薄管板分段陽極保護不鏽鋼管殼式濃硫酸冷卻塔的製作方法

2023-06-04 03:58:41

專利名稱：薄管板分段陽極保護不鏽鋼管殼式濃硫酸冷卻塔的製作方法
技術領域：
本發明涉及化工機械設備，特指一種薄管板分段陽極保護不鏽鋼管殼式 濃硫酸冷卻塔。
背景技術：
目前硫酸生產系統中所使用的"陽極保護不鏽鋼管殼式濃硫酸冷卻器" 是一種定管板式換熱器，如圖1所示。它是由殼程和管程所組成，殼成走濃 硫酸，流經由進口酸管、殼程筒體內側(兩個薄管板內側之間)與換熱管束 管間和折流板、出口酸管所組成的酸流道，它們的材質均為不鏽鋼。管程走 冷卻水，流經由進口水管、出口水管、左水箱平蓋水側、右水箱平蓋水側、 左水箱筒體內側、右水箱筒體內側、帶法蘭的左管板水側，帶法蘭的右管板 水側和換熱管束管內側所組成的水流道，它們的材質除後三者為不鏽鋼外其 它均為碳鋼。熱濃硫酸的冷卻是這樣進行的，從乾燥塔底流出來的乾燥酸或 吸收塔底流出來的吸收酸，流經冷卻器的殼程，與換熱管束管外壁流動接觸, 把熱量傳遞給換熱管束管外壁，使熱濃硫酸的酸溫降低至符合乾燥工藝或吸 收工藝的要求，再送至乾燥塔或吸收塔，作為乾燥或吸收操作使用，如此反 復進行。由涼水塔送來的冷卻水，流經冷卻器的管程，與換熱管束管內壁流 動接觸，把換管束管外壁經管壁傳來的熱量吸收，使水溫升高，再送往涼水 塔降溫後，返回冷卻器再作為冷卻用水，如此反覆進行。
這種濃硫酸冷卻器的換熱管壁很薄，在沒有採取任何保護措施的情況下， 運行約半年就被腐蝕穿漏，但當採用陽極保護技術對殼程與濃硫酸接觸的不
鏽鋼表面進行保護以後，換熱管的使用壽命可以提高約20倍，因此冷卻器應 成為"陽極保護不鏽鋼管殼式濃硫酸冷卻器"。這種濃硫酸冷卻器的使用壽命 長，這行安全可靠，對保證硫酸生產的正常運行起到了重要的保證作用。但 是，還存在如下問題當換熱管被腐蝕穿漏而使濃硫酸冷卻器報廢的時候， 比換熱管厚15倍以上，還能使用多年的帶法蘭的管板也一同被報廢，這是一
種較大的損失。

發明內容
本發明的目的是提供一種改進的薄管板分段陽極保護不鏽鋼管殼式濃硫 酸冷卻塔，以解決傳統的濃硫酸冷卻器存在的大量使用不鏽鋼，導致的濃硫 酸冷卻器的設備投資費用高和報廢損失大等技術問題。
本發明所述的薄管板分段陽極保護不鏽鋼管殼式濃硫酸冷卻塔，它是由 殼程，管程和陽極保護部件所組成一個獨立的運行單元，所述殼程的筒體兩
端連接有屬於管程部分的水箱筒體；在位於殼程的筒體兩端內壁，通過焊接 固定管板，形成固定換熱管束及殼程兩端的密封裝置；所述管板位於殼程的筒體兩端內壁的外沿內側，所述殼程的筒體與水箱筒體採用焊接密封連接； 由上述的兩個或若干個獨立的運行單元串聯，按溫度的高低，分成單個或多 個數量相等或不等的高溫段、低溫段運行系統。
所述各個串聯獨立的運行單元的殼程長度根據需要設置成不同的長度。
所述的管板採用十幾毫米厚度的薄管板。
本發明的優點和積極效果1、用薄管板替普通帶法蘭的管板，可以節約 70-80%的不鏽鋼材料和相應的加工費；2、殼程筒體和水箱筒體採用焊接連接 替法蘭連接，可以節約兩個碳鋼法蘭和相應的加工費；3、多臺分高、低溫段 的冷卻系統，高溫段的運行單元較其他段的運行單元易提前損壞報廢，僅需 單獨更換該段的運行單元即可，因此降低了報廢成本。


圖1是傳統的陽極保護不鏽鋼管殼式濃硫酸冷卻器。 圖2是本發明的陽極保護不鏽鋼管殼式濃硫酸冷卻器。 圖3是本發明多段串聯繫統的連接結構示意圖。
具體實施例方式
本發明的具體實施方式
參見附圖。
本發明是是由殼程，管程和陽極保護部件所組成，殼程走濃硫酸，流經 由進口酸管，出口酸管，左薄管板酸側，右薄管板酸側，殼程筒體內側，換 熱管束管間和折流板所組成的酸流道，它們的材質均為不鏽鋼，管程走卻水， 流經由進口水管，出口水管，左水箱平蓋水側，右水箱平蓋水側，左水箱筒 體內側，右水箱筒體內側，左薄管板水測，右薄管板水側和換熱管束管內側 所組成的水流道，以及布置在殼側的陽極保護部件，它們的材質除後四者為 不鏽鋼外其它均為碳鋼。
圖1是目前硫酸生產系統中所使用的"陽極保護不鏽鋼管殼式濃硫酸冷 卻器"的結構示意圖。它是由殼程、管程和陽極保護系統所組成。殼程走濃 硫酸流經由進口酸這(52)，出口酸管(51)、帶法蘭的左管板(41)酸側， 帶法蘭的右管板(42)酸側、殼程筒體(60)內側，換熱管束(80)管間和 折流板(111)組成的濃硫酸流酸流道，加上置於殼程中的陽極保護裝置(101， 102)，它們的材質均為不鏽鋼。管程走冷卻水，流經由進口水管(31)、出口 水管(32)、左水箱平蓋(11)水側、右水箱平蓋(12)水側、左水箱筒體(71) 內側，右水箱筒體(72)內側，帶法蘭的左管板(41)水側、帶法蘭的右管 板(42)水側和換熱管束(80)管內側組成的水流道，它們的材質除後三者 主不鏽鋼外其他均為碳鋼，與濃硫酸和水均不接觸的左水箱法蘭(21)和右 水箱法蘭(22)的材質均為碳鋼。
圖2是本發明所設計的適用於乾燥酸和普通吸收酸的一種"薄管板分段陽 極保護不鏽鋼管殼式濃硫酸冷卻塔"的結構示意圖。它是由殼程、管程和陽極 保護系統所組成，殼程走濃酸，流經進口酸管52、出口酸管51、薄管板91酸側、右薄管板92酸側、殼程筒體60內側、換熱管束80管間和折流板111 組成的濃硫酸流道，加上置於殼程中的陽極保護裝置101、 102，它們的材質 均為不鏽鋼。管程走冷卻水，流經由進口水管31、出口水管32、左水箱平蓋 ll水側、右水箱平蓋12水側、左水箱筒體71內側。右水箱筒體72內側、左 薄管板91水側、右薄管板92水側和換熱管束80管內側組成的水流道，它們 的材質除後三者為不鏽鋼外其他均為碳鋼。與濃硫酸和水均不接觸的左水箱 法蘭21和右水箱法蘭22的材質均為碳鋼。
本發明新設計以節約不鏽鋼材料和碳鋼材料的技術方案如下-
1. 新設計採用十幾毫米左右厚度的薄管板91、 92代替法蘭的普通管板 41、 42，並將薄管板91、 92焊入殼程筒體60兩端內壁內，所述薄管板位於 殼程的筒體60兩端內壁的外沿內，預留出的外沿部分供與水箱體71、 72對 焊連接。薄管板91、 92用不鏽鋼的重量僅為帶法蘭的普通管板41、 42所用 的不鏽鋼重的20-30%，可以節約70-80%的不鏽鋼材料和相應的加工費。
2. 新設計將殼程筒體60與水箱筒體71、 72的連接方式由左水箱法蘭23 和左管板法蘭41、右水箱法蘭和右管板法蘭42的螺栓緊固連接改為殼程筒體 60與水箱筒體71、 72直接焊接連接，可以節約兩個水箱法蘭23、 24材料和 相應的加工費。
本發明組成串聯繫統時，按溫度的高、低分割為高溫段、低溫段，兩段 等長或不等長。高溫段和低溫段可以僅由兩臺串聯構成，參見圖3的連接結
構。在更高溫的情況下，若高溫段和低溫段有足夠的長度，則還可以將高溫 段和低溫段再由多臺獨立運行單元串聯後使用。所述各個串聯獨立的運行單 元的殼程長度根據需要設置成不同的長度。
權利要求
1、一種薄管板分段陽極保護不鏽鋼管殼式濃硫酸冷卻塔，它是由殼程，管程和陽極保護部件所組成一個獨立的運行單元，所述殼程的筒體兩端連接有屬於管程部分的水箱筒體；其特徵在於在位於殼程的筒體兩端內壁，通過焊接固定管板，形成固定換熱管束及殼程兩端的密封裝置；所述管板位於殼程的筒體兩端內壁的外沿內側，所述殼程的筒體與水箱筒體採用焊接密封連接；由上述的兩個或若干個獨立的運行單元串聯，按溫度的高低，分成單個或多個數量相等或不等的高溫段、低溫段運行系統。
2、 如權利要求1所述的一種所述的薄管板分段陽極保護不鏽鋼管殼式濃 硫酸冷卻器，其特徵在於所述各個串聯獨立的運行單元的殼程長度根據需 要設置成不同的長度。
3、 如權利要求1所述的一種所述的薄管板分段陽極保護不鏽鋼管殼式濃 硫酸冷卻器，其特徵在於管板採用十幾毫米厚度的薄管板。
全文摘要
本發明公開了一種薄管板分段陽極保護不鏽鋼管殼式濃硫酸冷卻塔，它是由殼程，管程和陽極保護部件所組成一個獨立的運行單元，所述殼程的筒體兩端連接有屬於管程部分的水箱筒體；其特徵在於在位於殼程的筒體兩端內壁，通過焊接固定管板，形成固定換熱管束及殼程兩端的密封裝置；所述管板位於殼程的筒體兩端內壁的外沿內側，所述殼程的筒體與水箱筒體採用焊接密封連接；由上述的兩個或若干個獨立的運行單元串聯，按溫度的高低，分成單個或多個數量相等或不等的高溫段、低溫段運行系統。本發明可以解決傳統的濃硫酸冷卻器存在的大量使用不鏽鋼，導致的濃硫酸冷卻器的設備投資費用高和報廢損失大等技術問題。
文檔編號C01B17/00GK101526318SQ20091013570
公開日2009年9月9日 申請日期2009年4月27日 優先權日2009年4月27日
發明者王淑貞, 龍學義 申請人:龍學義