CN105460904A - 一种使用预干燥塔的硫酸装置低温位热回收系统及其串酸方法和应用 - Google Patents

一种使用预干燥塔的硫酸装置低温位热回收系统及其串酸方法和应用 Download PDF

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南森·雷波
韩家圣
方旭东
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Abstract

本发明涉及一种使用预干燥塔的硫酸装置低温位热回收系统及其串酸方法和应用，其中硫酸装置低温位热回收系统包括热回收塔、酸循环泵、锅炉、稀释器、加热器；其特点在于，所述硫酸装置低温位热回收系统与预干燥塔和干燥塔通过管路连接，预干燥塔与干燥塔通过管路连接。预干燥塔内硫酸浓度低于干燥塔内硫酸浓度。可应用于硫磺制硫酸、冶炼烟气制硫酸或硫铁矿制硫酸等制硫酸系统中来提高硫酸装置低温位热回收系统的蒸汽产量。理论上会多产约20～30%的硫酸装置低温位热回收系统蒸汽产率。

Description

一种使用预干燥塔的硫酸装置低温位热回收系统及其串酸方法和应用
技术领域
本发明涉及硫酸装置的低温位热回收系统，尤其是使用预干燥塔与硫酸装置的低温位热回收系统加以结合，以提高蒸汽产率的串酸方法和应用。
背景技术
硫酸装置的低温位热回收系统是回收SO3同水的吸收热的技术，参见2011年（6）硫酸工业《带HRS预转化工艺在烟气脱硫中的运用》作者丁华，文中介绍了低温位热回收（HRS）技术，其文中图4是对HRS系统工艺流程的介绍。HRS系统由HRS热回收塔、HRS酸循环泵、HRS锅炉、HRS稀释器、HRS加热器5台主要设备组成，用HRS热回收塔取代传统一转一吸中的吸收塔。
虽然硫酸装置的低温位热回收技术（简称HRS）已在硫磺制酸中得到大量运用，但是一直有关于整个系统的水平衡对HRS产出蒸汽阶段性影响的困扰。由于在硫酸工厂的干吸系统中，因为干燥塔一直吸收进入系统空气中的水汽，使得循环酸浓度存在降低的趋势，而在一吸塔/二吸塔以及HRS塔中的循环酸因为吸收SO3使循环酸浓度存在增加的趋势。因此，为了维持各塔酸系统的平衡，需要进行串酸。
在已有的HRS装置中，串酸是从干燥塔系统串到HRS系统中，带走干燥塔从空气中吸收下来的水分。HRS系统产酸部分到干燥塔部分到二吸塔。因为干燥塔串到HRS系统的是冷酸，而HRS产出到干燥塔和二吸塔的酸是热酸，因此该串酸是带走了HRS系统里的热量的，因此在需要串酸的时候，该串酸降低了HRS系统的蒸汽产率。图1是现有的串酸的工艺流程图。
经长期的研究发现，HRS系统运行所在地的环境湿度会影响硫酸装置的水平衡，HRS蒸汽产率同环境湿度相关，在高湿度的月份干燥塔由冷酸串到HRS系统会导致HRS蒸汽产量很大的下降。
采用预干燥塔的预转化技术，在硫酸行业中主要是在硫酸装置的干燥塔前面加上一个预转化塔系统，使用比干燥塔循环酸浓度低的硫酸来预先吸收气体中的水分，以产出低浓度硫酸的技术。
目前尚未有将预干燥塔应用在硫酸装置的低温位热回收（HRS）系统之中的报道。
发明内容
本发明的目的是将预干燥塔在硫酸装置的低温位热回收系统之中加以运用，将两者结合起来解决HRS系统的蒸汽产率因环境湿度变化而产生很大影响的问题，有效降低从干燥系统串到HRS系统的串酸量，提高HRS系统的蒸汽产率。
本发明的具体技术方案是：
一种使用预干燥塔的硫酸装置低温位热回收系统，其中硫酸装置低温位热回收系统包括热回收塔、酸循环泵、锅炉、稀释器、加热器；其特点在于，所述硫酸装置低温位热回收系统与预干燥塔和干燥塔通过管路连接，预干燥塔与干燥塔通过管路连接。
进一步的，所述硫酸装置低温位热回收系统的稀释器与预干燥塔的酸冷器通过管道连接；所述硫酸装置低温位热回收系统的加热器与干燥塔的酸泵槽通过管道连接。
进一步的，干燥塔的酸泵槽同预干燥塔的酸冷器通过管道连接。
本发明同时提出一种使用预干燥塔的硫酸装置低温位热回收系统的串酸方法，其特点是采用上述硫酸装置低温位热回收系统与预干燥塔和干燥塔通过管路连接，预干燥塔与干燥塔通过管路连接，预干燥塔内硫酸浓度低于干燥塔内硫酸浓度。从硫酸装置低温位热回收系统加热器来的串酸到干燥塔泵槽，从干燥塔泵槽串酸到预干燥塔泵槽，预干燥塔串酸到硫酸装置低温位热回收系统中稀释器中，以平衡各塔的循环酸的浓度。
进一步的，预干燥塔内硫酸浓度为70%~90%。
进一步的，干燥塔内硫酸浓度为93.5%~98.5%。
进一步的，干燥塔内硫酸浓度为96%。
对于预干燥塔和干燥塔内硫酸浓度的确定，是在考虑该循环酸浓度时，需要针对不同硫酸浓度时的腐蚀性对设备和管道的影响，也要考虑硫酸对空气中水分的吸收性，理论上，该浓度只要低于干燥塔酸浓就对减小硫酸装置低温位热回收系统的蒸汽产率降低有利。
本发明同时提出一种使用预干燥塔的硫酸装置低温位热回收系统的应用，可应用于硫磺制硫酸、冶炼烟气制硫酸或硫铁矿制硫酸等制硫酸系统中来提高硫酸装置低温位热回收系统的蒸汽产量。
本发明的技术效果：经实践检验，采用70%预干燥塔酸产汽为使用预干燥塔方案，96%干燥塔酸产汽为不使用预干燥塔方案，理论上会多产约20～30%的硫酸装置低温位热回收系统蒸汽产率。
附图说明
图1是现有技术中串酸的工艺流程图。
图2是本发明的串酸的工艺流程图。
图3是1年中不同月份，对应蒸汽产率与环境绝对湿度的关系图。
图中，曲线1-是采用了预干燥塔的蒸汽产率对应1年中不同月份的曲线；曲线2-未使用预干燥塔的蒸汽产率对应1年中不同月份的对应曲线；曲线3-对应1年中不同月份的环境绝对湿度曲线。CWS-表示冷却给水；CWR-表示冷却回收。
具体实施方式
实施例1
如图2所示，一种使用预干燥塔的硫酸装置低温位热回收系统，其中硫酸装置低温位热回收系统包括热回收塔、酸循环泵、锅炉、稀释器、加热器；所述硫酸装置低温位热回收系统的稀释器与预干燥塔的酸冷器通过管道连接；所述硫酸装置低温位热回收系统的加热器与干燥塔的酸泵槽通过管道连接。当使用预干燥塔后，可从预干燥塔的循环酸中串酸到HRS系统中，因为目的是移去水分，较低的70%浓度的硫酸中含有水分要远高于干燥塔硫酸酸浓（通常为98.5%或93.5%，也可以是96%）中含有的水分，因此串酸量会比之前从干燥塔串酸量要明显降低，物料平衡后，从HRS系统串过来的热酸也相应减小，因此HRS的蒸汽收到串酸的影响大大下降。使用预干燥塔系统的串酸流程见图2。
如图3所示，在1年内不同月份的不同湿度条件下，使用预干燥塔和不使用预干燥塔对应的HRS蒸汽产率的差异。本实施例采用70%预干燥塔酸产汽为使用预干燥塔方案，96%干燥塔酸产汽为不使用预干燥塔方案，理论上会多产约20～30%的HRS蒸汽产率。

Claims (8)

1.一种使用预干燥塔的硫酸装置低温位热回收系统，其中硫酸装置低温位热回收系统包括热回收塔、酸循环泵、锅炉、稀释器、加热器；其特征在于，所述硫酸装置低温位热回收系统与预干燥塔和干燥塔通过管路连接，预干燥塔与干燥塔通过管路连接。
2.根据权利要求1所述的一种使用预干燥塔的硫酸装置低温位热回收系统，其特征在于，所述硫酸装置低温位热回收系统的稀释器与预干燥塔的酸冷器通过管道连接；所述硫酸装置低温位热回收系统的加热器与干燥塔的酸泵槽通过管道连接。
3.根据权利要求1所述的一种使用预干燥塔的硫酸装置低温位热回收系统，其特征在于，所述干燥塔的酸冷器同预干燥塔的酸泵槽通过管道连接。
4.一种使用预干燥塔的硫酸装置低温位热回收系统的串酸方法，采用权利要求1或2或3所述硫酸装置低温位热回收系统与预干燥塔和干燥塔通过管路连接，其特征在于，所述预干燥塔与干燥塔通过管路连接，预干燥塔内硫酸浓度低于干燥塔内硫酸浓度。
5.根据权利要求4所述的一种使用预干燥塔的硫酸装置低温位热回收系统的串酸方法，其特征在于，所述预干燥塔内硫酸浓度为70%~90%。
6.根据权利要求4所述的一种使用预干燥塔的硫酸装置低温位热回收系统的串酸方法，其特征在于，所述干燥塔内硫酸浓度为93.5%~98.5%。
7.根据权利要求6所述的一种使用预干燥塔的硫酸装置低温位热回收系统的串酸方法，其特征在于，所述干燥塔内硫酸浓度为96%。
8.一种使用预干燥塔的硫酸装置低温位热回收系统的应用，采用权利要求1或2或3所述硫酸装置低温位热回收系统与预干燥塔和干燥塔通过管路连接，应用于硫磺制硫酸、冶炼烟气制硫酸或硫铁矿制硫酸制硫酸系统中来提高硫酸装置低温位热回收系统的蒸汽产量。
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