CN107894177A - 一种甲醛生产余热综合利用系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种甲醛生产余热综合利用系统，包括甲醛生产尾气余热利用装置，设置在甲醛生产氧化器出口连接管内的氧化余热利用装置，和连接尾气余热利用装置与氧化余热利用装置的蒸汽包，其中所述蒸汽包通过管路连接园区供汽管网并向供气管网输送高压蒸汽。本发明充分利用了甲醛生产过程产生的多余热量，主要通过改造尾气处理装置，改变原有尾气锅炉只能提供与生产系统蒸汽压力相当的供汽方式，通过余热利用系统提高温度、提高蒸汽产量使尾锅蒸汽达到与园区供汽公司生产的蒸汽压力一致，解决因蒸汽压力差距较大并网困难的问题。
Description
技术领域
本发明涉及甲醛生产领域，特别指一种对甲醛生产过程产生的余热进行综合利用并对尾气处理装置进行工艺改造的甲醛生产余热综合利用系统。
背景技术
目前，传统甲醛生产中，把氧化炉和尾锅产生的蒸汽进行并网后仅供自己生产使用，蒸汽压力基本都在0.4MPa以内，多余的尾气直接燃烧后放空，生产过程多余热水和蒸汽往往是当做废水、废气直接排放，造成热资源的浪费。假如将传统甲醛生产尾气装置向外单位提供蒸汽，则只能够输出0.4MPa以内的蒸汽，与园区供汽公司生产的蒸汽压力(1.0MPa)相差太大，造成并网的困难。
发明内容
本发明的目的是针对背景技术中存在的缺点和问题加以改进和创新，提供一种既能合理利用甲醛生产中的余热，又可提供高压蒸汽的甲醛生产余热综合利用系统。
本发明的技术方案是构造一种包括甲醛生产尾气余热利用装置，设置在甲醛生产氧化器出口连接管上的氧化余热利用装置，和连接甲醛生产尾气余热利用装置与氧化余热利用装置的蒸汽包的甲醛生产余热综合利用系统，其中所述蒸汽包通过管路连接园区供汽管网并向供气管网输送高压蒸汽。
在其中一个实施例中，所述的尾气余热利用装置为尾气处理器，包括由下至上依次设置的燃烧室、余热锅炉、尾气预热室、空气换热室和短节，其中：所述余热锅炉、尾气预热室和空气换热室内设置有列管，且各列管与燃烧室连通，并输送燃烧室产生的高温气体与列管外流经介质完成热交换；所述的燃烧室、余热锅炉、尾气预热室和空气换热室上设置有供尾气或空气进、出的连接口。
优选的，所述的燃烧室设置在余热锅炉的底端，该燃烧室的侧壁设置有连接空气换热室的热空气入口，和连接尾气预热室的尾气入口，该燃烧室上还设置有防爆口和甲醇入口。
优选的，所述的余热锅炉设置在尾气预热室与燃烧室之间，所述余热锅炉内部均匀的分布有蒸汽段列管，所述余热锅炉的外壁设置有连接蒸汽包底部的水进口，设置有连接蒸汽包上部的蒸汽出口，还设置有排污口。
进一步的，所述的水进口设在余热锅炉外壁一侧下端，所述的蒸汽出口设在余热锅炉外壁一侧上端，所述的排污口设置在余热锅炉外壁另一侧下端。
优选的，所述的尾气预热室设置在余热锅炉与空气换热室之间，所述尾气预热室内部均匀的分布有尾气预热列管，所述尾气预热室的外壁设置有连接甲醛生产尾锅的尾气进口，和设置有连接燃烧室的预热尾气出口，其中所述尾气进口设于尾气预热室外壁一侧的上部，所述预热尾气出口设于尾气预热室外壁一侧的下部。
优选的，所述的空气换热室设置在尾气预热室与短节之间，所述空气换热室内部均匀的分布有空气预热列管，所述空气换热室的外壁设置有引入助燃空气的空气进口，和设置有连接燃烧室的热空气出口，其中所述空气进口设于空气换热室外壁一侧的上部，所述热空气出口设于空气换热室外壁一侧的下部。
优选的，所述的列管均为无缝钢管。
在其中一个实施例中，所述的氧化余热利用装置包括设置在甲醛生产氧化器出口连接管内的加热盘管，且该加热盘管一端连接软水，另一端连接在蒸汽包下部。
在其中一个实施例中，所述蒸汽包与园区供汽管网的连接管路上设置有单向阀和流量计。
本发明的优点及有益效果：
本发明主要通过改造尾气处理装置，改变原有自产自用模式，把尾锅蒸汽送至园区供汽管网，实现向外输送蒸汽供园区各企业使用。而且还通过工艺改造，改变原有尾气锅炉只能提供与生产系统蒸汽压力(0.4MPa)相当的供汽方式，通过余热利用系统提高温度、提高蒸汽产量使(汽包输送出的)尾锅蒸汽达到与园区供汽公司生产的蒸汽压力一致，解决因蒸汽压力差距较大并网困难的问题。
本发明把甲醛生产过程产生的多余热量充分利用，变废为宝；利用余热来进一步提高产汽温度提升蒸汽压力，满足用户需求。本发明充分利用了甲醛生产过程产生的多余热量，使所在园区供汽公司燃煤的使用量大量减少，达到了节能减排的效果。另外，通过工艺技术改造，实现了低压系统向所在园区高压蒸汽系统输出蒸汽的新突破，带来了巨大的经济效益。
附图说明
图1是本发明系统框图。
图2是本发明尾气处理器结构示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的首选实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被认为是“设置”或“连接”在另一个元件上，它可以是直接设置或连接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。
除非另有定义，本文中所使用的所有的技术和科学术语与本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施目的，不是旨在于限制本发明。
实施例：
如图1所示，本甲醛生产余热综合利用系统包括连接甲醛生产尾锅的甲醛生产尾气余热利用装置即图示尾气处理器，设置在甲醛生产氧化器出口连接管上的氧化余热利用装置，和连接尾气余热利用装置与氧化余热利用装置的蒸汽包。其中蒸汽包通过管路连接园区供汽管网并向供气管网输送高压蒸汽。如图所示，蒸汽包与园区供汽管网的连接管路上设置有单向阀7和流量计8。
如图1所示，氧化余热利用装置包括设置在甲醛生产氧化器出口连接管内的加热盘管6，且该加热盘管一端连接软水，另一端连接在蒸汽包下部。
如图2所示，尾气余热利用装置是由下至上依次设置的燃烧室1、余热锅炉2、尾气预热室3、空气换热室4和短节5(烟囱)组成的一尾气处理器。余热锅炉2、尾气预热室3和空气换热室4内设置有列管，所述的列管均为无缝钢管。且各列管与燃烧室1连通，并输送燃烧室1产生的高温气体与列管外流经介质完成热交换；燃烧室1、余热锅炉2、尾气预热室3和空气换热室4上设置有供尾气或空气进、出的连接口。
实施时，首先订制设计压力1.2MPa的尾气处理器。通过安装蒸汽管道把尾气处理器蒸汽包与园区供汽管网相连，并安装单向截流阀、蒸汽流量计等相应的辅助设施。氧化器出口温度一般在120～150℃，通过工艺改造，在氧化器出口与1#吸收塔的连接管内安装加热盘管，加热盘管进口端与水泵出口管道相连，盘管出口端与蒸汽包连接，利用氧化器出口热量先对冷水进行加热后再进入到蒸汽包内。
甲醛生产正常时，氧化器出口温度在120～150℃左右，进入蒸汽包的冷水经过连接管内的加热盘管时进行热交换，被加热到80℃以上。另外，尾锅生产尾气温度在90～100℃左右，尾气接入尾气处理器进一步换热，鼓入尾气处理器内的常温空气也进行加热，加热后的尾气和空气均接入燃烧室参与燃烧，有效提高了产汽温度，也提高了尾气处理器产汽效率，最终使蒸汽压力达到1.0Mpa以上，满足与园区蒸汽管网进行并网的条件。蒸汽压力达到1.0Mpa后从蒸汽包顶部蒸汽管道经计量后输送至园区蒸汽管网。
当甲醛生产开机正常后，打开蒸汽输送阀门与园区供汽管网并网，开始向外输送蒸汽，通过单向截流阀避免了外部蒸汽压力过高时造成蒸汽的反流。
上述尾气处理器各组成部分的具体连接关系及工作原理：
具体的，如图2所示，燃烧室1设置在余热锅炉2的底端。燃烧室1的侧壁设置有连接空气换热室4热空气出口4-3的热空气入口1-1。燃烧室1的侧壁设置有连接尾气预热室3的预热尾气出口3-3的尾气入口1-2。该燃烧室1上还设置有防爆口1-3和甲醇入口1-4。接入的高温尾气和空气在燃烧室1内燃烧后放出大量热，热量首先经蒸汽段列管2-1，使余热锅炉2内的水受热蒸发成蒸汽，蒸汽从蒸汽出口中2-3出来后进入蒸汽包上部。
具体的，如图2所示，余热锅炉2设置在尾气预热室3与燃烧室1之间。余热锅炉2内部均匀的分布有蒸汽段列管2-1进行热交换。余热锅炉2的外壁设置有连接蒸汽包底都的水进口2-2，且该水进口2-2设在余热锅炉2外壁一侧下端。余热锅炉2的外壁设置有连接蒸汽包上部的蒸汽出口2-3，且蒸汽出口2-3设在余热锅炉2外壁一侧上端。余热锅炉2外壁另一侧下端还设置有排污口2-4。余热锅炉2的水进口2-2与蒸汽包底部相连相通，冷水(软水)经过氧化器连接管内加热盘管6被加热后直接进入尾锅汽包底部，再接入余热锅炉2加热产生高压蒸汽。
具体的，如图2所示，尾气预热室3设置在余热锅炉2与空气换热室4之间。尾气预热室3内部均匀的分布有尾气预热列管3-1进行热交换。尾气预热室3的外壁设置有连接甲醛生产尾锅的尾气进口3-2，且尾气进口3-2设于尾气预热室3外壁一侧的上部。尾气预热室3的外壁设置有连接燃烧室1的尾气入口1-2的预热尾气出口3-3，且预热尾气出口3-3设于尾气预热室3外壁一侧的下部。生产尾气经过水封处理后，从尾气进口3-2进入尾气预热室3内与600-700多度的炉膛气进行热交换，被加热后的尾气从预热尾气出口3-3出来，最终从尾气处理器底部尾气入口1-2进入燃烧室1炉膛内燃烧。
具体的，如图2所示，空气换热室4设置在尾气预热室3与短节5之间。空气换热室4内部均匀的分布有空气预热列管4-1进行热交换。空气换热室3的外壁设置有引入助燃空气的空气进口4-2，且该空气进口4-2设于空气换热室4外壁一侧的上部。空气换热室3的外壁设置有连接燃烧室1热空气入口1-1的热空气出口4-3，且该热空气出口4-3设于空气换热室4外壁一侧的下部。风机将空气从空气进口4-2引入，进入空气换热室4内与100多度的烟道气进行热交换，被加热后的热空气从热空气出口4-3流出，最后从热空气入口1-1进入燃烧室1助燃。
本余热利用系统，改变了原有尾气处理器只能提供与生产系统蒸汽压力(0.4MPa)相当的供汽方式，利用氧化器出口热量对进入尾气处理器的冷水进行预热，利用燃烧烟道气对生产尾气和空气进行预热，同时订制1.0MPa以上的尾气处理器使所产生的蒸汽压力达到1.0MPa以上，实现了低压系统向所在园区高压蒸汽系统输出蒸汽的新突破，产生了巨大的经济效益。
本发明所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行的描述，并非对本发明构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域中工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。
Claims (10)
1.一种甲醛生产余热综合利用系统，其特征在于包括：
甲醛生产尾气余热利用装置，设置在甲醛生产氧化器出口连接管内的氧化余热利用装置，和连接甲醛生产尾气余热利用装置与氧化余热利用装置的蒸汽包，其中所述蒸汽包通过管路连接园区供汽管网并向供气管网输送高压蒸汽。
2.根据权利要求1所述的甲醛生产余热综合利用系统，其特征在于所述的甲醛生产尾气余热利用装置为尾气处理器，包括由下至上依次设置的燃烧室、余热锅炉、尾气预热室、空气换热室和短节，其中：
所述余热锅炉、尾气预热室和空气换热室内设置有列管，且各列管与燃烧室连通，并输送燃烧室产生的高温气体与列管外流经介质完成热交换；
所述的燃烧室、余热锅炉、尾气预热室和空气换热室上设置有供尾气或空气进、出的连接口。
3.根据权利要求2所述的甲醛生产余热综合利用系统，其特征在于所述的燃烧室设置在余热锅炉的底端，该燃烧室的侧壁设置有连接空气换热室的热空气入口，和连接尾气预热室的尾气入口，该燃烧室上还设置有防爆口和甲醇入口。
4.根据权利要求2所述的甲醛生产余热综合利用系统，其特征在于所述的余热锅炉设置在尾气预热室与燃烧室之间，所述余热锅炉内部均匀的分布有蒸汽段列管，所述余热锅炉的外壁设置有连接蒸汽包底部的水进口，设置有连接蒸汽包上部的蒸汽出口，还设置有排污口。
5.根据权利要求4所述的甲醛生产余热综合利用系统，其特征在于所述的水进口设在余热锅炉外壁一侧下端，所述的蒸汽出口设在余热锅炉外壁一侧上端，所述的排污口设置在余热锅炉外壁另一侧下端。
6.根据权利要求2所述的甲醛生产余热综合利用系统，其特征在于所述的尾气预热室设置在余热锅炉与空气换热室之间，所述尾气预热室内部均匀的分布有尾气预热列管，所述尾气预热室的外壁设置有连接甲醛生产尾锅的尾气进口，和设置有连接燃烧室的预热尾气出口，其中所述尾气进口设于尾气预热室外壁一侧的上部，所述预热尾气出口设于尾气预热室外壁一侧的下部。
7.根据权利要求2所述的甲醛生产余热综合利用系统，其特征在于所述的空气换热室设置在尾气预热室与短节之间，所述空气换热室内部均匀的分布有空气预热列管，所述空气换热室的外壁设置有引入助燃空气的空气进口，和设置有连接燃烧室的热空气出口，其中所述空气进口设于空气换热室外壁一侧的上部，所述热空气出口设于空气换热室外壁一侧的下部。
8.根据权利要求2所述的甲醛生产余热综合利用系统，其特征在于所述的列管均为无缝钢管。
9.根据权利要求1所述的甲醛生产余热综合利用系统，其特征在于所述的氧化余热利用装置包括设置在甲醛生产氧化器出口连接管内的加热盘管，且该加热盘管一端连接软水，另一端连接在蒸汽包下部。
10.根据权利要求1所述的甲醛生产余热综合利用系统，其特征在于所述的蒸汽包与园区供汽管网的连接管路上设置有单向阀和流量计。
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