一种可长周期运行的废硫酸再生用水管余热锅炉的制作方法

本实用新型专利涉及废硫酸再生技术，特别涉及烷基化废硫酸和乙炔清净废硫酸再生技术，是一种可长周期运行的废硫酸再生用水管余热锅炉。

背景技术：

烷基化废硫酸和乙炔装置排放在废硫酸是一种粘度较大的胶状液体，其色泽呈黑红色，性质不稳定，散发特殊性臭味，很难处理，给生态环境带来严重污染。本项目为环保型治污项目，采用高温裂解法工艺技术处理废硫酸，能够彻底解决废硫酸的污染问题，同时所产出的硫酸产品可以重新返回系统循环使用。

随着环保法日益严格控制，目前国内已上了很多套烷基化废硫酸和乙炔清净废硫酸再生装置。采用的技术有国外工艺包的、也有采用国内技术的，但经过对废硫酸再生装置的运行情况调研，发现废硫酸再生装置中有一台余热锅炉，此余热锅炉有经常堵塞现象，不能够长周期运行，这对企业经营带来很大的困难。为了解决这行业内存在的弊病，本技术对该余热锅炉进行了结构改造，解决了堵塞问题，使其在废硫酸再生装置中长周期运行。

余热锅炉的定义和分类如下。

余热锅炉，顾名思义是指利用各种工业过程中的废气、废料或废液中的余热及其可燃物质燃烧后产生的热量把水加热到一定工质的锅炉。按照余热源工质的形态不同，余热锅炉总体分为固体余热锅炉、液体余热锅炉和气体余热锅炉三大类，其中气体余热锅炉的使用最为广泛。

气体余热锅炉是指利用各种工业烟气余热的锅炉（包括蒸汽锅炉、热水锅炉、导热油炉等），气体余热锅炉（以下简称余热锅炉）应用于各行各业，根据工艺条件不同和设计者的理念及水平不一，余热锅炉的种类、形式繁多。根据工艺烟气在锅炉中管内或管外冲刷流动，余热锅炉分为火管（烟管）锅炉和水管锅炉两大类。

火管锅炉是指烟气在换热管内流动冲刷，水（汽）在管外与烟气进行换热的锅炉。火管锅炉一般用于工艺烟气压力（正压）较高、烟气不含尘、烟气具有腐蚀或剧毒等有害特性，要求余热锅炉具有极高的密封性的情况，比如硫磺制酸烟气余热锅炉多设计为火管锅炉。火管锅炉的优点是结构简单、密封性能好、造价低等，缺点是工艺烟气中不能含尘，且结构单一、适应性较差。

废硫酸再生装置中余热锅炉大部分采用的是火管锅炉，裂解烟气走余热锅炉的管程，水走壳程。这种结构的余热锅炉在运行一段时间以后，管程内换热管因裂解烟气中的杂质经常堵塞，因此有些装置采用在线蒸汽吹扫管程中每一根换热管等措施，来加长运行周期，但还是不能达到长周期运行要求，一旦余热锅炉的阻力达到一定程度则必须停装置，这样一方面增加劳动强度，另一方面浪费能源，给装置的长周期运行带来了很大的瓶颈。在制酸行业，硫铁矿制酸，有色冶炼制酸等系统，由于烟气中含有大量的烟尘（烟尘含量200～400g/Nm³），余热锅炉均采用水管锅炉；硫磺制酸、硫化氢制酸等系统，由于烟气中基本不含尘，一般采用火管锅炉（少数采用火管锅炉）。废酸裂解系统，烟气中含尘，但是含量很少（2～6g/Nm³），所以传统工艺均配置火管锅炉。废酸裂解烟气看起来烟气含尘量很少,与硫磺制酸烟气相似，而实际上烟气每天带出的烟尘量也是几百上千公斤，且由于废酸裂解烟尘的成分比较复杂，粒度很细，加上烟气中含有大量的水汽，所以很容易积灰结块。由于受火管锅炉特殊结构的限制，清灰、除灰非常困难，所以废酸裂解装置配置的火管余热锅炉均产生积灰堵管的情况。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对现有技术存在的上述不足，提供一种可长周

期运行的废硫酸再生用水管余热锅炉,具有避免余热锅炉受热面的堵塞、易清灰、可以使废酸裂解装置长周期运行的优点，给企业带来很大的方便和经济效益。

为达到上述目的，本实用新型的立式水管余热锅炉，包括锅炉本体、本体上面的锅筒，以及连接锅炉本体和锅筒的汽水管道组成，其特征在于：所述的锅炉本体是锅炉本体是由И字形的三个烟道组成，四周是水冷壁，锅筒支撑在锅炉本体前部上方，锅炉本体的第一个烟道为空烟道，烟气由下向上垂直进入，烟气到达第一烟道上部后转向180°进入第二个烟道，根据设计需要，可在第二烟道内布置管屏式受热面，管屏式受热面管子均为垂直布置，烟气自上而下进入第二烟道后，转向180°后进入第三烟道，根据设计需要，也可在第三烟道内布置管屏式受热面，管屏式受热面管子为垂直布置，在第二烟道、第三烟道的炉顶膜式壁上，设计有一定数量的清灰管。

其中前烟道为空腔烟道，烟气由下向上垂直进入，烟气进口温度高达1100℃，此时粉尘粘接性强，采用空腔烟道设计，烟气不直接冲刷到受热面管，而高温烟气辐射放热强烈，高温烟气进入空室后迅速辐射放热降温，到达烟道上部后转向180℃进入后烟道。此时烟气温度已经降低几百度，粉尘粘接性大为降低，转向时可使烟气中的粉尘通过重力惯性落入灰坑，定期除去。前烟道采用空腔设计结构，烟气完全通畅，绝对避免了堵塞的可能，任何情况下不需要运行中清灰。后烟道中由于烟气温度已经降低，粉尘粘接性降低，根据计算需要，可布置管屏式受热面，管子均为垂直布置，其间距为避免积灰搭桥，间距均在200毫米以上。考虑到业主的担心，在后烟道炉顶膜式壁上，设计有一定数量的清灰

管，位置保证可以人工用清灰杆进行受热面运行中清灰。锅炉受热面焊缝基本设计在炉外。锅炉底部灰仓采用耐火砖砌筑，灰仓外设计有密封钢结构护板。

本实用新型的优点是：锅炉绝大部分受热面焊缝均设计在炉外，使锅炉的运行事故可能降低，也便于在锅炉发生事故时在炉外进行临时封堵处理，保证锅炉及时投入运行。

锅炉底部灰仓采用耐火砖砌筑，烟气中的粉尘落入后，可以定期从侧面设置的清灰孔拿出，灰仓外此设计有密封钢结构护板，防止冷空气漏入。

余热锅炉在操作使用时，为防止冷凝酸腐蚀，锅炉设计压力为3.8MPa，设计产249℃饱和蒸汽，为简化系统，锅炉不设计除氧器，水处理提供的软化水直接20℃进入锅炉，锅筒内设计有锅内除氧结构，锅炉受热面不会产生内壁氧腐蚀。

锅筒设计支撑在锅炉前部上方，横向布置，钢架支撑，通过汽水管道与上下集箱连接形成汽水循环回路。

综上所述，本实用新型具有彻底解决解决废酸裂解余热锅炉的积灰、清灰问题，使其在废硫酸再生装置中长周期运行，降低劳动强度，同时所产出的硫酸产品可以重新返回系统循环使用，节约能源。

附图说明

图1是为本实用新型的结构示意图。

图2为图1的侧视图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1至图2所示，该水管余热锅炉，包括：包括锅炉本体1、本体上面的锅筒2，以及连接余热锅炉受热面主体的锅炉本体1和锅筒2的若干根汽水管道3组成。其特征在于所述的锅炉本体是И字形的三个烟道组成，锅炉本体1四周是水冷壁4，锅筒2支撑在锅炉本体1前部上方。锅炉本体1的第一个烟道为空烟道5，来自废酸裂解炉的高温烟气由下向上垂直进入空烟道5，烟气到达第一烟道空烟道5上部后转向180°进入锅炉本体1的第二个烟道6，根据设计需要，可在第二烟道内布置管屏式受热面，管屏式受热面管子均为垂直布置。烟气自上而下进入第二烟道后，转向180°后进入锅炉本体1的第三烟道7，根据设计需要，也可在第三烟道内布置管屏式受热面，管屏式受热面管子为垂直布置，在第二烟道6、第三烟道7的上部炉顶膜式壁8上，设计有一定数量的清灰管9。

锅筒2设计支撑在锅炉本体1前部上方，横向布置，钢架支撑，通过连接锅炉本体1和锅筒2的若干根汽水管道3形成汽水循环回路，锅炉本体1产生的汽水混合物通过若干根汽水管道3进入锅筒2，经过锅筒的汽水分离作用产生蒸汽排出供用户使用。

余热锅炉运行时，来自废酸裂解炉的烟气由下向上垂直进入空烟道5，烟气进口温度高达1100℃，此时粉尘粘接性强，采用第一烟道的空烟道5结构设计，烟气不直接冲刷到受热面管，而高温烟气辐射放热强烈，高温烟气进入空室后迅速辐射放热降温，到达第一烟道空烟道5上部后转向180℃进入第二烟道6。此时烟气温度已经降低几百度，粉尘粘接性大为降低，转向时可使烟气中的粉尘通过重力惯性落入第二烟道下部，定期除去。第一烟道空烟道5为空腔结构，烟气完全通畅，绝对避免了堵塞的可能，任何情况下不需要运行中清灰。第二烟道6及第三烟道7中由于烟气温度已经降低，粉尘粘接性降低，根据计算需要，可布置管屏式受热面，管子均为垂直布置，其间距为避免积灰搭桥，间距均在200毫米以上。考虑到可进一步减少积灰，可在第二烟道6和第三烟道7的上部炉顶膜式壁8上，设计有一定数量的清灰管9，操作空间保证可以人工用清灰杆进行受热面运行中清灰。