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经分析研究(见表1),采用4台空心环壳管式换热器代替6台管式换热器为最佳方案。
(2) 我厂a换热器自投运以来已更换4次,a换热2次,更换1次,均因酸性污泥腐蚀堵塞严重而被迫更换。由于采用结垢管,层流底层较薄,管内传热系数往往大于管外,管内温度可大于100℃,使支管烟气中的酸雾不结块;经处理后,优化钢结构,提高抗氧化性和耐腐蚀性,延长使用寿命;低温换热器(如换热器)迎风侧设有不锈钢护板,同时设计冷凝酸排放装置,有效地保护了设备,解决了低温换热器的耐酸腐蚀问题。
(3) 采用大间隙、低流动阻力的空心环支撑传热管束,提高滞流底层的紊流强度,促进界面对流换热,降低传热阻力,充分发挥强化传热的强化效果为了有效避免各种壳体支撑对流体阻力形成的不利影响,在低流动阻力条件下获得了较高的传热性能。与传统挡板(开度为30%)支架相比,阻力小,无气流死角,挡板表面不易产生空气粉尘堆积,提高了换热器的利用率,增加了产量,降低了吨酸能耗。
(4) 采用壳程进出气体的周向分布,使换热器进出气体的分布更加均匀。同时,由于采用了周向进气,壳程进气沿壳程通过夹套降低了气体流量,减小了对管道的冲刷。管外的传热膜系数与管内的传热膜系数相差不大,所以进气段管壁的金属温度在内外气体中,金属壁温度高,不易结垢,以防止冷凝酸的产生。同时,大大外墙保温计算规则图示提高了换热器的耐腐蚀性能,延长了换热器的使用寿命。22空心环管换热器的应用特点
(1) 由于空心环管壳式换热器传热系数大,投资成本低,在相同条件下,同规模机组的换热面积大大减小,设备体积小,效率高。无论是新建硫酸装置,还是旧换热器,设备一次性投资可减少30%以上。另外,由于换热器面积的减少,原来的两个系列换热器可以换成一个换热器,简化了工艺,减少了占地面积。可大大降低换热器保温及连接管道的投资。保温材料采用Ah800复合硅酸盐保温毡,保温厚度仅为150 mm(原200 mm),可大大提高企业获得的直接效益。
(2) 该装置可降低电阻,节能降耗效果显著。硫酸装置采用d32511离心风机送风。风机风量与系统阻力成线性函数关系,阻力减小,风量成比例增大。与原换热器相比,设计的空心环管壳式换热器的阻力降低了1230pa,可提高风量和硫酸产量。
表2数据表明:(1)新换热器热平衡效果好,1×2×吸收塔入口烟气温度提高150℃以上,改变了2×吸收塔入口烟气温度过低,易冷凝成酸的情况,使换热器腐蚀严重,大大延长了换热器的使用寿命。(2) 当变频风机电流恒定时,进口压力下降1~2KPa,出口压力下降4~5kpa,风机功耗降低20%~30%。(3) 吨酸电耗比以前降低44.3kwh。1-10月硫酸产量25680t,电价按0.4元/kWh计算。月平均电费45.51万元,年节约电费54.6万元。节省电费的主要原因是改造系统实现了自热平衡,电炉可以关停,说明换热设计和保温效果良好。(4) 转化率提高2-5个百分点,二氧化硫排放达到国家排放标准。(5) 与改造前相比,日产量增加15-20t,按190.7元计算,年效益约100万元/吨。