CN117490430A - 一种烟气净化余热利用系统 - Google Patents

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汪灵伟
张德超
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Abstract

本发明公开了一种烟气净化余热利用系统，包括：吸收塔，吸收塔内顶部设有第一管道，第一管道上连通有喷嘴，吸收塔的侧壁设有烟气入口及第一出口；板式换热器，板式换热器设有一号开口、二号开口、三号开口及四号开口，一号开口与三号开口连通，二号开口与四号开口连通；软水进口管道及软水出口管道，软水进口管道一端与一号开口连通，软水出口管道的两端分别与三号开口及锅炉连通；第二管道及第三管道，第二管道的两端分别与二号开口及第一出口连通，第三管道的两端分别与四号开口及第一管道的一端连通。在本发明中，通过采用软水将浓硫酸与三氧化硫反应后的酸液中的热量带走，并将加热后的软水通入锅炉用于蒸汽发电，避免了酸液中热量的浪费。

Description

一种烟气净化余热利用系统
技术领域
本发明涉及冶炼烟气处理技术领域，特别涉及一种烟气净化余热利用系统。
背景技术
根据冶炼烟气制酸系统的干吸工序，在用98％-99％硫酸吸收烟气中的三氧化硫过程是放热反应，吸收三氧化硫后的硫酸温度可升高至95℃，一般是采用冷却循环水通入换热器中，将高温硫酸中的热量移除，带走热量的循环水在冷却塔中通过风扇被降温，此过程白白浪费了浓硫酸吸收烟气后放出的热量。
因而现有技术还有待改进和提高。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种烟气净化余热利用系统，旨在解决现有技术中通过采用冷却塔中的冷却循环水带走高温硫酸中的热量，此过程白白浪费浓硫酸吸收烟气后放出的热量的问题。
本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：
第一方面，本发明实施例提供了一种烟气净化余热利用系统，包括：
吸收塔，所述吸收塔内顶部设有第一管道，所述第一管道上连通有喷嘴，所述吸收塔的侧壁设有烟气入口及第一出口；
板式换热器，所述板式换热器设有一号开口、二号开口、三号开口及四号开口，所述一号开口与三号开口连通，所述二号开口与四号开口连通；
软水进口管道及软水出口管道，所述软水进口管道一端与所述一号开口连通，所述软水出口管道的两端分别与锅炉及所述三号开口连通；
第二管道及第三管道，所述第二管道的两端分别与所述二号开口及第一出口连通，所述第三管道的两端分别与所述四号开口及第一管道的一端连通。
作为进一步的改进技术方案，上述烟气净化余热利用系统中，还包括：
第一阀门，所述第一阀门设置在所述第二管道上。
作为进一步的改进技术方案，上述烟气净化余热利用系统中，还包括：
PH检测仪，所述PH检测仪设置在所述软水出口管道上。
作为进一步的改进技术方案，上述烟气净化余热利用系统中，还包括：
第一温度计及第二温度计，所述第一温度计设置在所述软水进口管道上，所述第二温度计设置在所述软水出口管道上。
作为进一步的改进技术方案，上述烟气净化余热利用系统中，还包括：
循环酸槽及酸泵，所述循环酸槽通过第四管道与所述第一出口连通，所述酸泵设置在所述循环酸槽上，且所述酸泵的底端设于循环酸槽内，所述第二管道远离所述二号开口的一端与所述酸泵的底端连通。
作为进一步的改进技术方案，上述烟气净化余热利用系统中，还包括：
管壳式酸冷器、入水管、出水管、第五管道及第六管道，所述管壳式酸冷器上设有五号开口、六号开口、七号开口及八号开口，所述五号开口与八号开口连通，所述六号开口与七号开口连通，所述入水管一端与所述五号开口连接，所述出水管一端与所述八号开口连接，所述第五管道的一端与所述七号开口连接，所述第五管道的另一端连接至所述第一阀门与所述酸泵底端之间的第二管道，所述第六管道的一端与所述六号开口连接，所述第六管道的另一端连接至所述第一管道与所述第三管道的连接节点。
作为进一步的改进技术方案，所述管壳式酸冷器上还设有排污口及排酸口。
作为进一步的改进技术方案，上述烟气净化余热利用系统中，还包括：
第二阀门及第三阀门，所述第二阀门设于所述软水进口管道上，所述
第三阀门设于所述软水出口管道上。
作为进一步的改进技术方案，上述烟气净化余热利用系统中，还包括：
第四阀门，所述第四阀门设于所述第三管道上。
作为进一步的改进技术方案，所述喷嘴设有多个，且多个所述喷嘴间隔均匀并成排设置在所述第一管道上。
与现有技术相比，本发明实施例具有以下优点：
本发明实施例提供了一种烟气净化余热利用系统，包括：吸收塔，所述吸收塔内顶部设有第一管道，所述第一管道上连通有喷嘴，所述吸收塔的侧壁设有烟气入口及第一出口；板式换热器，所述板式换热器设有一号开口、二号开口、三号开口及四号开口，所述一号开口与三号开口连通，所述二号开口与四号开口连通；软水进口管道及软水出口管道，所述软水进口管道一端与所述一号开口连通，所述软水出口管道的两端分别与锅炉及所述三号开口连通；第二管道及第三管道，所述第二管道的两端分别与所述二号开口及第一出口连通，所述第三管道的两端分别与所述四号开口及第一管道的一端连通。在本发明中，通过将三氧化硫与浓硫酸反应后的酸液通入板式换热器，再向板式换热器中通入常温软水，使软水与反应后的酸液发生热交换带走酸液中热量，且加热后的软水通入锅炉中可用于蒸汽发电，避免了酸液中热量的浪费。
附图说明
图1为本发明提供的一种烟气净化余热利用系统的结构示意图；
图中：1、吸收塔；101、烟气入口；102、第一出口；2、第一管道；3、喷嘴；4、板式换热器；401、一号开口；402、二号开口；403、三号开口；404、四号开口；5、软水进口管道；6、软水出口管道；7、锅炉；8、第二管道；9、第三管道；10、第一阀门；11、PH检测仪；12、第一温度计；13、第二温度计；14、循环酸槽；15、酸泵；16、第四管道；17、管壳式酸冷器；171、五号开口；172、六号开口；173、七号开口；174、八号开口；175、排污口；176、排酸口；18、入水管；19、出水管；20、第五管道；21、第六管道；22、第二阀门；23、第三阀门；24、第四阀门；25、第五阀门。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
实施例：
现有技术中通常是采用冷却水与三氧化硫及浓硫酸反应后的酸液在换热器中进行热交换，然后再将热交换后的水流回存放冷却水的水塔，然后经过水塔内的风扇进行散热，再重复使用水塔内的水进行下一次换热，这一过程中，会导致水塔内的水部分挥发损失，因此多次循环后需要重新添加冷却水，且冷却水在热交换以后，该部分热量也没有得到有效利用，白白损失了能量。
因此，本实施例提供了一种烟气净化余热利用系统，以解决上述问题。所述烟气净化余热利用系统包括吸收塔1、板式换热器4、软水进口管道5、软水出口管道6、第二管道8及第三管道9，所述吸收塔1内顶部设有第一管道2，第一管道2沿水平方向固定在吸收塔1内顶部，所述第一管道2上连通有喷嘴3，所述吸收塔1的底部两侧分别设有烟气入口101及第一出口102，所述板式换热器4设有一号开口401、二号开口402、三号开口403及四号开口404，所述一号开口401与三号开口403连通，所述二号开口402与四号开口404连通，所述软水进口管道5一端与所述一号开口401连通，所述软水出口管道6的两端分别与锅炉7及所述三号开口403连通，所述第二管道8的两端分别与所述二号开口402及第一出口102连通，所述第三管道9的两端分别与所述四号开口404及第一管道2的一端连通。所述喷嘴3用于喷洒浓硫酸，当烟气通过烟气入口101进入到吸收塔1内后，将于浓硫酸发生化学反应并放出热量，此时反应后的酸液混合着浓硫酸流向第一出口102，并通过第二管道8流向板式换热器4中，此时朝软水进口管道5内通入软水，软水与混合的酸液发生热交换并从软水出口管道6流出，流向锅炉7，通常软水常温下是25℃，在发生热交换以后会升温至65℃左右，此时升温后的软水流入锅炉7中可用于蒸汽发电；换热后的混合酸液将从第三管道9流向第一管道2及喷嘴3，循环利用，直至混合液中的浓硫酸彻底反应完全。在本发明中，通过将三氧化硫与浓硫酸反应后的酸液通入板式换热器4，再向板式换热器4中通入常温软水，使软水与反应后的酸液发生热交换带走酸液中热量，且加热后的软水通入锅炉7中可用于蒸汽发电，避免了酸液中热量的浪费；同时，本实施例无需采用冷却水，因此避免了水资源的浪费。
作为进一步的方案，所述烟气净化余热利用系统中，还包括第一阀门10，所述第一阀门10设置在所述第二管道8上，所述第一阀门10用于控制板式换热器4是否通入酸液，例如当板式换热器4临时损坏后，则需暂停换热工作，此时需关闭第一阀门10。
作为更进一步的方案，所述烟气净化余热利用系统中，还包括PH检测仪，所述PH检测仪设置在所述软水出口管道6上，所述PH检测仪用于检测通向锅炉7的软水，即此刻的软水已经经过了板式换热器4，若板式换热器4内部发生了损坏导致酸液混入软水中，则可以通过PH检测仪检测出来，避免对锅炉7造成损伤。
在本实施例中，所述烟气净化余热利用系统中，还包括第一温度计12及第二温度计13，所述第一温度计12设置在所述软水进口管道5上，所述第二温度计13设置在所述软水出口管道6上；具体地，本实施例可以通过第一温度计12测试软水换热前的温度，然后通过第二温度计13测试软水换热后的温度，做一个对比，就可以知道酸液中热量是否快要完成换热，若第二温度计13与第一温度计12温差仍然较大则继续通入软水，当两温度计温差较小时，此时可以降低软水的进水量，因为将常温的软水通入锅炉7中会使锅炉7燃料消耗的更多。
作为进一步的方案，所述烟气净化余热利用系统中，还包括循环酸槽14及酸泵15，所述循环酸槽14通过第四管道16与所述第一出口102连通，所述酸泵15设置在所述循环酸槽14上，且所述酸泵15的底端设于循环酸槽14内，所述第二管道8远离所述二号开口402的一端与所述酸泵15的底端连通。具体地，通过酸泵15可以将处于低位的循环酸槽14中的酸液抽入处于高位的板式换热器4中。
作为更进一步的方案，所述烟气净化余热利用系统中，还包括管壳式酸冷器17、入水管18、出水管19、第五管道20及第六管道21，所述管壳式酸冷器17上设有五号开口171、六号开口172、七号开口173及八号开口174，所述五号开口171与八号开口174连通，所述六号开口172与七号开口173连通，所述入水管18一端与所述五号开口171连接，所述出水管19一端与所述八号开口174连接，所述第五管道20的一端与所述七号开口173连接，所述第五管道20的另一端连接至所述第一阀门10与所述酸泵15底端之间的第二管道8，所述第六管道21的一端与所述六号开口172连接，所述第六管道21的另一端连接至所述第一管道2与所述第三管道9的连接节点。具体地，所述第五管道20的右端与第二管道8的中部连接，连接处位于第一阀门10与酸泵15底端之间，由于有时候烟气中三氧化硫与浓硫酸放出的热量过多，而每小时通入板式换热器4中的软水水量有限，因此还需要通过管壳式酸冷器17辅助一同换热，所以循环酸槽14中的部分酸液将会通入第五管道20中，并进入管壳式酸冷器17内，然后从六号开口172流向第六管道21，最后循环进入第一管道2中；所述入水管18用于往五号开口171内通入冷却水，冷却水进入管壳式酸冷器17后将与酸液发生热交换，发生完热交换的冷却水将从出水管19排出，并排向冷却水塔，然后在冷却水塔中冷却后重复流入入水管18中。同时，所述第五管道20上还设有第五阀门25，所述第五阀门25用于控制第五管道20是否流通酸液；当酸液中蕴含的热量足够通过软水来完成换热时，此时关闭第五阀门25，打开第一阀门10，使的全部酸液流入板式换热器4中；当酸液中蕴含的热量过多，软水无法在规定时间内完成全部换热时，此时第一阀门10及第五阀门25全部打开，循环酸槽14中的酸液分别流入管壳式酸冷器17及板式换热器4中；当PH检测仪检测出酸液渗入到了软水中后，关闭第一阀门10，打开第五阀门25，此时需更换板式换热器4或进行维修，然后所有酸液均通过管壳式酸冷器17完成换热。
在本实施例中，所述管壳式酸冷器17上还设有排污口175及排酸口176；所述管壳式酸冷器17需要定时清理，清理时先打开排酸口176，将所有的酸液排出，然后再打开排污口175，用高压水枪冲洗排污。
作为进一步的方案，所述烟气净化余热利用系统中，还包括第二阀门22及第三阀门23，所述第二阀门22设于所述软水进口管道5上，所述第三阀门23设于所述软水出口管道6上。当PH检测仪检测出软水带酸性时，立刻关闭第二阀门22及第三阀门23，停止继续通入软水，且防止软水流向锅炉7。
作为更进一步的改进技术方案，所述烟气净化余热利用系统中，还包括第四阀门24，所述第四阀门24设于所述第三管道9上。具体地，当PH检测仪检测出软水带酸性时，此时酸液中也混入了一定量软水，将影响到酸液中浓硫酸浓度，从而影响到对烟气中三氧化硫的吸收，因此该部分混入了软水的酸液不能进入吸收塔1中，此时关闭第四阀门24即可。
在本实施例中，所述喷嘴3设有多个，且多个所述喷嘴3间隔均匀并成排设置在所述第一管道2上，当所有喷嘴3都打开时，可提高三氧化硫与浓硫酸的反应速率，脱除了三氧化硫的烟气从吸收塔1顶部排出即可。
综上，本发明实施例提供了一种烟气净化余热利用系统，包括：吸收塔1，所述吸收塔1内顶部设有第一管道2，所述第一管道2上连通有喷嘴3，所述吸收塔1的侧壁设有烟气入口101及第一出口102；板式换热器4，所述板式换热器4设有一号开口401、二号开口402、三号开口403及四号开口404，所述一号开口401与三号开口403连通，所述二号开口402与四号开口404连通；软水进口管道5及软水出口管道6，所述软水进口管道5一端与所述一号开口401连通，所述软水出口管道6的两端分别与锅炉7及所述三号开口403连通；第二管道8及第三管道9，所述第二管道8的两端分别与所述二号开口402及第一出口102连通，所述第三管道9的两端分别与所述四号开口404及第一管道2的一端连通。在本发明中，通过将三氧化硫与浓硫酸反应后的酸液通入板式换热器4，再向板式换热器4中通入常温软水，使软水与反应后的酸液发生热交换带走酸液中热量，且加热后的软水通入锅炉7中可用于蒸汽发电，避免了酸液中热量的浪费。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
当然，本发明上述实施例的描述较为细致，但不能因此而理解为对本发明的保护范围的限制，本发明还可有其它多种实施方式，基于本实施方式，本领域的普通技术人员在没有做出任何创造性劳动的前提下所获得其他实施方式，都属于本发明所保护的范围，本发明的保护范围以所附权利要求书为准。

Claims (10)

1.一种烟气净化余热利用系统，其特征在于，包括：
吸收塔，所述吸收塔内顶部设有第一管道，所述第一管道上连通有喷嘴，所述吸收塔的侧壁设有烟气入口及第一出口；
板式换热器，所述板式换热器设有一号开口、二号开口、三号开口及四号开口，所述一号开口与三号开口连通，所述二号开口与四号开口连通；
软水进口管道及软水出口管道，所述软水进口管道一端与所述一号开口连通，所述软水出口管道的两端分别与锅炉及所述三号开口连通；
第二管道及第三管道，所述第二管道的两端分别与所述二号开口及第一出口连通，所述第三管道的两端分别与所述四号开口及第一管道的一端连通。
2.根据权利要求1所述的烟气净化余热利用系统，其特征在于，还包括：
第一阀门，所述第一阀门设置在所述第二管道上。
3.根据权利要求2所述的烟气净化余热利用系统，其特征在于，还包括：
PH检测仪，所述PH检测仪设置在所述软水出口管道上。
4.根据权利要求3所述的烟气净化余热利用系统，其特征在于，还包括：
第一温度计及第二温度计，所述第一温度计设置在所述软水进口管道上，所述第二温度计设置在所述软水出口管道上。
5.根据权利要求4所述的烟气净化余热利用系统，其特征在于，还包括：
循环酸槽及酸泵，所述循环酸槽通过第四管道与所述第一出口连通，所述酸泵设置在所述循环酸槽上，且所述酸泵的底端设于循环酸槽内，所述第二管道远离所述二号开口的一端与所述酸泵的底端连通。
6.根据权利要求5所述的烟气净化余热利用系统，其特征在于，还包括：
管壳式酸冷器、入水管、出水管、第五管道及第六管道，所述管壳式酸冷器上设有五号开口、六号开口、七号开口及八号开口，所述五号开口与八号开口连通，所述六号开口与七号开口连通，所述入水管一端与所述五号开口连接，所述出水管一端与所述八号开口连接，所述第五管道的一端与所述七号开口连接，所述第五管道的另一端连接至所述第一阀门与所述酸泵底端之间的第二管道，所述第六管道的一端与所述六号开口连接，所述第六管道的另一端连接至所述第一管道与所述第三管道的连接节点。
7.根据权利要求6所述的烟气净化余热利用系统，其特征在于，所述管壳式酸冷器上还设有排污口及排酸口。
8.根据权利要求1所述的烟气净化余热利用系统，其特征在于，还包括：
第二阀门及第三阀门，所述第二阀门设于所述软水进口管道上，所述第三阀门设于所述软水出口管道上。
9.根据权利要求1所述的烟气净化余热利用系统，其特征在于，还包括：
第四阀门，所述第四阀门设于所述第三管道上。
10.根据权利要求1所述的烟气净化余热利用系统，其特征在于，所述喷嘴设有多个，且多个所述喷嘴间隔均匀并成排设置在所述第一管道上。
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