热管技术在硫酸生产中的应用

于海波

摘 要：众所周知，在硫酸生产过程中存在大量的余热资源，他们具有非常高的利用价值。与此同时，余热资源具有高温、高腐蚀性、不可回收等特点。但是，随着热管这一新型换热元件的诞生、发展和完善 ，热管技术提升了余热资源的利用价值，并且在各大领域取得了惊人的成就，尤其是使用热管技术提高余热资源耐低温腐蚀的性能。因此，在本文中我们主要探讨热管技术在硫酸生产中的应用。

关键词：热管技术;硫酸;应用

引言：

硫酸是一种非常活泼的强酸，它能和大部分金属发生化学反应，可以说硫酸是非常重要的化工原料。生产硫酸的主要原料包括硫铁矿、硫磺以及冶炼烟气，因此它具有强烈的腐蚀性和氧化性。在生产硫酸过程中会产生大量的余热，其中包括60%以上的超高温余热，为了对余热资源进行有效回收和利用，我们可以使用热管技术，提高硫酸生产中热能的利用率，为生产单位带来巨大的经济效益。

一、热管技术的特点

在生产硫酸过程中使用的热管，一般情况下是一个封闭的管道，在圆管内壁具有许多层毛细物质，它们构成了吸液芯，吸液芯中充满了一定量的液体，热管处于一种负压状态。热管凭借着其热阻极小、导热率极高的优势，广泛应用于我国各大工业领域。热管主要有以下几点特点：1.体积小、结构紧凑、压力小、传热率高;2.无运动件、使用时间久、故障少、便于施工以及维修;3.若出现故障，不必停车检修，对生产无较大的影响;4.布置灵活，适合老厂改造;5.便于远距离换热;6.可根据热流变换原理调整热管两侧的传热面积以控制管内蒸气温度 ，从而控制管壁温度以防露点腐蚀;7.分离式热管换热器可实现远距离换热 ，故特别适合于两种流体相互接触易发生危险的场合等。

二、热管技术在硫酸生产中的应用

（一）有效地回收沸腾焙烧炉内的余热资源

一般情况下沸腾焙烧炉内的温度达到900℃左右，硫铁矿、硫磺以及冶炼烟气会产生强放热反应，为了提高生产硫酸效率必须要保持900℃，为了维持该温度必须要导出多余的热量。但是沸腾焙烧炉内的换热条件非常恶劣，不仅高温、高腐蚀性、高矿尘磨削率，而且換热元件非常容易破损。然而利用热管技术能够有效地解决沸腾焙烧炉内存在的问题，为回收余热资源提供有利条件。热管技术在沸腾层中能够吸热并且沿着整个炉膛高度以辐射的方式吸热 ，不仅可以降低沸腾焙烧炉的出口温度，还可以减轻废热锅炉的负荷。

（二）有效地回收沸腾焙烧炉内的矿渣余热

如今，我国沸腾焙烧炉排渣基本上都是使用回转筒外喷水的方法。但是，该方法既损失了大量的热量，而且还在一定程度上消耗了大量的水和电，造成了经济上的损失。但是，使用热管技术可以回收沸腾焙烧炉内的矿渣余热，按照需要逐级排出沸腾焙烧炉内的矿渣余热资源。冷却空气还可以通过循环风机在密闭空间中进行循环，从而避免环境污染。

（三）有效地回收SO2炉气内的余热

SO2炉气内的温度比沸腾焙烧炉内的温度还要高，一般在900-1000℃左右，但是SO2炉气内的温度必须冷却到400℃才能够转换生成SO3。在此过程中，如果SO2炉气内的管道发生泄漏那么会影响整个回收工作。此时，热管技术凭借着其合适的风速、灵活的布置、调整管壁温度等优势，可以降低对蒸发器的腐蚀，避免管道泄漏而发生故障。热管蒸汽发生器能否成功运用 ，关键在于设计人员对硫酸生产工艺及热管技术均要有较深入的了解 ，并全面考虑各种实际生产条件的影响 ，权衡得失。

（四）有效地回收SO2转化炉的余热

SO2转化器炉是硫酸生产中的重要设备。一般在生产硫酸过程中希望用最少的投资、最低的运行费用获得最大的经济效益 ，为此必须使SO2的催化氧化过程实现最佳化 。2SO2+O2=2SO3，SO2在转化炉内通过五氧化二钒催化并加热的过程是一个放热反应过程，一般在化学工艺上要求SO3的温度为160-180℃，但是SO3以300℃离开转化炉。在此过程中，余热通过风机以及换热器将余热散于空气中，这不仅造成了环境污染，而且浪费了SO2转化炉内的余热资源。利用热管技术可以冷却SO3转化炉内的炉气，转换成蒸汽，用于发电防止余热资源的浪费，热管换热器的出现为实现理想的温度控制提供了可能。

（五）SO3气体冷却设备

随着科学技术的飞速发展，我国近几年来已经有多台热管SO3气体冷却设备投入使用生产硫酸，主要通过SO3气体冷却器产生低压蒸汽 （ < 0. 8M Pa）。从使用的情况看前期投入效果都不错 ，但是随着时间的推移，出现了一系列问题。然而，这些问题是任何一种新技术在工业应用中都不可避免的，它是由于对客观条件的估计不足而产生的，并非源于技术本身。

结束语

综上所述，热管技术在硫酸生产中的应用非常广泛，热管技术不仅提升了余热资源的利用，还为硫酸生产提供了新的途径。热管技术结合现代信息技术将高温、高腐蚀性的余热资源转变成了耐低温腐蚀性能优越的资源，为硫酸生产的发展提供了强有力的保障。

参考文献

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