CN103879971A - 一种硫酸低温热回收装置及利用其生产低压蒸汽的工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种硫酸低温热回收装置及利用其生产低压蒸汽的工艺，属于低温热利用技术领域。本发明的低温热回收装置由低温热回收器和均混器组成，可以利用本装置回收硫酸工业的低温热并生产低压蒸汽。本发明的有益效果是：本发明的低温热回收装置制造价格低廉，运行安全，适用的硫酸浓度范围宽，可以用于硫酸吸收温差较大的工艺；利用本装置生产低压蒸汽，可以将传统硫酸生产中的低温热利用率提高到99%以上。

Description

一种硫酸低温热回收装置及利用其生产低压蒸汽的工艺
技术领域
本发明属于低温热利用技术领域，特别涉及一种硫酸低温热回收装置及利用其生产低压蒸汽的工艺。
背景技术
硫磺生产硫酸主要有硫磺焚烧、二氧化硫转化和三氧化硫吸收三大步骤。上述三个过程均为放热反应，前两步产生高中温位热，通过废热锅炉、高温过热器等一系列换热器进行回收，可以生产次高压或中压蒸汽。对于第三步，三氧化硫吸收释放的反应热温位太低，传统的设备和工艺不能用来生产蒸汽，产生的热量通过循环冷却水流失于环境，导致奢侈浪费。
美国孟山都环境化学公司曾开发利用干吸工段的低温位反应热生产蒸汽的技术，是硫酸工业低温热利用的重大突破。但是，为了保证低温热的回收效率，所用设备的材质和结构要求极高，而且需要设置复杂的管路和控制系统，严格控制硫酸浓度和温度，这样一方面会增加投资，另一方面会导致工艺条件难以控制等技术问题；在利用低温热的过程中，美国孟山都环境化学公司使用的HRS锅炉占地面积大、造价昂贵，不利于成本控制。同时，HRS锅炉内部结构复杂，难以加工和检修，操作工况恶劣，并且取代了传统工艺的吸收塔酸冷却器，尤其是需要用工艺气体使蒸汽过热，借此提高热能温位，工艺复杂。开发的技术没有独立成一个体系，不适合老厂改造，对于新厂建设也难以适应市场发展趋势。
发明内容
本发明创造要解决的问题是提供一种制造成本经济、结构合理、体积精简、安全性能高的硫酸低温热回收装置及利用其生产低压蒸汽的工艺，本发明有效的解决了硫酸浓度和温度变化产生的腐蚀性问题，利用该装置能使硫酸工业中SO3反应放出的低温热被最大限度利用，低温热的利用率可以达到99%。
为解决上述技术问题，本发明创造采用的技术方案是：一种硫酸低温热回收装置，包括低温热回收器、均混器、热循环泵，低温热回收器的硫酸进口短管与热循环泵通过管线连接，低温热回收器的硫酸出口短管与均混器的酸入口通过管线连接，均混器的水入口与脱盐水喷射泵通过管线连接，均混器的气入口的与空气储气罐通过管线连接，优选的，所述管线均采用内衬聚四氟乙烯的钢管制造，所述连接均为通过氟塑料焊接或者使用氟塑料垫片，然后通过法兰和螺栓连接，优选的，还包括定期排污罐，与低温热回收器上的排水口通过管线相连，用于壳程中水的排污。
优选的，所述低温热回收器包括筒体、换热管束、汽水分离装置，汽水分离装置设置在筒体内的顶部，筒体内设有换热管束，换热管束的端部固定在管板上，换热管束通过管板及支撑板或支撑架固定在筒体上，筒体的端部设有管程封头，管板与管程封头构成管箱，管箱端部设有进酸口和出酸口，在筒体底部设有给水进口，优选的，在筒体底部设有紧急排水口，且在给水进口内侧设有防冲档板。其中，管程是指介质流经换热管内的通道及与其相贯通的部分，壳程是指介质流经换热管外的通道及与其相贯通的部分。
优选的，所述换热管束是通过编织或非编织的方式制成W型、O型、L型、U型、M型、柱形、平板型或盘绕型中一种，优选的，低温热回收器的管程采用聚四氟乙烯制造，由8～3000根氟塑料传热管组成换热管束，换热管束的管内径为3～200mm，管壁厚0.3～20mm，换热管束的端口插在环中﹐焊成整体蜂窝状的管板，优选的，低温热回收器的管箱设置外衬，并与壳程筒体焊接在一起，外衬采用特种耐腐蚀的合金制造，优选的，外衬采用铁铬镍锰合金制造，在230℃以上的高温条件下依然具有良好的抗氧化性和耐晶间腐蚀能力，并具有良好的机械性能和耐高温、耐腐蚀、耐冲刷性能。
优选的，所述均混器内筒采用聚四氟乙烯制造，外壳采用合金钢制作，内筒的长径比为2～30，优选的，外壳采用铁铬镍锰合金制作。
优选的，所述均混器的酸入口端与酸出口端设在均混器的两端，所呈角度为0°～90°，均混器的内筒壁设置叶片式氟塑料挡板1～6个，采用焊接方式固定在筒壁上，每个挡板的叶瓣数为3～8片。
一种利用如上所述的硫酸低温热回收装置生产低压蒸汽的工艺：从省煤器出来的工艺气体经省煤器至热回收塔的工艺气体管线从底部进入热回收塔，在热回收塔内由下而上经过两级填料层，在热回收塔底部进入热循环槽，通过设在热循环槽内的热循环泵送入低温热回收器，在低温热回收器内产生低压蒸汽，低压蒸汽经来自低温热回收器的低压蒸汽管线进行回收利用，从低温回收器出来的降温硫酸进入均混器，调节硫酸浓度后，由均混器进入热回收塔，多余的浓硫酸从低温热回收器的旁路出口依次经锅炉水再热器、管壳式酸冷器回收热量后，经管壳式酸冷器至干吸循环槽的硫酸管线送入干吸酸循环槽，最后进入成品酸罐区，优选的，管线采用内衬聚四氟乙烯的钢管制造，优选的，还包括定期排污罐和低温热地下槽，定期排污罐与低温热回收器上的排水口通过管线相连，低温热地下槽分别通过管线与低温热回收器、热循环槽、均混器及热回收塔的排净口相连，低温热地下槽主要用于装置停车或检修时，排净低温热回收器，热循环槽，均混器及热回收塔内残余的硫酸；装置正常运行时，不使用。
优选的，经进入空气储气罐的仪表风管线进入均混器的仪表风压力为0.3～1.2MPa，经除氧器/喷射泵至均混器的脱盐水管线进入均混器的脱盐水压力与仪表风压力比值为1.0～6.0，优选的，管线采用内衬聚四氟乙烯的钢管制造。
优选的，均混器酸出口的硫酸浓度由加入均混器的脱盐水量，排入锅炉水再热器的硫酸量和二级喷淋的进酸量进行协同控制；低温热回收器入口的硫酸温度通过产出的低压蒸汽流量和压力，进入热回收塔的工艺气体流量和温度，和进入热回收塔二级喷淋的硫酸流量进行协同调节；其中，排入锅炉水再热器的硫酸量和进入二级喷淋硫酸量的质量差值，与加入均混器的脱盐水质量的比值为2.0～9.0。
优选的，所述的热回收塔内设有两级填料层，可分别采用各种浓度的硫酸进行吸收，优选的，分别采用质量浓度为99.0%硫酸和98.5%硫酸进行吸收，在热回收塔的下部第一级填料层内，工艺气体中大部分的SO3被由上而下流经第一级填料的一级喷淋酸吸收后继续向上流经第二级填料层，在第二级填料层内工艺气体中剩余的SO3被二级喷淋酸吸收后，经热回收塔至一吸塔的工艺气体管线进入一吸塔，热回收塔二级喷淋酸经一吸酸冷却器至热回收塔的硫酸管线来自一吸酸冷器出口，温度约为60℃，质量浓度为98.5%，吸收SO3后的二级酸直接流入一级填料层，第一级填料层喷淋温度约190℃，质量浓度为99.0%的硫酸与二级酸一起吸收SO3后，流入热回收塔底部进入热循环槽，优选的，管线采用内衬聚四氟乙烯的钢管制造。
优选的，所述热循环泵与来自热循环泵的冷却水管线以及进入热循环泵的冷却水管线分别连接；所述管壳式酸冷器与进入管壳式酸冷器的脱盐水管线以及管壳式酸冷器至除氧器的脱盐水管线分别连接；所述锅炉水再热器与除氧器/低压给水泵至锅炉水再热器的低压锅炉给水管线连接，优选的，管线采用内衬聚四氟乙烯的钢管制造。
本发明使用吸收工艺气体中SO3后的浓硫酸为热能载体，装置中硫酸的浓度和温度可在较宽范围内变化；硫酸在低温热回收器的管程内冷却，水在壳程内汽化为蒸汽，蒸汽和水在汽水分离装置分离，通过除沫器除沫后由蒸汽出口去后续装置，水回到壳程，实现低温热回收利用，生产低压蒸汽。
在硫酸生产的低温热利用技术中，整个酸循环系统都在强腐蚀条件下运行，在此工况条件下必须采用特殊的设备以及制造设备的特殊材料，才能保证生产安全和利用效率。在本装置运行过程中，硫酸的浓度由装置中串入锅炉水再热器的多余硫酸量，加入均混器的脱盐水量和二级喷淋的进酸量进行协同控制；硫酸的温度由低温热回收装置产出低压蒸汽的流量和压力，进入热回收塔的工艺气体流量和温度，以及进入热回收塔二级喷淋的硫酸流量进行协同调节。同时，在酸循环管道上还设置多台在线酸浓分析仪，调节一级喷淋酸酸浓，随时监控系统是否出现泄漏，并且设置多处手动分析取样点和酸浓分析仪表，供对照分析。
本发明创造具有的优点和积极效果是：在上述装置中循环使用吸收介质烟气中SO3后的浓硫酸为热能载体，回收低温热生产低压蒸汽，杜绝了传统工段的低温热流失，将硫酸生产中的低温热利用率从传统装置的零利用提高到99%以上，这是硫磺制酸生产中的重要技术进步，增加了蒸汽产出，降低了循环冷却水的消耗，不产生温室气体，不排放有毒气体，既达到了节能降耗的目的，又符合绿色生产和循环经济的要求。
附图说明
图1是利用硫酸低温热回收装置生产低压蒸汽的工艺流程示意图；
图2是实施例一中硫酸低温热回收装置中使用的低温热回收器的结构示意图；
图3是实施例二中硫酸低温热回收装置中使用的低温热回收器的结构示意图；
图中：
1、管程封头；2、管箱；3、硫酸进口短管；4、管板；5、换热管束；6、汽水分离装置；7、筒体；8、硫酸出口短管；9、隔板；10、热回收塔；11、均混器；12、低温热回收器；13、定期排污罐；14、热循环泵；15、热循环槽；16、低温热排酸泵；17、低温热地下槽；18、锅炉水再热器；19、管壳式酸冷器；20、空气储气罐；21、脱盐水喷射泵；22、仪表风；23、除氧器/喷射泵至均混器的脱盐水管线；24、进入空气储气罐的仪表风管线；25、热回收塔至一吸塔的工艺气体管线；26、一吸酸冷却器至热回收塔的硫酸管线；27、省煤器至热回收塔的工艺气体管线；28、来自热循环泵的冷却水管线；29、来自低温热回收器的低压蒸汽管线；30、管壳式酸冷器至干吸循环槽的硫酸管线；31、进入管壳式酸冷器的脱盐水管线；32、管壳式酸冷器至除氧器的脱盐水管线；33、除氧器/低压给水泵至锅炉水再热器的低压锅炉给水管线；34、进入热循环泵的冷却水管线；35、低温热地下槽至干吸循环槽的硫酸管线。36、外侧管板；37、内侧管板。
具体实施方式
本发明利用硫酸低温热回收装置生产低压蒸汽适用于新建工厂和老厂改造，可以非常经济的增产低压蒸汽，使整个硫酸生产的低温热利用率提高到99%，增产的蒸汽可广泛用于工艺加热等。下面结合具体的实施例进一步阐述本发明的硫酸低温热回收装置以及利用其生产低压蒸汽的工艺。为了叙述方便，本发明中的装置略去了管道上常规阀门，储槽上常规的管口，人孔，仪表接口，支座等附件，本行业的技术人员可根据需要进行设计。本行业的技术人员可以做出更多变型和改进，例如改变进料计量方式，对低温热回收装置的管口规格进行调整，增加接口数量，所有这些变型、调整、改进都应视为本发明的保护范围。
实施例一
一种硫酸低温热回收装置，包括低温热回收器12、均混器11、热循环泵14，低温热回收器12的硫酸进口短管3与热循环泵14通过管线连接，低温热回收器12的硫酸出口短管8与均混器11的酸入口通过管线连接，均混器11的水入口与脱盐水喷射泵21通过管线连接，均混器11的气入口的与空气储气罐20通过管线连接，所述管线均采用内衬聚四氟乙烯的钢管制造，所述连接均为通过氟塑料焊接或者使用氟塑料垫片，然后通过法兰和螺栓连接。
所述低温热回收器12包括筒体7、换热管束5、汽水分离装置6，汽水分离装置6设置在筒体7内的顶部，筒体7内设有换热管束5，换热管束5的端部固定在管板4上，换热管束5通过管板4及支撑板或支撑架固定在筒体7上，筒体7的端部设有管程封头1，管板4与管程封头1构成管箱2，管箱2端部设有进酸口和出酸口，在筒体7底部设有给水进口，优选的，在筒体7底部设有紧急排水口，且在给水进口内侧设有防冲档板。
所述换热管束5是通过非编织的方式制成M型，采用非刚性方式，使用支撑架及定位止推环将换热管束5固定在壳程筒体内，低温热回收器12的管程采用聚四氟乙烯制造，由647根氟塑料传热管组成换热管束5，换热管束5的管内径为15mm，管壁厚2.0mm，换热管束5的端口插在环中﹐焊成整体蜂窝状的管板4，低温热回收器12的管箱2设置外衬，并与壳程筒体焊接在一起，外衬采用铁铬镍锰合金制造。
在换热管束5的两端分别设有一管板4，每个管板4分别与其对应管程封头1形成的管箱2内，且每个管箱2内分别设有一硫酸进口短管3和硫酸出口短管8。
所述均混器11内筒采用聚四氟乙烯制造，外壳采用铁铬镍锰合金制作，内筒的长径比为8。
所述均混器11的酸入口端与酸出口端设在均混器11的两端，所呈角度为90°，均混器11的内筒壁设置叶片式氟塑料挡板3个，采用焊接方式固定在筒壁上，每个挡板的叶瓣数为6片。
一种利用如上所述的硫酸低温热回收装置生产低压蒸汽的工艺，从省煤器出来的工艺气体经省煤器至热回收塔的工艺气体管线27从底部进入热回收塔10，在热回收塔10内由下而上经过两级填料层，在热回收塔10底部进入热循环槽15，通过设在热循环槽15内的热循环泵14送入低温热回收器12，在低温热回收器12内产生低压蒸汽，低压蒸汽经来自低温热回收器的低压蒸汽管线29进行回收利用，从低温回收器12出来的降温硫酸进入均混器11，调节硫酸浓度后，由均混器11进入热回收塔10，多余的浓硫酸从低温热回收器12的旁路出口依次经锅炉水再热器18、管壳式酸冷器19回收热量后，经管壳式酸冷器至干吸循环槽的硫酸管线30送入干吸酸循环槽，最后进入成品酸罐区，优选的，管线采用内衬聚四氟乙烯的钢管制造。
经进入空气储气罐的仪表风管线24进入均混器11的仪表风22压力为0.5MPa，经除氧器/喷射泵至均混器的脱盐水管线23，进入均混器的脱盐水压力为1.2MPa，仪表风管线与喷射泵脱盐水管线合流形成汽水混合物，喷入均混器11，管线采用内衬聚四氟乙烯的钢管制造。
均混器酸出口的硫酸浓度由加入均混器的脱盐水量，排入锅炉水再热器的硫酸量和二级喷淋的进酸量进行协同控制；低温热回收器入口的硫酸温度通过产出的低压蒸汽流量和压力，进入热回收塔的工艺气体流量和温度，和进入热回收塔二级喷淋的硫酸流量进行协同调节；其中，排入锅炉水再热器的硫酸量和进入二级喷淋硫酸量的质量差值，与加入均混器的脱盐水质量的比值为2.8。
所述的热回收塔10内设有两级填料层，分别采用质量浓度为99.0%硫酸和98.5%硫酸进行吸收，在热回收塔10的下部第一级填料层内，工艺气体中大部分的SO3被由上而下流经第一级填料的一级喷淋酸吸收后继续向上流经第二级填料层，在第二级填料层内工艺气体中剩余的SO3被二级喷淋酸吸收后，经热回收塔10至一吸塔的工艺气体管线25进入一吸塔，热回收塔10二级喷淋酸经一吸酸冷却器至热回收塔的硫酸管线26来自一吸酸冷器出口，温度约为60℃，质量浓度为98.5%，吸收SO3后的二级酸直接流入一级填料层，第一级填料层喷淋温度约190℃，质量浓度为99.0%的硫酸与二级酸一起吸收SO3后，流入热回收塔10底部进入热循环槽15，优选的，管线采用内衬聚四氟乙烯的钢管制造。
所述热循环泵14与来自热循环泵的冷却水管线28以及进入热循环泵的冷却水管线34分别连接；所述管壳式酸冷器19与进入管壳式酸冷器的脱盐水管线31以及管壳式酸冷器至除氧器的脱盐水管线32分别连接；所述锅炉水再热器18与除氧器/低压给水泵至锅炉水再热器的低压锅炉给水管线33连接，管线采用内衬聚四氟乙烯的钢管制造。
从省煤器来的含SO3一次转化气即工艺气体从底部进入热回收塔10，由下而上经过两级填料层，进入热回收塔10的工艺转化烟气流量为80108Nm3/h，温度为190℃，SO3含量为10.5%，从热回收塔10上部二级喷淋酸口进入的硫酸流量为154.6t/h，浓度为98.5%，温度为60℃；从热回收塔10下部一级喷淋酸口进入的硫酸流量为1173.9t/h，浓度为99.0%，温度为210℃。热回收塔内工艺气体中96%的SO3在塔内两级填料层中被循环酸吸收，使得热回收塔10内的循环酸浓度升高，达到99.7%，温度升高到约220℃。吸收SO3后的硫酸流入热回收塔10底部的热循环槽15，经泵打入低温热回收器12，流量为1372.6t/h。该低温热回收器12同样采用釜型换热器,设备内设汽水分离装置6，在低温热回收器12中，管内走高温浓硫酸,管外走的是被锅炉水再热器18加热至约175℃的低压锅炉给水，热量由管内硫酸持续传递给管外水，使硫酸的温度降至约185℃，进入低温热回收器12的22.1t/h低压锅炉给水被蒸发，产生1.0MPa的饱和蒸汽20.0t/h。从低温热回收器12出来后，流量为1159.2t/h的硫酸进入均混器11，在均混器11中，用被除氧器预热过的104℃工艺脱盐水进行稀释，硫酸浓度降至99.0%，温度上升至约210℃，再回到热回收塔10一级喷淋酸入口，至此完成一个循环。为了平衡热回收塔10底部浓硫酸的液位，从低温热回收器12旁路出来的流量为191.3t/h的多余硫酸，进入锅炉水再热器18，将供给低温热回收器12的22.1t/h低压锅炉给水由104℃加热到175℃；从锅炉水再热器出来后，该流量为191.3t/h的硫酸进入管壳式酸冷器19，此时硫酸温度降低至90℃，送入干吸酸循环槽，最后进入成品酸罐区，从而能够充分的利用硫酸工业的低温热。
实施例二
一种硫酸低温热回收装置，包括低温热回收器12、均混器11、热循环泵14，低温热回收器12的硫酸进口短管3与热循环泵14通过管线连接，低温热回收器12的硫酸出口短管8与均混器11的酸入口通过管线连接，均混器11的水入口与脱盐水喷射泵21通过管线连接，均混器11的气入口的与空气储气罐20通过管线连接，所述管线均采用内衬聚四氟乙烯的钢管制造，所述连接均为通过氟塑料焊接或者使用氟塑料垫片，然后通过法兰和螺栓连接。
所述低温热回收器12包括筒体7、换热管束5、汽水分离装置6，汽水分离装置6设置在筒体7内的顶部，筒体7内设有换热管束5，换热管束5的端部固定在管板4上，换热管束5通过管板4及支撑板或支撑架固定在筒体7上，筒体7的端部设有管程封头1，管板4与管程封头1构成管箱2，管箱2端部设有进酸口和出酸口，在筒体7底部设有给水进口，优选的，在筒体7底部设有紧急排水口，且在给水进口内侧设有防冲档板。
所述换热管束5是通过非编织的方式制成U型，换热管束5的两个端口在筒体7的同一端，在换热管束5的端口处设有两个管板分别是外侧管板36和内侧管板37，通过内侧管板37及支撑架或者使用折流板及定位止推环将换热管束5固定在壳程筒体内，在管程封头1和外侧管板36之间设有管箱2，内设管箱的隔板9，管箱2上设有硫酸进口和硫酸出口，筒体7和内侧管板37采用碳钢制造；换热管束5和管箱2，以及外侧管板36采用聚四氟乙烯制造，以及低温热回收器12的管程采用聚四氟乙烯制造，由326根氟塑料传热管组成换热管束5，换热管束5的管内径为20mm，管壁厚1.0mm，换热管束5的端口插在环中，焊成整体蜂窝状的管板4，低温热回收器12的管箱2设置外衬，并与壳程筒体焊接在一起，外衬采用铁铬镍锰合金制造。硫酸由低温热回收器12的进酸口进入管箱2，经管板进入管束5加热筒体7内的水，硫酸在管束内冷却，水在低温热回收器的壳程内汽化，产生低压饱和蒸汽，蒸汽通过汽水分离装置6后进入管道外供蒸汽管网，降温后的硫酸经管箱2的出酸口排出。
所述均混器11内筒采用聚四氟乙烯制造，外壳采用铁铬镍锰合金制作，内筒的长径比为4。所述均混器11的酸入口端与酸出口端设在均混器11的两端，所呈角度为0°，均混器11的内筒壁设置叶片式氟塑料挡板1个，采用焊接方式固定在筒壁上，每个挡板的叶瓣数为3片。
一种利用如上所述的硫酸低温热回收装置生产低压蒸汽的工艺，从省煤器出来的工艺气体经省煤器至热回收塔的工艺气体管线27从底部进入热回收塔10，在热回收塔10内由下而上经过两级填料层，在热回收塔10底部进入热循环槽15，通过设在热循环槽15内的热循环泵14送入低温热回收器12，在低温热回收器12内产生低压蒸汽，低压蒸汽经来自低温热回收器的低压蒸汽管线29进行回收利用，从低温回收器12出来的降温硫酸进入均混器11，调节硫酸浓度后，由均混器11进入热回收塔10，多余的浓硫酸从低温热回收器12的旁路出口依次经锅炉水再热器18、管壳式酸冷器19回收热量后，经管壳式酸冷器至干吸循环槽的硫酸管线30送入干吸酸循环槽，最后进入成品酸罐区，优选的，管线采用内衬聚四氟乙烯的钢管制造。
经进入空气储气罐的仪表风管线24进入均混器11的仪表风22压力为0.5MPa，经除氧器/喷射泵至均混器的脱盐水管线23，进入均混器的脱盐水压力为1.2MPa，仪表风管线与喷射泵脱盐水管线合流形成汽水混合物，喷入均混器11，管线采用内衬聚四氟乙烯的钢管制造。
均混器酸出口的硫酸浓度由加入均混器的脱盐水量，排入锅炉水再热器的硫酸量和二级喷淋的进酸量进行协同控制；低温热回收器入口的硫酸温度通过产出的低压蒸汽流量和压力，进入热回收塔的工艺气体流量和温度，和进入热回收塔二级喷淋的硫酸流量进行协同调节；其中，排入锅炉水再热器的硫酸量和进入二级喷淋硫酸量的质量差值，与加入均混器的脱盐水质量的比值为7.2。
所述的热回收塔10内设有两级填料层，分别采用质量浓度为99.0%硫酸和98.5%硫酸进行吸收，在热回收塔10的下部第一级填料层内，工艺气体中大部分的SO3被由上而下流经第一级填料的一级喷淋酸吸收后继续向上流经第二级填料层，在第二级填料层内工艺气体中剩余的SO3被二级喷淋酸吸收后，经热回收塔10至一吸塔的工艺气体管线25进入一吸塔，热回收塔10二级喷淋酸经一吸酸冷却器至热回收塔的硫酸管线26来自一吸酸冷器出口，温度约为60℃，质量浓度为98.5%，吸收SO3后的二级酸直接流入一级填料层，第一级填料层喷淋温度约190℃，质量浓度为99.0%的硫酸与二级酸一起吸收SO3后，流入热回收塔10底部进入热循环槽15，优选的，管线采用内衬聚四氟乙烯的钢管制造。
所述热循环泵14与来自热循环泵的冷却水管线28以及进入热循环泵的冷却水管线34分别连接；所述管壳式酸冷器19与进入管壳式酸冷器的脱盐水管线31以及管壳式酸冷器至除氧器的脱盐水管线32分别连接；所述锅炉水再热器18与除氧器/低压给水泵至锅炉水再热器的低压锅炉给水管线33连接，管线采用内衬聚四氟乙烯的钢管制造。
从省煤器来的含SO3的一次转化气即工艺气体从底部进入热回收塔10，由下而上经过两级填料层。进入热回收塔10的工艺气体流量为21360标准立方米/小时（Nm3/h），温度为184℃，SO3含量为10.7%，从热回收塔10上部二级喷淋酸口进入的硫酸流量为29.5吨/小时（t/h），浓度为98.5%，温度为60℃；从热回收塔10下部一级喷淋酸口进入的硫酸流量为629.3t/h，浓度为99.0%，温度为190℃。热回收塔10内工艺转化气中98%的SO3在塔内两级填料层中被循环酸吸收，使得热回收塔10内的循环酸浓度升高，达到99.8%，温度升高到约200℃。吸收SO3后的硫酸流入热回收塔10底部的热循环槽15，经泵打入低温热回收器12，流量为662.6t/h。该低温热回收器12采用釜型换热器,设备内设汽水分离装置6，在低温热回收器12中，管内走高温浓硫酸,管外走的是被锅炉水再热器18加热至约140℃的低压锅炉给水，热量由管内硫酸持续传递给管外水，使硫酸的温度降至约180℃，进入低温热回收器的10.5t/h低压锅炉给水被蒸发，产生0.8MPa的饱和蒸汽10.0t/h。从低温热回收器12出来后，流量为622.8t/h的硫酸进入均混器11，在均混器11中，用被除氧器预热过的104℃工艺脱盐水进行稀释，流量约为3.5t/h，使得出均混器11的硫酸浓度降至99.0%，温度上升至约190℃，再回到热回收塔10一级喷淋酸入口，至此完成一个循环。为了平衡热回收塔10底部浓硫酸的液位，从低温热回收器12旁路出来的流量为39.6t/h的多余硫酸，进入锅炉水再热器18，将供给低温热回收器的10.5t/h低压锅炉给水由104℃加热到140℃；从锅炉水再热器18出来后，该流量为39.6t/h的硫酸进入管壳式酸冷器19，把供给除氧器的68t/h脱盐水由20℃加热到约38℃，此时硫酸温度降低至90℃，最后送入干吸酸循环槽，从而能够充分的利用硫酸工业的低温热。
以上对本发明创造的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明创造的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明创造范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。

Claims (10)

1.一种硫酸低温热回收装置，其特征在于：包括低温热回收器（12）、均混器（11）、设在热循环槽（15）内的热循环泵（14），低温热回收器（12）的硫酸进口短管（3）与热循环泵（14）通过管线连接，低温热回收器（12）的硫酸出口短管（8）与均混器（11）的酸入口通过管线连接，均混器（11）的水入口与脱盐水喷射泵（21）通过管线连接，均混器（11）的气入口的与空气储气罐（20）通过管线连接，优选的，所述管线均采用内衬聚四氟乙烯的钢管制造，所述连接均为通过氟塑料焊接或者使用氟塑料垫片，然后通过法兰和螺栓连接。
2.根据权利要求1所述的硫酸低温热回收装置，其特征在于：所述低温热回收器（12）包括筒体（7）、换热管束（5）、汽水分离装置（6），汽水分离装置（6）设置在筒体（7）内的顶部，筒体（7）内设有换热管束（5），换热管束（5）的端部固定在管板（4）上，换热管束（5）通过管板（4）及支撑板或支撑架固定在筒体（7）上，筒体（7）的端部设有管程封头（1），管板（4）与管程封头（1）构成管箱（2），管箱（2）端部设有进酸口和出酸口，在筒体（7）底部设有给水进口，优选的，在筒体（7）底部设有紧急排水口，且在给水进口内侧设有防冲档板。
3.根据权利要求2所述的硫酸低温热回收装置，其特征在于：所述换热管束（5）是通过编织或非编织的方式制成W型、O型、L型、U型、M型、柱形、平板型或盘绕型中一种，优选的，低温热回收器（12）的管程采用聚四氟乙烯制造，由8～3000根氟塑料传热管组成换热管束（5），换热管束（5）的管内径为3～200mm，管壁厚0.3～20mm，换热管束（5）的端口插在环中﹐焊成整体蜂窝状的管板（4），优选的，低温热回收器（12）的管箱（2）设置外衬，并与壳程筒体焊接在一起，外衬采用特种耐腐蚀的合金制造，优选的，外衬采用铁铬镍锰合金制造。
4.根据权利要求1～3任一项所述的硫酸低温热回收装置，其特征在于：所述均混器（11）内筒采用聚四氟乙烯制造，外壳采用合金钢制作，内筒的长径比为2～30，优选的，外壳采用铁铬镍锰合金制作。
5.根据权利要求4所述的硫酸低温热回收装置，其特征在于：所述均混器（11）的酸入口端与酸出口端设在均混器（11）的两端，所呈角度为0°～90°，均混器（11）的内筒壁设置叶片式氟塑料挡板1～6个，采用焊接方式固定在筒壁上，每个挡板的叶瓣数为3～8片。
6.一种利用如权利要求1～5任一项权利要求所述的硫酸低温热回收装置生产低压蒸汽的工艺，其特征在于：从省煤器出来的工艺气体经省煤器至热回收塔的工艺气体管线（27）从底部进入热回收塔（10），在热回收塔（10）内由下而上经过两级填料层，在热回收塔（10）底部进入热循环槽（15），通过设在热循环槽（15）内的热循环泵（14）送入低温热回收器（12），在低温热回收器（12）内产生低压蒸汽，低压蒸汽经来自低温热回收器的低压蒸汽管线（29）进行回收利用，从低温回收器（12）出来的降温硫酸进入均混器（11），调节硫酸浓度后，由均混器（11）进入热回收塔（10），多余的浓硫酸从低温热回收器（12）的旁路出口依次经锅炉水再热器（18）、管壳式酸冷器（19）回收热量后，经管壳式酸冷器至干吸循环槽的硫酸管线（30）送入干吸酸循环槽，最后进入成品酸罐区，优选的，管线采用内衬聚四氟乙烯的钢管制造，优选的，还包括定期排污罐（13）和低温热地下槽（17），定期排污罐（13）与低温热回收器（12）上的排水口通过管线相连，低温热地下槽（17）分别通过管线与低温热回收器（12）、热循环槽（15）、均混器（11）及热回收塔（10）的排净口相连。
7.根据权利要求6所述的利用硫酸低温热回收装置生产低压蒸汽的工艺，其特征在于：经进入空气储气罐的仪表风管线（24）进入均混器（11）的仪表风（22）压力为0.3～1.2MPa，经除氧器/喷射泵至均混器的脱盐水管线（23）进入均混器（11）的脱盐水压力与仪表风（22）压力比值为1.0～6.0，优选的，管线采用内衬聚四氟乙烯的钢管制造。
8.根据权利要求6所述的利用硫酸低温热回收装置生产低压蒸汽的工艺，其特征在于：均混器酸出口的硫酸浓度由加入均混器的脱盐水量，排入锅炉水再热器的硫酸量和二级喷淋的进酸量进行协同控制；低温热回收器入口的硫酸温度通过产出的低压蒸汽流量和压力，进入热回收塔的工艺气体流量和温度，和进入热回收塔二级喷淋的硫酸流量进行协同调节；其中，排入锅炉水再热器的硫酸量和进入二级喷淋硫酸量的质量差值，与加入均混器的脱盐水质量的比值为2.0～9.0。
9.根据权利要求6所述的利用硫酸低温热回收装置生产低压蒸汽的工艺，其特征在于：所述的热回收塔（10）内设有两级填料层，分别采用硫酸进行吸收，优选的，分别采用质量浓度为99.0%硫酸和98.5%硫酸进行吸收，在热回收塔（10）的下部第一级填料层内，工艺气体中大部分的SO3被由上而下流经第一级填料的一级喷淋酸吸收后继续向上流经第二级填料层，在第二级填料层内工艺气体中剩余的SO3被二级喷淋酸吸收后，经热回收塔（10）至一吸塔的工艺气体管线（25）进入一吸塔，热回收塔（10）二级喷淋酸经一吸酸冷却器至热回收塔的硫酸管线（26）来自一吸酸冷器出口，温度约为60℃，质量浓度为98.5%，吸收SO3后的二级酸直接流入一级填料层，第一级填料层喷淋温度约190℃，质量浓度为99.0%的硫酸与二级酸一起吸收SO3后，流入热回收塔（10）底部进入热循环槽（15），管线采用内衬聚四氟乙烯的钢管制造。
10.根据权利要求6所述的利用硫酸低温热回收装置生产低压蒸汽的工艺，其特征在于：所述热循环泵（14）与来自热循环泵的冷却水管线（28）以及进入热循环泵的冷却水管线（34）分别连接；所述管壳式酸冷器（19）与进入管壳式酸冷器的脱盐水管线（31）以及管壳式酸冷器至除氧器的脱盐水管线（32）分别连接；所述锅炉水再热器（18）与除氧器/低压给水泵至锅炉水再热器的低压锅炉给水管线（33）连接，优选的，管线采用内衬聚四氟乙烯的钢管制造。
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