CN109867267A - 一种接触法硫酸生产装置中的转化升温系统 - Google Patents
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Abstract
一种接触法硫酸生产装置中的转化升温系统，包括中间吸收塔、干燥塔、SO2鼓风机、第一高温换热器、第二高温换热器、第三高温换热器、第四高温换热器、第五高温换热器、转化器和最终吸收塔，所述干燥塔与SO2鼓风机连接，SO2鼓风机与第一高温换热器连接，第一高温换热器与中间吸收塔连接，中间吸收塔与第四高温换热器连接，第一高温换热器与第二高温换热器连接，第一高温换热气与转化器连接，第二高温换热器与第五高温换热器连接，第二高温换热器与转化器连接，第五高温换热器与转化器上端连接，第三高温换热器与转化器连接，第四高温换热器与转化器下端连接，第四高温换热器与第三高温换热器连接，第四高温换热器与最终吸收塔连接。
Description
技术领域
本发明涉及硫酸生产技术领域，尤其涉及一种接触法硫酸生产装置中的转化升温系统。
背景技术
传统接触法硫酸生产装置转化系统工艺流程(包括干吸系统)简要说明：
1.一转一吸硫酸生产装置工艺一般采用4段催化剂床，各段之间实施冷却。在硫磺制酸装置中，催化床之间的冷却设备包括锅炉、过热器和省煤器，以生产高压过热蒸汽；在废酸再生制酸装置中，催化剂床之间的冷却设备包括用于加热冷SO2气体的气体换热器，以及过热器、省煤器和/或空气预热器。一转一吸硫酸装置设有1座干燥塔和1座吸收塔
2.典型的两转两吸硫酸生产装置采用4～5段催化剂床，各段床之间实施冷却。两转两吸工艺设有中间吸收(一吸)系统，因而需要用气体换热器和省煤器来冷却从转化器进入吸收塔的气体，并将来自中间吸收(一吸)塔的气体再次加热到催化剂的起燃温度，以进行最终的转化反应。一吸系统包括2或3台气体换热器、1台省煤器、一吸塔、泵槽、循环泵、酸冷却器、管道及仪表等。两转两吸装置比一转一吸装置复杂，①由于增加了中间吸收，热量损失较大，气体需再一次从70℃左右升高到420℃左右；②更难在环保达标的情况下开车，因为要将所有催化剂床加热到起燃温度并非易事。装置操作难度也加大，需要通过仔细控制来保持每段催化剂床的转化率，满足排放或减少尾气处理费用要求。此外，一吸系统的操作必须确保最少的酸沫和雾沫，以防止损坏下游气体换热器和催化剂。
现在几乎所有新建或在用硫酸生产装置(硫铁矿焙烧、冶炼烟气、硫磺焚烧或废酸再生)都采用两转两吸工艺。
转化升温的目的主要是把催化剂床温度从常温提高到催化剂的起燃温度以上。升温的方式是采用干燥的热空气进行升温。一般情况下在进行转化升温之前，要把干吸工序的干燥、吸收酸泵开起来并循环正常。在净化工序或干燥塔进口气体管道上打开一处补充空气口或人孔盖，将空气经干燥塔干燥后经转化鼓风机送入空气加热器(换热器或电炉)加热，送入转化器对催化剂床进行升温。
发明内容
本发明要解决上述现有技术存在的问题，提供一种接触法硫酸生产装置中的转化升温系统，该转化升温系统节电节能效果非常显著、设备维护费用少，不需要为维持干燥塔循环酸浓度进行频繁换酸等工作，不消耗开工母酸，可节省大量的母酸费用和人工费用，热能利用率高，升温速度快、升温时间短，可以大幅度减少SO2的排放量或减少尾气处理费用和缩短尾气处理系统运行时间。
本发明解决其技术问题采用的技术方案：这种接触法硫酸生产装置中的转化升温系统，包括中间吸收塔、干燥塔、SO2鼓风机、第一高温换热器、第二高温换热器、第三高温换热器、第四高温换热器、第五高温换热器、转化器和最终吸收塔，所述干燥塔的出气端通过管线一与SO2鼓风机的进气端连接，所述SO2鼓风机的出气端通过管线二与第一高温换热器下端的进气端连接，所述第一高温换热器下端的出气端通过管线三与中间吸收塔下端的进气端连接，所述中间吸收塔上端的出气端通过管线四与第四高温换热器下端的进气端连接，所述管线三和管线四通过管线五相互连接，所述第一高温换热器上端的出气端通过管线六与第二高温换热器下端的进气端连接，所述第一高温换热气上端的进气端通过管线七与转化器连接，所述第二高温换热器上端的出气端通过管线八与第五高温换热器下端的进气端连接，所述第二高温换热器上端的进气端通过管线九与转化器连接，所述管线六通过管线十与管线八连接，管线二通过管路一与管线八连接，管路一通过管路二与管线六连接；
所述第二高温换热器下端的出气端通过管路三与转化器连接，所述第五高温换热器上端的出气端通过管路四与转化器上端连接，所述第三高温换热器上端的进气端通过管路五与转化器连接，所述第三高温换热器上端的出气端通过管路六与转化器连接，所述第三高温换热器下端的出气端通过管路七与转化器连接，所述第四高温换热器上端进气端通过管路八与转化器下端连接，所述第四高温换热器上端出气端通过管路九与第三高温换热器下端进气端连接，所述管路六通过管路十与管路九连接，所述管路六通过连接管路一与管线四连接，所述管线四通过连接管路二与管路九连接，所述第四高温换热器下端的出气端通过连接管路三与最终吸收塔下端的进气端连接。
为了进一步完善，SO2鼓风机通过变频电机控制，所述管线一通过连接管路四与连接管路三连接。
进一步完善，SO2鼓风机非变频电机控制，所述管线一连接有连接管路五，连接管路五尾端连接有升温鼓风机的进气端，所述升温鼓风机的出气端通过连接管路六与管线二连接，所述连接管路五通过连接管路七与连接管路三连接。
进一步完善，第五高温换热器下端的进气端连接有高温烟气。
本发明有益的效果是：本发明节电节能效果非常显著，不需要为维持干燥塔循环酸浓度进行频繁换酸等工作，不消耗开工母酸，可节省大量的母酸费用和人工费用，由于新的升温工艺热气体不进出干吸工序，因此，干吸工序的所有设备及酸冷却器冷却水系统设备不必运行，可节省大量的电能、设备维护费用，由于新的升温工艺中的升温气体不必流经中间吸收塔、最终吸收塔，形成闭路循环。因而热量不流失，热能利用非常高，升温速度快、升温时间短，可节省大量的燃料、电能和时间，效率比传统升温工艺大大提高，因新的升温工艺的升温流程为闭路循环，升温鼓风机进出口压差很小，系统运行阻力极小，电耗极低，可大幅度减少SO2的排放量或减少尾气处理费用和缩短尾气处理系统运行时间。
附图说明
图1为本发明中的SO2鼓风机为变频电机控制时的工艺流程图；
图2为本发明中的SO2鼓风机为非变频电机控制时的工艺流程图。
附图标记说明：1、中间吸收塔，2、干燥塔，3、SO2鼓风机，4、第一高温换热器，5、第二高温换热器，6、第三高温换热器，7、第四高温换热器，8、第五高温换热器，9、转化器，10、最终吸收塔，11、管线一，12、管线二，13、管线三，14、管线四，15、管线五，16、管线六，17、管线七，18、管线八，19、管线九，20、管线十，21、管路一，22、管路二，23、管路三，24、管路四，25、管路五，26、管路六，27、管路七，28、管路八，29、管路九，30、管路十，31、连接管路一，32、连接管路二，33、连接管路三，34、连接管路四，35、连接管路五，36、升温鼓风机，37、连接管路六，38、连接管路七。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
参照附图1-2：本实施例中一种接触法硫酸生产装置中的转化升温系统，包括中间吸收塔1、干燥塔2、SO2鼓风机3、第一高温换热器4、第二高温换热器5、第三高温换热器6、第四高温换热器7、第五高温换热器8、转化器9和最终吸收塔10，所述干燥塔2的出气端通过管线一11与SO2鼓风机3的进气端连接，所述SO2鼓风机3的出气端通过管线二12与第一高温换热器4下端的进气端连接，所述第一高温换热器4下端的出气端通过管线三13与中间吸收塔1下端的进气端连接，所述中间吸收塔1上端的出气端通过管线四14与第四高温换热器7下端的进气端连接，所述管线三13和管线四14通过管线五15相互连接，所述第一高温换热器4上端的出气端通过管线六16与第二高温换热器5下端的进气端连接，所述第一高温换热气4上端的进气端通过管线七17与转化器9连接，所述第二高温换热器5上端的出气端通过管线八18与第五高温换热器8下端的进气端连接，所述第二高温换热器5上端的进气端通过管线九19与转化器9连接，所述管线六16通过管线十20与管线八18连接，管线二12通过管路一21与管线八18连接，管路一21通过管路二22与管线六16连接，所述第二高温换热器5下端的出气端通过管路三23与转化器9连接，所述第五高温换热器8上端的出气端通过管路四24与转化器9上端连接，所述第三高温换热器6上端的进气端通过管路五25与转化器9连接，所述第三高温换热器6上端的出气端通过管路六26与转化器9连接，所述第三高温换热器6下端的出气端通过管路七27与转化器9连接，所述第四高温换热器7上端进气端通过管路八28与转化器9下端连接，所述第四高温换热器7上端出气端通过管路九29与第三高温换热器6下端进气端连接，所述管路六26通过管路十30与管路九29连接，所述管路六26通过连接管路一31与管线四14连接，所述管线四14通过连接管路二32与管路九29连接，所述第四高温换热器7下端的出气端通过连接管路三33与最终吸收塔10下端的进气端连接，所述SO2鼓风机3通过变频电机控制，所述管线一11通过连接管路四34与连接管路三33连接，所述SO2鼓风机3非变频电机控制，所述管线一11连接有连接管路五35，连接管路五35尾端连接有升温鼓风机36的进气端，所述升温鼓风机36的出气端通过连接管路六37与管线二12连接，所述连接管路五35通过连接管路七38与连接管路三33连接，所述第五高温换热器8下端的进气端连接有高温烟气。
本发明在使用时，升温鼓风机36功率约为SO2鼓风机3功率的10％左右，因此，节电节能效果非常显著，约可减少90％的电耗；在转化升温系统启动升温鼓风机36前，需要干燥塔2循环酸泵启动、运行一会儿(目的是提供一定量的干燥空气)，待升温鼓风机36运转正常后，即可停下干燥塔2循环酸泵。在此期间干燥塔2循环酸浓度几乎不发生变化。因此，不需要为维持干燥塔2循环酸浓度进行频繁换酸等工作，不消耗开工母酸，可节省大量的母酸费用和人工费用；由于转化升温系统的热气体不进出干吸工序，因此，干吸工序的所有设备及酸冷却器冷却水系统设备不必运行，可节省大量的电能、设备维护费用；由于转化升温系统中的升温气体不必流经中间吸收塔1、最终吸收塔10，形成闭路循环。因而热量不流失，热能利用非常高，相对于传统工艺流程热能利用率可达到100％；该转化升温系统升温速度快、升温时间短，可节省1/2以上的燃料、电能和时间，效率比传统升温工艺高50％以上；该转化升温系统的升温流程为闭路循环，升温鼓风机36进出口压差很小，系统运行阻力极小，电耗极低；在转化升温系统的工作时，转化器9中各催化剂床的进出口温差小，后段(二次转化段)升温速度快，催化剂床温度高。因而在转化系统升温完毕，切换至二转二吸工艺后，各催化剂床的转化率较传统的工艺高，能够大幅度缩短转化系统达到正常运行状态的时间，因而可大幅度减少SO2的排放量或减少尾气处理费用和缩短尾气处理系统运行时间，按图1设计或改造，只需安装部分管道及阀门即可，投资小；按图2设计或改造还要安装一台升温鼓风机36，投资较图1多一点，占地面积很小；该转化升温系统可根据现有生产装置现场的具体情况，灵活布置、方便简单，为现有的硫酸生产装置改造创造了条件，而且施工周期短；该转化升温系统采用变频电机控制和电动阀门，便于实现远程或自动化控制；该转化系统升温完毕后，切换简单方便快速，可迅速切换回原工艺流程；该转化升温系统升温操作控制非常简单可靠；该转化升温系统升温期间只有转化工序的设备运行，其它各工序无需设备运行和人员配合，可节省电耗、节省人工及维护费用；该转化升温系统适用于接触法硫酸生产装置中转化系统的各种换热流程(方式)和换热设备。
虽然本发明已通过参考优选的实施例进行了图示和描述，但是，本专业普通技术人员应当了解，在权利要求书的范围内，可作形式和细节上的各种各样变化。
Claims (4)
1.一种接触法硫酸生产装置中的转化升温系统，包括中间吸收塔(1)、干燥塔(2)、SO2鼓风机(3)、第一高温换热器(4)、第二高温换热器(5)、第三高温换热器(6)、第四高温换热器(7)、第五高温换热器(8)、转化器(9)和最终吸收塔(10)，其特征是：所述干燥塔(2)的出气端通过管线一(11)与SO2鼓风机(3)的进气端连接，所述SO2鼓风机(3)的出气端通过管线二(12)与第一高温换热器(4)下端的进气端连接，所述第一高温换热器(4)下端的出气端通过管线三(13)与中间吸收塔(1)下端的进气端连接，所述中间吸收塔(1)上端的出气端通过管线四(14)与第四高温换热器(7)下端的进气端连接，所述管线三(13)和管线四(14)通过管线五(15)相互连接，所述第一高温换热器(4)上端的出气端通过管线六(16)与第二高温换热器(5)下端的进气端连接，所述第一高温换热气(4)上端的进气端通过管线七(17)与转化器(9)连接，所述第二高温换热器(5)上端的出气端通过管线八(18)与第五高温换热器(8)下端的进气端连接，所述第二高温换热器(5)上端的进气端通过管线九(19)与转化器(9)连接，所述管线六(16)通过管线十(20)与管线八(18)连接，管线二(12)通过管路一(21)与管线八(18)连接，管路一(21)通过管路二(22)与管线六(16)连接；
所述第二高温换热器(5)下端的出气端通过管路三(23)与转化器(9)连接，所述第五高温换热器(8)上端的出气端通过管路四(24)与转化器(9)上端连接，所述第三高温换热器(6)上端的进气端通过管路五(25)与转化器(9)连接，所述第三高温换热器(6)上端的出气端通过管路六(26)与转化器(9)连接，所述第三高温换热器(6)下端的出气端通过管路七(27)与转化器(9)连接，所述第四高温换热器(7)上端进气端通过管路八(28)与转化器(9)下端连接，所述第四高温换热器(7)上端出气端通过管路九(29)与第三高温换热器(6)下端进气端连接，所述管路六(26)通过管路十(30)与管路九(29)连接，所述管路六(26)通过连接管路一(31)与管线四(14)连接，所述管线四(14)通过连接管路二(32)与管路九(29)连接，所述第四高温换热器(7)下端的出气端通过连接管路三(33)与最终吸收塔(10)下端的进气端连接。
2.根据权利要求1所述的一种接触法硫酸生产装置中的转化升温系统，其特征是：所述SO2鼓风机(3)通过变频电机控制，所述管线一(11)通过连接管路四(34)与连接管路三(33)连接。
3.根据权利要求1所述的一种接触法硫酸生产装置中的转化升温系统，其特征是：所述SO2鼓风机(3)非变频电机控制，所述管线一(11)连接有连接管路五(35)，连接管路五(35)尾端连接有升温鼓风机(36)的进气端，所述升温鼓风机(36)的出气端通过连接管路六(37)与管线二(12)连接，所述连接管路五(35)通过连接管路七(38)与连接管路三(33)连接。
4.根据权利要求1所述的一种接触法硫酸生产装置中的转化升温系统，其特征是：所述第五高温换热器(8)下端的进气端连接有高温烟气。
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