硫磺回收裝置被廣泛應用到煉油化工、天然氣、煤炭化工等領域。隨著近年來環境形勢的日益嚴峻以及人們環保意識的增強,國家頒布了更加嚴格的污染物排放標準,對硫磺回收裝置尾部煙氣SO2的排放控制要求也相應提高,硫磺回收裝置排放煙氣濕法脫硫技術(如鈉堿法等)得到了廣泛地應用,對于該技術路線,有下列問題需要解決:
(1) 未凈化煙氣(以下稱原煙氣)入口溫度較高,濕法脫硫汽液接觸過程需要大量水分,新鮮水補給量需求較大。
(2) 脫硫塔出口凈化煙氣(以下稱凈煙氣)溫度較低(~60℃),后續管道、閥門、風機及原系統現有煙囪在尾氣排放過程中面臨硫酸低溫露點腐蝕風險。
(3) 不利于煙氣擴散的氣象條件下,煙囪周圍會有小液滴產生(煙囪雨),煙囪頂部有大白煙現象。
為解決上述問題,現有技術采用煙氣-煙氣換熱器,用原煙氣加熱凈煙氣,以降低原煙氣溫度,提升凈煙氣的排放溫度。但在運行過程中,該換熱器的換熱管低溫區域始終處于煙氣的酸露點溫度以下,換熱器的腐蝕失效嚴重影響了裝置煙氣的達標排放,也影響了煙氣換熱器后系統及設備的安全。
“帶前置加熱裝置組合式硫磺回收煙氣換熱器技術”有效地克服了現有技術的不足,在不影響硫磺回收以及煙氣脫硫主工藝流程、操作參數的情況下,有效降低了進入脫硫設施的原煙氣溫度,同時,凈煙氣溫度升高至指定溫度。與現有技術單一的煙氣-煙氣換熱器不同,本技術通過特殊的前置加熱裝置和煙氣-煙氣換熱器協調配合,使煙氣-煙氣換熱器管壁溫度越過煙氣酸露點,直接處在露點溫度以上,避免了換熱器設備的露點腐蝕。
本技術已獲授權專利(專利號:ZL 202020886311.3)。
在換熱設備低溫區域,本技術采用了南京圣諾熱管有限公司開發出的新型柔性金屬搪瓷材料專利技術防腐(專利號:ZL2013 1 0016433.1),對設備的防腐起到雙重保護作用。
綜上,采用“帶前置加熱裝置組合式硫磺回收煙氣換熱器技術”,能夠確保煙氣-煙氣換熱器安全長效運行,為裝置尾部煙氣的達標排放及裝置系統長周期穩定運行奠定了基礎。
先進性闡述:
帶前置加熱裝置組合式硫磺回收煙氣換熱器技術,具有下列先進性:
(1) 本技術不影響硫磺回收及煙氣脫硫主工藝流程,采用本技術后,煙氣-煙氣換熱器的換熱管始終處于酸露點以上,解決了現有技術單一的煙氣-煙氣換熱器受低溫腐蝕困擾的問題,確保了設備的安全運行。
(2) 本技術采用熱管換熱技術,同時原煙氣與凈煙氣間采用特殊的密封結構,既實現了原煙氣-凈煙氣的高效換熱,又確保了原煙氣、凈煙氣腔室間的密封效果,避免了原煙氣竄入凈煙氣而影響裝置煙氣達標排放。
(3) 熱管基管外設置翅片以強化傳熱,通過調整翅片的結構參數,有效地調節熱管換熱的熱流密度,并與前置加熱裝置的配合,能有效地控制換熱管壁溫。熱管換熱器管束由數根熱管元件組成,每根熱管元件獨立運行,少量熱管破損或失效不影響設備正常使用。
(4) 當硫磺回收裝置工況發生變化,煙氣流量及溫度波動時,可以通過調節前置加熱裝置的負荷,調整熱管煙氣換熱器凈煙氣側入口溫度,確保低溫側熱管的壁溫高于煙氣酸露點溫度。
(5) 前置加熱裝置與煙氣-煙氣換熱器組合結構緊湊、合理,其結構型式方便脫硫裝置的工藝規劃與設備布置。
(6) 通過設置吹灰器,有效解決設備積灰的問題,確保煙氣換熱器穩定運行。
(7) 該換熱器技術,既實現了原系統尾部煙道、煙囪及相關設備的安全利用,又有效消除了煙囪頂部白煙現象。同時,降低進入脫硫塔的原煙氣溫度,節約了新鮮水補給,也減少了煙氣體積量。
(8) 該換熱器技術中的新型柔性金屬搪瓷是在普通搪瓷的基礎上,運用流態化粉碎動力學原理, 加入具有抗腐蝕性能的金屬元素,微尺度下其表面活性提高,并與助熔化合物之間形成牢固的化學吸附和化學鍵合狀態,形成聚合物顯著提高了該金屬搪瓷的強度、柔韌性、耐蝕性(耐水、油、酸、堿、鹽)、耐溫性及抗結垢性等多種特殊功能,采用該防腐技術,為本技術所述煙氣換熱器的安全穩定運行提供了雙重保護作用。
案例分享:
目前,帶前置加熱裝置組合式硫磺回收煙氣換熱器技術已在多家煉廠成功工業應用。
案例:遼寧某公司
2018年“中國石油某公司硫磺回收煙氣排放達標項目煙氣換熱器”項目中,首次采用了此新型的帶前置加熱裝置組合式硫磺回收煙氣換熱器,自開車以來,設備運行穩定可靠,各項性能指標符合設計要求,設備低溫部位有效防止了低溫酸露點腐蝕,凈煙氣升溫效果顯著,消除了煙囪的白色煙羽現象,濕法脫硫工段節水效果明顯。同時,得益于本設備的穩定運行,硫磺回收裝置環保升級改造時保留利舊的尾部煙道、設備及煙囪等,能夠安全使用,運行完好。
本技術的采用,為該項目裝置尾部煙氣的達標排放及裝置系統長周期穩定運行提供了有力的支撐,獲得了業主的高度認可。
設計工況(最大負荷) :
關于南京圣諾熱管有限公司:
南京圣諾熱管有限公司是以熱管、翅片管、無切削軋制管等高效傳熱元件技術研發和制造為核心,以節能裝備制造為基礎,集研發、設計、制造、工程總承包為一體,專業從事工業節能降耗、余熱發電、脫硫脫硝等環保工程總承包、合同能源管理等環保事業,并始終致力于工業領域能量回收與利用的國際化工程公司。
經過40多年的學術研究與專業探索,南京圣諾成為“國家熱管技術研究推廣中心”唯一依托單位,是國家熱管標準主要起草單位,擁有數十項國家專利等自主知識產權,并承擔系列國家科技支撐計劃項目及國際合作課題,多次榮獲國家、省部級獎勵。公司堅定奉行“關注顧客、超越期望”的服務理念,以熱管技術為核心的節能減排裝備及系統在工業能量回收利用工程、工業企業節能減排系統優化工程、余熱回收利用及發電工程、高效石化加熱爐工程、高能耗電爐、轉爐、廢棄物焚燒余熱回收系統環保工程及青藏鐵路、公路凍土安全工程中均有應用,業務覆蓋美國、俄羅斯、印度、韓國、巴西、土耳其及東南亞等國家和地區。公司將始終秉承“達致中和、道承聖業”的經營理念,不斷以“效益型環保”的節能減排技術和產品竭誠服務全球客戶。
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