本發(fā)明涉及化工生產(chǎn)中低溫位熱能回收技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種硫酸生產(chǎn)中低溫位余熱回收的循環(huán)系統(tǒng)，具體地說是一種在制硫酸過程中低溫余熱回收的循環(huán)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著能源與環(huán)境壓力日益凸顯，低溫位的工業(yè)余熱總量巨大而逐漸被人們關(guān)注。有機(jī)朗肯循環(huán)作為一項能夠高效、環(huán)保地將低溫位熱能轉(zhuǎn)化為多元化能量的技術(shù)，已經(jīng)成為余熱回收領(lǐng)域的研究熱點。在制硫酸低溫余熱回收系統(tǒng)中，采用冷水流體工質(zhì)與高溫濃硫酸在換熱器中換熱，造成蒸汽潛熱過多，蒸發(fā)緩慢，其冷凝壓力與大氣壓相差較大，從而工質(zhì)泄露可能性大，需另設(shè)復(fù)雜真空裝置；同時，高溫流經(jīng)管道易產(chǎn)生熱膨脹、震動等問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種基于低溫余熱有機(jī)朗肯循環(huán)回收式的濃硫酸制備裝置，該裝置將制硫酸過程熱回收率從原來的60%提高到96%以上，使蒸汽能多級化利用，減小循環(huán)管線系統(tǒng)阻尼，同時使余熱多元化回收利用。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：一種基于低溫余熱有機(jī)朗肯循環(huán)回收式的濃硫酸制備裝置，其特征是，包括吸收塔、熱管式蒸汽發(fā)生器、發(fā)電機(jī)、膨脹機(jī)、工質(zhì)泵、冷凝機(jī)、循環(huán)酸泵、循環(huán)酸槽、錐式稀釋器、填料裝置；所述填料裝置設(shè)置在吸收塔內(nèi)中部，所述錐式稀釋器置于填料裝置下方；所述循環(huán)酸槽置于吸收塔底部一側(cè)，并與吸收塔內(nèi)連接相通；所述循環(huán)酸泵設(shè)置在循環(huán)酸槽內(nèi)，且該循環(huán)酸泵與熱管式蒸汽發(fā)生器連接；所述熱管式蒸汽發(fā)生器分別與膨脹機(jī)、工質(zhì)泵連接，所述膨脹機(jī)連接發(fā)電機(jī)，所述冷凝機(jī)兩端分別連接膨脹機(jī)與工質(zhì)泵；

三氧化硫氣體由氣體分布器逆流射入吸收塔，稀硫酸液體由噴淋裝置布入吸收塔，在填料裝置發(fā)生反應(yīng)，生成高溫濃硫酸后進(jìn)入錐式稀釋器稀釋，稀釋成高溫稀硫酸，然后流入塔底一側(cè)的循環(huán)酸槽；

通過循環(huán)酸泵將高溫稀硫酸泵入熱管式蒸汽發(fā)生器內(nèi)的熱管流體腔，熱管式蒸汽發(fā)生器箱內(nèi)通過工質(zhì)泵通入低沸點有機(jī)工質(zhì)，高溫濃硫酸與熱管換熱后將熱量傳至有機(jī)工質(zhì)，而換熱后溫度較低的濃硫酸從熱管式蒸汽發(fā)生器右側(cè)出口流出；

有機(jī)工質(zhì)流經(jīng)帶翹熱管進(jìn)行換熱，達(dá)到一定溫度后變?yōu)榈蛪赫羝羝魅肱蛎洐C(jī)，通過膨脹機(jī)帶動發(fā)電機(jī)對外輸出電能，膨脹后的乏氣進(jìn)入冷凝機(jī)后進(jìn)行換熱變?yōu)轱柡蜖顟B(tài)冷凝液體，再經(jīng)過工質(zhì)泵送入熱管式蒸汽發(fā)生器箱體內(nèi)循環(huán)利用。

所述循環(huán)酸槽與熱管式蒸汽發(fā)生器之間的連接管線設(shè)置有防串熱單向閥。

所述填料裝置為雙層填料裝置。

所述吸收塔內(nèi)底部設(shè)有稀釋槽。

所述冷凝機(jī)與工質(zhì)泵之間連接有儲液罐。

所述儲液罐與工質(zhì)泵間的連接管線設(shè)置有節(jié)流閥，控制通入工質(zhì)流量。

所述工質(zhì)泵與熱管式蒸汽發(fā)生器之間連接有冷凝器。

各部件之間通過耐腐蝕抗疲勞波紋管連接，該波紋管上分別安裝有檢測控制儀表，該控制儀表包括流量計、溫度儀、液位計。

波紋管上設(shè)有抽真空的抽氣孔，該波紋管包括合金波紋外管和合金波紋內(nèi)管，合金波紋外管的波浪橫截面呈三角形，外管成型時可以自動形成一種隱形的加強(qiáng)筋，提高輸送管的強(qiáng)度，合金波紋內(nèi)管的波浪橫截面呈瓦形。

所述合金波紋外管外設(shè)有氣凝膠層，合金波紋外管和合金波紋內(nèi)管之間設(shè)有絕熱層。

本發(fā)明中，吸收塔、循環(huán)酸槽、蒸汽發(fā)生器、膨脹機(jī)、儲液罐、冷凝機(jī)之間通過耐腐蝕抗疲勞波紋管連接；吸收塔內(nèi)部布置有雙層填料裝置，填料層下部為SO₃入口，塔體底部帶有酸稀釋功能的酸槽（稀釋槽）；防串熱單向閥（單向流通閥）位于高溫酸管線（波紋管）；蒸汽發(fā)生器箱內(nèi)混合有有機(jī)工質(zhì)，蒸汽發(fā)生器熱管通入高溫循環(huán)酸，換熱后產(chǎn)生蒸汽通過管線壓入膨脹機(jī)，蒸汽發(fā)生器箱內(nèi)注入可循環(huán)低沸點混合有機(jī)工質(zhì)。

本發(fā)明利用可循環(huán)式低沸點混合有機(jī)工質(zhì)取代傳統(tǒng)水作為工作介質(zhì)，其具有蒸發(fā)潛熱小、冷凝壓力接近大氣壓，從而工質(zhì)泄露可能性小，無需復(fù)雜真空裝置；采用膨脹機(jī)用于發(fā)電，使蒸汽能多級化利用，減小循環(huán)管線系統(tǒng)阻尼，同時使余熱多元化回收利用；吸收塔為逆流式一體化多功能塔體，塔底部設(shè)置濃硫酸稀釋槽，無需另增稀釋器，使得循環(huán)系統(tǒng)更加緊湊，融合度高。

本發(fā)明能夠有效的回收硫酸生產(chǎn)中余熱并產(chǎn)生蒸汽，可以使余熱的回收率從60%提高到95%以上，低壓蒸汽產(chǎn)汽率一般為每生產(chǎn)1噸硫酸產(chǎn)生低壓蒸汽0.6噸左右。

本發(fā)明吸收塔為逆流式一體化多功能塔體，塔底部設(shè)置濃硫酸稀釋槽，無需增加稀釋器，使得循環(huán)系統(tǒng)更加緊湊，融合度高，達(dá)到低溫余熱的回收的目的。本發(fā)明提供一種高效、綠色、安全低溫余熱回收循環(huán)系統(tǒng)。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明能夠高效的將制硫酸過程中低溫余熱回收產(chǎn)生低壓蒸汽和電能，使硫酸生產(chǎn)工藝過程中余熱回收率從60%提高到96%左右。

附圖說明

圖1本發(fā)明中低壓蒸汽回收流程簡圖；

圖 2 真空防腐波紋管結(jié)構(gòu)圖；

圖中：1吸收塔、2防串熱單向閥、3熱管式蒸汽發(fā)生器、4發(fā)電機(jī)、5膨脹機(jī)、6冷凝機(jī)、7儲液罐、8工質(zhì)泵、9冷凝器、10循環(huán)酸泵、11循環(huán)酸槽、12稀釋槽、13錐式稀釋器、14填料裝置、15抽氣孔、16合金波紋外管、17合金波紋內(nèi)管、18氣凝膠層、19絕熱層。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。

一種基于低溫余熱有機(jī)朗肯循環(huán)回收式的濃硫酸制備裝置，包括吸收塔1、熱管式蒸汽發(fā)生器3、發(fā)電機(jī)4、膨脹機(jī)5、工質(zhì)泵8、冷凝機(jī)6、循環(huán)酸泵（10）、循環(huán)酸槽11、錐式稀釋器13、填料裝置14。

填料裝置14為雙層填料裝置，設(shè)置在吸收塔內(nèi)中部，錐式稀釋器置于填料裝置下方；循環(huán)酸槽置于吸收塔底部一側(cè)，并與吸收塔內(nèi)連接相通。

循環(huán)酸泵設(shè)置在循環(huán)酸槽內(nèi)，且該循環(huán)酸泵與熱管式蒸汽發(fā)生器連接。熱管式蒸汽發(fā)生器分別與膨脹機(jī)、工質(zhì)泵連接，膨脹機(jī)連接發(fā)電機(jī)，所述冷凝機(jī)兩端分別連接膨脹機(jī)與工質(zhì)泵；

循環(huán)酸槽11與熱管式蒸汽發(fā)生器3之間的連接管線設(shè)置有防串熱單向閥2，吸收塔內(nèi)底部設(shè)有稀釋槽12。

冷凝機(jī)6與工質(zhì)泵之間連接有儲液罐7，儲液罐7與工質(zhì)泵8間的連接管線設(shè)置有節(jié)流閥，控制通入工質(zhì)流量。工質(zhì)泵與熱管式蒸汽發(fā)生器之間連接有冷凝器9。

各部件之間通過耐腐蝕抗疲勞波紋管連接，該波紋管上分別安裝有檢測控制儀表，該控制儀表包括流量計、溫度儀、液位計。

波紋管上設(shè)有抽真空的抽氣孔15，該波紋管包括合金波紋外管16和合金波紋內(nèi)管17，合金波紋外管的波浪橫截面呈三角形，外管成型時可以自動形成一種隱形的加強(qiáng)筋，提高輸送管的強(qiáng)度，合金波紋內(nèi)管的波浪橫截面呈瓦形。

合金波紋外管外設(shè)有氣凝膠層18，合金波紋外管16和合金波紋內(nèi)管17之間設(shè)有絕熱層19。

高溫濃硫酸進(jìn)入錐式稀釋器13稀釋，稀釋成高溫稀硫酸流入塔底循環(huán)槽；通過循環(huán)酸泵10泵入蒸汽發(fā)生器內(nèi)熱管流體腔，中間管線裝有防串熱單向閥2。蒸汽發(fā)生器箱內(nèi)通入低沸點有機(jī)工質(zhì)，高溫濃硫酸與熱管換熱后將熱量傳至有機(jī)工質(zhì)，而換熱后溫度較低的濃硫酸右側(cè)出口流出；有機(jī)工質(zhì)流經(jīng)帶翹熱管進(jìn)行換熱，達(dá)到一定溫度（在一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下（101kpa）有機(jī)工質(zhì)沸點40-50攝氏度。較水工質(zhì)，相同溫度下產(chǎn)生更大蒸汽壓力）后變?yōu)榈蛪赫羝?，蒸汽流入膨脹機(jī)5，通過膨脹機(jī)5帶動發(fā)電機(jī)4對外輸出電能，膨脹后的乏氣進(jìn)入冷凝機(jī)后進(jìn)行換熱變?yōu)轱柡蜖顟B(tài)冷凝液體，再經(jīng)過工質(zhì)泵8送入蒸汽發(fā)生器箱體內(nèi)循環(huán)利用。