飽和水和水蒸汽的自循環系統。 在另一側，高溫過程氣進入換熱管3，被換熱管3外的飽和水冷卻后析出液態或粉 末狀固態硫磺達到一級硫磺捕集器9進行第一次捕集，并通過一級硫磺出口 12進行回收； 隨后，過程氣經過過程氣出口 10進入硫化反應器ll，從硫化反應器11進入換熱管束15的 前端管箱，并在前端管箱中通過二級硫磺捕集器13進行第二次捕集，并在二級硫磺出口 14 中得到回收；過程氣進一步進入換熱管束15，再次被汽包6內的飽和冷卻水冷卻，析出液態 或粉末狀固態硫磺到達位于換熱管束后端管箱中的三級硫磺捕集器17進行第三次捕集， 并在三級硫磺出口 18中得到三級回收，至此，過程氣完成脫硫工藝，達到排放標準，可以排 放。
權利要求硫磺回收單元管殼式廢熱鍋爐系統設備，其特征是采用一套由冷卻器(1)、設置在冷卻器中的換熱器(3)、位于冷卻器上方的汽包(6)、連通在冷卻器(1)與汽包(6)之間的下降管(4)和上升管(5)構成的管殼式廢熱鍋爐系統；在通向硫化反應器(11)的換熱器(3)的出口端，設置一級硫磺捕集器(9)及一級硫磺出口(12)；在所述汽包(6)中，沿軸向貫穿所述汽包(6)設置有可拆卸的換熱管束(15)，來自硫化反應器(11)的過程氣通過換熱管束(15)的前端管箱引入換熱管束(15)，在所述換熱管束前端管箱中設置用于捕集硫磺的二級硫磺捕集器(13)及二級硫磺出口(14)；過程氣經過換熱管束(15)引入在換熱管束后端管箱中，在所述換熱管束后端管箱中設置三級硫磺捕集器(17)及三級硫磺出口(18)。
2. 根據權利要求1所述的硫磺回收單元管殼式廢熱鍋爐系統設備，其特征是在所述汽包(6)和換熱管束(15)之間，設置填料密封結構(16)。
專利摘要硫磺回收單元管殼式廢熱鍋爐系統設備，其特征是采用一套由冷卻器、換熱器、汽包、連通在冷卻器與汽包之間的下降管和上升管構成的管殼式廢熱鍋爐系統；在通向硫化反應器的換熱器的出口端，設置一級硫磺捕集器；在汽包中，沿軸向貫穿汽包設置有可拆卸的換熱管束，來自硫化反應器的過程氣引入換熱管束，在換熱管束前端管箱中設置用于捕集硫磺的二級硫磺捕集器；過程氣經過換熱管束引入在換熱管束后端管箱中，在換熱管束后端管箱中設置三級硫磺捕集器及三級硫磺出口。
文檔編號C01B17/027GK201485272SQ200920186518
公開日2010年5月26日 申請日期2009年7月22日 優先權日2009年7月22日
發明者李云福, 陳合亮, 陶昌勤 申請人:合肥通用特種材料設備有限公司;合肥通用機械研究院