石油化工中加熱爐余熱回收

1980年我國(guó)臺(tái)小型工業(yè)試驗(yàn)氣-氣熱管換熱器在南京某廠加熱爐的煙氣余熱回收試驗(yàn)中試運(yùn)轉(zhuǎn)成功。該熱管換熱器的試運(yùn)轉(zhuǎn)成功，為大型工業(yè)運(yùn)行奠定了基礎(chǔ)。

目前我國(guó)石油化工的大型加熱爐煙氣余熱回收絕大部分都采用了熱管換熱器，并取得了很好的效果。值得注意的是，近年來(lái)許多加熱爐的燃料改用重油或渣油，由于油品的含硫量不一，對(duì)熱管換熱器的設(shè)計(jì)帶來(lái)了困難。此外，不同地區(qū)的氣候條件也是設(shè)計(jì)中應(yīng)該注意的問(wèn)題。

下面舉出一個(gè)在石油化工生產(chǎn)中使用熱管技術(shù)節(jié)能的典型實(shí)例如下。

某廠針對(duì)某石化企業(yè)的原蒸餾常減壓爐空氣預(yù)熱器系統(tǒng)存在設(shè)備老化、泄多、檢修困難、熱效率低等問(wèn)題，特別是目前加工進(jìn)口高含硫需要進(jìn)行配套改造，采用了分離式熱管油-氣換熱器。

不同管線、不同溫度和壓力的常二線、常三線油分別流經(jīng)分離式熱管換熱器的加熱段，其加熱段結(jié)構(gòu)形式類(lèi)似于固定管板式換熱器熱流體油走殼程，管程為熱管工質(zhì)，分離式熱管換熱器的冷凝段為翅片管束換熱器，需要加熱的空氣流經(jīng)管外，管內(nèi)通過(guò)上升管與下降管與下部換熱器的管程相連，形成工質(zhì)循環(huán)回路。當(dāng)管內(nèi)具有一定真空度后，在位差的作用下，熱管內(nèi)部的工質(zhì)不斷吸收熱流體油所放出的熱量，通過(guò)蒸發(fā)至冷凝段冷凝，源源不斷的把熱量傳至冷凝段加熱翅片管外的空氣。其特點(diǎn)是加熱段與冷凝段可以相互獨(dú)立。這樣在運(yùn)行過(guò)程中，即使某一單元發(fā)生意外泄漏，也只是這一小單元作為熱管傳熱失效，不影響其他單元的換熱，一般情況下也無(wú)需停車(chē)檢修。以往大部分的分離式熱管換熱器都是采用一種熱流體同時(shí)加熱兩種或兩種以上的冷流體，冷、熱流體間多為氣-氣換熱形式，然而，將兩種或兩種以上的不同熱流體（液體）來(lái)加熱冷流體（氣體），目前尚不多見(jiàn)。迄今為止該裝置已連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)十余年，目前仍在運(yùn)行中。

鹽酸工業(yè)中鹽酸合成爐余熱回收

鹽酸合成爐是用作和氫氣混合燃燒反應(yīng)的設(shè)備，和氫氣經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)呐浔仍跔t內(nèi)燃燒反應(yīng)得到HCl氣體。燃燒的溫度可達(dá)1000℃以上，高溫HCl氣體有強(qiáng)烈的腐蝕性。工業(yè)實(shí)踐表明，高溫HCl氣體對(duì)設(shè)備的腐蝕主要來(lái)自游離氯，游離氯越多，腐蝕性越強(qiáng)。試驗(yàn)表明，干燥240℃時(shí)，對(duì)碳鋼的腐蝕速度為零。當(dāng)達(dá)到285℃時(shí)，對(duì)碳鋼的腐蝕速度陡增至10195g/(m3?h)，理論上如果使HCl中游離氯含量為零，并保持設(shè)備表面溫度為240℃，則既可回收熱量，又可延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命，但實(shí)際上工業(yè)操作條件經(jīng)常受到各種外界影響，不可能保證這種條件。然而熱管組成的設(shè)備卻可相當(dāng)程度地接近這種條件。

什么是低溫腐蝕

煙氣中水蒸汽的溫度是不高的，一般約為40~60度，但如果煙氣中含有SO3，則與水蒸汽形成硫酸蒸汽，使煙氣的溫度大大提高，稱(chēng)為酸。（如煙氣中硫酸蒸汽濃度為10%時(shí)，酸升高至190度）。燃料中的硫在燃燒時(shí)與氧化合形成SO2，其中有小部分再被氧化，生成SO3。由于空氣預(yù)熱器下部的煙氣溫度不高，壁溫經(jīng)常低于煙氣。煙氣中的硫酸蒸汽就開(kāi)始凝結(jié)在預(yù)熱器受熱面上造成硫酸腐蝕。同時(shí)，凝結(jié)的硫酸粘附飛灰，并與受熱面上的積灰起化學(xué)反應(yīng)，引起積灰硬化，形成以硫酸鈣為基質(zhì)的水泥狀物質(zhì)，嚴(yán)重的積灰導(dǎo)致傳熱性能下降，又使管壁溫度降低，凝結(jié)的酸液更多，這樣就使預(yù)熱器的積灰與腐蝕越加嚴(yán)重，造成嚴(yán)重的腐蝕與堵灰。低溫腐蝕常發(fā)生在空氣預(yù)熱器上，但是當(dāng)燃料含硫量較高，過(guò)量空氣系數(shù)較大時(shí)，導(dǎo)致煙氣中SO3含量較多，酸較高，在遇到給水溫度較低的情況時(shí)，省煤器也有可能發(fā)生低溫腐蝕。