除盐换热器的制作方法

1.本实用新型涉及化工环保技术领域，具体涉及除盐换热器。


背景技术：

2.我国是染料生产和使用第一大国，近年来我国染料生产量和使用量都占到世界的70％以上，染料以及染料中间体生产过程中都会产生大量的废硫酸，上述废硫酸提浓后除了含有70％以上的硫酸外，还含有有机物和各种硫酸盐和氯化物，例如硫酸钠、硫酸钾、氯化钠、氯化钾等，极难处理。国内常用的处理方法包括：中和、氧化、萃取、吸附等，但上述方法都普遍存在回收率低，二次污染严重等缺点，无法进行彻底的处理。
3.cn106629630a提出了一种含盐废硫酸的裂解工艺，通过对含盐废硫酸进行高温裂解，然后通过余热锅炉和空气预热器对高温烟气进行余热回收，然后将烟气送入后续制酸系统生产成品硫酸，由于染料废酸中含有较高浓度的盐类，上述盐类在裂解炉内生成了液态熔盐，熔盐液滴随裂解烟气夹带到后续余热锅炉和空气预热器等换热系统中，大量熔盐附着在换热管壁和管道上形成固态盐类，堵塞余热锅炉换热管，还会造成余热锅炉换热管穿孔，带来安全隐患，甚至装置停车。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是为了克服现有技术存在的裂解烟气中含盐量高，导致裂解烟气在换热过程中堵塞管道、甚至导致装置停车的技术问题，提供一种除盐换热器。
5.为了实现上述目的，本实用新型提供一种除盐换热器，包括换热器i段和换热器ii段，所述换热器i段的顶端和换热器ii段的顶端通过连接段连通，所述换热器i段的底端和换热器ii段的底端通过排盐管连通；
6.所述换热器i段由内至外依次包括：第一换热内管和第一换热外管，所述第一换热内管的底部设有第一烟气进口，所述第一换热外管的顶部设有第一空气出口，所述第一换热外管的底部设有第一空气进口；
7.所述换热器ii段由内至外依次包括：第二换热内管和第二换热外管，所述第二换热内管的底部设有第二烟气出口，所述第二换热外管的顶部设有第二空气进口，所述第二换热外管的底部设有第二空气出口；
8.所述换热器i段和所述换热器ii段内各自独立的设有熔盐分离装置，所述熔盐分离装置选自格栅板、蜂窝板、波纹板和高压放电装置中的至少一种。
9.优选地，所述第一换热内管内设有熔盐分离模块，所述熔盐分离模块包括若干个沿第一换热内管轴向间隔布置的分离板。
10.优选地，所述分离板内填充有规整填料或散堆填料。
11.优选地，所述规整填料选自格栅板、蜂窝板和波纹板中的至少一种。
12.优选地，所述换热器i段内还设有若干个沿其轴向间隔布置的第一扰流板，所述第一扰流板的一端焊接在所述第一换热外管内壁上。
13.优选地，所述第二换热内管内设有若干根沿其轴向并列布置的高压放电装置。
14.优选地，所述高压放电装置包括阳极管和设置在所述阳极管内的阴极线。
15.优选地，所述换热器ii段内还设有若干个沿其轴向间隔布置的第二扰流板，所述第二扰流板的一端焊接在所述第二换热外管的内壁上。
16.优选地，所述换热器i段的底端设有与所述换热器i段连通的前烟箱，所述换热器ii段的底端设有与所述换热器ii段连通的后烟箱，所述前烟箱与所述后烟箱通过排盐管连通；所述前烟箱的底端、所述后烟箱的底端或所述排盐管的底面的至少一个上设有排净孔。
17.优选地，所述前烟箱的底面具有1
‰‑
10
‰
的坡度。
18.优选地，所述排盐管的底面具有1
‰‑
10
‰
的坡度。
19.优选地，所述后烟箱的底面具有1
‰‑
10
‰
的坡度。
20.优选地，所述前烟箱内设有第一耐蚀层。
21.优选地，所述后烟箱的内壁上还设有第二耐蚀层。
22.优选地，所述换热器i段还包括设置在所述第一换热外管外的第一保温层。
23.优选地，所述换热器ii段还包括设置在所述第二换热外管外的第二保温层。
24.通过上述技术方案，本实用新型中，除盐换热器能够在换热的同时充分去除粒径≤50μm的液态盐滴，其中ⅰ段换热器3对含盐烟气中的熔盐去除率达到80％以上(单是ⅰ段)，ⅱ段换热器4的熔盐对第一烟气中的熔盐去除率达到90％以上(单是ⅱ段)，除盐换热器两段总的除盐效率达到98％以上，能够在换热的同时进行熔盐分离，解决了后续换热设备及管道的熔盐堵塞问题，实现了废硫酸中盐类的分离和回收利用。
附图说明
25.图1是根据本实用新型一实施方式的除盐换热器的结构示意图；
26.图2是根据本实用新型一实施方式的换热器i段的a-a面剖视图；
27.图3是根据本实用新型一实施方式的换热器ii段的b-b面剖视图。
28.附图标记说明
29.31、第一换热内管
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32、第一换热外管
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33、第一保温层
30.34、熔盐分离模块
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35、第一扰流板
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36、第一烟气进口
31.37、前烟箱
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38、第一空气进口
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39、第一空气出口
32.310、排净孔
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311、溢流堰
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312、排盐管
33.316、第一耐蚀层
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320、第一检修孔
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41、第二换热内管
34.42、第二换热外管
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43、第二保温层
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45、第二扰流板
35.46、第二烟气出口
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47、第二空气出口
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48、第二空气进口
36.410、阳极管
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411、阴极线
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413、后烟箱
37.420、第二检修孔
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416、第二耐蚀层
具体实施方式
38.以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。
39.在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常
是指参考附图所示的上、下、左、右；“内、外”通常是指相对于各部件本身的轮廓的内外；“远、近”通常是指相对于各部件本身的轮廓的远近。
40.图1是根据本实用新型一实施方式的除盐换热器的结构示意图，如图1所示，所述除盐换热器包括换热器i段3和换热器ii段4，所述换热器i段3的顶端和换热器ii段4的顶端通过连接段9连通。
41.所述换热器i段3由内至外依次包括：第一换热内管31和第一换热外管32，所述第一换热内管31的底部设有第一烟气进口36，所述第一换热外管32的顶部设有第一空气出口39，所述第一换热外管32的底部设有第一空气进口38；
42.所述换热器ii段4由内至外依次包括：第二换热内管41和第二换热外管42，所述第二换热内管41的底部设有第二烟气出口46，所述第二换热外管42的顶部设有第二空气进口48，所述第二换热外管42的底部设有第二空气出口47；
43.所述换热器i段3和所述换热器ii段4内各自独立的设有熔盐分离装置，所述熔盐分离装置选自格栅板、蜂窝板、波纹板和高压放电装置中的至少一种。
44.在本实用新型的一些优选实施方式中，在换热器i段3中，含盐烟气走内管，空气走外管，具体地，所述换热器i段3由内至外依次包括：第一换热内管31、第一换热外管32，所述第一换热内管31的底部设有第一烟气进口36，所述第一换热外管32的顶部设有第一空气出口39，所述第一换热外管32的底部设有第一空气进口38，用于将含盐烟气与空气进行换热，得到第一烟气、第二热空气和液态熔盐。
45.图2是根据本实用新型一实施方式的换热器i段的a-a面剖面图；如图2所示，在本实用新型的一些优选实施方式中，所述第一换热内管31内设有熔盐分离模块34，所述熔盐分离模块34包括若干个沿第一换热内管31轴向间隔布置的分离板，所述分离板内填充有规整填料或散堆填料，优选为规整填料；进一步优选地，所述规整填料选自格栅板、蜂窝板和波纹板中的至少一种，最优选为格栅板或蜂窝板。
46.为了提高所述熔盐分离模块34的耐盐耐腐蚀性，所述熔盐分离模块34的材质优选为耐腐蚀材料，最优为碳化硅陶瓷或耐酸陶瓷。
47.为了提高所述换热器i段3的换热效率，优选条件下，所述换热器i段3内还设有若干个沿其轴向间隔布置的第一扰流板35，所述第一扰流板35的一端焊接在所述第一换热外管32内壁上。在上述优选条件下，所述第一扰流板35能够对第一空气进行扰动，提高含盐烟气与第一空气的换热效率。进一步地优选地，所述第一扰流板35交错间隔的布置在换热器i段3内，在该优选条件下，能够进一步增加含盐烟气和第一空气的换热效率。
48.根据本实用新型，优选条件下，所述第一扰流板35为半圆形，在该优选条件下，能够进一步提高含盐烟气和第一空气的换热效率。
49.通过在第一换热内管31内设置熔盐分离模块34能够捕集含盐烟气中的大粒径熔盐液滴，使含盐烟气中熔盐的去除率达到80％以上。
50.含盐烟气与空气进行换热得到的第一烟气经连接段9进入所述换热器ii段4的第二换热内管41内，具体地，换热器ii段4中，烟气走内管，空气走外管，具体地，所述换热器ii段4由内至外依次包括：第二换热内管41、第二换热外管42以及第二保温层43，所述第二换热内管41的底部设有第二烟气出口46，所述第二换热外管42的顶部设有第二空气进口48，所述第二换热外管42的底部设有第二空气出口47；用于将所述第一烟气与第三空气进行换
热，得到第二烟气、第四热空气和熔盐。
51.图3是根据本实用新型一实施方式的换热器ii段的剖面图；如图3所示，在本实用新型的一些优选实施方式中，含盐烟气在第一换热内管31经换热和熔盐分离后，大粒径的熔盐液滴被截留，小粒径的熔盐液滴仍然夹带在所述第一烟气中，为了将所述小粒径的熔盐液滴与第一烟气进行分离，优选条件下，所述第二换热内管41内设有若干根沿轴向并列布置的高压放电装置，所述高压放电装置能够放电形成电场，从而对带电的熔盐液滴进行捕集，提高除熔盐效率，优选条件下，所述高压放电装置包括阳极管410和设置在所述阳极管410内的阴极线411，带电的熔盐液滴在电场作用下吸附、汇集在所述阳极管410的表面，并最终沿所述阳极管410流入换热器ii段4的底端。
52.为了提高电场对带电的熔盐液滴的捕集效率和熔盐分离效率，优选条件下，所述阳极管410的内径≥100mm，优选为100-250mm，更优选为150-200mm。
53.为了提高所述阳极管的耐盐耐腐蚀性，优选条件下，所述阳极管的410的材质为导电碳化硅。
54.为了提高所述换热器ii段4的除熔盐效率，优选条件下，所述换热器ii段4内还设有若干个沿其轴向间隔布置的第二扰流板45，所述第二扰流板45的一端焊接在所述第二换热外管42的内壁上；进一步地优选地，所述第二扰流板45交错间隔的布置在换热器ii段4内。
55.根据本实用新型，优选条件下，所述第二扰流板45为半圆形，在该优选条件下，能够进一步提高第一烟气的换热效率。
56.在本实用新型的一些优选实施方式中，为了使换热器i段3和换热器ii段4中分离的熔盐能够排出所述除盐换热器中，所述前烟箱37的底端、所述后烟箱413的底端或所述排盐管17的底面的至少一个上设有排净孔310，用于将熔盐分离得到的液态熔盐排出所述除盐换热器；优选地，所述排净孔310设置在所述前烟箱37的底端。
57.根据本实用新型，为了汇集在所述前烟箱37底部和所述后烟箱413底部的液态熔盐能够顺利排出所述除盐换热器，优选地，所述前烟箱37的底面具有1
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的坡度，优选为2
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；优选地，所述排盐管17的底面具有1
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10
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的坡度，优选为2
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；优选地，所述后烟箱413的底面具有1
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10
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的坡度，优选为2
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；更优选地，所述前烟箱37的底面、所述排盐管17的底面和所述后烟箱413的底面在同一平面上，且所述前烟箱37底面的最低点低于所述后烟箱413底面的最低点。
58.在本实用新型的一些优选实施方式中，所述排净孔310的上方设有溢流堰311，用于使分离得到的液态熔盐均匀溢出所述除盐换热器，同时溢流堰311也能够防止换热器i段3和换热器ii段4内的烟气短路。
59.根据本实用新型，优选条件下，为了提高所述前烟箱37和后烟箱413的耐腐蚀性，优选条件下，所述前烟箱37内设有第一耐蚀层316；优选地，所述后烟箱413的内壁上还设有第二耐蚀层416；优选地，所述排盐管17的内壁上设有耐蚀层；进一步优选地，所述第一耐蚀层316和所述第二耐蚀层416的材质各自独立选自电熔刚玉或铬刚玉。
60.本实用新型中，为了提高所述第一保温层33和所述第二保温层43的保温性能和耐腐蚀性能，优选条件下，所述第一保温层33和所述第二保温层43的材质各自独立的选自硅酸铝、硅酸镁和硅酸钙中的至少一种，优选为硅酸镁纤维毯。
61.优选条件下，所述除盐换热器的管程压降≤1kpa，在该管程压降范围内，既能够满足系统对设备压降的要求，也不会对废酸裂解系统的负压环境产生影响，能够保证系统的稳定运行。
62.根据本实用新型，优选条件下，所述第一换热外管32和所述第二换热外管42的材质各自独立的选自碳钢和/或不锈钢，例如可以是q245r钢材或321不锈钢；所述第一换热内管33和所述第二换热内管43的材质各自独立的为碳化硅。
63.为了便于检修，优选条件下，所述前烟箱37的底面设有第一检修孔320和/或所述后烟箱413的底面设有第二检修孔420。
64.本实用新型中，除盐换热器能够在换热的同时充分去除粒径≤50μm的液态盐滴，其中ⅰ段换热器3对含盐烟气中的熔盐去除率达到80％以上(单是ⅰ段)，ⅱ段换热器4的熔盐对第一烟气中的熔盐去除率达到90％以上(单是ⅱ段)，除盐换热器两段总的除盐效率达到98％以上，能够在换热的同时进行熔盐分离，解决了后续换热设备及管道的熔盐堵塞问题，实现了废硫酸中盐类的分离和回收利用。
65.以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于此。在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本实用新型所公开的内容，均属于本实用新型的保护范围。