CN104528662A - 烟气制酸过程中回收低温位余热产生热水的系统 - Google Patents

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黄卫华
熊小鹏
周清
涂瑞
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    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
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Abstract

一种烟气制酸过程中回收低温位余热产生热水的系统，该系统包括一吸塔板式换热器、一吸塔阳极保护酸冷器、热水缓冲槽和热水泵。一吸塔板式换热器设置在一吸塔阳极保护酸冷器之前，能保证进入阳极保护酸冷器的酸温低于100℃，可延长设备使用寿命。一吸塔板式换热器与一吸塔阳极保护酸冷器串联使用，热水泵与热水缓冲槽、一吸塔板式换热器相连，余热回收系统采用DCS控制，保证余热回收系统中的物料及热平衡。本发明所涉及的系统能有效从烟气制酸过程中回收低温位余热产生热水，可应用于有色、钢铁、化工等行业烟气制酸过程低温位余热的回收，系统结构简单，操作方便，运行成本低，经济环保，能够有效促进企业循环经济的发展。

Description

烟气制酸过程中回收低温位余热产生热水的系统
技术领域
本发明涉及有色、钢铁、化工等行业的烟气制酸领域，对烟气制酸吸收过程中产生的低温位余热回收利用，具体涉及从烟气制酸装置中一吸塔中吸收SO3后的浓硫酸的低温位余热进行利用，属于余热综合利用技术领域。
背景技术
在有色、钢铁、化工等冶炼的工厂中，烟气制酸基本过程包括SO2烟气净化、SO2烟气转化、SO2烟气干燥及SO3吸收等过程。伴随转化、干燥吸收过程产生大量反应热及稀释热，其中成品酸和放空尾气带走其中的6%左右热能，SO2转化过程中除冷热气体换热外，多余的反应热大部分工厂都回收了，而干燥和吸收过程产生的稀释热约占整个硫酸生产释放热量的25%-30%，大部份工厂没有回收。一般这些热量全部通过酸冷器（冷却介质为循环冷却水）移出，通过循环水冷却塔释放到大气中。
国内也有少部分厂回收了SO3吸收过程产生的低温位热，流程大同小异，大都采用回收低温位余热产生低压蒸汽系统（HRS），如双狮（张家港）精细化工有限公司3kt/d硫磺制酸装置采用孟莫克公司的HRS系统，用于回收制酸装置中的低温位热生产低压蒸汽。典型的HRS系统主要包含HRS热回收塔、HRS酸循环泵、HRS锅炉、HRS稀释器、HRS加热器和预热器等设备。HRS系统比较适用于转化烟气SO2浓度比较稳定的制酸系统，如硫磺制酸系统。但对铜、锡等冶炼烟气制酸而言，进转化SO2浓度高达12%，同时气量波动高达50%，且HRS系统工艺流程较长，一次性投资较高。因此，经济、有效地回收干燥吸收过程中的低温位热成为烟气制酸领域的研究热点。
发明内容
本发明旨在解决现有技术中存在的技术问题，提出一种从烟气制酸过程中回收低温位余热的系统，回收烟气制酸过程中低温位余热产生高温热水。
本发明烟气制酸过程中回收低温位余热产生热水的系统，包括一吸塔板式换热器、一吸塔阳极保护酸冷器、热水缓冲槽和热水泵；一吸塔板式换热器设置在一吸塔阳极保护酸冷器之前，并与一吸塔阳极保护酸冷器串联使用，热水泵与热水缓冲槽、一吸塔板式换热器相连，余热回收系统采用DCS控制，保证余热回收系统中的物料及热平衡。
    来自烟气制酸过程一吸塔90～120℃的浓硫酸在一吸塔板式换热器中，与60～80℃的低温热水进行热交换，得到温度降到65～100℃的浓硫酸；来自热工热换站的60～80℃低温热水通过热水缓冲槽，经热水泵进入一吸塔板式换热器热交换后，得到95～100℃的高温热水回用至热工换热站。
    所述的65～100℃的浓硫酸：温度范围在65～85℃时直接进入烟气制酸过程中的一吸塔中；温度范围在86～100℃时进入一吸塔阳极保护酸冷器中，与循环冷却水进行热交换，温度降到65～85℃后再进入一吸塔中。
    所述的一吸塔板式换热器采用哈氏哈金D205材质制作。
    所述的低温热水为软化水。
    所述的高温热水经热工换热站利用后成为低温热水，再循环进入热水缓冲槽中。
本发明的优点：
本发明的系统与传统工艺相比：一吸塔板式换热器与一吸塔阳极保护酸冷器串联配置，且设置在阳极保护酸冷器之前，能保证进阳极保护酸冷器酸温低于100℃，设备使用寿命长。传统系统仅设置一台阳极保护酸冷器，对波动烟气酸温难于控制，设备寿命短；一吸塔板式换热器板材能长期耐110～120℃的高温浓硫酸腐蚀，传统设备难于保证；DCS自动化控制程度高，操作灵活，能适应烟气量和SO2浓度的变化。
本发明所涉及的系统可以有效从烟气制酸装置中回收低温位余热产生热水，可应用于有色、钢铁、化工等行业烟气制酸装置低温位余热的回收，系统结构简单，操作方便，运行成本低，经济环保，能够有效促进企业循环经济的发展。
附图说明
图1为烟气制酸过程中回收低温位余热产生热水的系统工艺流程图。
具体实施方式
实施例1
利用烟气制酸过程中回收低温位余热产生热水的系统，应用某10万吨/年铜冶炼烟气制酸装置中低温位余热产生热水的回收：
首先，从热工换热站来的约60～80℃低温热水进入热水缓冲槽，热水缓冲槽的液位经液位计控制。
然后，60～80℃低温热水通过热水泵输送至一吸塔板式换热器回收余热，回收余热后的热水温度控制在95～100℃，送至热工换热站。
其中，热工换热站随不同季节换热量发生变化。冬季时，一吸塔出口酸中余热能够完全被回收产生热水回用至热工换热站，用于全厂生活供暖水加热和冶炼电解液加热。夏季时，热工换热站只消耗部分余热，剩余的余热需经过一吸塔阳极保护酸冷器移除。
冬季步骤：一吸塔阳极保护酸冷器不使用，仅使用一吸塔板式换热器回收低温位余热。一吸塔循环泵来的90～120℃浓硫酸经过一吸塔板式换热器冷却至工艺温度65～85℃返回一吸塔酸循环。一吸塔板式换热器酸侧出口温度通过调节旁路控制。60～80℃低温热水经过一吸塔板式换热器加热至95～100℃，送至热工换热站用于全厂生活供暖水加热和冶炼电解系统的板式换热器用于电解液加热。
夏季步骤：由于夏季生活不用供暖，生产热水仅用于冶炼电解系统的电解液加热。回收热量小，酸热大部分通过循环水冷却塔冷却移出。从一吸塔循环泵来的90～120℃的浓硫酸经过一吸塔板式换热器冷却至100℃以下后，再进入一吸塔阳极保护酸冷器冷却到65～85℃返回一吸塔酸循环。60℃～80℃低温热水经过一吸塔板式换热器加热至95℃～100℃左右，后进入电解系统的板式换热器加热电解液。

Claims (5)

1.烟气制酸过程中回收低温位余热产生热水的系统，其特征在于，所述的系统包括一吸塔板式换热器、一吸塔阳极保护酸冷器、热水缓冲槽和热水泵；一吸塔板式换热器设置在一吸塔阳极保护酸冷器之前，并与一吸塔阳极保护酸冷器串联使用，热水泵与热水缓冲槽、一吸塔板式换热器相连，余热回收系统采用DCS控制，保证余热回收系统中的物料及热平衡；
    来自烟气制酸过程一吸塔90～120℃的浓硫酸在一吸塔板式换热器中，与60～80℃的低温热水进行热交换，得到温度降到65～100℃的浓硫酸；来自热工热换站的60～80℃低温热水通过热水缓冲槽，经热水泵进入一吸塔板式换热器热交换后，得到95～100℃的高温热水回用至热工换热站。
2.根据权利要求所述的一种烟气制酸过程中余热回收系统，其特征在于，所述的65～100℃的浓硫酸：温度范围在65～85℃时直接进入烟气制酸过程中的一吸塔中；温度范围在86～100℃时进入一吸塔阳极保护酸冷器中，与循环冷却水进行热交换，温度降到65～85℃后再进入一吸塔中。
3.根据权利要求所述的一种烟气制酸过程中余热回收系统，其特征在于，所述的一吸塔板式换热器采用哈氏哈金D205材质制作。
4.根据权利要求所述的烟气制酸过程中回收低温位余热产生热水的系统，其特征在于，所述的低温热水为软化水。
5.根据权利要求所述的一种烟气制酸过程中余热回收系统，其特征在于，所述的高温热水经热工换热站利用后成为低温热水，再循环进入热水缓冲槽中。
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