CN103896219B - 一种提高矿或冶炼气制酸热量回收效率的装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种提高矿或冶炼气制酸热量回收效率的装置及方法，属于余热或废热回收技术领域，在该装置中设有中压废热锅炉给水加热器、脱盐水加热器和除氧器，所述的中压废热锅炉给水加热器中的一个输入端和一个输出端依次分别与蒸发器给水加热器和脱盐水加热器相连；所述的除氧器与三个水泵相连，分别是低压给水泵、喷射水泵和中压给水泵，低压给水泵与蒸发器给水加热器相连，喷射水泵与混合器相连，中压给水泵与中压废热锅炉给水加热器的另一个输入端相连，该装置及方法利用干吸工段低温热回收系统较高温度产酸的余热加热沸腾炉后中压锅炉废热锅炉的给水，提高了矿或冶炼气制酸工艺系统热量回收的效率。
Description
技术领域
本发明属于余热或废热回收技术领域，具体涉及一种提高矿或冶炼气制酸热量回收效率的装置及方法。
背景技术
目前国内外矿或冶炼气制酸行业在沸腾炉（或冶炼炉）后均设有中压废热锅炉回收高温烟气的余热，在转化工段均设有省煤器回收转化反应（二氧化硫转化为三氧化硫）的热量，在干吸工段已有一些装置设置了低温热回收系统，其主要工艺流程是将省煤器出口含S03的工艺气体送入高温吸收塔，工艺气体中的SO3在塔内被喷淋硫酸吸收，吸收反应热释放的热量使酸温提高，高温浓酸由高温循环泵送入蒸发器产生低压蒸汽，循环酸温度降低后进入混合器与水或低浓度硫酸混合以降低浓度，而后再送入高温吸收塔循环吸收SO3；循环酸出蒸发器的管道上接出产酸管道，系统产酸经蒸发器给水加热器预热低压给水，再经过脱盐水加热器预热脱盐水，产酸温度降至100℃～140℃送回干吸工段。在这样的热回收系统中产酸温度较高，仍有大量热量没有得到利用。
发明内容
本发明的目的在于针对上述技术问题进一步提高干吸工段低温热回收系统的热回收率，提高矿或冶炼气制酸装置的产汽率。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种提高矿或冶炼气制酸热量回收效率的装置，该装置设有中压废热锅炉给水加热器、脱盐水加热器和除氧器，所述的中压废热锅炉给水加热器中的一个输入端和一个输出端依次分别与蒸发器给水加热器和脱盐水加热器相连；所述的除氧器与三个水泵相连，分别是低压给水泵、喷射水泵和中压给水泵，低压给水泵与蒸发器给水加热器相连，喷射水泵与混合器相连，中压给水泵与中压废热锅炉给水加热器的另一个输入端相连；中压废热锅炉给水加热器的另一个输出端与废热锅炉相连。
该装置还包括省煤器，工艺气体进入省煤器后再进入高温吸收塔，中压废热锅炉给水加热器的另一个输出端通过省煤器与废热锅炉相连。
所述的脱盐水加热器设有2个通道，分别是硫酸产出通道和脱盐水输入通道。
一种提高矿或冶炼气制酸热量回收效率的方法，该方法采用上述提高矿或冶炼气制酸热量回收效率的装置，该方法包括以下步骤：
1）工艺气体进入高温吸收塔并与高温吸收塔内的循环酸反应生成高浓硫酸，生成的高浓硫酸在高温吸收塔的塔底汇集后进入高温循环槽，经高温循环泵加压后送入蒸发器，此时分别得到低压蒸汽和产酸，得到的低压蒸汽采用管道输出；
2）将步骤1）得到的产酸的一部分进入混合器中与水或者低浓度硫酸混合，混合后再返回高温吸收塔，循环吸收工艺气中的SO3；系统产酸的另一部分从蒸发器出口的循环酸管上接出先进入蒸发器给水加热器中加热低压给水，然后再进入中压废热锅炉给水加热器中加热中压给水，最后进入脱盐水加热器中加热脱盐水，从脱盐水加热器中得到的系统产酸从硫酸产出通道输出；
3）、步骤2）中所述的脱盐水通过脱盐水输入通道输入，经脱盐水加热器加热后送入除氧器中进行热力除氧得到温度为104℃除氧水，通过低压给水泵将104℃的低压给水加压后送入蒸发器给水加热器中升温，升温后送入蒸发器中，得到的低压蒸汽通过管道输出；通过喷射水泵将104℃的稀释水送入混合器中，从而降低硫酸的酸浓；通过中压给水泵将104℃的给水加压送入中压废热锅炉给水加热器中升温，经升温后的给水送入废热锅炉中。
步骤1）中工艺气体的温度为220～280℃，产酸的温度为170～210℃，低压蒸汽的压力为0.6～1Mpa。
步骤2）中所述的产酸的一部分为产酸总质量的70%～90%，产酸的另一部分为产酸总质量的10%～30%。
步骤2）中系统产酸的另一部分从蒸发器出口的循环酸管上接出先进入蒸发器给水加热器中加热低压给水，产酸的温度降至为160～200℃，再进入中压废热锅炉给水加热器中加热中压给水，产酸的温度降至为120～160℃，最后进入脱盐水加热器中加热20℃的脱盐水，系统产酸的温度降至50～110℃的时候从硫酸产出通道输出。
步骤3）中脱盐水经脱盐水加热器加热，脱盐水的温度为60～100℃后送入除氧器；蒸发器给水加热器中的水温为150～190℃后送入蒸发器中；中压废热锅炉给水加热器中的水温为140～180℃后送入废热锅炉中。
在一些实施方式中，步骤1）中工艺气体还可以送入省煤器后至工艺气体的温度从220～280℃降温至150～210℃后进入高温吸收塔；步骤3）中通过中压给水泵将104℃的给水加压送入中压废热锅炉给水加热器中升温至140～180℃，经升温后的给水通过省煤器送入废热锅炉中。
本发明技术方案中所述的工艺气体为本领域生产硫酸所常用的含三氧化硫的气体。
本发明利用干吸工段低温热回收系统较高温度产酸的余热加热沸腾炉后中压锅炉废热锅炉的给水，提高了矿或冶炼气制酸工艺系统热量回收的效率。
本发明的有益效果：
1、本发明技术方案中利用干吸工段低温热回收系统外送高温硫酸在中压废热锅炉给水加热器中加热给水，将中压废热锅炉给水温度由104℃提到160±20℃，再进入省煤器加热，而后送入废热锅炉中产生蒸汽，使废热锅炉的产汽量提高10%左右，从而使整个制酸装置每生产1吨硫酸总产汽率从1.5t提高到1.7t左右。
2、本发明技术方案中经过中压废热锅炉给水加热器升温至160±20℃的中压锅炉给水也可不经过省煤器而直接进入废热锅炉，在此种情况下，废热锅炉的产汽量基本无变化，但由于进入吸收工段低温热回收系统工艺气体的温度由180℃左右提高到250℃左右，工艺气体的热量在高温吸收塔中被循环酸吸收，使循环酸温进一步升高，所以吸收工段低温热回收系统蒸发器每吨硫酸的产汽率增加0.2t左右。
3、本发明技术方案中干吸工段低温热回收系统外送高温硫酸也可以加热其它介质，使外送硫酸的温度进一步降低，回收更多热量。
附图说明
图1为本发明的工艺流程示意图。
1-高温吸收塔，2-高温循环槽，3-混合器，4-省煤器，5-高温循环泵，6-蒸发器，7-蒸发器给水加热器，8-中压废热锅炉给水加热器，9-脱盐水加热器，10-低压给水泵，11-喷射水泵，12-中压给水泵，13-除氧器，14-废热锅炉。
图2为本发明的工艺流程示意图
1-高温吸收塔，2-高温循环槽，3-混合器，5-高温循环泵，6-蒸发器，7-蒸发器给水加热器，8-中压废热锅炉给水加热器，9-脱盐水加热器，10-低压给水泵，11-喷射水泵，12-中压给水泵，13-除氧器，14-废热锅炉。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围不限于此：
实施例1
如图1所示，将温度为250±30℃的SO3工艺气体进入省煤器4，所述的SO3工艺气体的温度降至180±30℃后进入高温吸收塔1，高温吸收塔1上部喷淋的循环硫酸与SO3反应生成温度为220℃左右系统产酸，系统产酸在塔底部汇集后流入高温循环槽2，经高温循环泵5加压送入蒸发器6产生压力为0.8±0.2MPa的低压蒸汽，得到的低压蒸汽采用管道输出；系统产酸经蒸发器6降温至190±20℃后，质量分数为90%的系统产酸送入混合器3中与喷射泵送入的稀释水或低浓度的酸混合从而使得酸的浓度降低，之后再返回高温吸收塔1，循环吸收工艺气中的SO3；
质量分数为10%的系统产酸从蒸发器6出口的循环酸管的分支上接出，先送入蒸发器给水加热器7加热104℃的低压锅炉给水，系统产酸温度降至180±20℃后进入中压废热锅炉给水加热器8加热104℃中压锅炉给水，系统产酸温度降至140±20℃后再进入脱盐水加热器9加热常温脱盐水，系统产酸温度降至80±30℃后，采用硫酸产出通道输出；
常温脱盐水先进入脱盐水加热器9中预热，脱盐水温度升高至80±20℃后送入除氧器13进行热力除氧，除氧器13出口分别设置低压给水泵10、喷射水泵11和中压给水泵12；低压给水泵10将104℃的低压给水加压后送入蒸发器给水加热器7中，将水加热到170±20℃后送入蒸发器6产生0.8±0.2MPa低压蒸汽；中压给水泵12将104℃的中压给水送入中压废热锅炉给水加热器8中，中压给水温度升高至160±20℃后通过省煤器4后再进入废热锅炉14中，使用该流程可使废热锅炉的每吨酸的产汽率提高13%左右。
实施例2
如图2所示，将温度为250±30℃的SO3工艺气体直接进入高温吸收塔1，高温吸收塔1上部喷淋的循环硫酸与SO3反应生成温度为230℃左右系统产酸，系统产酸在塔底部汇集后流入高温循环槽2，经高温循环泵5加压送入蒸发器6产生压力为0.8±0.2MPa的低压蒸汽，得到的低压蒸汽采用管道输出；系统产酸蒸发器6降温至190±20℃后，质量分数为70%的系统产酸再送入混合器3中与喷射泵送入的稀释水或低浓度的酸混合从而使得酸的浓度降低，之后再返回高温吸收塔1，循环吸收工艺气中的SO3；
质量分数为30%的系统产酸从蒸发器6出口的循环酸管的分支上接出，先送入蒸发器给水加热器7加热104℃的低压锅炉给水，系统产酸温度降至180±20℃后进入中压废热锅炉给水加热器8加热104℃中压锅炉给水，系统产酸温度降至140±20℃后再进入脱盐水加热器9加热常温脱盐水，系统产酸温度降至80±30℃；
常温脱盐水先进入脱盐水加热器9中预热，脱盐水温度升高至80±20℃后送入除氧器13进行热力除氧，除氧器13出口分别设置低压给水泵10、喷射水泵11和中压给水泵12；低压给水泵10将104℃的低压给水加压后送入蒸发器给水加热器7中，将水加热到170±20℃后送入蒸发器6产生0.8±0.2MPa低压蒸汽；中压给水泵12将104℃的中压给水送入中压废热锅炉给水加热器8中，中压给水温度升高至160±20℃后直接进入废热锅炉14中，此时，废热锅炉的产汽率基本无变化，但由于蒸汽器6进口循环酸温度提高，可使干吸工段低温热回收系统每吨酸的产汽率从0.3t提高到0.5t。
Claims (10)
1.一种提高矿或冶炼气制酸热量回收效率的装置，其特征在于：该装置设有中压废热锅炉给水加热器（8）、脱盐水加热器（9）和除氧器（13），所述的中压废热锅炉给水加热器（8）中的一个输入端和一个输出端依次分别与蒸发器给水加热器（7）和脱盐水加热器（9）相连；所述的除氧器（13）与三个水泵相连，分别是低压给水泵（10）、喷射水泵（11）和中压给水泵（12），低压给水泵（10）与蒸发器给水加热器（7）相连，喷射水泵（11）与混合器（3）相连，中压给水泵（12）与中压废热锅炉给水加热器（8）的另一个输入端相连。
2.根据权利要求1所述的提高矿或冶炼气制酸热量回收效率的装置，其特征在于：中压废热锅炉给水加热器（8）的另一个输出端与废热锅炉（14）相连。
3.根据权利要求1或2所述的提高矿或冶炼气制酸热量回收效率的装置，其特征在于：该装置还包括省煤器（4），工艺气体进入省煤器（4）后再进入高温吸收塔（1）；中压废热锅炉给水加热器（8）的另一个输出端通过省煤器（4）与废热锅炉（14）相连。
4.根据权利要求1所述的提高矿或冶炼气制酸热量回收效率的装置，其特征在于：所述的脱盐水加热器（9）设有2个通道，分别是硫酸产出通道和脱盐水输入通道。
5.一种提高矿或冶炼气制酸热量回收效率的方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
1）工艺气体进入高温吸收塔（1）并与高温吸收塔（1）内的循环酸反应生成高浓硫酸，生成的高浓硫酸在高温吸收塔（1）的塔底汇集后进入高温循环槽（2），经高温循环泵（5）加压后送入蒸发器（6），此时分别得到低压蒸汽和产酸，得到的低压蒸汽采用管道输出；
2）将步骤1）得到的产酸的一部分进入混合器（3）中与水或者低浓度硫酸混合，混合后再返回高温吸收塔（1），循环吸收工艺气中的SO3；产酸的另一部分从蒸发器（6）出口的循环酸管上接出先进入蒸发器给水加热器（7）中加热低压给水，然后再进入中压废热锅炉给水加热器（8）中加热中压给水，最后进入脱盐水加热器（9）中加热脱盐水，从脱盐水加热器（9）中得到的系统产酸从硫酸产出通道输出；
3）、步骤2）中所述的脱盐水通过脱盐水输入通道输入，经脱盐水加热器（9）加热后送入除氧器（13）中进行热力除氧得到温度为104℃除氧水，通过低压给水泵（10）将104℃的低压给水加压后送入蒸发器给水加热器（7）中升温，升温后送入蒸发器（6）中，得到的低压蒸汽通过管道输出；通过喷射水泵（11）将104℃的稀释水送入混合器（3）中，从而降低硫酸的酸浓；通过中压给水泵（12）将104℃的给水加压送入中压废热锅炉给水加热器（8）中升温，经升温后的给水送入废热锅炉（14）中。
6.根据权利要求5所述的提高矿或冶炼气制酸热量回收效率的方法，其特征在于：步骤1）中工艺气体的温度为220～280℃，产酸的温度为170～210℃，低压蒸汽的压力为0.6～1Mpa。
7.根据权利要求5所述的提高矿或冶炼气制酸热量回收效率的方法，其特征在于：步骤2）中所述的产酸的一部分为产酸总质量的70～90%，产酸的另一部分为产酸总质量的10～30%。
8.根据权利要求5或7所述的提高矿或冶炼气制酸热量回收效率的方法，其特征在于：步骤2）中产酸的另一部分从蒸发器（6）出口的循环酸管上接出先进入蒸发器给水加热器（7）中加热低压给水，产酸的温度降至为160～200℃，再进入中压废热锅炉给水加热器（8）中加热中压给水，产酸的温度降至为120～160℃，最后进入脱盐水加热器（9）中加热20℃的脱盐水，产酸的温度降至50～110℃的时候从硫酸产出通道输出。
9.根据权利要求5所述的提高矿或冶炼气制酸热量回收效率的方法，其特征在于：步骤3）中脱盐水经脱盐水加热器（9）加热，脱盐水的温度为60～100℃后送入除氧器（13）；蒸发器给水加热器（7）中的水温为150～190℃后送入蒸发器（6）中；中压废热锅炉给水加热器（8）中的水温为140～180℃后送入废热锅炉（14）中。
10.根据权利要求5所述的一种提高矿或冶炼气制酸热量回收效率的方法，其特征在于：步骤1）中工艺气体送入省煤器（4）后至工艺气体的温度从220～280℃降温至150～210℃后进入高温吸收塔（1）；步骤3）中通过中压给水泵（12）将104℃的给水加压送入中压废热锅炉给水加热器（8）中升温至140～180℃，经升温后的给水通过省煤器（4）送入废热锅炉（14）中。
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