[实用新型]低压反应水冷凝器

说明书

一种双加压法硝酸生产用低压反应水冷凝器，其特征是换热器由前后两换热段串联而成，前换热段2的换热管采用了耐高温酸腐蚀的钛管TA2，管板采用TA2+S30408Ⅲ复合板，前换热段2与后换热段4结构形式相同，布管形式一样，相同部位对应的换热管保持同心，前换热段2与后换热段4用中间连接段3连接。通过分段选材解决了目前低压反应水冷凝器因易被腐蚀而产生泄漏，影响硝酸生产系统正常运行的问题。

技术领域

本实用新型涉及一种双加压法硝酸生产的换热器，具体的说就是用于冷却氨氧化反应生成的氧化氮气体的低压反应水冷凝器。

背景技术

硝酸是一种重要的化工原料，其应用范围越来越广，国内新增和扩建装置也不断增加，目前，国内硝酸生产企业一般选用双加压法生产工艺，低压反应水冷凝器是双加压法硝酸生产工艺的关键设备之一。

低压反应水冷凝器是由进出口管箱、左右管板、换热列管和壳程壳体组成的管壳式换热器，安装形式为卧置；设备管板、换热管及管箱壳体材质采用S30403,壳程壳体材质采用Q345R，壳程膨胀节材质采用S32168；壳程进出口设外导流筒，走冷却水，折流板为环形;管程内走氨氧化反应生成的氧化氮等工艺气体。

目前，低压反应水冷凝器换热管与管板之间的连接有以下两种连接方式，其一，采用端面焊加贴胀的连接方式，这种连接方式进口侧管板与换热管间的焊接接头受管程侧冷凝酸和壳程侧管板与换热管间隙内积聚的CL^—腐蚀，设备运行寿命短，通常使用一年左右进口侧换热管与管板间的焊接接头就易发生腐蚀泄漏，影响了整个硝酸生产系统的正常运行。其二，为避免端面焊的弊端，提高设备使用寿命，进口侧管板与换热管的连接采用了对接连接的内孔焊结构，采用这种换热管与管板对接连接的内孔焊结构大大延长了设备的使用寿命，但该设备特殊的操作条件，仍存在换热器进口侧管板与换热管焊接接头和换热管腐蚀泄漏的情况，其使用寿命最多3~5年，同时这种内孔焊结构增加了设备制造难度和工期。

设备在运行时，从省煤器来的163℃氧化氮工艺气体在经过管程时与壳程中的循环冷却水发生热量交换，使工艺气体降至40℃，在此过程中，NO_X混合气体随着温度的降低，将发生一系列的物理和化学反应，生成的NO₂被冷却的冷凝水和雾状水吸收生成稀硝酸，在冷却至露点97℃后形成冷凝酸，由于稀硝酸在高于70℃时对S30403有强烈的腐蚀性，导致从冷却至露点97℃至温度高于70℃的这一区域内换热管易产生腐蚀导致泄漏，这一过程主要集中在换热器前端的一定区域内。

发明内容

本实用新型公开一种用于双加压法硝酸生产系统中的低压反应水冷凝器。

由进口侧管箱、前换热段、中间连接段、后换热段、出口侧管箱组成，其特征是换热器由前后两换热段串联而成，前换热段的换热管采用了耐高温酸腐蚀的钛管TA2，管板采用TA2+S30408Ⅲ复合板。前换热段与后换热段结构形式相同，布管方式一样，相同部位对应的换热管保持同心。前换热段与后换热段用中间连接段连接，进口侧管箱与前换热段左管板连接，出口侧管箱与后换热段右管板连接在一起。主要解决低压反应水冷凝器因腐蚀泄漏，影响硝酸生产系统的正常运行的问题。

硝酸是一种强氧化性酸，具有很强的腐蚀性，钛在硝酸中其表面能形成一层致密的氧化膜，在硝酸溶液中有优良的耐腐蚀性，同时钛在含CL^—的溶液中有优异的耐腐蚀性，结合该设备的操作工况和运行环境，管板和换热管采用钛及其合金能有效解决目前腐蚀的问题，但钛及其合金价格昂贵。

针对目前低压反应水冷凝器入口侧一段区域内，工艺气体受到冷却而形成低于露点温度97℃至高于70℃的冷凝酸对管板与换热管连接的焊接接头及换热管造成腐蚀而产生的泄漏问题，本实用新型的特征是将低压反应水冷凝器设计成两段串联，将易产生高温酸腐蚀的前段采用耐腐蚀的钛材，解决易产生的腐蚀泄漏。