4.5万吨年三级克劳斯炼油厂尾气硫磺回收设计毕业设计.doc

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1、本科毕业设计题 目 4.5万吨/年三级克劳斯 炼油厂尾气硫磺回收设计 学院名称 专业班级 学生姓名 导师姓名 二一四年五月三十日4.5万吨/年三级克劳斯炼油厂尾气硫磺回收设计作 者 姓 名 专 业 指导教师姓名 专业技术职务 齐鲁工业大学本科毕业设计（论文）原创性声明本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文），是本人在指导教师的指导下独立研究、撰写的成果。设计（论文）中引用他人的文献、数据、图件、资料，均已在设计（论文）中加以说明，除此之外，本设计（论文）不含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示了谢意。本声明的法律结果由本人承

2、担。毕业设计（论文）作者签名：年月日齐鲁工业大学关于毕业设计（论文）使用授权的说明本毕业设计（论文）作者完全了解学校有关保留、使用毕业设计（论文）的规定，即：学校有权保留、送交设计（论文）的复印件，允许设计（论文）被查阅和借阅，学校可以公布设计（论文）的全部或部分内容，可以采用影印、扫描等复制手段保存本设计（论文）。指导教师签名：毕业设计（论文）作者签名：年月日年月日目 录摘 要1第一章 概述31.1设计描述31.2产品性能和用途3341.3产品生产方法和特点444第二章 工艺方法确定52.1工艺原理52.2流程叙述5第三章Aspen Plus方法介绍63.1 方法简述667第四章 模拟计算9

3、4.1模型选择及模拟计算9911I第五章 换热器计算205.1换热器的计算选型20285.2换热器的选型285.3 浮头式换热器的介绍29第六章 其他设备的选材306.1硫磺回收装置设备腐蚀类型306.2工业炉303031316.3各设备重要接管口口径确定33参 考 文 献35致 谢36附录37II摘 要本设计采用三级克劳斯法，该法中全部酸气进入反应炉，要求严格配给空气量，以使酸气中的全部烃完全燃烧，而H2S仅有1/3氧化成SO2，使剩余2/3的H2S与氧化成的SO2在理想的配比下进行催化转化，以获取更高的转化率。该类工艺流程经过三级转化器、四级冷凝器以出去最后生成的硫，分离出液态硫后的尾气通

4、过捕集器，进一步捕集液态硫后进入尾气处理装置进一步处理后排放。各级冷凝器及捕集器中分离出来的液态硫流入硫储罐，经造粒成型后即为硫磺产品。关键词：硫磺 回收 三级克劳斯 催化转化ABSTRACTThis design uses three levels of Chronos law, all in the Act of acid gas into the reactor, calls for strict rationing of air volume to allow complete combustion of all hydrocarbons in the acid gas, just o

5、ne-third oxidized to SO2 and H2S, the remaining two-thirds oxidized to SO2 and H2S in an ideal ratio of the catalytic converter to obtain a higher conversion rate. Process flow of the class, after a three-level converter, four-level condenser resulting sulfur, separating out of liquid sulfur exhaust

6、 through the catcher, further trapping the liquid sulphur into the tail gas treatment unit for further treatment after discharge. Levels in the condenser and collector tank separation of liquid sulfur into sulfur, sulphur products after granulation molding.Key words: sulfur recovery grade Chronos co

7、ndenser第一章 概述1.1设计描述随着我国国民经济的快速增长,我国的石油、天然气工业也得到高速发展。与此同时,含硫原油加工量和含硫天然气处理量随之相应增加,因此,伴随着产生的脱硫与硫磺回收技术问题是不容忽视的。在该技术领域,我国经过几十年的发展,在依靠自身力量开发脱硫、硫磺回收及尾气处理工艺的同时,先后全套或部分引进国外先进技术。经过消化吸收,我们已经形成配套的脱硫、硫磺回收及尾气处理工艺技术,但与国外先进水平相比仍然存在一定差距。克劳斯法硫磺回收虽然并非属于气体净化工艺，但由醇胺法脱硫克劳斯法硫磺回收配套尾气处理技术组成工艺技术路线经余年的技术开发，现已成为从含硫天然气和炼厂气中回收硫

8、磺最重要的技术路线。1.2产品性能和用途理化特性硫磺分子式S分子量32kg/kmol1bar下沸点444.6熔点（纯S）120比重2.06燃点232闪点207物理性质黄色晶体。有多种同素异形体.1、斜方硫又叫菱形硫或-硫，在95.5以下最稳定，密度2.1g/cm3，熔点112.8，沸点445，质脆，不易传热导电，难溶于水，微溶于乙醇，易溶于二硫化碳；2、单斜硫又称-硫，在95.5以上时稳定，密度1.96g/cm3；3、弹性硫又称-硫是无定形的，不稳定，易转变为-硫。斜方硫和单斜硫都是由S8环状分子组成，液态时为链状分子组成，蒸气中有S8、S4、S2等分子，1000以上时蒸气由S2组成。化学性质

9、主含单质硫S8,尚有少量钙、铁、铝、镁和微量硒、碲等元素化学性质比较活泼，能跟氧、氢、卤素（除碘外）、金属等大多数元素化合，生成离子型化合物或共价型化合物。硫单质既有氧化性又有还原性。如硫跟铁共热生成硫化亚铁，跟碳在高温下生成二硫化碳，常温下跟氟化合生成六氟化硫，加热时跟氯化合生成S2Cl2。产品特性硫的消费形式有元素硫和硫酸。世界 80%以上的硫是以硫酸形式消费的。磷肥业是硫酸最大用户，约占总消费量的三分之二。硫磺的主要用途： (1)大部分的硫磺被用做制造磷肥的原料，为世界上许多快速发展的国家提高农业生产力作出了巨大的贡献。除了制造磷肥产品外，硫磺被转化为硫酸和用于生产其它化学和工业产品的比

10、例越来越高。 例如，用于滤取含有金属的岩石，农用化学品的生产，塑料和合成橡胶的生产，纸浆和纸的生产过程，以及普通化学品的生产。(2)硫磺属多功能药剂，除有杀菌作用外，还能杀螨和杀虫。用于防治各种作物的白粉病和叶螬等。(3)蔬菜还使用硫磺胶悬剂主要用于防治瓜类白粉病，如黄瓜、甜瓜（香瓜）、南瓜等。1.3产品生产方法和特点产品生产方法利用克劳斯装置净化尾气中的硫化物回收硫磺工艺现已得到了迅速发展，其具体工艺流程有20多种，主要有传统克劳斯工艺，低温克劳斯工艺、超级克劳斯(SuperClaus)工艺，带有SCOT 尾气处理的克劳斯工艺等。其中超级克劳斯工艺是在两级普通克劳斯转化之后，第三级改用选择性

11、氧化催化剂，将H2S直接氧化成元素硫，传统克劳斯工艺要求H2S/SO2 摩尔比值为2的条件下进行，而此种工艺却维持选择性氧化催化段在富H2S条件下举行，一改以往单纯增加级数来提高H2S的回收率的方法。生产方法特点经过半个多世纪的演变，克劳斯工艺在催化剂研制、自控仪表应用、材质和防腐技术改善等方面取得了很大的进展，但在工艺技术和基本设计方面变化不大，普遍采用的仍然是直流式或分流式工艺。由于受反应温度下化学反应平衡和传统克劳斯工艺本身的限制，即使在设备和操作条件良好的情况下，使用活性好的催化剂和采用三级转化工艺,其工艺过程为含有 H2 S的酸性气体在克劳斯炉内燃烧,使部分H2 S氧化为SO2 ,然

12、后SO2 再与剩余的未反应的H2 S在催化剂作用下反应生成硫磺。三级转化的工艺硫回收率为98.5,-99。三级转化器中的一级转化器是常规的CLAUS转化器，后两级转化器在亚硫露点下操作，依次进行再生，定期切换操作。三级转化的三个转化器起到了常规CLAUS加上尾气处理的作用，因此这种方法相对来说流程简单、设备投资和操作费用较低，是一种竞争能力很强的硫回收工艺。的尾气处理工艺，适于中小型硫磺回收装置本法的优点在于操作灵活方便，技术来源可靠，设备成本低，操作运行费用低等优点。第二章 工艺方法确定2.1工艺原理克劳斯法回收硫的基本反应如下：H2S12O2SH2O （1）H2S32O2SO2H2O （2

13、）2H2SSO23S2H2O （3）反应（1）（2）在燃烧室中进行，在温度11501300，压力0.06MPa和严格控制气量的条件下，将硫化氢燃烧成二氧化硫，为催化反应提供（H2SCS2）SO2为21的混合气体。此气体通过AL2O3基触媒，按反应（3）生成单质硫。2.2流程叙述来自上游工序的酸性气温度为37.2，压力为0.22MPa，经进料管分离罐分出挟带液后，进入 H2S燃烧炉。该流股经过控制阀后压力降为101.3KPa进入H2S燃烧炉，在H2S燃烧炉中，酸性气和一定比例的反应空气发生燃烧反应，反应生成SO2的和燃烧反应剩余的H2S进一步发生部分克劳斯反应，反应后的酸性气体温度可达800以上

14、。高温酸性气随后进入H2S余热回收器,回收废热并副产蒸汽，同时将反应生成的单质硫部分冷凝。高温酸性气废热的回收是通过其中的废热锅炉及其后的换热器进行，换热后冷凝大部分S，通过再热器加热到320进入克劳斯反应器一段。在该段床层酸性气中的H2S和SO2在催化剂的作用下发生克劳斯反应生成单质硫，H2S的转化率为7075。流出反应器的酸性气体温度约为340，经过H2S余热回收器回收废热后，温度降为175，同时绝大部分的单质硫被冷凝下来。为达到克劳斯反应器二段所需的温度，流程中设置了第二再热器，酸性气进入该加热器预热到约280后进入克劳斯反应器二段继续进行克劳斯反应以回收剩余的硫。在二段反应床中，H2S

15、的转化率约为35，反应后的酸性气温度约为255。经过H2S余热回收器回收该股的废热后，流股的温度降至175，其中的单质硫也被大部分冷凝分离。经过第二再加热器预热至240后该流股进入反应器三段发生克劳斯反应，此时H2S的转化率约为20左右。由于经过前面的一、二反应床后，剩余的H2S和SO2均已较少，因而反应热不多，故反应后的酸性气体与入口相比，温升不大。该股酸性气体经过最终冷凝器,进一步冷凝分离其中的单质硫。最终冷凝器产生约300Kgh的120低压蒸汽，低压蒸汽不便利用而直接进入烟囱以废气处理,达标后排放。克劳斯反应器各段反应生成的熔融硫分别通过管线被统一收集到硫磺池中,熔融硫由硫磺泵输送至硫磺

16、造粒机生产固体硫磺成品。H2S余热回收器副产的低压蒸汽送至界区的低压蒸汽管网进行余热利用。2.3流程简图2.4 本设计研究方法 由于化工模拟软件大量应用到化工过程设计的各个环节，这为化工工艺设计提供了很大的方便。近几年来，化工模拟软件在大、小设计单位及其他研究部门得到了空前广泛的普及。它让人们摆脱了繁冗的计算过程，得到了人工算法不能达到的计算精度。为实际的工业生产提供了更为精确、严格、紧密的工艺条件，大大优化了工艺控制条件，提高了生产效率，降低了生产成本。本设计所采用的研究方法为Aspen Plus模拟研究，最主要是通过Aspen Plus对转化器和换热器及整个三级克劳斯过程模拟优化。第三章A

17、spen Plus方法介绍3.1 方法简述3.1.1Aspen Plus 总体介绍Aspen Plus是非常庞大的通用化工流程模拟系统。在1982年，为了使其在全球范围内实现商品化，在美国随即成立了Aspen Tech公司，将之称其作Aspen Plus。这个非常庞大的化工模拟软件经过近20多年的不断地提高和扩充，先后共推出了十余个版本成为了全球公认的通用大型化工流程模拟软件。Aspen Plus具有最超前的数据计算方法，能使化工流程中的循环物流和设计规定快速而精准地收敛。这些方法包括直接迭代法（Wegstein）、正割法（Secant）、拟牛顿法、Broyden法等。Aspen Plus软件

18、还能给用户提供Model Manager专家引导系统，帮助新手用户进行化工流程模拟，当用户不知道怎么进行下一步操作时，只要点击NEXT按钮，Aspen Plus就能自动进行下一步的操作提示。利用Aspen Plus模拟软件还可以自己开发一个化工流程模拟的模型，或是通过物料及其能量衡算来计算出所有流股的条件及状态。集成序贯模块法和联立方程法的求解引擎，不仅可提升模拟计算结果的精确度，还可以较为快速的模拟流程过程，大大节约了运行模型的时间，这对处理较大型、繁冗或带内部循环的化工流程尤其重要。 Aspen Plus是以严格机理模型发家的，后来逐步发展起针对不同用场、不同层面的Aspen工程套件（As

19、pen Engineering Suite，简称AES）产品系列。不容置疑，工程套件的核心是Aspen Plus，它可较为广泛地运用于新工艺的开发、化工装置设计的优化，以及脱瓶颈的分析与改造。Aspen Plus稳态模拟工具含有丰富的物性数据库，可以处理非理想、极性高的复杂物系；以及一系列拓展的单元模型库。此外还具有灵敏度分析、自动排序、多种收敛方法，以及报告等功能。 一般来说，使用此软件进行一个化工流程模拟的具体步骤为：（1）画流程图，选择合理的单元操作模型。（2）选定输入、输出单位。（3）输入流入股流中的化学组分。（4）选择合适的物性方法。（5）输入已知进料流股条件。（6）规定单元操作模型

20、的设计条件及操作条件。（7）运行并查看结果。（8）进行高级功能的设定、研究。 Aspen Plus功能介绍Aspen Plus的五大基本功能 Aspen Plus基本功能化工系统模拟主要解决的问题包括三大类即：操作型、设计型和最优化问题。(1) 操作型问题操作型问题是Aspen Plus解决的最基本和最简单的问题，大概是在已知单元操作模型输入有关流股的可变状态参数和有关设计设备参数，主要是针对现有的工艺过程进行模拟，在结果里列出输出要求流股的状态及其工艺过程设备等参数。(2) 设计型问题设计型问题是一个有较高要求的问题，同操作型问题一样要在已知单元操作模型输入流股参数及其设备参数（注意要留有可

21、调的部分）和产品要求条件下，通过模拟计算，设计开发出一个新的工艺流程，并确定该新流程的有关内容（结构、设备参数及进料条件等）。(3) 最优化问题最优化问题则通过操作型或设计型问题设定约束条件，确定最终要求的目标函数，运用Aspen Plus自带或自己编写的优化程序，适当地调整可调的输入流股条件和设备参数，使得设计工艺达到最优化的一个过程。如果生产工艺还没有确定，最优化的目标就是要选择一个在生产上可行、在技术上先进、在环境上友好、在经济上合理的最优化的设计方案。如果生产工艺已经确定时，生产工艺流程和设备条件不能再进行改变，最优化的目标就是优质、高产、低消耗。这其实就是一个生产过程的优化操作与控制

22、的问题。 第四章 模拟计算4.1模型选择及模拟计算模型选择RStoic化学计量反应器性质：按照化学反应方程式中的计量关系进行反应，有并行反应和串联反应两种方式，分别指定每一反应的转化率或产量。已知化学反应方程式和每一反应的转化率或产量，不知化学动力学关系。1.反应器本设计各个反应物及生成物已知，各计量系数同样已知故选用Rstoic反应器。2.加热/冷凝器在流程中主要用来简单模拟冷却硫磺蒸汽的冷凝器和再热炉，选用heater3.分离器分离器较为简单主要用于冷凝后液流与混合气相的分离 选用Spe2。画出模拟流程图并命名个单元（Block）以及各个物流如图4-1图4-1模拟计算本设计为年产4.5千吨

23、/年硫磺回收装置，设备运转300d每天按24h计算，则硫磺产量为0.625Kg/h。1. 对于整个流程模拟首先输入题目如图4-2图4-22.点击NEXT出现输入组分窗口如图4-3图4-33.定义输出结果单位如图.4-4图4-4 4.选择物性方法如图4-5这个窗口是物性方法设定表格，选择Aspen Plus 执行模拟中要使用的基本方法，这里选择“PR-BM”方法。 图4-55.输入进料物流，以空气（一级再热器KQ1）为例，如图4-6输入温度压力流量及组成。所有外来物流均需要输入参数。图4-66.所有物流输入结束后输入各个模型参数。（1）反应器（以FYQ1为例）。如图4-7输入反应温度以及压力图4

24、-7（2）在Edti Stoichometry窗口输入化学反应式。如图4-8图4-8（3）再热器参数输入（以ZRQ1为例）。如图4-9图4-9（4）冷凝器参数输入（以LNQ1为例）。如图4-10图4-10（5）分离器参数输入（以S1分离为例）。如图4-11冷凝后气相为混合气体液相为产品S故只需将液相分离即可。图4-11其他外来流股与模型参数设定与以上过程类似这里从略。7.模拟计算所有物流和参数输入结束后系统提示如图4-12图4-12点击OK得出计算结果如图4-13图4-13从图中可看出本次模拟无错误和警告。8.各个物流计算结果汇总（1）进料物流计算进料物流分别为一二三级再热器空气进料，以及由燃

25、烧炉出来的酸气。见表4-1KQ1KQ2KQ3SQSubstream: MIXED Mole Flow kmol/hr S0.00 0.00 0.00 0.00 H2O0.00 0.00 0.00 0.00 H2S0.00 0.00 0.00 13.80 N2137.69 120.63 60.61 0.00 O237.07 32.48 16.32 0.00 SO20.00 0.00 0.00 4.08 Total Flow kmol/hr174.76 153.11 76.93 17.87 Total Flow kg/hr5043.50 4418.45 2220.00 731.35 Total F

26、low cum/hr8511.36 3745.18 1881.73 869.18 Temperature C320.00 25.00 25.00 320.00 Pressure bar1.01 1.01 1.01 1.01 Vapor Frac1.00 1.00 1.00 1.00 Liquid Frac0.00 0.00 0.00 0.00 Solid Frac0.00 0.00 0.00 0.00 Enthalpy kcal/mol2.09 0.00 0.00 -17.28 Enthalpy kcal/kg72.49 -0.07 -0.07 -422.29 Enthalpy Gcal/hr

27、0.37 0.00 0.00 -0.31 Entropy cal/mol-K5.89 1.02 1.02 15.82 Entropy cal/gm-K0.20 0.04 0.04 0.39 Density kmol/cum0.02 0.04 0.04 0.02 Density kg/cum0.59 1.18 1.18 0.84 Average MW28.86 28.86 28.86 40.92 Liq Vol 60F cum/hr9.36 8.20 4.12 0.93 表4-1（2）出口物流计算出口物流为三个分离器回收的硫磺以及尾气见表4-2S1S2S3WQSubstream: MIXED M

28、ole Flow kmol/hr S2.52 2.04 0.48 0.00 H2O0.00 0.00 0.00 10.41 H2S0.00 0.00 0.00 3.38 N20.00 0.00 0.00 318.93 O20.00 0.00 0.00 75.29 SO20.00 0.00 0.00 9.45 Total Flow kmol/hr2.52 2.04 0.48 417.47 Total Flow kg/hr80.94 65.30 15.30 12251.76 Total Flow cum/hr0.13 0.10 0.02 14500.88 Temperature C165.00 1

29、59.00 150.00 150.00 Pressure bar1.01 1.01 1.01 1.01 Vapor Frac0.00 0.00 0.00 1.00 Liquid Frac1.00 1.00 1.00 0.00 Solid Frac0.00 0.00 0.00 0.00 Enthalpy kcal/mol45.57 45.48 45.35 -2.20 Enthalpy kcal/kg1421.27 1418.43 1414.15 -74.85 Enthalpy Gcal/hr0.12 0.09 0.02 -0.92 Entropy cal/mol-K4.74 4.53 4.21

30、3.82 Entropy cal/gm-K0.15 0.14 0.13 0.13 Density kmol/cum19.92 19.95 19.99 0.03 Density kg/cum638.74 639.69 641.10 0.84 Average MW32.07 32.07 32.07 29.35 Liq Vol 60F cum/hr0.04 0.04 0.01 21.93 表4-2详细计算结果以及各个模型进出物流见附表1各个物料参数汇总表4-3项目模拟结果一级再热器温度/320压力/KPa101.3酸气流量/(m3/h)1.23空气流量/(m3/h)9.36二级再热器温度/280压力

31、/KPa101.3空气流量/(m3/h)8.2三级再热器温度/240压力/KPa101.3空气流量/(m3/h)4.12一级反应器温度/320压力/KPa101.3二级反应器温度/280压力/KPa101.3三级反应器温度/240压力/KPa101.3一级冷凝器气体出口温度/165压力/KPa20二级冷凝器气体出口温度/159压力/KPa20三级冷凝器气体出口温度/150压力/KPa20酸气组成/%H2S5.42SO23.01一级反应器转化率/%67.2二级反应器转化率/%35.6三级反应器转化率/%22.3总转化率/%97.080 表4-3第五章 换热器计算5.1换热器的计算选型以冷凝器1为

32、例详细描述计算过程,换热器计算输入过程中的数据均查自于化工工艺设计手册（第四版）,建立模型为Heat-X双物流换热器模型。选择HeatX 如图5-1 ，5-2图5-1 图5-2 换热器模型（2) Setup数据输入见图5-3，图5-4和图5-5。 图5-3 Specifivations窗口在此窗口选择换热器详细计算Detailed ， 热物流走管程， 定义出口热物料汽化分率，选择流动方向逆流Countercurrent。 图5-4 Film Coefficient 在此窗口分别输入热物料污垢系数值0.00026，和冷物料污垢系数值0.00034。 图5-5 LMTD输入 在这里选择对数平均温差

33、法见图5-6。图5-6 U Method输入 在这里选着计算总传热系数的方法，采用选择几何尺寸的方法。Geometry的输入见图5-7，图5-8，图5-9和图5-10。 图5-7 Shell输入 在这里我们输入换热器的壳体类型E-One pass shell,管程数4，卧式换热器Horizontal 壳体内径 0.8米。 图5-8 Tubes输入 在这里定义管子类型选光滑管Bare tubes，管子总数588，管子长度6m，管子排列方式选旋转正方形排列Rot-square,管心距 0.025m，管子内径0.015m,外径0.019m。 图5-9 Baffles输入 在这里输入折流板数目11块，

34、弓形折流板的切口高度0.3。 图5-10 Nozzles输入 在这里输入管嘴的几何尺寸全部为0.3m。 在这里定义冷却水进口，温度32，压力5bar,质量流量142000kg/hr，组成选择质量分率 ，选择水定义1。其他选项为默认值。 图5-15 换热器结果 Exchanger Details 输出在这里可看到换热器的热负荷，换热器需要的面积，实际提供的换热面积，换热器余留换热面积56.7780937符合设计要求，以及传热系数等。 图5-16 换热器结果Pres Drop/Velocities输出 在这里可看到管程和壳程换热器压降，管口压降，总压降等都符合设计要求。换热器物流总览 图5-17

35、换热器物流总览从图5-15可以看到，换热器的设计是合理的，各股物料的进出口温度都符合要求。 换热器的输出见图5-20和图5-21。 图5-20图5-21 换热器为浮头式换热器热负荷为374kw,需要换热面积70sqm,实际提供换热面积110sqm，面积余量58sqm。换热器的输出见图5-22和图5-23。 图5-22 换热器Exchange Details输出 图5-23 B6换热器物流总览输出 B6换热器热负荷338kw,需要换热面积66sqm，实际提供换热面积110sqm,换热器面积余量67sqm。5.1.1所选换热器参数汇总表。本设计所选换热器参数汇总见表5-1。表5-1 换热器参数表编

36、号类型管程N换热器直径DN/mm管长L/m管数管心距mm换热管DN/mm换热面积A/sqm一级换热器浮头式换热器480065882519162.1二级换热器浮头式换热器460063082519110三级换热器浮头式换热器460063082519110注：a.浮头式排管数按正方形旋转45，虹吸式按旋转三角形排列计算。5.2换热器的选型(1) 影响换热器选型的因素换热器的种类繁多，在对换热器进行选型时，有许多因素要考虑，主要包括流体的性质压力温度压降以及可调范围；对清洗和维修的要求；材料价格及制造成本；现场安装和维修的难易程度；动力消耗的大小；使用寿命和可靠性（包括使用的安全性和可行性）等。 另外

37、，在换热过程中流体的种类 、流量、 粘度和热导率等一些物理性质以及热敏性、腐蚀性等化学性质，在选型的过程中都要考虑在内。当然工艺条件 、各种费用 、安装条件的允许范围等因素，要使换热器在其有生之年，尽其所能。(2) 换热器应达到的要求要满足工艺要求，具有较高的传热效率，低压力降；重量轻但能够承受操作压力，有可靠的使用寿命；产品质量高，操作安全性高；所使用材料与过程流体相容；设计简单，制造方便，安装容易，易于维护和检修。 (3) 换热器的类型换热器的种类很多，根据其热量传递的方法的不同，可以分为3种形式：间壁式、直接接触式和蓄热式。根据结构大致可以分为管式换热器和板式换热器。 各种换热器的特点

38、板式换热器的单位体积的传热面积较大，并且设备紧凑，耗材少，传热系数大，热损失少，但能力较差，加工难度较大，成本较高。管式换热器的应用已有很悠久的历史，现在，它被当作一种传统的标准换热设备在很多工业部门中大量使用，尤其在石油、化工、能源设备等部门所使用的换热设备中，列管式换热器仍处于主导地位。虽然列管式换热器在传热效率、紧凑性和金属耗量等方面不及某些新型换热器，但它具有结构简单、坚固耐用、适应性强、制造材料广泛等独特的优点，因而在换热设备中仍处于主导地位。5.3 浮头式换热器的介绍(1) 工作原理 浮头式换热器属于间壁式换热器其换热管内构成的流体通道称为管程换热管外构成的流体通道称为壳程。管程和

39、壳程分别通过两不同温度的流体时温度较高的流体通过换热管壁将热量传递给温度较低的流体温度较高的流体被冷却温度较低的流体被加热进而实现两流体换热工艺目的。(2) 主要技术特性 浮头式换热器与其它类型的换热器比较有以下主要技术特性。 1）管束可以抽出以方便清洗管、壳程。 2） 介质间温差不受限制。 3） 可以在高温高压下工作一般温度小于等于450，压力小于等于64Mpa。 4） 可用于结垢比较严重的场合。 5） 多用于管程腐蚀场合。 6）但小浮头易发生内漏金属材料耗量大成本高结构复杂。(3) 构成 浮头式换热器由管箱、壳体、管束、浮头盖等、外头盖主要元件构成。管束是管壳式换热器的核心其中换热管作为导

40、热元件决定换热器的热力性能。另一个对换热器热力性能有较大影响的基本元件是折流板。管箱和壳体主要决定浮头式换热器的承压能力及操作运行的安全可靠性。 第六章 其他设备的选材6.1硫磺回收装置设备腐蚀类型硫磺回收联合装置的腐蚀类型主要有高温硫腐蚀、湿硫化氢腐蚀、露点腐蚀、胺液腐蚀等。高温硫腐蚀：腐蚀机理：发生在钢材表面的均匀腐蚀。通常发生在t240在426-430之间的腐蚀速度最快。在设备开始操作时腐蚀较快，随着操作时间的延长，腐蚀速率逐渐减慢。这是因为生成的FeS在金属表面形成了一层保护膜的缘故。发生部位：通常发生在Claus单元的燃烧炉、硫冷器、一二三级反应器、气气换热器及其附属管线露点腐蚀：腐蚀机理：是饱和蒸汽因冷却而凝结成液体对材料造成的腐蚀。发生部位：尾气焚烧炉到烟囱之间的管线和设备、冷却过度时的硫冷器。其他设备选材原则1凡选用的材料在使用中有可能发生应力腐蚀开裂的情况，设备制造完毕后必须进行焊后热处理。2凡选用的材料，在使用中可能发生各种类型脆性破坏的部位，均应给出相应的控制指标。硫磺回收装置主要设备的选材硫磺回收装置是由燃烧炉,反应器,冷凝器,分离