硫磺制酸装置中冷换热器的改造.pdf

周杨． 硫磺制酸装置中冷换热器的改造 ·1 1 5 · 硫磺制酸装置中冷换热器的改造 周杨 ( 上海海陆昆仑高科技工程有限公司) 1 装置及冷换热器简介 该装置是一套3 0 0k t ／a 硫磺制酸装置，“3 + l ”两转两吸工艺流程，生产9 8 ．5 ％H 2 S O 自 2 0 0 4 年9 月份一次性投产成功，除几次有计划临 时停产检修外，至今一直平稳运行 该装置的冷换热器设计面积：12 7 2m 2 ，结构为 立式、列管、4 通道两段换热器，壳体和管子均为碳 钢在碳钢壳里包含有9 7 8 根82 3 0m m 长、5 1n l m 外径的无缝钢管，壳体内径约为5 1 5l ' n n l 冷换热器的管程接受转化器三段出口气体， 冷却后送省煤器进一步冷却后送一吸塔冷换热 器的壳程接受一吸塔出来的气体，加热后送热换 热器在顶部和底部管板以及壳体接管一侧均设 置了人孔 2 装置及冷换热器现状分析 、 2 ．1 腐蚀 2 0 0 5 年1 0 月2 5 日停车检修发现，冷换热器 壳程进1 5 17 根管子已被腐蚀烂穿，其它附近的管 子也已不同程度地被腐蚀，原因是来自第一吸收 塔的低温气体的低温腐蚀，当低负荷时运行温度 只有6 0 c C ( 设计为8 2 ℃) ，平时巡检时，该部分气 体在进冷换热器壳程前冷凝酸较多。

冷换热器腐蚀穿管使来自转化三段的小部分 高温气体从管程串人来自第一吸收塔的低温气 体，这是造成整个装置转化率不高的原因之一 2 ．2 换热面积不足 · 装置自开车以来，发现转化器三段、四段的进 口温度不好控制冷换热器管程烟气出口温度偏 高而壳程出口烟气偏低，其壳程调节副线全部关 闭，进转化四段的气体温度总是达不到设计温度， 原因是冷换热器面积不够温度对硫酸装置来说 是个很重要的数据，特别是转化，只有在一定的温 度下才能达到最高的转化率因此换热面积不足 也是造成转化率不高的重要因素冷换热器进出 口温度和转化率数据列于表1 表1改造前冷换热器进出口温度和转化率数据 3 冷换热器改造方案 为了能彻底解决腐蚀与换热面积不够的问 题，经研究提出如下解决方案： 在冷换热器和省煤器3B 之间增加一台热管 换热器( 换热面积10 0 0m 2 ) ，同时将冷换热器壳 程烟气进口位置的换热管堵住5 0 根左右，目的是 防止该部分已腐蚀的换热管导致烟气串气 如此改造后，热管换热器及冷换热器的总有 效换热面积将大于20 0 0m 2 ，根据计算，完全能满 足工艺的需要此外，热管换热器可以将一吸塔 ·11 6 ·2 0 0 6 年全国硫酸工业技术交流会论文集 出口6 0 ℃的烟气加热到1 3 0 ℃左右进冷换热器， 彻底杜绝冷换热器的低温腐蚀问题。

· 热管换热器为水平结构( 内换热管倾斜 1 0 0 ) ，高温换热侧为来自冷换热器管程出1 2 1 的烟 气，由上向下，经省煤器3B 后进一吸塔，低温换热 侧为来自一吸塔出口的烟气，由下向上，进入冷换 热器壳程，高低温侧的烟气在热管换热器内通过 倾斜的热管进行换热热管换热器设置在省煤器 3B 上面冷换热器改造方案流程图见图1 4 冷换热器改造效果 改造后的系统阻力大约增加1 ．3k P a ，根据实 际操作数据分析，装置可以接受表2 为改造后 冷换热器进出口温度和转化率数据 来自冷换 去一吸塔 图1 改造后的冷换热器 表2改造后冷换热器进出1 ：2 温度和转化率数据 来 改造后的转化四段进口温度基本上达到设计 要求而且冷换热器没有腐蚀现象发生，设备及整 个装置运行稳定，系统转化率达到9 9 ．8 5 ％ 5 结束语 ．通过对冷换热器的处理，希望给大家提供一 点参考，同时希望在类似的问题上可以得到业内 专家的进一步指点，以便得到更好的处理方法。