CN106555995A - 一种湿法制硫酸热量回收的方法及其装置 - Google Patents

一种湿法制硫酸热量回收的方法及其装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种湿法制硫酸热量回收的方法及其装置，在所述的湿法制硫酸转化器的出口与所述的硫酸玻璃管冷凝器的转化气进气口之间连接一台蒸汽发生器，转化气通过所述的蒸汽发生器，所述的蒸汽发生器连接有汽包副产5.0MPa～6.0MPa的蒸汽，控制所述的蒸汽发生器的换热面壁温和所述的蒸汽发生器的前、后烟箱的壁温高于工况下的硫酸露点温度，且控制进所述的硫酸玻璃管冷凝器的转化气温度为270～300℃，不高于所述的硫酸玻璃管冷凝器的最高允许使用温度。本方法的目的是回收转化气热量，并实现进玻璃管冷凝器转化气温度的稳定控制，避免析酸和积酸腐蚀设备等，延长转化气热量回收的换热设备使用寿命，也方便其检修维护。

Description

一种湿法制硫酸热量回收的方法及其装置
技术领域
本发明涉及一种热量回收的方法，具体涉及一种湿法制硫酸热量回收的方法和设备。
背景技术
根据二氧化硫催化转化的工艺条件，制硫酸工艺可分为干接触法和湿接触法。所谓的干接触法是将含硫原料焚烧成SO2后，采用与传统硫铁矿制酸工艺相似的方法洗涤、干燥、催化转化、吸收。湿接触法则是无需洗涤、干燥，在水蒸汽存在下将二氧化硫催化转化成三氧化硫并直接冷凝成酸。显而易见，湿接触法工艺更为简单，更有利于系统热量的回收利用。由于大多数硫化氢气源都比较干净，所以湿接触法制酸工艺的应用较为广泛。
湿法制硫酸SO2转化气出转化器的温度为400℃，进硫酸玻璃管冷凝器前需降至270～300℃，控制低于玻璃管冷凝器的允许使用最高温度，且高于工况下的硫酸露点温度。湿法制硫酸工艺一般采用在转化器底部设置换热器，用熔盐或高温水移热。换热器采用翅片管，翅片间易积粉尘，需定期清理，温度较难控制。管外容易出现露点腐蚀，用高温水移热，会出现汽水夹带冲刷管道，局部容易出现泄漏，出现泄漏后较难查找，不便于检维修，不利于装置的长周期稳定运行。
中国专利CN 103030115 A公开的一种硫化氢与硫磺联合制酸的方法，特征在于：在硫化氢和硫磺联合制酸生产工艺中，在转化器第三段出口、中温过热器后采用两台火管锅炉，湿法制酸时控制两台锅炉的蒸发压力在5.1～5.6MPa(饱和温度为265～271.4℃)，干法制酸时第一台锅炉压力控制在4.0～4.8MPa，第二台锅炉压力控制在1.0～1.8MPa，高于气体中硫酸露点温度，避免露腐蚀。该专利存在以下问题：(1)转化器至硫酸冷凝器之间有中温过热器和两台火管锅炉，设备多，控制点多且复杂，投资大；(2)湿法制酸时转化气出第一台火管锅炉后温度已较低，很难使第二台火管锅炉保持同样的温度和产汽压力。
发明内容
本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种回收转化气的热量，并实现转化气进玻璃管冷凝器温度的稳定控制，避免析酸和积酸腐蚀设备，延长转化气热量回收的换热设备使用寿命，也方便其检修维护，提高湿法制硫酸装置长周期运行水平的湿法制硫酸热量回收的方法。
本发明所要解决的第二个技术问题是提供一种实现该湿法制硫酸热量回收的方法的装置。
为了解决上述第一个技术问题，本发明提供的湿法制硫酸热量回收的方法，包括湿法制硫酸转化器和硫酸玻璃管冷凝器，在所述的湿法制硫酸转化器的出口与所述的硫酸玻璃管冷凝器的转化气进气口之间连接一台蒸汽发生器，转化气通过所述的蒸汽发生器，所述的蒸汽发生器连接有汽包副产5.0MPa～6.0MPa的蒸汽，控制所述的蒸汽发生器的换热面壁温和所述的蒸汽发生器的前、后烟箱的壁温高于工况下的硫酸露点温度，且控制进所述的硫酸玻璃管冷凝器的转化气温度为270～300℃，不高于所述的硫酸玻璃管冷凝器的最高允许使用温度。
所述的蒸汽发生器采用卧式安装，低于所述的湿法制硫酸转化器的出口，且所述的蒸汽发生器的底部高于所述的硫酸玻璃管冷凝器的转化气进气口，所述的蒸汽发生器的轴向中心线从进气端至出气端向下与水平线成0.5°～3.5°的倾斜角，所述的蒸汽发生器的后烟箱采用底平出料，前、后烟箱均设置排污阀，防止蒸汽发生器内积液腐蚀。
所述的蒸汽发生器的前、后烟箱内均不设置内保温，前、后烟箱采用250mm～350mm厚的硅酸铝针织毯外加防水层，通过所述的调节蒸汽发生器的产汽压力5.0MPa～6.0MPa，使所述的蒸汽发生器内通过转化气的列管和前、后烟箱壁温高于工况下的硫酸露点温度，并在后烟箱的底部增加设备壁温测点，防止转化气冷凝析出硫酸腐蚀设备。
所述的蒸汽发生器为列管式蒸汽发生器，转化气通过所述的列管式蒸汽发生器的列管，加热所述的列管式蒸汽发生器3的列管外的高温水回收转化气的热量。
所述的蒸汽发生器的管程设计压力0.01MPa、设计温度420℃，壳层设计压力6.0MPa、设计温度275℃。
为了解决上述第二个技术问题，本发明提供的实现湿法制硫酸热量回收的方法的装置，包括湿法制硫酸转化器和硫酸玻璃管冷凝器，在所述的湿法制硫酸转化器的出口与所述的硫酸玻璃管冷凝器的转化气进气口之间连接一台蒸汽发生器，所述的蒸汽发生器连接有汽包。
所述的蒸汽发生器采用卧式安装，低于所述的湿法制硫酸转化器的出口，且所述的蒸汽发生器的底部高于所述的硫酸玻璃管冷凝器的转化气进气口，所述的蒸汽发生器的轴向中心线从进气端至出气端向下与水平线成0.5°～3.5°的倾斜角。
所述的蒸汽发生器的后烟箱采用底平出料，前、后烟箱均设置排污阀，防止蒸汽发生器内积液腐蚀。
所述的蒸汽发生器的前烟箱、后烟箱内均不设置内保温，所述的前烟箱、后烟箱采用250mm～350mm厚的硅酸铝针织毯外加防水层，在所述的后烟箱的底部增加设备壁温测点，防止转化气冷凝析出硫酸腐蚀设备。
所述的蒸汽发生器为列管式蒸汽发生器，转化气通过所述的列管式蒸汽发生器的列管，加热所述的列管式蒸汽发生器的列管外的高温水回收转化气的热量。
所述的蒸汽发生器的管程设计压力0.01MPa、设计温度420℃，壳层设计压力6.0MPa、设计温度275℃。
采用上述技术方案的湿法制硫酸热量回收的方法及其装置，采用一台外置列管式蒸汽发生器，回收湿法制硫酸转化器出口转化气的热量，副产5.0～6.0MPa蒸汽，将转化气从400℃降至270～300℃，满足玻璃管冷凝器的使用要求。蒸发器前后烟箱采用300mm厚的硅酸铝针织毯外加防水层，通过调节蒸汽发生器的产汽压力，使蒸汽发生器内通过转化气的列管和前后烟箱壁温高于工况下的硫酸露点温度，防止转化气冷凝析出硫酸腐蚀设备。蒸汽发生器采用卧式安装，其底部高于冷凝器转化气进气口，从进气端至出气端设置2°的倾斜角，后烟箱采用底平出料，前后烟箱均设置排污阀，防止蒸汽发生器内积液腐蚀。本方法的目的是回收转化气热量，并实现进玻璃管冷凝器转化气温度的稳定控制，避免析酸和积酸腐蚀设备等，延长转化气热量回收的换热设备使用寿命，也方便其检修维护。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
图2为本发明的蒸汽发生器结构图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
参见图1和图2，本发明提供的湿法制硫酸热量回收的方法及其装置，在湿法制硫酸转化器1的出口与硫酸玻璃管冷凝器2的转化气进气口之间连接一台蒸汽发生器，优选地，蒸汽发生器为列管式蒸汽发生器3，湿法制硫酸转化器1的出口与硫酸玻璃管冷凝器2的转化气进气口与列管式蒸汽发生器3的列管连接，列管式蒸汽发生器3的壳体与汽包4连接，转化气通过列管式蒸汽发生器3加热列管式蒸汽发生器3的列管外的高温水回收转化气的热量，汽包4副产5.0MPa～6.0MPa的蒸汽，控制列管式蒸汽发生器3的列管壁温和列管式蒸汽发生器3的前烟箱301、后烟箱302的壁温高于工况下的硫酸露点温度，且控制进硫酸玻璃管冷凝器2的转化气温度为270～300℃，不高于硫酸玻璃管冷凝器2的最高允许使用温度。
优选地，列管式蒸汽发生器3采用卧式安装，列管式蒸汽发生器3低于湿法制硫酸转化器1的出口，且列管式蒸汽发生器3的底部高于硫酸玻璃管冷凝器2的转化气进气口，列管式蒸汽发生器3的轴向中心线从进气端至出气端向下与水平线成0.5°～3.5°的倾斜角，优选地，列管式蒸汽发生器3的轴向中心线从进气端至出气端向下与水平线成2°的倾斜角，列管式蒸汽发生器3的后烟箱302采用底平出料，前烟箱301、后烟箱302均设置排污阀，防止蒸汽发生器内积液腐蚀。
优选地，列管式蒸汽发生器3的前烟箱301、后烟箱302内均不设置内保温，前烟箱301、后烟箱302采用250mm～350mm厚的硅酸铝针织毯外加防水层，优选地，前烟箱301、后烟箱302采用300mm厚的硅酸铝针织毯外加防水层，通过调节列管式蒸汽发生器3的产汽压力5.0MPa～6.0MPa，使列管式蒸汽发生器3内通过转化气的列管和前烟箱301、后烟箱302壁温高于工况下的硫酸露点温度，并在后烟箱302的底部增加设备壁温测点，防止转化气冷凝析出硫酸腐蚀设备。
列管式蒸汽发生器3的管程设计压力0.01MPa、设计温度420℃，壳层设计压力6.0MPa、设计温度275℃。
本方法是回收转化气热量，并实现进玻璃管冷凝器转化气温度的稳定控制，避免析酸和积酸腐蚀设备等，延长转化气热量回收的换热设备使用寿命，也方便其检修维护。
实施例1：
在中石化巴陵石化炼油事业部2kt/a的湿法制硫酸装置上，含硫化氢20～40％的酸性气投料量为100～200Nm3/h，生产的硫酸浓度为93～97.5％，转化气出转化器的温度为400℃，转化器后的蒸汽发生器产汽压力控制在5.0～6.0MPa，蒸汽发生器的后烟箱底部温度为260～280℃，转化气出蒸汽发生器的温度为270～300℃。在此生产负荷和工况下，蒸汽发生器运行良好，装置自2014年8月13日开车以来，蒸汽发生器内无析酸和积酸，无腐蚀泄漏点，已连续运行超过一年，无非计划停车。

Claims (10)

1.一种湿法制硫酸热量回收的方法，包括湿法制硫酸转化器和硫酸玻璃管冷凝器，其特征是：在所述的湿法制硫酸转化器的出口与所述的硫酸玻璃管冷凝器的转化气进气口之间连接一台蒸汽发生器，转化气通过所述的蒸汽发生器，所述的蒸汽发生器连接有汽包副产5.0MPa～6.0MPa的蒸汽，控制所述的蒸汽发生器的换热面壁温和所述的蒸汽发生器的前、后烟箱的壁温高于工况下的硫酸露点温度，且控制进所述的硫酸玻璃管冷凝器的转化气温度为270～300℃，不高于所述的硫酸玻璃管冷凝器的最高允许使用温度。
2.根据权利要求1所述的湿法制硫酸热量回收的方法，其特征是：所述的蒸汽发生器采用卧式安装，低于所述的湿法制硫酸转化器的出口，且所述的蒸汽发生器的底部高于所述的硫酸玻璃管冷凝器的转化气进气口，所述的蒸汽发生器的轴向中心线从进气端至出气端向下与水平线成0.50～3.50的倾斜角，所述的蒸汽发生器的后烟箱采用底平出料，前、后烟箱均设置排污阀，防止蒸汽发生器内积液腐蚀。
3.根据权利要求1或2所述的湿法制硫酸热量回收的方法，其特征是：所述的蒸汽发生器的前、后烟箱内均不设置内保温，前、后烟箱采用250mm～350mm厚的硅酸铝针织毯外加防水层，通过所述的调节蒸汽发生器的产汽压力5.0MPa～6.0MPa，使所述的蒸汽发生器内通过转化气的列管和前、后烟箱壁温高于工况下的硫酸露点温度，并在后烟箱的底部增加设备壁温测点，防止转化气冷凝析出硫酸腐蚀设备。
4.根据权利要求1或2所述的湿法制硫酸热量回收的方法，其特征是：所述的蒸汽发生器为列管式蒸汽发生器，转化气通过所述的列管式蒸汽发生器的列管，加热所述的列管式蒸汽发生器的列管外的高温水回收转化气的热量。
5.实现权利要求1所述的湿法制硫酸热量回收的方法的装置，包括湿法制硫酸转化器(1)和硫酸玻璃管冷凝器(2)，其特征是：在所述的湿法制硫酸转化器(1)的出口与所述的硫酸玻璃管冷凝器(2)的转化气进气口之间连接一台蒸汽发生器，所述的蒸汽发生器连接有汽包(4)。
6.根据权利要求5所述的实现湿法制硫酸热量回收的方法的装置，其特征是：所述的蒸汽发生器采用卧式安装，低于所述的湿法制硫酸转化器(1)的出口，且所述的蒸汽发生器的底部高于所述的硫酸玻璃管冷凝器(2)的转化气进气口，所述的蒸汽发生器的轴向中心线从进气端至出气端向下与水平线成0.50～3.50的倾斜角。
7.根据权利要求6所述的实现湿法制硫酸热量回收的方法的装置，其特征是：所述的蒸汽发生器的后烟箱(302)采用底平出料。
8.根据权利要求6或7所述的实现湿法制硫酸热量回收的方法的装置，其特征是：所述的蒸汽发生器的前烟箱(301)、后烟箱(302)均设置排污阀。
9.根据权利要求6或7所述的实现湿法制硫酸热量回收的方法的装置，其特征是：所述的蒸汽发生器的前烟箱(301)、后烟箱(302)内均不设置内保温，所述的前烟箱(301)、后烟箱(302)采用250mm～350mm厚的硅酸铝针织毯外加防水层，在所述的后烟箱(302)的底部设有设备壁温测点。
10.根据权利要求6或7所述的实现湿法制硫酸热量回收的方法的装置，其特征是：所述的蒸汽发生器为列管式蒸汽发生器(3)。
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