CN201358171Y - 一种供多套硫酸装置共用的余热回收系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及化工生产中余热回收(或称废热回收)的技术领域，尤其涉及一种供多套硫酸装置共用的余热回收系统。包括一个热回收塔(3)、一个热回收稀释器(4)、一个热回收锅炉(5)，其特征在于，由多套硫酸装置通过阀门控制的硫酸装置酸收集系统(10)与热回收塔(3)的第二级分酸器连接；由多套硫酸装置通过阀门和/或盲板控制的热回收塔进口气体收集系统(2)与热回收塔(3)底部连接，免除了原第一吸收塔；由多套硫酸装置通过阀门和/或盲板控制的热回收塔出口气体分配系统(9)与热回收塔(3)顶部连接；由多套硫酸装置通过阀门控制的热回收系统的产酸分配系统(11)与多套硫酸装置连接。

Description

一种供多套硫酸装置共用的余热回收系统

技术领域：

本实用新型涉及化工生产中余热回收(或称废热回收)的技术范畴，尤其是以现有的多套硫酸装置共用一个利用硫酸生产工艺的吸收过程中的低温位废热产生蒸汽的废热回收利用系统。

背景技术：

硫酸生产包含三个化学反应步骤，这三个过程均是放热反应。

首先是二氧化硫气体的制备。对于硫磺制酸装置，是液体硫磺在干空气中燃烧生成二氧化硫；对于硫铁矿制酸和冶炼烟气制酸，是铁矿石和其它含硫的金属矿石在湿空气中燃烧生成二氧化硫。该燃烧反应在1000℃左右进行。其次是三氧化硫气体的生成。二氧化硫与炉气中的氧反应生成三氧化硫，该反应需在催化剂的作用下在400℃以上才能进行该反应。这两部分反应热可以通过废热锅炉、蒸汽过热器及省煤器来回收产生高压(或次高压/中压)蒸汽。

第三就是三氧化硫气体的吸收。理论上，硫酸是由1分子的三氧化硫和1分子的水结合生成，但实际上由于该反应非常剧烈，工业上采用98％的浓硫酸来吸收气体中的三氧化硫。该反应同样是放热反应，传统工艺是采用80℃左右的浓酸来吸收，吸收过程产生的热量由于循环酸温度较低而没有利用价值，只能用循环冷却水来冷却而将该热量排向大气。对于硫磺制酸装置，该部分的热量占三个化学反应过程产生的总热量的25％左右。

美国孟山都公司的热回收(HRS)技术就是针对回收这部分热量而诞生的，将原本由循环水带走的硫酸吸收系统的热量回收利用产生蒸汽，达到废热回收利用的目的，可以将硫磺制酸装置的热回收率从原来的70％提高到93％以上，目前在世界上已经有40多套装置的运行经验。

但目前该工艺仍主要在单个硫酸装置配套一个HRS系统，且其装置规模大多数是中等以上，但在世界上的千套硫酸装置中，中小规模的装置数量占大多数。由于HRS系统的投资相对较大，单套中小规模硫酸装置特别是单套小装置配套单个HRS系统后的经济效益就相对较差，尽管HRS技术对企业的经济效益和对社会的节能减排有双重意义，但是会由于装置规模小而可能有失经济性。

实用新型内容：

本实用新型的目的在于解决单套中小规模硫酸装置配套单个HRS系统后的经济性问题。由于很多硫酸生产企业有多套硫酸装置，其单套装置的生产规模都不大，其生产硫酸的原料也可能不尽相同，采用多套(即两套或两套以上)硫酸装置共用的一个余热回收系统，就可以在解决余热回收系统的经济规模的同时解决部分装置二氧化硫气体浓度稍低的问题或者冶炼烟气和硫铁矿制酸装置气体净化后的含水量过多的问题，使其能够用于硫酸的低温位废热的回收系统，将原本由循环水带走的硫酸吸收系统的热量回收利用产生蒸汽，达到废热回收利用的目的。

本实用新型所采用的技术方案是：

一种供多套硫酸装置共用的余热回收系统，包括一个热回收塔3、一个热回收稀释器4、一个热回收锅炉5，

由多套硫酸装置通过阀门控制的硫酸装置酸收集系统10与热回收塔3的第二级分酸器连接；

由多套硫酸装置通过阀门和/或盲板控制的热回收塔进口气体收集系统2与热回收塔3底部连接，免除了原第一吸收塔；

由多套硫酸装置通过阀门和/或盲板控制的热回收塔出口气体分配系统9与热回收塔3顶部连接；

由多套硫酸装置通过阀门控制的热回收系统的产酸分配系统11与多套硫酸装置连接。

上述的酸收集系统10可以设有一单独带泵的酸槽1，该酸槽1与热回收塔3的第二级分酸器连接。

上述的热回收系统的产酸分配系统11可以设有一单独带泵的酸槽6，该酸槽6与多套硫酸装置连接。

上述余热回收系统还可以包括热回收加热器8和热回收预热器7。

下面结合附图对本实用新型作详细说明。

附图说明：

图1是本实用新型的结构示意图。图中：

1带泵的酸槽、2热回收塔进口气体收集系统、3热回收塔、4热回收稀释器、5热回收锅炉、6带泵的产酸槽，7热回收预热器、8热回收加热器、9热回收塔出口气体分配系统、10酸收集系统、11热回收系统的产酸分配系统。

具体实施方式：

下面结合具体实施方式对本实用新型做进一步说明。

实施例1

一种供多套硫酸装置共用的一个余热回收系统，包括一个进热回收塔第二级酸收集系统10和带泵的酸槽1、热回收塔进口气体收集系统2、热回收塔出口气体分配系统9、一个热回收系统的产酸分配系统11和带泵的产酸槽6，它还包括热回收塔3、热回收锅炉5、热回收稀释器4、热回收加热器8以及热回收预热器7。

该共用的余热回收系统，有一个收集来自各个硫酸装置的、进入热回收塔第二级酸的酸收集系统10，所述的酸收集系统由一系列阀门组成，通过该系统的控制系统控制和调节各装置的来酸量。该酸收集系统还可以带一个单独的带泵的酸槽1来实现，但是该带泵的酸槽是可选择的而不是必须的。

在该共用的余热回收系统的热回收塔气体进口前，有一个收集来自各个硫酸装置的、原来进入各装置第一吸收塔现进入热回收塔进口的气体收集系统2，该气体收集系统由多个阀门和/或盲板组成、具有合并各硫酸装置气体的功能，确保各装置的气体能够全部进入热回收塔，并且满足各装置的负荷调节，能够让各装置单独开停车。

在该共用的余热回收系统的热回收塔出口后，还有一个气体分配系统9，所述的气体分配系统由多个阀门和/或盲板组成、让热回收塔出口的气体重新分配到各个硫酸装置进行第二次转化，以调节各装置的总转化率，并且满足各装置的负荷调节，能够让各装置单独开停车。

该共用的余热回收系统，有一个热回收系统产酸的酸分配系统11，通过该酸分配系统来控制和调节去各装置的酸量，以解决部分装置二氧化硫气体浓度稍低或者冶炼烟气和硫铁矿制酸装置气体净化后的含水量过多的问题。该酸分配系统还可以带一个单独的带泵的酸槽6来实现，但是该带泵的酸槽是可选择的而不是必须的。

停用各个装置的原第一吸收塔后，从各个装置原第一吸收塔前来的含三氧化硫气体经合并后从热回收塔3底进入由塔顶排出，该塔为上下两级的吸收塔，两级吸收层的酸温酸浓各不相同，第一级(或称下一级)的酸温较高实现热回收的目的，第二级(或称上一级)的酸温较低以确保其吸收率。两股酸都从塔底进入与塔相连的泵槽，然后由酸循环泵泵出送入热回收锅炉5，在锅炉中降温传热产生1MPa左右压力的饱和蒸汽，该酸在塔中吸收三氧化硫后浓度增加，需通过热回收稀释器4来加水以维持酸浓，加水后的循环酸回到塔中的第一级再进行吸收。

热回收塔的第二级酸来自各个硫酸装置，加上在热回收塔中吸收三氧化硫后产生的酸，该热回收产生的多余的高温酸需串出系统外，本工艺采用热回收加热器8和热回收预热器7来冷却该串出酸，热回收加热器可以用于加热锅炉给水，热回收预热器可以用于加热去除氧器的脱盐水。当然该热回收预热器是可选择的，取决于有无可加热的脱盐水及其设备投资。同样，该热回收加热器亦可以是可选择的，取决于进入热回收系统的锅炉给水温度及该设备的投资等因素。

某公司有如下3套硫酸装置：

装置1：硫磺制酸装置，生产规模20万吨/年，实际产量600吨/天，进转化器二氧化硫气体浓度为10.5％。

装置2：硫磺制酸装置，生产规模15万吨/年，实际产量450吨/天，进转化器二氧化硫气体浓度为10.0％。

装置3：硫铁矿制酸装置，生产规模15万吨/年，实际产量450吨/天，进转化器二氧化硫气体浓度为8.5％。

这3套装置均采用两转两吸工艺，其第一次转化率均在95％。停用原装置的3个第一吸收塔后，将所有的进原第一吸收塔的气体通过热回收塔进口气体收集系统合并后进入新建的热回收塔，该热回收塔及后续新建的热回收稀释器、热回收锅炉、热回收预热器以及热回收加热器的设备规模是以上3套装置规模的总和即50万吨/年，也就是其实际产量亦是以上3套装置实际产量的总和即1500吨/天。

经过热回收塔吸收掉三氧化硫后的气体从塔顶离开后，通过热回收塔出口气体分配系统将该气体重新分配到以上3个装置，在进第二次转化前的各换热器加热后进行第二次转化。

来自以上3装置的部分吸收酸，通过热回收塔第二级酸收集系统可以直接进入热回收塔第二级酸分酸器，如果有一个带泵的酸槽则先进入该酸槽后再用泵送进热回收塔第二级酸分酸器。该酸在第二级填料层吸收后，自然流下与第一级循环酸合并后进入第一级填料层。经过第一级填料层后的酸回到塔底的与塔一体泵槽中，通过酸泵送往热回收锅炉，酸在锅炉中降温传热产生0.9MPa压力的饱和蒸汽后离开，其中大部分酸进入热回收稀释器加水稀释后回到热回收塔第一级酸分酸器后再循环，小部分酸经过热回收加热器和热回收预热器后，进入一个热回收系统产酸的酸分配系统将该酸分配到各个装置去，如果采用一个单独的带泵的产酸槽，则该酸先进入产酸槽再经泵泵送至产酸酸分配系统后去各装置。

该实施例的供3套硫酸装置共用的余热回收系统不但解决了硫铁矿制酸装置气体浓度低的缺陷，而且其建设投资仅为3套硫酸装置分别建设各自的余热回收系统的总投资的70％左右，即该实施例的供3套硫酸装置共用的余热回收系统可以节省30％的基建投资费用。该实施例的供3套硫酸装置共用的余热回收系统的蒸汽产量在28吨/小时，折算到每吨酸的产汽率约为0.45吨/吨酸。按照上述3套装置规模的总和即50万吨酸/年计算，采用本实用新型的技术方案，每年可额外产蒸汽量0.45*50＝22.5万吨。

虽然上述具体的实施例已经描述了本实用新型，但此描述不意味着构成限制。在参照本实用新型的描述后，对于本技术领域的熟练人员来说，显然能够对所公开的实施例做出各种各样的修正。各种类似的修正均落入本实用新型的权利要求范围之内。

Claims (5)

1.一种供多套硫酸装置共用的余热回收系统，包括一个热回收塔(3)、一个热回收稀释器(4)、一个热回收锅炉(5)，其特征在于，

由多套硫酸装置通过阀门控制的硫酸装置酸收集系统(10)与热回收塔(3)的第二级分酸器连接；

由多套硫酸装置通过阀门和/或盲板控制的热回收塔进口气体收集系统(2)与热回收塔(3)底部连接，免除了原第一吸收塔；

由多套硫酸装置通过阀门和/或盲板控制的热回收塔出口气体分配系统(9)与热回收塔(3)顶部连接；

由多套硫酸装置通过阀门控制的热回收系统的产酸分配系统(11)与多套硫酸装置连接。

2.根据权利要求1所述的一种供多套硫酸装置共用的余热回收系统，其特征在于，所述的酸收集系统(10)设有一单独带泵的酸槽(1)，该酸槽(1)与热回收塔(3)的第二级分酸器连接。

3.根据权利要求1所述的一种供多套硫酸装置共用的余热回收系统，其特征在于，所述的热回收系统的产酸分配系统(11)设有一单独带泵的酸槽(6)，该酸槽(6)与多套硫酸装置连接。

4.根据权利要求1所述的一种供多套硫酸装置共用的余热回收系统，其特征在于，包括热回收加热器(8)。

5.根据权利要求1或4所述的一种供多套硫酸装置共用的余热回收系统，其特征在于，包括热回收预热器(7)。

Images