蒸汽发生器作为硫酸低温余热回收装置中的核心设备,是保障整个装置可靠、稳定、长周期运行的关键。为提高硫磺制酸过程中低温位余热回收效率,本课题开展了年产60万吨硫酸低温余热回收装置蒸汽发生器的设计与优化工作,主要研究内容和成果如下:(1)基于硫酸低温余热回收工艺流程、蒸汽发生器结构原理、性能影响因素等方面理论分析,提出了该蒸汽发生器的主要设计参数,并结合相关技术标准,对设备进行了整体结构的设计和校核,计算结果显示,本文设计的硫酸低温余热回收装置蒸汽发生器能够满足工艺需要。(2)为提高蒸汽发生器换热性能,选取U形管束中一典型U形管为研究对象,通过引入麻面管技术来分析其换热特性改进的内在机制。数值结果表明:改进设计之后的U形管换热量提高了16.83%。若将该技术推广应用到蒸汽发生器U形管束中,其换热特性的累加效果必将使蒸汽发生器换热性能得到大幅度提高。(3)为提高蒸汽发生器出口蒸汽品质,通过数值模拟的方法分析了旋风分离器不同入口角度与集气管开孔数对汽液分离效率的影响,结果表明:当入口角度为45°、集气管开孔数为4个时,分离器内部三维流线相对较为整齐,气流经过圆弧壁面折流形成相对较强的离心力,可以有效促进汽液两相的有效分离。本文进行了年产60万吨硫酸低温余热回收装置蒸汽发生器的设计,并就提高换热性能与出口蒸汽品质两方面对换热管和旋风分离器结构进行了优化,有效提高了设备整体性能。本课题开展的研究工作对提高硫磺制酸低温位余热回收技术的发展具有推进作用。