專利名稱：工業(yè)制酸廢熱回收系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種硫酸工業(yè)的廢熱回收、利用系統(tǒng)，尤其是指硫磺制酸或冶煉
制酸的廢熱回收系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代硫酸廠，特別是硫磺制酸，不僅作為生產(chǎn)硫酸的工廠，且看成是一個能原工 廠。它是利用焚硫爐S+02 — S02的反應(yīng)熱，在焚硫爐后設(shè)置廢熱鍋爐來產(chǎn)4. 0 6. 0Mpa的 中壓蒸汽；利用轉(zhuǎn)化過程的廢熱，將蒸汽加熱到45(TC的過熱蒸汽，即在四段出口加低溫過 熱器，在一段出口加高溫過熱器，使鍋爐出來的飽和蒸汽，加熱為450°C的過熱蒸汽；同時 利用轉(zhuǎn)化低溫廢熱來預(yù)熱鍋爐給水，即在低溫過熱器出口和III換S03出口設(shè)省煤器，將鍋 爐給水從104t:加熱到230 250°C ，以提高蒸汽產(chǎn)量。這樣做一般而言可產(chǎn)0. 40Mpa、45(TC 蒸汽，l. 15t/t(酸)。 近年來美國MOSK在干吸系統(tǒng)提出HRS技術(shù)，將吸收酸溫提高到20(TC以上，酸濃 99%以上，來產(chǎn)0. 6 1. OMpa的蒸汽，可產(chǎn)蒸汽為0. 45 0. 50t/t (酸)飽和蒸汽。使廢熱 利用技術(shù)得到很大提高。該技術(shù)已國產(chǎn)化，可產(chǎn)蒸汽0. 45t/t (酸)0. 60 1. OMpa飽和蒸 汽。其中0. 2t/t酸低壓蒸汽用于熔硫和焚硫爐出口鍋爐的除氧器，實際獲得0. 25 0. 3/ t(酸)低壓蒸汽。上述硫磺制酸廢熱利用方案設(shè)二個鍋爐來回收制酸過程的廢熱，即在焚 硫爐出口設(shè)置中壓鍋爐，在干吸設(shè)置低壓鍋爐；在轉(zhuǎn)化設(shè)置過熱器和省煤器。這種方法雖然 從熱力學(xué)第一定律而言，廢熱利用率已較高了。但從熱力學(xué)第二定律來看，即從可用能利用 角度看是有缺陷的，因為干吸產(chǎn)的是低壓蒸汽，其發(fā)電熱效率不足20% ;同樣的熱量如產(chǎn)中 壓蒸汽，發(fā)電熱效率可達30%以上。第二要設(shè)置二臺鍋爐，不僅增加了投資，給生產(chǎn)管理也 增加了負擔(dān)；第三，因為干吸鍋爐管子是采用特種不銹鋼，不銹鋼怕氯離子，對水質(zhì)要求氯 離子< 0. 5PPM，這給水處理增加了成本。 冶煉煙氣制酸現(xiàn)在隨著冶煉技術(shù)水平的搞高，特別是富氧冶煉技術(shù)的應(yīng)用，不僅 提高了二氧化硫的濃度，使制酸水平提高到一個新的水平，普通采用二轉(zhuǎn)二吸制酸技術(shù)；且 在冶煉出口也加設(shè)廢熱鍋爐來產(chǎn)蒸汽，蒸汽量因各種金屬冶煉技術(shù)差異，沒有一個統(tǒng)一的 標(biāo)準(zhǔn)。但到目前為止冶煉煙氣轉(zhuǎn)化和干吸部分的廢熱基本上未得到利用，其利用方法與硫 鐵礦制酸相似的。

實用新型內(nèi)容為了克服上述之不足，本實用新型目的在于提供一種利用凈化、轉(zhuǎn)化和干吸低中 溫的廢熱來進行給水、入爐空氣的預(yù)熱和加熱蒸汽，從而提高廢熱回收率及利用率的工業(yè) 制酸廢熱回收系統(tǒng)。 為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案是工業(yè)制酸廢熱回收系統(tǒng)，包 括有空氣輸入通道、給水通道、蒸汽外排通道、鍋爐上的氣包、反應(yīng)爐、轉(zhuǎn)化器和干吸高溫吸 收系統(tǒng)，空氣通過空氣輸入通道進入反應(yīng)爐，給水通道、蒸汽外排通道與鍋爐上的氣包相連
3通，其特征在于所述蒸汽外排通道上依次設(shè)有能將蒸汽變成中壓蒸汽的以轉(zhuǎn)化器三段出 口的S03氣體為熱源的低溫過熱器、以轉(zhuǎn)化器二段出口的S03氣體為熱源的低溫過熱器、以 轉(zhuǎn)化器一段出口所排出的S03氣體為熱源的高溫過熱器。 所述給水通道上設(shè)有低溫預(yù)熱器和高溫預(yù)熱器，低溫預(yù)熱器和高溫預(yù)熱器串接在 干吸高溫吸收系統(tǒng)中。 所述空氣輸入通道上依次設(shè)有以轉(zhuǎn)化后的150 16(TC三氧化硫氣體為熱源介質(zhì) 的換熱器、以電除塵出口或旋風(fēng)出口的爐氣為熱源介質(zhì)的換熱器。 所述給水通道上還設(shè)有省煤器，所述省煤器以低溫過熱器排出的S03氣體為熱源 介質(zhì)。 所述反應(yīng)爐為硫磺制酸的焚硫爐或冶煉煙氣制酸的冶煉爐。 本實用新型的有益效果由于在空氣輸入通道上依次設(shè)有以轉(zhuǎn)化后的150 16(TC三氧化硫氣體為熱源介質(zhì)的換熱器、以電除塵出口或旋風(fēng)出口的爐氣為熱源介質(zhì)的 換熱器，使中低溫的廢熱得到了有效回收和充分利用，從而降低了成本，節(jié)省了能源；由于 在給水通道上依次設(shè)有低溫預(yù)熱器和高溫預(yù)熱器，且靠干吸回收熱量裝置提供廢熱，同時 在兩個低溫過熱器和一個高溫過熱器的作用下，將轉(zhuǎn)化器一段、二段、三段出口部分熱量傳 給蒸汽，最終可生成4. OMpa， 450°C的中壓蒸汽，且整個熱回收系統(tǒng)自身不用消耗蒸汽，因此 所產(chǎn)蒸汽可全部用來發(fā)電，或背壓式發(fā)電后低壓蒸汽全部輸給用戶使用，故極大地提高了 廢熱回收率及利用率。
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步的詳細說明。


圖1為本實用新型的空氣輸入管道和蒸汽通道廢熱回收的連接圖； 圖2為本實用新型的給水通道廢熱回收的連接圖。 圖中1、反應(yīng)爐；2、空氣輸入通道；3、汽包；4、以轉(zhuǎn)化器二段出口的S03氣體為熱 源的低溫過熱器；5、軟水泵；6、以轉(zhuǎn)化器三段出口的S03氣體為熱源的低溫過熱器；7、蒸汽 外排通道；8、干吸收熱量系統(tǒng)；9、空氣預(yù)熱器；10、以爐氣為熱源的預(yù)熱器11、給水通道； 12、低溫預(yù)熱器；13、高溫預(yù)熱器；14、以轉(zhuǎn)化器一段出口所排出的S03氣體為熱源的高溫過 熱器；15、省煤器；16、鍋爐；17、轉(zhuǎn)化器。
具體實施方式如
圖1、2所示，現(xiàn)以硫磺制酸為例對本實用新型加以說明，硫磺制酸廢熱回收系 統(tǒng)，包括有空氣輸入通道2、給水通道11、蒸汽外排通道7、鍋爐16上的氣包3、反應(yīng)爐1、轉(zhuǎn) 化器17、和軟水泵5、干吸高溫吸收系統(tǒng)8，空氣通過空氣輸入通道2進入反應(yīng)爐l，反應(yīng)爐 1為焚硫爐；軟水泵5將水通過給水通道11輸送給鍋爐16，鍋爐16上的氣包3中的蒸汽通 過蒸汽外排通道7并加熱后形成中壓蒸汽排出加以利用，所述蒸汽外排通道7上依次設(shè)有 能將蒸汽變成的以轉(zhuǎn)化器17三段出口的S03氣體為熱源的低溫過熱器6、以轉(zhuǎn)化器17 二段 出口的S03氣體為熱源的低溫過熱器4、以轉(zhuǎn)化器17—段出口所排出的S03氣體為熱源的高 溫過熱器14。所述給水通道11上設(shè)有低溫預(yù)熱器12、高溫預(yù)熱器13和省煤器(15)，低溫 預(yù)熱器12和高溫預(yù)熱器13串接在干吸高溫吸收系統(tǒng)8中，省煤器(15)以低溫過熱器(6)排出的S(^氣體為熱源介質(zhì)。 工作原理 本發(fā)明就是要充分利用低中溫的廢熱來增加蒸汽產(chǎn)量。通過以下途徑來增加蒸汽 1、在干吸設(shè)YHRS吸收系統(tǒng)，將高溫吸收的廢熱用來預(yù)熱焚硫爐出口鍋爐給水，分 二段預(yù)熱，第一段利用高溫吸收系統(tǒng)外排19(TC左右的硫酸將給水從4(TC預(yù)熱到104°C ;第 二段利用循環(huán)酸將給水泵過來的104t:水預(yù)熱到205t:左右，到轉(zhuǎn)化利用省煤器將水預(yù)熱 到240°C 。顯然水在預(yù)熱過程氯離子濃度沒有變，不像鍋爐，進水氯離子是0. 5PPM，而爐水 要高一、二個數(shù)量級，因氯離子在鍋爐中是要濃縮的，靠排污排出氯離子來達到氯離子的平 衡。因此，對預(yù)熱給水而言氯離子要求可比HRS系統(tǒng)低一、二個數(shù)量級，即可到5 50PPM。 2、對轉(zhuǎn)化系統(tǒng)要進行適當(dāng)改造，把原來轉(zhuǎn)化流程從ni II流程改為IV II流程， 并且二段出口還要利用部分熱量來加熱蒸汽，僅可能將IV換出口 S(^溫度降低，增加廢熱 回收量；在一段出口設(shè)置高溫過熱器；在三段出口設(shè)置低溫過熱器，省煤器和空氣預(yù)熱器， 使803氣體降到150 16(TC進高溫吸收塔；焚硫爐操作溫度，由于空氣進行了預(yù)熱，溫度從 IOO(TC提高到IIO(TC左右。 按這樣的流程，廢熱量為(以25t/h即200kt/a硫酸產(chǎn)量計算)。 焚硫爐出口鍋爐(包括轉(zhuǎn)化空氣預(yù)熱量)5. 91X 1(fkj/h，其熱量在24(TC進水時
可產(chǎn)32. 89t/h，4. OMpa的飽和蒸汽。 轉(zhuǎn)化一段高溫過熱器1. 36 X 107kJ/h 轉(zhuǎn)化II換出口低溫過熱器1. 85X 106kJ/h 轉(zhuǎn)化三段出口低溫過熱器1. 13X 107kJ/h 三項合計2. 67X 107kJ/h 其中32. 89t/h蒸汽從250 °C飽和蒸汽加熱到450°C過熱蒸汽需要熱量
1. 57X 107kJ/h 剩余熱量1. 10 X 107kJ/h 剩余熱量可以通過24(TC噴水減溫的方法來產(chǎn)4. OMpa 45(TC蒸汽，噴水量為 4. 84t/h，即增加蒸汽產(chǎn)量4. 8t/h，合計產(chǎn)汽量為37. 73t/h。 干吸高溫吸收部分進一步說明 干吸高溫吸收部分可產(chǎn)0. 60 1. OOMpa蒸汽0. 45 0. 5t/t (酸)，按這樣推算高 溫吸收部分回收熱量(設(shè)水溫4(TC )為1. 17X106 1.30Xl(fkJ/t(酸)。對25t/h酸系 統(tǒng)而言，回收熱量應(yīng)為2. 93X 107-3. 25X 107kJ/h。 用高溫吸收部分外排出192°C的硫酸，將38m3/h的軟水從4(TC預(yù)熱到104°C， 進除氧器，利用熱量為1.02X 107kJ/h。再利用高溫吸收循環(huán)酸將從鍋爐給水泵過來的 水從104t:預(yù)熱到205t:，進轉(zhuǎn)化省煤器，利用熱量為1.61Xl(fkJ/h，合計利用熱量
2. 63X 107kJ/h，尚有3. 00X 106 6. 20X 106kJ/h熱量未用完，相當(dāng)0. 60Mpal飽和蒸汽 1. 10 2. 20t/h蒸汽的熱量。這說明整個硫磺制酸過程低溫位熱量來預(yù)熱給水尚有少量 富余，這部分熱量不能變?yōu)橹袎哼^熱蒸汽，可以通過熱水循環(huán)方式去熔硫。19(TC熱水過去 16(TC熱水回來，利用了這部分熱量。
權(quán)利要求一種工業(yè)制酸廢熱回收系統(tǒng)，包括有空氣輸入通道(2)、給水通道(11)、蒸汽外排通道(7)、鍋爐(16)上的氣包(3)、反應(yīng)爐(1)、轉(zhuǎn)化器(17)和干吸高溫吸收系統(tǒng)(8)，空氣通過空氣輸入通道(2)進入反應(yīng)爐(1)，給水通道(11)、蒸汽外排通道(7)與鍋爐(16)上的氣包(3)相連通，其特征在于所述蒸汽外排通道(7)上依次設(shè)有能將蒸汽變成中壓蒸汽的以轉(zhuǎn)化器(17)三段出口的SO3氣體為熱源的低溫過熱器(6)、以轉(zhuǎn)化器(17)二段出口的SO3氣體為熱源的低溫過熱器(4)、以轉(zhuǎn)化器(17)一段出口所排出的SO3氣體為熱源的高溫過熱器(14)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的工業(yè)制酸廢熱回收系統(tǒng)，其特征在于所述給水通道(11)上 設(shè)有低溫預(yù)熱器(12)和高溫預(yù)熱器(13)，低溫預(yù)熱器(12)和高溫預(yù)熱器(13)串接在干吸 高溫吸收系統(tǒng)(8)中。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的工業(yè)制酸廢熱回收系統(tǒng)，其特征在于所述空氣輸入通道(2) 上依次設(shè)有以轉(zhuǎn)化后的150 16(TC三氧化硫氣體為熱源介質(zhì)的換熱器(9)、以電除塵出口 或旋風(fēng)出口的爐氣為熱源介質(zhì)的換熱器(10)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的工業(yè)制酸廢熱回收系統(tǒng)，其特征在于所述給水通道(11)上 還設(shè)有省煤器(15)，所述省煤器(15)以低溫過熱器(6)排出的S03氣體為熱源介質(zhì)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的工業(yè)制酸廢熱回收系統(tǒng)，其特征在于所述反應(yīng)爐(1)為硫 磺制酸的焚硫爐或冶煉煙氣制酸的冶煉爐。
專利摘要本實用新型公開了一種工業(yè)制酸廢熱回收系統(tǒng)，它包括有空氣輸入通道、給水通道、蒸汽外排通道、鍋爐上的氣包、反應(yīng)爐、轉(zhuǎn)化器和干吸高溫吸收系統(tǒng)，空氣通過空氣輸入通道進入反應(yīng)爐，給水通道、蒸汽外排通道與鍋爐上的氣包相連通，其特征在于所述蒸汽外排通道上依次設(shè)有能將蒸汽變成中壓蒸汽的以轉(zhuǎn)化器三段出口的SO3氣體為熱源的低溫過熱器、以轉(zhuǎn)化器二段出口的SO3氣體為熱源的低溫過熱器、以轉(zhuǎn)化器一段出口所排出的SO3氣體為熱源的高溫過熱器；所述反應(yīng)爐為硫磺制酸的焚硫爐或冶煉煙氣制酸的冶煉爐。由于利用凈化、轉(zhuǎn)化和干吸低中溫的廢熱來進行給水和入爐空氣的預(yù)熱，極大地提高了廢熱回收率及利用率，從而降低了成本，節(jié)省了能源。
文檔編號F22G7/00GK201501791SQ200920194649
公開日2010年6月9日 申請日期2009年9月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月11日
發(fā)明者申屠華德, 陳祥明 申請人:陳祥明