2、為充分考慮設(shè)備利用率及余熱回收率，可在每一臺煤造氣爐后加一臺熱管蒸汽發(fā)生器專供上、下行煤氣余熱回收，而將三臺煤氣爐的吹風(fēng)氣通過一個燃燒室燃燒后進(jìn)入一臺熱管廢熱鍋爐，可使設(shè)備的利用率達(dá)75%～84%。
二、熱管技術(shù)在硫酸工業(yè)中的應(yīng)用
由于硫酸生產(chǎn)是連續(xù)性生產(chǎn)，生產(chǎn)過程中的高溫，礦塵磨損，高、低溫腐蝕等因素常使設(shè)備受到侵害，致使整個生產(chǎn)停頓造成損失。熱管設(shè)備的個別管件損壞不會影響整體設(shè)備效能，因之不需要停工檢修，故熱管技術(shù)在硫酸生產(chǎn)中具有廣闊的應(yīng)用遠(yuǎn)景。熱管技術(shù)在硫酸生產(chǎn)中可以應(yīng)用在以下幾個工序中。
1、 沸騰焙燒爐沸騰層內(nèi)的余熱回收
2、 沸騰焙燒爐礦渣余熱回收
3、 SO2爐氣余熱回收
4、 SO3氣體冷卻器
5、 熱管SO2轉(zhuǎn)化器
6、 熱管開工預(yù)熱器
以沸騰焙燒爐沸騰層內(nèi)的余熱回收為例。
硫酸生產(chǎn)中沸騰床內(nèi)沸騰層的溫度一般控制在800～900℃之間。硫鐵礦燃燒是一強(qiáng)放熱反應(yīng)，為了維持這一溫度必須從床層中導(dǎo)走多余的熱量。根據(jù)熱量平衡計(jì)算，每生產(chǎn)1噸硫酸（100%濃度）從沸騰爐層導(dǎo)走的熱量可達(dá)1.482MJ。將此熱量折合成標(biāo)準(zhǔn)蒸汽約為0.55噸/噸H2SO4。一個年產(chǎn)10萬噸硫酸的工廠從沸騰爐中回收的蒸汽量約為5.5萬噸/年，以每噸60元計(jì)，可獲利330萬元/年。
熱管在沸騰焙燒爐中回收熱量有兩種形式：圖4（a）所示縱向插入式。熱管蒸發(fā)段的下部直接插入沸騰層內(nèi)，另一部分在沸騰層的爐膛擴(kuò)大部分，熱管沿爐膛周邊布置。這種布置的優(yōu)點(diǎn)是熱管在沸騰層內(nèi)受單側(cè)礦塵縱向磨損較輕，熱管不僅在沸騰層中吸熱，而且沿整個爐膛高度以輻射形式吸熱，降低爐氣出口溫度減輕爐氣廢熱鍋爐的負(fù)荷；熱管由于縱向伸縮自由，不存在溫差應(yīng)力，同時(shí)單根熱管的損壞不影響設(shè)備整體運(yùn)行，保證生產(chǎn)的穩(wěn)定性。圖4（b）所示徑向插入式。熱管在沸騰床中承受爐氣及礦塵的橫向沖刷，傳熱方式為強(qiáng)迫對流換熱。與縱向插入式相比磨損較為嚴(yán)重，但熱管長度短，制造簡單，管外可以用翅片強(qiáng)化傳熱以減少熱管數(shù)量，同樣，單根熱管的損壞也不影響整體運(yùn)行。
三、熱管技術(shù)在石油化工中應(yīng)用
熱管及熱管換熱器在石油化工中應(yīng)用具有體積緊湊、壓力降小、可以控制露點(diǎn)腐蝕、一端破壞不會引起兩種換熱流體互混等優(yōu)點(diǎn)，不僅提高設(shè)備熱效率而且可靠性大為增加，減少停車次數(shù)。目前主要應(yīng)用在以下幾個方面。
１、 熱管裂解爐
２、 熱管乙苯脫氫反應(yīng)器
３、 環(huán)己醇脫氫化學(xué)反應(yīng)器
４、 熱管氧化反應(yīng)器
５、 催化裂化再生取熱器
６、 熱管化學(xué)反應(yīng)釜
７、 苯酐熱熔冷凝箱
８、 加熱爐余熱回收設(shè)備
以熱管裂解爐為例。
小型生產(chǎn)的熱管裂解爐不僅吸取了管式爐結(jié)構(gòu)簡單、操作容易、能連續(xù)生產(chǎn)的優(yōu)點(diǎn)，還使裂解溫度均勻，停留時(shí)間縮短，烴的分壓降低，而且可根據(jù)裂解過程前后反應(yīng)所需溫度不同，通過熱管長短、翅片的多少方便靈活地調(diào)整溫度，還可通過流體流過熱管的截面大小來調(diào)整爐氣的裂解停留時(shí)間。如圖10所示為一小型裂解爐，熱管工作溫度為750～900℃，管內(nèi)工作液體為金屬鈉。單根管的傳遞功率可達(dá)40KW以上。高溫燃燒氣直接加熱熱管的蒸發(fā)段，通過介質(zhì)傳至熱管上部，使上部管壁和翅片都處于均勻的溫度。
如圖11所示為原盤管裂解爐，其和熱管裂解爐的優(yōu)缺點(diǎn)比較如表2。
傳統(tǒng)的大型裂解爐都是熱源加熱外管壁，裂解物料在管內(nèi)受熱裂解。由于管外溫度場沿爐體軸向的不均勻性是無法克服的，因而在管內(nèi)被裂解的工藝流體由于管壁溫度的不均勻，局部過熱而產(chǎn)生裂解副反應(yīng)，
表2：盤管裂解爐和熱管裂解爐的對比
|
型式 |
加熱源 |
溫度場 |
沿程調(diào)溫 |
沿程壓力降 |
停留時(shí)間 |
換熱面積 |
能耗 |
金屬耗量 |
|
盤管 |
燃油或電 |
不均勻 |
不可調(diào) |
大 |
長 |
19m2 |
高 |
φ65×5(mm)，117m長 |
|
熱管 |
燃油或燃煤 |
均勻 |
可調(diào) |
小 |
可調(diào)在合適范圍 |
22m2 |
低 |
φ65×5(mm)，44m長，加部分翅片 |
甚至流體結(jié)焦炭化。利用熱管的熱屏蔽特性可制成一種等溫加熱爐管，如圖12（a）所示。由兩根同心的內(nèi)外管組成一個復(fù)合管，在內(nèi)外之間還有一薄壁同心管組成熱管內(nèi)部工作液體循環(huán)通道。圖反應(yīng)，甚至流體結(jié)焦炭化。利用熱管的熱屏蔽特性可制成一種等溫加熱爐管，如圖12（a）所示。由兩根同心的內(nèi)外管組成一個復(fù)合管，在內(nèi)外之間還有一薄壁同心管組成熱管內(nèi)部工作液體循環(huán)通道。圖12（b）所示為沿管長的溫度示意，t1為外管壁溫度，t2為熱管內(nèi)循環(huán)工作介質(zhì)溫度，t3為內(nèi)管壁溫度，t4為管內(nèi)工藝流體溫度，且t1 > t2> t3> t4。
高溫?zé)峁苡糜?/FONT>600-1200度的高溫?fù)Q熱。
