焚烧炉含二氧化硫废气余热回收利用装置

523 编辑：中冶有色技术网来源：中国联合工程有限公司

2023-12-27 15:29:45

权利要求书： 1.一种焚烧炉含二氧化硫废气余热回收利用装置，其特征在于：包括高温废气入口系统、废热交换系统、出口废气输送系统、热补偿系统、给水系统、蒸汽输送系统、阀门仪表系统、排污系统和排空系统；高温废气入口系统包括高温切换阀和入口废气烟道，高温切换阀安装在入口废气烟道上；出口废气输送系统包括出口废气烟道和电动挡板门，电动挡板门安装在出口废气烟道上；废热交换系统包括废热锅炉，入口废气烟道与废热锅炉的进气口连接，出口废气烟道与废热锅炉的出气口连接；热补偿系统包括补偿管道和高温补偿阀；高温补偿阀安装在补偿管道上，补偿管道一端与出口废气烟道连接，另一端与废热锅炉的进气口连接；给水系统包括给水管道和给水调节阀组；给水调节阀组安装在给水管道上，给水管道与废热锅炉的进水口连接；蒸汽输送系统包括蒸汽输送管道和蒸汽调节阀组；蒸汽调节阀组安装在蒸汽输送管道上，蒸汽输送管道与废热锅炉的蒸汽出口连接；阀门仪表系统包括废气入口温度热电偶、废气出口温度热电偶、给水管道压力变送器、远程控制液位计、就地液位计、锅筒压力变送器和安全阀；安全阀安装在废热锅炉上，废气入口温度热电偶安装在废热锅炉的进气口处，废气出口温度热电偶安装在废热锅炉的出气口处；排污系统包括排污管路、排污气动阀组和排污扩容器；废热锅炉的排污口通过排污管路与排污扩容器连接；排污气动阀组安装在排污管路上；排空系统包括排空管道和排空气动阀组和消声器；

排空管道与废热锅炉的排空口连接，排空气动阀组安装在排空管道上。

2.根据权利要求1所述的焚烧炉含二氧化硫废气余热回收利用装置，其特征在于：所述的出口废气输送系统还包括金属膨胀节，金属膨胀节安装在出口废气烟道上。

3.根据权利要求1所述的焚烧炉含二氧化硫废气余热回收利用装置，其特征在于：所述的远程控制液位计包括平衡容器和电接点水位计，平衡容器和电接点水位计安装在废热锅炉上，并沿废热锅炉的锅筒中心线左右对称布置。

4.根据权利要求3所述的焚烧炉含二氧化硫废气余热回收利用装置，其特征在于：所述的就地液位计包括双色水位计和板式水位计，双色水位计与平衡容器串联，板式水位计与电接点水位计串联。

5.根据权利要求1所述的焚烧炉含二氧化硫废气余热回收利用装置，其特征在于：所述的安全阀为全启式弹簧安全阀。

6.根据权利要求3所述的焚烧炉含二氧化硫废气余热回收利用装置，其特征在于：所述的阀门仪表系统还包括给水管道压力变送器和锅筒压力变送器；所述的给水管道压力变送器分别与锅筒平衡容器和给水调节阀组连接；锅筒压力变送器与废热锅炉连接。

7.根据权利要求1所述的焚烧炉含二氧化硫废气余热回收利用装置，其特征在于：所述的排空系统还包括消声器；排空管道一端与热锅炉的排空口连接，另一端与消声器连接。

说明书：焚烧炉含二氧化硫废气余热回收利用装置技术领域[0001] 本实用新型涉及一种焚烧炉含二氧化硫废气余热回收利用装置，属于化工行业的硫磺回收领域。背景技术[0002] 化工行业用于硫磺回收的气化车间硫回收系统中超级克劳斯段的尾气和液硫池排出的气体含有微量的H2S和其他硫化物，把这两股气体引入焚烧炉进行焚烧，将气体中的H2S和其他硫化物转为二氧化硫，通过此炉燃烧后尾气温度达到800℃，二氧化硫浓度大约3500mg/m3。

[0003] 随着国家环保力度的加强，二氧化硫的排放越来越严格，不允许无组织排放，需要将焚烧炉尾气集中收集并统一处理，但是高温废气存在传输困难及热能浪费的情况，急需新的设备来进行有效回收热能、余热利用，并安全的将含二氧化硫废气输送至较远区域的脱硫系统中集中处理。实用新型内容

[0004] 本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计合理、节能、安全可靠、操作简单、投资成本低、效果明显的焚烧炉含二氧化硫废气余热回收利用装置。[0005] 本实用新型解决上述问题所采用的技术方案是：一种焚烧炉含二氧化硫废气余热回收利用装置，其特征在于：包括高温废气入口系统、废热交换系统、出口废气输送系统、热补偿系统、给水系统、蒸汽输送系统、阀门仪表系统、排污系统和排空系统；高温废气入口系统包括高温切换阀和入口废气烟道，高温切换阀安装在入口废气烟道上；出口废气输送系统包括出口废气烟道和电动挡板门，电动挡板门安装在出口废气烟道上；废热交换系统包括废热锅炉，入口废气烟道与废热锅炉的进气口连接，出口废气烟道与废热锅炉的出气口连接；热补偿系统包括补偿管道和高温补偿阀；高温补偿阀安装在补偿管道上，补偿管道一端与出口废气烟道连接，另一端与废热锅炉的进气口连接；给水系统包括给水管道和给水调节阀组；给水调节阀组安装在给水管道上，给水管道与废热锅炉的进水口连接；蒸汽输送系统包括蒸汽输送管道和蒸汽调节阀组；蒸汽调节阀组安装在蒸汽输送管道上，蒸汽输送管道与废热锅炉的蒸汽出口连接；阀门仪表系统包括废气入口温度热电偶、废气出口温度热电偶、给水管道压力变送器、远程控制液位计、就地液位计、锅筒压力变送器和安全阀；安全阀安装在废热锅炉上，废气入口温度热电偶安装在废热锅炉的进气口处，废气出口温度热电偶安装在废热锅炉的出气口处；排污系统包括排污管路、排污气动阀组和排污扩容器；废热锅炉的排污口通过排污管路与排污扩容器连接；排污气动阀组安装在排污管路上；排空系统包括排空管道和排空气动阀组和消声器；排空管道与废热锅炉的排空口连接，排空气动阀组安装在排空管道上。

[0006] 本实用新型所述的出口废气输送系统还包括金属膨胀节，金属膨胀节安装在出口废气烟道上。[0007] 本实用新型所述的远程控制液位计包括平衡容器和电接点水位计，平衡容器和电接点水位计安装在废热锅炉上，并沿废热锅炉的锅筒中心线左右对称布置。[0008] 本实用新型所述的就地液位计包括双色水位计和板式水位计，双色水位计与平衡容器串联，板式水位计与电接点水位计串联。[0009] 本实用新型所述的安全阀为全启式弹簧安全阀。[0010] 本实用新型所述的阀门仪表系统还包括给水管道压力变送器和锅筒压力变送器；所述的给水管道压力变送器分别与锅筒平衡容器和给水调节阀组连接；锅筒压力变送器与废热锅炉连接。

[0011] 本实用新型所述的排空系统还包括消声器。排空管道一端与热锅炉的排空口连接，另一端与消声器连接。[0012] 本实用新型与现有技术相比，具有以下优点和效果：[0013] 1.节能，可把余热充分利用。整套装置运行过程不需要任何动力设备，无耗能运行，并将热能有效利用转化为可利用的饱和蒸汽。[0014] 2.安全可靠，操作简单。整套装置的温度、压力、液位均可远程监控，通过远程传输信号来判断所需执行的操作，调整各调节阀、气动阀的开启，调整锅筒内的压力、水位及进出口废气的温度。[0015] 3.投资成本低。整套装置的核心设备为废热锅炉，是一种典型换热设备，均为模块化设计，结构简单，维修几率低。[0016] 4.效果明显。通过本装置的协同作用，实现了含二氧化硫的高温气体集中治理，减少无组织排放。附图说明[0017] 图1为本实用新型实施例的结构示意图。具体实施方式[0018] 下面结合附图并通过实施例对本实用新型作进一步的详细说明，以下实施例是对本实用新型的解释而本实用新型并不局限于以下实施例。[0019] 参见图1，本实用新型实施例包括高温废气入口系统、废热交换系统、出口废气输送系统、热补偿系统、给水系统、蒸汽输送系统、阀门仪表系统、排污系统和排空系统。[0020] 高温废气入口系统包括高温切换阀1.1和入口废气烟道1.2；高温切换阀1.1安装在入口废气烟道1.2上。打开高温切换阀1.1，废气经过多层保温材料进行保温的入口废气烟道1.2进入到热交换系统，其中入口废气烟道1.2的保温为内层采用60mm厚耐火浇注料，外层30mm厚硅酸铝纤维板，并用钩钉固定；高温切换阀1.1的阀板至少采用耐高温的310S材料。入口废气烟道1.2内废气流速10-15m/s。[0021] 出口废气输送系统包括出口废气烟道2.1、电动挡板门2.2、多个金属膨胀节2.3。电动挡板门2.2和金属膨胀节2.3均安装在出口废气烟道2.1上。出口废气烟道2.1采用耐腐蚀的ND钢，流速15-20m/s；金属膨胀节2.3采用316L。

[0022] 废热交换系统包括废热锅炉3.1，通过废热锅炉3.1来完成热交换，其内部结构模块化，方便组装。入口废气烟道1.2与废热锅炉3.1的进气口连接。出口废气烟道2.1与废热锅炉3.1的出气口连接，将热交换后的低温废气输送至集中脱硫处理系统中。废热锅炉3.1采用模块化，由锅炉本体、进出口烟箱、外包保温组成；其中锅炉本体由Q245R的锅壳，20的螺纹烟管组成。[0023] 热补偿系统包括补偿管道4.1和高温补偿阀4.2。高温补偿阀4.2安装在补偿管道4.1上。补偿管道4.1一端与出口废气烟道2.1连接，另一端与废热锅炉3.1的进气口连接。补偿管道4.1采用不锈钢2520，并采用外保温。

[0024] 给水系统包括给水管道5.1和给水调节阀组5.2。给水调节阀组5.2安装在给水管道5.1上。给水管道5.1与废热锅炉3.1的进水口连接，将123℃除盐水补给到废热锅炉中通过热交换制成蒸汽。[0025] 蒸汽输送系统包括蒸汽输送管道6.1和蒸汽调节阀组6.2。蒸汽调节阀组6.2安装在蒸汽输送管道6.1上。蒸汽输送管道6.1与废热锅炉3.1的蒸汽出口连接，将废热锅炉中产生的压力在0.7 1.3Mpa的饱和蒸汽及时输送到蒸汽管网。~

[0026] 阀门仪表系统包括废气入口温度热电偶7.1、废气出口温度热电偶7.2、给水管道压力变送器7.3、远程控制液位计、就地液位计、锅筒压力变送器7.8和安全阀7.9，其中远程控制液位计包括平衡容器7.4和电接点水位计7.7，就地液位计包括双色水位计7.5和板式水位计7.6，平衡容器7.4和电接点水位计7.7安装在废热锅炉3.1上，并沿废热锅炉3.1的锅筒中心线左右对称布置。双色水位计7.5与平衡容器7.4串联，板式水位计7.6与电接点水位计7.7串联，保证远传和就地均可监测废热锅炉3.1锅筒内液位。安全阀7.9为全启式弹簧安全阀，且为两个，均安装在废热锅炉3.1上，起跳压力分别是废热锅炉工作压力的1.04倍和1.06倍。废气入口温度热电偶7.1安装在废热锅炉3.1的进气口处，废气出口温度热电偶7.2安装在废热锅炉3.1的出气口处。给水管道压力变送器7.3分别与锅筒平衡容器7.4和给水调节阀组5.2连接。锅筒压力变送器7.8与废热锅炉3.1连接。废气入口温度热电偶7.1的测温区间为0-1000℃，废气出口温度热电偶7.2的测温区间0-400℃。

[0027] 排污系统包括排污管路8.1、排污气动阀组8.2和排污扩容器8.3。排污扩容器8.3的进、入口均不设置阀门，底部排液口设置U型弯水封结构，高度高于扩容器内最低液位高。废热锅炉3.1的排污口通过排污管路8.1与排污扩容器8.3连接。排污气动阀组8.2安装在排污管路8.1上。排污系统让废热锅炉运行过程中可以一直和定期排放含有油污或水垢的废水，保证废热锅炉的正常运行。

[0028] 排空系统包括排空管道9.1、排空气动阀组9.2和消声器9.3。排空管道9.1一端与废热锅炉3.1的排空口连接，另一端与消声器9.3连接。排空气动阀组9.2安装在排空管道9.1上。

[0029] 本实用新型的工作过程如下：[0030] （1）热交换过程：将高温切换阀1.1和电动挡板门2.2打开，让含二氧化硫的硫回收系统焚烧炉800℃左右尾气通过入口废气烟道1.2进入到废热锅炉3.1的前烟箱，而后进入均匀分布的20#钢螺纹管内与锅筒内的123℃除盐水进行热交换，以使锅筒内产生蒸汽和螺纹管内的废气降温至300℃以内。降温的废气经由废热锅炉3.1的后烟箱，再由出口废气烟道2.1传输至集中脱硫处理系统中；锅筒内的蒸汽由蒸汽输送管道6.1送入蒸汽管网。这样就完成了一个热交换过程，达到了余热利用的目的。[0031] （2）温控过程：利用废气入口温度热电偶7.1和废气出口温度热电偶7.2远程传输信号，判断系统运行状况。当废气入口温度热电偶7.1检测到的废气温度高于900℃则提出警告，降低降低入口废气温度，同时，当废气出口温度热电偶7.2检测到的废气温度高于300℃，也需降低入口废气温度；当废气出口温度热电偶7.2检测到的废气温度低于250℃时则升高入口废气温度，如果还无法调整到理想温度时，打开高温补偿阀4.2，入口废气烟道1.2中的尾气一部分通过补偿管道4.1直接进入出口废气烟道2.1来提高出口废气烟道2.1中的废气问题，确保废气温度高于酸露点，避免腐蚀；同时，通过调整高温补偿阀4.2的开度来调整出口废气烟道2.1中的废气的温度。[0032] （3）压控过程：利用给水管道压力变送器7.3和锅筒压力变送器7.8远程传输信号，调整给水流量、锅筒压力及蒸汽流量。当锅筒压力变送器7.8输送信号显示锅筒压力低于0.7MPa时，将蒸汽调节阀组6.2开度调小，减小蒸汽输出，同时给水调节阀组5.2开度变大，略微提高废热锅炉3.1液位。当锅筒压力变送器7.8输送信号显示锅筒压力低于1.2MPa时，将蒸汽调节阀组6.2开度慢慢调大，直至压力正常。若锅筒压力变送器7.8输送信号突然变大，无法及时调整时，则安全阀7.9逐级打开泄压，确保锅筒安全。如若安全阀7.9失效，则排空气动阀组9.2开启放空泄压，防止锅筒压力过高。

[0033] （4）液位控制过程：采用平衡容器7.4、双色水位计7.5、板式水位计7.6、电接点水位计7.7四种液位计来控制锅筒液位，其中平衡容器7.4和电接点水位计7.7是远程控制液位计，双色水位计7.5和板式水位计7.6为就地液位计，如此可以远程就地同时监控锅筒液位。当液位到高高位时，平衡容器7.4和电接点水位计7.7会报警，关闭给水调节阀组5.2，如果仍无法调节，可开启废热锅炉3.1的排水系统气动阀，降低液位；当液位计到高位时，平衡容器7.4和电接点水位计7.7报警提示减小给水调节阀组5.2开度；当液位到低位时，平衡容器7.4和电接点水位计7.7报警提示加大给水调节阀组5.2开度；当液位到低低位时，平衡容器7.4和电接点水位计7.7报警，减小蒸汽调节阀组6.2开度，并将给给水调节阀组5.2开度到100%。[0034] 此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本实用新型结构所作的举例说明。凡依据本实用新型专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效变化或者简单变化，均包括于本实用新型专利的保护范围内。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本实用新型的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。