專利名稱：硫酸生產(chǎn)中重力熱管立式蒸發(fā)器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種硫酸生產(chǎn)中對低溫位的吸收反應熱回收裝置，特別是公開一種硫酸生產(chǎn)中重力熱管立式蒸發(fā)器，是一種將高溫濃硫酸的熱量轉(zhuǎn)移到水中的換熱設備。
背景技術：
充分利用和回收硫酸生產(chǎn)中反應熱已是硫酸工業(yè)的必然趨勢。也是各硫酸企業(yè)發(fā)展的熱點。一個新的硫酸工程項目從方案開始，高、中、低溫位余熱回收系統(tǒng)是整個工程項目的重要組成部分。熱能是硫酸生產(chǎn)中的主要產(chǎn)品，而硫酸是付產(chǎn)品的概念已逐步被公眾所接受。高、中、低溫位的反應熱的回收工藝和設備各不相同，相對來說，高、中溫位的回收技術較為簡單和成熟，而低溫位回收技術起步較晚，雖有成熟的回收工藝，但設備結(jié)構、材料的選擇等仍有提升的空間。作為硫酸生產(chǎn)，低溫位吸收熱回收系統(tǒng)中的換熱設備——蒸發(fā)器，目前主要形式是較為經(jīng)典的管殼式換熱設備，熱的濃硫酸走管程，與管外的水通過管壁進行熱量傳遞而被降溫，水得到熱量后升溫至沸騰，相變成水蒸氣，完成熱量回收的目的，這個過程受到很多條件的限制，其換熱效率較為一般，由于需回收的熱量規(guī)模較大，故相應的換熱面積也較大、造成設備較龐大、造價高。另外管程內(nèi)是高溫濃酸、殼程內(nèi)是水，在設備設計合理、制作合格、正常運行時，這二種介質(zhì)各自相安無事，但一旦有點泄漏的情況下，則反應相當激烈。對設備自身和下游設備產(chǎn)生不可想象的破壞，造成生產(chǎn)的安全事故，故本設備也是整個回收系統(tǒng)中的重點監(jiān)控對象。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有技術的缺陷，從提高換熱效率和較為安全運行著手，公開一種硫酸生產(chǎn)中重力熱管立式蒸發(fā)器，本發(fā)明通過應用熱管技術將多余的吸收反應熱變?yōu)樗羝_到熱能的回收，利用高熱傳導性能的熱管把高溫濃硫酸的熱量傳遞到水中，提高水溫至相變成為水蒸汽的一種新型的蒸發(fā)器。本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的一種硫酸生產(chǎn)中重力熱管立式蒸發(fā)器，其特征在于所述的蒸發(fā)器是利用具有高導熱性能的熱管作為導熱體，組成重力熱管立式蒸發(fā)器；所述的熱管是帶有翅片的重力式熱管，垂直布置安裝在蒸發(fā)器中部的隔板上，所述的隔板將蒸發(fā)器容器隔離成上下兩個各不相通的但有熱能傳遞的區(qū)域，熱管的上下兩段分別浸沒在水和高溫濃硫酸中；熱管上段與水接觸，為蒸發(fā)器的放熱段，熱管下段與熱的硫酸接觸，為蒸發(fā)器的吸熱段；所述的蒸發(fā)器頂部裝置有與放熱段連通的汽包，組成蒸發(fā)器的下部換熱單元體和上部汽包供應蒸汽熱的立式結(jié)構。所述汽包側(cè)面設有補充水管，汽包與蒸發(fā)器放熱段之間設有降液管，形成蒸發(fā)器放熱段與汽包間蒸汽、水的自然循環(huán)。所述蒸發(fā)器的下部換熱單元設計成標準化的單元體，其數(shù)量隨硫酸產(chǎn)量的規(guī)模而設置成1個、2個或2個以上的換熱單元體。本發(fā)明的實施是通過一塊布有熱管的隔板，其下端和裝有高溫濃硫酸筒體連接，上端和裝有水的筒體連接，酸、水是間接的通過熱管的高效導熱性能把硫酸中的熱量傳導到水中，硫酸降溫的同時，水溫提高至沸騰后，水汽化為蒸汽，完成和達到硫酸吸收反應熱的回收目的。本發(fā)明的有益效果是
1、本發(fā)明由于利用了具有高效導熱性能的導熱元件，作為冷熱物流二者之間的熱量傳導體，提高了蒸發(fā)器的換熱效率。2、由于利用熱管間接的實現(xiàn)了酸、水之間的熱量傳導，改變了以往管殼式的換熱介質(zhì)直接通過管壁進行熱量傳遞、可以減少由于管壁的損壞和管板、換熱管管頭的較為薄弱的結(jié)構形式所造成的設備障礙，有利生產(chǎn)正常安全的運行。


圖1是本發(fā)明結(jié)構示意圖。圖2是圖1的側(cè)視圖。圖中1、吸熱段；2、隔板；3、翅片重力式熱管；4、放熱段；5、汽包；6、降液管。
具體實施例方式本發(fā)明一種硫酸生產(chǎn)中重力熱管立式蒸發(fā)器，利用具有高導熱性能的熱管作為導熱體，組成重力熱管立式蒸發(fā)器。根據(jù)附圖1和2，本發(fā)明利用布滿帶有翅片重力式熱管3的隔板2，將內(nèi)有高溫濃硫酸的吸熱段1和內(nèi)有水的放熱段4隔離成兩個各個不相通的區(qū)域，隔板下部熱管內(nèi)的液態(tài)工作介質(zhì)因吸收管外高溫濃硫酸的熱量而汽化，從而使酸溫下降，汽化的工作介質(zhì)上升到隔板上部熱管內(nèi)。根據(jù)熱管的特征，其工作介質(zhì)處于一種真空飽和狀態(tài)，碰到管外側(cè)相對溫度較低的水時，汽化的工作介質(zhì)就冷凝成液態(tài)，同時將這一潛熱釋放到水中，水得到熱量而升溫至沸騰成蒸汽。同時，液化的工作介質(zhì)靠重力流回到熱管的下半部，利用熱管內(nèi)的工作介質(zhì)的汽液循環(huán)變化，熱管將高溫濃硫酸中大量熱量傳遞到水中。從過程看，熱量是通過熱管的上、下兩個管壁的傳遞才能完成的，但熱管在工作時是通過工作介質(zhì)的相變完成的，它的傳熱效率遠比液一液的傳熱效果要高，故總得來說熱管的傳熱效果高于換熱管，說其是高效換熱不為過。受熱后的水沸騰，形成水汽混合體通過連通管進入汽包5在汽包中水汽混合得到分離，即產(chǎn)生蒸汽，蒸汽從汽包頂部排入蒸汽管網(wǎng)而被利用，補充水從汽包側(cè)面進入，然后通過降液管6進入到放熱段。隨著硫酸的生產(chǎn)，低溫的硫酸吸收SO3后變成高溫濃硫酸進入蒸發(fā)器的吸熱段溫度被降低后又回硫酸裝置系統(tǒng)，而水在蒸發(fā)器的放熱段得到熱量后成為有用的蒸汽，就這樣低溫位的吸收熱被周而復始地利用。蒸發(fā)器的下部換熱單元設計成標準化的單元體，其數(shù)量隨硫酸產(chǎn)量的規(guī)模而設置成1個、2個或2個以上的換熱單元體。
權利要求
1.一種硫酸生產(chǎn)中重力熱管立式蒸發(fā)器，其特征在于所述的蒸發(fā)器是利用具有高導熱性能的熱管作為導熱體，組成重力熱管立式蒸發(fā)器；所述的熱管是帶有翅片的重力式熱管，垂直布置安裝在蒸發(fā)器中部的隔板上，所述的隔板將蒸發(fā)器容器隔離成上下兩個各不相通的但有熱能傳遞的區(qū)域，熱管的上下兩段分別浸沒在水和高溫濃硫酸中；熱管上段與水接觸，為蒸發(fā)器的放熱段，熱管下段與熱的硫酸接觸，為蒸發(fā)器的吸熱段；所述的蒸發(fā)器頂部裝置有與放熱段連通的汽包，組成蒸發(fā)器的下部換熱單元體和上部汽包供應蒸汽熱的立式結(jié)構。
2.根據(jù)權利要求1所述的硫酸生產(chǎn)中重力熱管立式蒸發(fā)器，其特征在于所述汽包側(cè)面設有補充水管，汽包與蒸發(fā)器放熱段之間設有降液管，形成蒸發(fā)器放熱段與汽包之間蒸汽、水的自然循環(huán)。
3.根據(jù)權利要求1所述的硫酸生產(chǎn)中重力熱管立式蒸發(fā)器，其特征在于所述蒸發(fā)器的下部換熱單元設計成標準化的單元體，其數(shù)量隨硫酸產(chǎn)量的規(guī)模而設置成1個、2個或2個以上的換熱單元體。
全文摘要
本發(fā)明為一種硫酸生產(chǎn)中重力熱管立式蒸發(fā)器，其特征在于所述的蒸發(fā)器是利用具有高導熱性能的熱管作為導熱體，組成重力熱管立式蒸發(fā)器；所述的熱管是帶有翅片的重力式熱管，垂直布置安裝在蒸發(fā)器中部的隔板上，所述的隔板將蒸發(fā)器容器隔離成上下兩個各不相通的但有熱能傳遞的區(qū)域，熱管的上下兩段分別浸沒在水和高溫濃硫酸中；熱管上段與水接觸，為蒸發(fā)器的放熱段，熱管下段與熱的硫酸接觸，為蒸發(fā)器的吸熱段；所述的蒸發(fā)器頂部裝置有與放熱段連通的汽包，組成蒸發(fā)器的下部換熱單元體和上部汽包供應蒸汽熱的立式結(jié)構。本發(fā)明提高了蒸發(fā)器的換熱效率并有利生產(chǎn)正常安全的運行。
文檔編號B01D1/06GK102380218SQ20111029912
公開日2012年3月21日 申請日期2011年9月29日 優(yōu)先權日2011年9月29日
發(fā)明者洪玉麟 申請人:上海奧格利環(huán)保工程有限公司