CN114162790A - 除尘换热装置及含尘高温烟气的除尘换热方法与含硫废弃物制硫酸的方法 - Google Patents

除尘换热装置及含尘高温烟气的除尘换热方法与含硫废弃物制硫酸的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及含硫废弃物回收处理领域，公开了除尘换热装置及含尘高温烟气的除尘换热方法与含硫废弃物制硫酸的方法，该装置包括除尘单元和换热单元，且所述换热单元串联连接在所述除尘单元的下游。本发明提供的除尘换热方法，除尘效率高，除尘过程中的热量损失少。

Description

除尘换热装置及含尘高温烟气的除尘换热方法与含硫废弃物 制硫酸的方法
技术领域
本发明涉及含硫废弃物回收处理领域，具体涉及一种除尘换热装置及含尘高温烟气的除尘换热方法与含硫废弃物制硫酸的方法。
背景技术
石油化工与有机合成工业广泛使用浓硫酸做催化剂，该过程将产生大量的废硫酸。通常对于浓度在40％以上的废硫酸进行再生处理才有更有经济意义。同时，一些有机合成工艺，如合成甲基丙烯酸甲酯(MMA)和丙烯晴(AN)，除产生废硫酸外还产生约30-45wt％的废硫酸铵。这些含硫废弃物对环境有严重的污染，因此有必要对工业废酸和含硫废液进行净化处理并尽可能的回收利用。
目前，我国工业废硫酸和含硫废液等含硫废弃物的处理途径主要有高温浓缩、溶剂萃取、碱中和、化学氧化、高温燃烧裂解等。
其中，高温燃烧裂解再生技术是基于高温下含硫废弃物中的硫化物﹑硫酸盐及其他有机﹑无机杂质发生分解或燃烧，最终生成含SO2的烟气，这部分烟气生产洁净的浓硫酸(或发烟硫酸)或其它硫化工产品。
但是，目前现有的高温燃烧裂解工艺的生产效率较低，因此，如何提高高温燃烧裂解工艺的生产效率是本领域技术人员面临的难题之一。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种除尘换热装置及含尘高温烟气的除尘换热方法与含硫废弃物制硫酸的方法，以期提高含硫废弃物高温燃烧裂解制硫酸的生产效率。
目前，高温燃烧裂解工艺包括燃烧裂解含硫废弃物得到含二氧化硫工艺气体、热量回收、净化处理、干燥、催化氧化制备三氧化硫、三氧化硫吸收制硫酸等工序。
本发明的发明人对整个制备工艺进行研究发现，在热量回收工序中，现有通常采用将工艺气体直接引入热量回收装置(如余热锅炉和蒸汽过热器)进行热量回收，烟气中的固体颗粒物(尘废)会附着在余热锅炉和空气预热器的换热管壁上会造成系统阻力降升高甚至换热管堵死。目前通常是在热量回收装置上设置与换热管对应的清灰孔，采用定期通针进行人工清灰。但是由于烟气含尘量较大，余热锅炉装置几乎每两天就须将所有换热管挨个清理一遍。人工清灰操作，不仅工艺操作繁琐、人操作强度大、操作环境恶劣，有被烟气灼伤的隐患，操作不当会导致系统停车，降低生产效率。并且，人工除尘的除尘效率低，未被除去的固体颗粒物会随着物料进入下游设备，增加了下游设备的管道压力，影响设备的运作及使用寿命，因此，如果对该工序进行优化改进则能极大地提高整个工艺的生产效率。
但是，目前现有工艺中通常不会在热量回收工序前加入除尘装置(如旋风分离器)以替代人工除尘操作，这是因为出裂解炉出口烟气温度高达900-1200℃，直接进入除尘装置不仅对设备的要求高，同时烟气的热量损失非常大。
接着，本发明的发明人经过进一步创造性研究发现，在热量回收工序中将高温烟气先通过本发明特定的除尘装置以及配合特定的除尘工艺条件进行除尘处理，然后再通入特定的热量回收装置中进行热量回收，不仅能够避免现有工艺中需要人工除尘的工艺繁琐性，避免系统停车，从而提高生产效率，而且采用本发明特定的除尘装置以及配合特定的除尘工艺条件进行除尘的除尘效率高，大大降低了热量回收装置(如余热锅炉和蒸汽过热器)以及后续下游设备和管道的压力，提高系统的使用寿命。同时，采用本发明特定的除尘换热装置及方法烟气热量的损失也较少，由此，提供了本发明。
为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种除尘换热装置，该装置包括除尘单元和换热单元，且所述换热单元串联连接在所述除尘单元的下游；
所述除尘单元包括并联设置的至少两个过滤器组，且各个过滤器组中含有至少一个过滤器；
所述换热单元包括余热锅炉和蒸汽过热器，所述余热锅炉和所述蒸汽过热器均与所述除尘单元保持连通，以使得由所述除尘单元得到工艺气体能够分别进入所述余热锅炉和所述蒸汽过热器中，且所述余热锅炉和所述蒸汽过热器之间保持连通，以使得由所述余热锅炉得到的饱和蒸汽能够进入所述蒸汽过热器中。
本发明第二方面提供一种含尘高温烟气的除尘换热方法，该方法包括：
(1)将所述含尘高温烟气进行除尘处理，以除去所述含尘高温烟气中含有的固体颗粒物，得到无尘气体I；
(2)将所述气体I引入进行换热处理，以回收所述气体I中含有的热能，得到过热蒸汽和低温气体II。
本发明第三方面提供一种含硫废弃物制硫酸的方法，该方法包括：
(a)燃烧含硫废弃物，得到含二氧化硫的第一气体；
(b)将所述第一气体进行除尘换热处理，得到过热蒸汽和第二气体；
(c)将所述第二气体进行氧化吸收，得到硫酸；
其中，在步骤(b)中，所述除尘换热处理采用前述第二方面所述的方法进行。
与现有技术相比，本发明至少具有如下优势：
本发明提供的除尘换热装置及方法，通过特定工艺及装置之间的协同配合，除尘效率高，热量损失少，用于高温燃烧裂解制酸工艺中能够避免现有工艺需要人工除尘的繁琐性，避免系统停车，提高了生产效率，同时还能降低后续下游设备和管道的压力，提高系统的使用寿命。
本发明的其它特征和优点将通过随后的具体实施方式部分予以详细描述。
附图说明
图1是本发明的除尘换热方法的一种优选的具体实施方式的工艺流程图；
图2是本发明的除尘换热方法的另一种优选的具体实施方式的工艺流程图。
附图标记说明
1、除尘单元 2、换热单元
10、含尘高温烟气 11、旋风除尘器
12、无尘气体I 13、余热锅炉
14、锅炉给水 15、蒸汽过热器
16、过热蒸汽 17、低温气体II
18、陶瓷膜过滤器
具体实施方式
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
如前所述，本发明的第一方面提供一种除尘换热装置，该装置包括除尘单元和换热单元，且所述换热单元串联连接在所述除尘单元的下游；
所述除尘单元包括并联设置的至少两个过滤器组，且各个过滤器组中含有至少一个过滤器；
所述换热单元包括余热锅炉和蒸汽过热器，所述余热锅炉和所述蒸汽过热器均与所述除尘单元保持连通，以使得由所述除尘单元得到工艺气体能够分别进入所述余热锅炉和所述蒸汽过热器中，且所述余热锅炉和所述蒸汽过热器之间保持连通，以使得由所述余热锅炉得到的饱和蒸汽能够进入所述蒸汽过热器中。
根据发明一种优选的具体实施方式，所述除尘单元包括并联设置的两个过滤器组，且各个过滤器组中含有至少一个过滤器。
根据本发明另一种优选的具体实施方式，所述除尘单元包括并联设置的三个过滤器组，且各个过滤器组中含有至少一个过滤器。
优选地，所述各个过滤器组中含有的过滤器中的至少一个为旋风除尘器。
根据本发明一种优选的具体实施方式，所述各个过滤器组中的过滤器的数量为一个，且所述过滤器为旋风除尘器。
根据本发明另一种优选的具体实施方式，所述各个过滤器组中的过滤器的数量为两个，两个过滤器分别为旋风除尘器和陶瓷膜过滤器，且所述陶瓷膜过滤器串联连接在所述旋风除尘器的下游。
本发明对所述陶瓷膜过滤器的具体结构没有特别限制，可以采用本领域现有的用于高温除尘的陶瓷膜过滤器进行。
优选地，所述旋风分离器的外壳材质为高合金钢。
优选地，所述旋风除尘器的内壁上依次设置有隔热层和耐火层，所述隔热层设置在所述内壁与所述耐火层之间。根据本发明，所述耐火层优选为耐火耐磨层。
优选地，所述隔热层的材质为轻质浇注料和/或轻质耐火砖。
优选地，所述耐火层的材质选自刚玉砖、刚玉莫来石砖、铬刚玉砖和碳化硅中的至少一种，更优选为刚玉砖，进一步优选为电熔刚玉砖。
优选地，所述旋风除尘器的进气口为螺旋面进气结构，由此降低设备阻力降，所述螺旋面进气结构指能使气体以螺旋形方式进入旋风除尘器的内腔中的进气结构。
优选地，所述旋风除尘器的出灰口采用星型排灰阀结构或溢流螺旋结构。
根据本发明，本发明对所述余热锅炉和所述蒸汽过热器的具体结构没有特别限制，可以采用本领域现有的余热锅炉和蒸汽过热器进行。
优选地，所述余热锅炉的压力等级≥3MPa。
以下结合图1，提供本发明所述除尘换热装置的一种优选的具体实施方式。
该装置包括除尘单元1和换热单元2，且所述换热单元2串联连接在所述除尘单元1的下游；
所述除尘单元1包括并联设置的至少两个过滤器组，所述各个过滤器组中包含两个过滤器，两个过滤器分别为旋风除尘器11和陶瓷膜过滤器18，且所述陶瓷膜过滤器18串联连接在所述旋风除尘器11的下游；所述旋风分离器的外壳材质为高合金钢；所述旋风除尘器11的内壁上依次设置有隔热层和耐火层，所述隔热层的材质为轻质浇注料和/或轻质耐火砖；所述耐火层的材质选自刚玉砖、刚玉莫来石砖、铬刚玉砖和碳化硅中的至少一种；所述旋风除尘器的进气口为螺旋面进气结构；所述旋风除尘器的出灰口采用星型排灰阀结构或溢流螺旋结构；
所述换热单元包括余热锅炉13和蒸汽过热器15，所述余热锅炉13和所述蒸汽过热器15均与所述除尘单元1保持连通，且所述余热锅炉13和所述蒸汽过热器15之间保持连通，以使得由所述余热锅炉13得到的饱和蒸汽能够进入所述蒸汽过热器15中。
以下结合图2，提供本发明所述除尘换热装置的另一种优选的具体实施方式。
该装置包括除尘单元1和换热单元2，且所述换热单元2串联连接在所述除尘单元1的下游；
所述除尘单元1包括并联设置的至少两个过滤器组，且各个过滤器组中包含一个过滤器，且所述过滤器为旋风除尘器11；所述旋风分离器的外壳材质为高合金钢；所述旋风除尘器11的内壁上依次设置有隔热层和耐火层，所述隔热层的材质为轻质浇注料和/或轻质耐火砖；所述耐火层的材质选自刚玉砖、刚玉莫来石砖、铬刚玉砖和碳化硅中的至少一种；所述旋风除尘器的进气口为螺旋面进气结构；所述旋风除尘器的出灰口采用星型排灰阀结构或溢流螺旋结构；
所述换热单元包括余热锅炉13和蒸汽过热器15，所述余热锅炉13和所述蒸汽过热器15均与所述除尘单元1保持连通，且所述余热锅炉13和所述蒸汽过热器15之间保持连通，以使得由所述余热锅炉13得到的饱和蒸汽能够进入所述蒸汽过热器15中。
本发明的发明人发现，本发明提供的除尘换热装置，特别是前述两种优选的除尘换热装置，通过特定的除尘单元和换热单元的组合搭配，并且通过在旋风除尘器的内壁上依次设置特定的隔热层和耐火层，以及协同特定的装置结构和组合形式，不仅能够满足温度较高的含尘烟气(例如含硫废弃物高温燃烧裂解工艺中出高温裂解炉的温度高达900-1200℃的含二氧化硫烟气)对设备的要求，除尘效率高，同时还能够显著降低含尘高温烟气在除尘装置中的热量损失。
如前所述，本发明的第二方面提供一种含尘高温烟气的除尘换热方法，该方法包括：
(1)将所述含尘高温烟气引入进行除尘处理，以除去所述含尘高温烟气中含有的固体颗粒物，得到无尘气体I；
(2)将所述气体I引入进行换热处理，以回收所述气体I中含有的热能，得到过热蒸汽和低温气体II。
优选地，在步骤(1)中，所述除尘处理的操作包括：将所述含尘高温烟气分成至少两股物料，将各股物料分别进行除尘，得到所述气体I(各股物料汇合得到所述气体I)。
优选地，在步骤(1)中，各股物料进行除尘的条件各自独立地包括：温度为800-1300℃，压力为-5kPa至0kPa，进气气速为15-40m/s。
根据本发明一种优选的具体实施方式，本发明第二方面所述的方法在前述第一方面所述的装置中进行。
优选地，在该种优选的具体实施方式中，在步骤(1)中，在各个过滤器中进行除尘的操作条件各自独立地包括：温度为800-1300℃，压力为-5kPa至0kPa，进气气速为15-40m/s。
优选地，在该种优选的具体实施方式中，在步骤(2)中，所述换热处理的操作包括：将部分所述气体I引入所述余热锅炉中进行第一换热，得到饱和蒸汽；将所述饱和蒸汽与剩余的所述气体I引入所述蒸汽过热器中进行第二换热，得到过热蒸汽和利用完热能的低温气体II。根据本发明，在所述第一换热和所述第二换热得到的过热蒸汽能排放到汽轮机中用作蒸汽动力，从而降低系统能耗。
优选地，所述第一换热的条件包括：进气烟气侧压力为-4kPa至-1kPa，余热锅炉烟气进口温度1000-1100℃，烟气出口温度350-380℃。
优选地，所述第二换热的条件包括：进气烟气侧压力为-4kPa至-1kPa，蒸汽过热器烟气进口温度1000-1100℃，烟气出口温度400-450℃。
根据本发明第二方面所述的方法，还包括将锅炉给水供给所述余热锅炉，以使所述余热锅炉与所述气体I换热产生饱和蒸汽。
根据本发明一种优选的具体实施方式，所述含尘高温烟气为含硫废弃物经高温燃烧得到的气体。
本发明对所述含硫废弃物的来源和种类没有特别限制，所述含硫废液例如为液硫、含硫酸铵的含硫废液、含硫酸氢铵的含硫废液、含硫酸铁的含硫废液、含硫酸甲酯的含硫废液、含石膏的含硫废液等；所述含硫废气例如为硫化氢、二氧化硫以及其它的含硫组分的废气等。
优选地，所述高温燃烧的条件包括：温度为800-1300℃。
优选地，所述含尘高温烟气的温度为1000-1150℃。
优选地，在所述含尘高温烟气中，所述固体颗粒物的含量＞1g/Nm3。
根据本发明，本发明对所述固体颗粒物的具体组成没有特别限制，例如所述固体颗粒物包括金属盐、氧化物、硫酸盐等固体粉尘。
以下结合图1，提供本发明所述除尘换热方法的一种优选的具体实施方式。
(1)将所述含尘高温烟气10引入至所述除尘单元1进行除尘处理，以除去所述含尘高温烟气中含有的固体颗粒物，得到无尘气体I12；
(2)将所述气体I12引入和锅炉给水14引入至所述换热单元2进行换热处理，以回收所述气体I中含有的热量，得到过热蒸汽16和低温气体II17；
其中，在步骤(1)中，所述除尘处理的操作包括：将所述含尘高温烟气10分成至少两股物料，各股物料分别引入对应的所述过滤器组，依次经过所述过滤器组中的旋风除尘器11和陶瓷膜过滤器18分别进行除尘，然后汇合得到所述气体I；在步骤(2)中，所述换热处理的操作包括：将锅炉给水14和部分所述气体I12引入所述余热锅炉13中进行第一换热，得到饱和蒸汽；将所述饱和蒸汽与剩余的所述气体I12引入所述蒸汽过热器15中进行第二换热，得到过热蒸汽16和利用完热能的低温气体II17。
以下结合图2，提供本发明所述除尘换热方法的另一种优选的具体实施方式。
(1)将所述含尘高温烟气10引入至所述除尘单元1进行除尘处理，以除去所述含尘高温烟气中含有的固体颗粒物，得到无尘气体I12；
(2)将所述气体I12引入至所述换热单元2进行换热处理，以回收所述气体I中含有的热量，得到过热蒸汽16和低温气体II17；
其中，在步骤(1)中，所述除尘处理的操作包括：将所述含尘高温烟气10分成至少两股物料，各股物料分别引入对应的所述过滤器组，经过所述过滤器组中的旋风除尘器11进行除尘，然后汇合得到所述气体I；在步骤(2)中，所述换热处理的操作包括：将锅炉给水14和部分所述气体I12引入所述余热锅炉13中进行第一换热，得到饱和蒸汽；将所述饱和蒸汽与剩余的所述气体I12引入所述蒸汽过热器15中进行第二换热，得到过热蒸汽16和利用完热能的低温气体II17。
本发明提供的除尘换热方法，通过特定的工艺参数(特别是气速)及装置之间的协同配合，通过在旋风除尘器的内壁上依次设置特定的隔热层和耐火层，以及协同特定的装置结构和组合形式，不仅能够满足温度较高的含尘烟气(例如含硫废弃物高温燃烧裂解工艺中出高温裂解炉的温度高达900-1200℃的含二氧化硫烟气)对设备的要求，除尘效率高，同时还能够降低含尘高温烟气在除尘装置中的热量损失；并且通过特定的装置结构和组合形式，配合特定的工艺条件特别是烟气进气气速，不但能减少热损，而且能够提高除尘效果。本发明提供的烟气除尘换热方法可用于高温燃烧裂解制酸工艺，能够避免现有高温燃烧裂解制酸工艺中需要人工除尘的繁琐性，避免系统停车，因而能够提高高温燃烧裂解制酸工艺的生产效率，同时还能降低后续下游设备和管道的压力，提高系统的使用寿命。
采用本发明的除尘换热方法，通过特定的工艺参数及装置之间的协同配合，通过先除尘再换热的工艺，无需频繁对换热装置进行人工除尘，能够避免现有工艺中需要频繁进行人工除尘的繁琐性，在长周期生产运行过程中，能够显著提高制酸工艺的生产效率。
如前所述，本发明的第三方面提供一种含硫废弃物制硫酸的方法，该方法包括：
(a)燃烧含硫废弃物，得到含二氧化硫的第一气体；
(b)将所述第一气体进行除尘换热处理，得到过热蒸汽和第二气体；
(c)将所述第二气体进行氧化吸收，得到硫酸；
其中，在步骤(b)中，所述除尘换热处理采用前述第二方面所述的方法进行。
优选地，在步骤(a)中，所述含硫废弃物选自废硫酸、含硫废液和含硫废气中的至少一种。
优选地，在步骤(a)中，所述燃烧的条件包括：温度为800-1300℃。
在本发明第三方面，优选地，在进行步骤(c)之前，将所述第二气体先依次进行净化冷却和干燥处理，然后再进行所述步骤(c)。
在本发明第三方面，本发明对所述净化冷却、干燥处理和所述氧化吸收的具体操作没有特别限制，可以采用本领域现有的接触法制硫酸工艺中的净化冷却(如急冷增湿塔洗涤冷却，电除雾器进行除雾)、干燥(如浓硫酸干燥)、氧化吸收(如催化剂催化氧化，浓硫酸吸收)等操作方式和条件进行。
本发明在没有特别说明的情况下，压力均指表压。
以下将通过实例对本发明进行详细描述。
以下各个实施例中，在无特别说明的情况下，所用旋风除尘器的外壳材质为高合金钢，在旋风除尘器内壁上依次设置有隔热层和耐火层，所述隔热层的材质为轻质浇注料；所述耐火层的材质为电熔刚玉，旋风除尘器的进气口为螺旋面进气结构；出灰口采用星型排灰阀结构。
实施例1
该实施例采用图1所示的流程进行。
该实施例的待处理的含尘高温烟气为含硫废物(具有表1所示组成，天然气为燃料，助燃气体为含氧量为21mol％的空气)经高温燃烧(燃烧温度为1050℃)得到的含二氧化硫工艺气体，其中，所述含二氧化硫工艺气体中的固体颗粒物含量为10g/Nm3，所述含二氧化硫工艺气体的温度为1050℃。
表1
组分 废硫酸/wt％ 含硫废液/wt％ 天然气/wt％
H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> 16.8
H<sub>2</sub>O 30.2 48.4
(NH<sub>4</sub>)<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> 39.5
NH<sub>4</sub>HSO<sub>4</sub> 52.2
聚合物(有机物) 10.2
丙烯酸 1.9
其它(甲醇、MMA) 0.8
CH<sub>4</sub> 96.3
C<sub>2</sub>H<sub>6</sub> 2.58
C1-C5 0.72
N<sub>2</sub> 0.4
(1)将所述含尘高温烟气(温度为1050℃)分成两股物料分别引入对应的所述过滤器组，依次经过所述过滤器组中的旋风除尘器和陶瓷膜过滤器分别进行除尘，以除去所述含尘高温烟气中含有的固体颗粒物，得到无尘气体I(温度为1000℃)，在旋风除尘器的操作条件包括：进口温度为1050℃，压力为-1kPa，旋风除尘器进口进气气速为30m/s；陶瓷膜过滤器的操作条件包括：进口温度为1030℃，压力为-2kPa，陶瓷膜过滤器进口进气气速为15m/s；
(2)将部分所述气体I引入供水的余热锅炉中进行热量回收(第一换热)，得到饱和蒸汽，第一换热的条件包括：管程烟气侧压力为-1.5kPa，锅炉烟气进口温度1000℃，锅炉烟气出口温度380℃；壳程蒸汽侧压力3.8MPa，温度249℃；将饱和蒸汽通过蒸汽过热器与剩余的所述气体I进行热交换(第二换热)，第二换热的条件包括：烟气侧压力为-1.5kPa，过热器烟气进口温度1000℃，过热器烟气出口温度450℃；蒸汽侧压力为3.8MPa，温度350℃，得到过热蒸汽和无尘低温气体II，所得过热蒸汽进入汽轮机降低装置的电耗，经测试，无尘低温气体II中的固体颗粒物含量为0.5g/Nm3，温度为400℃。
经测试，该实施例的除尘效率为95wt％；
除尘效率通过下述公式计算得到：
除尘效率％＝(含尘高温烟气的固体颗粒物含量-气体II的固体颗粒物含量)/含尘高温烟气的固体颗粒物含量*100
实施例2
该实施例采用图2所示的流程进行。
该实施例中的待处理的含尘高温烟气为含硫废物(具有表2所示组成，天然气为燃料，助燃气体采用含氧21mol％的空气)经高温燃烧(燃烧温度为1050℃)得到的含二氧化硫工艺气体，其中，所述含二氧化硫工艺气体中的固体颗粒物含量为15g/Nm3，所述含二氧化硫工艺气体的温度为1100℃。
表2
质量分数 含氯废硫酸/wt％ 含硫化氢废气/wt％ 天然气/wt％
H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> 50
H<sub>2</sub>O 48
聚合物(有机物) 2
H<sub>2</sub>S 94.98
H<sub>2</sub>O 4.45
CO<sub>2</sub> 0.47 0.3
C<sub>1</sub>-C<sub>3</sub> 0.1 3
CH<sub>4</sub> 93.5
N<sub>2</sub> 3.2
(1)将所述含尘高温烟气(温度为1100℃)分成两股物料分别引入对应的所述过滤器组，依次经过所述过滤器组中的旋风除尘器进行除尘，以除去所述含尘高温烟气中含有的固体颗粒物，得到无尘气体I(温度为1050℃)，在旋风除尘器的操作条件包括：进口温度为1100℃，压力为-1.5kPa，旋风除尘器进口进气气速为35m/s；
(2)将部分所述气体I引入供水的余热锅炉中进行热量回收(第一换热)，得到饱和蒸汽，第一换热的条件包括：管程烟气压力为-2kPa，锅炉烟气进口温度1050℃，锅炉烟气出口温度350℃；壳程蒸汽侧压力3.8MPa，温度249℃；将饱和蒸汽通过蒸汽过热器与剩余的所述气体I进行热交换(第二换热)，第二换热的条件包括：烟气侧压力为-2kPa，过热器烟气进口温度1050℃，过热器烟气出口温度410℃；蒸汽侧压力为3.8MPa，温度350℃，得到过热蒸汽和无尘低温气体II，所得过热蒸汽进入汽轮机降低装置的电耗，经测试，无尘低温气体II中的固体颗粒物含量为0.6g/Nm3，温度为380℃。
经测试，该实施例的除尘效率为96wt％。
实施例3
该实施例采用图2所示的流程进行。
该实施例中的待处理的含尘高温烟气为含硫废物(具有表3所示组成，液化气为燃料，助燃气体采用含氧21mol％的空气)经高温燃烧(燃烧温度为1050℃)得到的含二氧化硫工艺气体，其中，所述含二氧化硫工艺气体中的固体颗粒物含量为30g/Nm3，所述含二氧化硫工艺气体的温度为1150℃。
表3
质量分数 含硫矿砂/wt％ 废硫酸/wt％ 液化气/wt％
H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> 88
H<sub>2</sub>O 22.723 10
聚合物(有机物) 2
S 29.5
Fe 47.75
As 0.002
F 0.025
C<sub>3</sub>H<sub>8</sub> 21
C<sub>3</sub>H<sub>6</sub> 10
C<sub>4</sub>H<sub>10</sub> 50
C<sub>4</sub>H<sub>8</sub> 6
C<sub>4</sub>H<sub>6</sub> 3
CH<sub>4</sub> 10
(1)将所述含尘高温烟气(温度为1150℃)分成两股物料分别引入对应的所述过滤器组，经过所述过滤器组中的各个旋风除尘器进行除尘，得到无尘气体I(温度为1100℃)，在旋风除尘器中的除尘操作条件包括：进口温度为1150℃，压力为-0.5kPa，旋风除尘器进口进气气速为25m/s；
将部分所述气体I引入供水的余热锅炉中进行热量回收(第一换热)，得到饱和蒸汽，第一换热的条件包括：管程烟气压力为-2.5kPa，锅炉烟气进口温度1100℃，锅炉烟气出口温度350℃；壳程蒸汽侧压力3.8MPa，温度249℃；将饱和蒸汽通过蒸汽过热器与剩余的所述气体I进行热交换(第二换热)，第二换热的条件包括：烟气侧压力为-2.5kPa，蒸汽过热器烟气进口温度1100℃，过热器烟气出口温度400℃；蒸汽侧压力为3.8MPa，温度370℃，得到过热蒸汽和无尘低温气体II，所得过热蒸汽进入汽轮机降低装置的电耗，经测试，无尘低温气体II中的固体颗粒物含量为0.9g/Nm3，温度为370℃。
经测试，该实施例的除尘效率为97wt％。
实施例4
采用与实施例1相似的方法，不同之处仅在于，旋风除尘器进口进气气速为10m/s，其余均与实施例1相同。
该实施例的无尘气体I温度为990℃，无尘低温气体II中的固体颗粒物含量为2g/Nm3，温度为380℃。该实施例的除尘效率为80wt％。
对比例1
采用与实施例1相似的方法，不同之处仅在于，除尘单元仅含有一组串联的旋风除尘器和陶瓷膜过滤器(即只有一个过滤器组)，其余均与实施例1相同。
该对比例的无尘低温气体II中的固体颗粒物含量为1.5g/Nm3，温度为400℃。该对比例的除尘效率为85wt％。
通过上述能够看出，本发明提供的除尘换热方法，通过特定的工艺参数及装置之间的协同配合，除尘效率高，除尘过程中的热量损失少；可应用于高温燃烧裂解制酸工艺中，能够避免现有高温燃烧裂解制酸工艺中需要人工除尘的繁琐性，避免系统停车，提高了生产效率。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种除尘换热装置，其特征在于，该装置包括除尘单元和换热单元，且所述换热单元串联连接在所述除尘单元的下游；
所述除尘单元包括并联设置的至少两个过滤器组，且各个过滤器组中含有至少一个过滤器；
所述换热单元包括余热锅炉和蒸汽过热器，所述余热锅炉和所述蒸汽过热器均与所述除尘单元保持连通，以使得由所述除尘单元得到工艺气体能够分别进入所述余热锅炉和所述蒸汽过热器中，且所述余热锅炉和所述蒸汽过热器之间保持连通，以使得由所述余热锅炉得到的饱和蒸汽能够进入所述蒸汽过热器中。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述各个过滤器组中含有的过滤器中的至少一个为旋风除尘器。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其中，所述各个过滤器组中的过滤器的数量为两个，两个过滤器分别为旋风除尘器和陶瓷膜过滤器，且所述陶瓷膜过滤器串联连接在所述旋风除尘器的下游。
4.根据权利要求1或2所述的装置，其中，所述各个过滤器组中的过滤器的数量为一个，且所述过滤器为旋风除尘器。
5.根据权利要求2-4中任意一项所述的装置，其中，所述旋风除尘器的内壁上依次设置有隔热层和耐火层，所述隔热层设置在所述内壁与所述耐火层之间；
优选地，所述隔热层的材质为轻质浇注料和/或轻质耐火砖；
优选地，所述耐火层的材质选自刚玉砖、刚玉莫来石砖、铬刚玉砖和碳化硅中的至少一种。
6.一种含尘高温烟气的除尘换热方法，其特征在于，该方法包括：
(1)将所述含尘高温烟气进行除尘处理，以除去所述含尘高温烟气中含有的固体颗粒物，得到无尘气体I；
(2)将所述气体I进行换热处理，以回收所述气体I中含有的热能，得到过热蒸汽和低温气体II。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，在步骤(1)中，所述除尘处理的操作包括：将所述含尘高温烟气分成至少两股物料，将各股物料分别进行除尘，得到所述气体I；
优选地，所述除尘的条件包括：温度为800-1300℃，压力为-5kPa至0kPa，进气气速为15-40m/s。
8.根据权利要求6所述的方法，其中，该方法在权利要求1-5中任意一项所述的装置中进行；
优选地，在步骤(2)中，所述换热处理的操作包括：将部分所述气体I引入所述余热锅炉中进行第一换热，得到饱和蒸汽；将所述饱和蒸汽与剩余的所述气体I引入所述蒸汽过热器中进行第二换热，得到过热蒸汽和低温气体II。
9.根据权利要求6-8中任意一项所述的方法，其中，所述含尘高温烟气为含硫废弃物经高温燃烧得到的气体。
10.一种含硫废弃物制硫酸的方法，其特征在于，该方法包括：
(a)燃烧含硫废弃物，得到含二氧化硫的第一气体；
(b)将所述第一气体进行除尘换热处理，得到过热蒸汽和第二气体；
(c)将所述第二气体进行氧化吸收，得到硫酸；
其中，在步骤(b)中，所述除尘换热处理采用权利要求6-9中任意一项所述的方法进行；
优选地，在进行步骤(c)之前，将所述第二气体先依次进行净化冷却和干燥处理，然后再进行所述步骤(c)。
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