CN205346839U - 磺化工艺中回收so2转化为so3余热的反应系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种磺化工艺中回收SO2转化为SO3余热的反应系统，属于化工技术领域。本实用新型包括鼓风机、SO2换热器、SO2转化床层和SO3冷却器，还包括换热器和蒸汽包，所述的SO2换热器、SO2转化床层和SO3冷却器通过管道依次连接，所述的鼓风机通过管道分别与SO2换热器和SO3冷却器的下部连接，所述的换热器分别与SO2换热器和SO3冷却器的上部连接，换热器还通过管道与蒸汽包连接。本实用新型结合实际的生产工艺需要，将SO2转化为SO3过程中的余热回收利用，用于加热冷水来制备蒸汽来供应生产系统设备伴热的需要，余热回收效率大于50％，产生的蒸汽不仅能满足生产系统的蒸汽需求并且还有一定的富余，大大地降低了生产过程中的能耗，节约了资源。

Description

磺化工艺中回收SO2转化为SO3余热的反应系统
技术领域
本实用新型属于化工技术领域，更具体地说，涉及一种磺化工艺中回收SO2转化为SO3余热的反应系统。
背景技术
SO2转化为SO3的反应为：2SO2+O2≒2SO3+Q。反应过程中会放出大量的热，转化后的SO3烟气的温度很高，通常在210℃～290℃之间。为确保SO3烟气的吸收率，在SO3烟气进入吸收塔之前需要降温，一般降至160℃～190℃。所以，SO3烟气中富裕的热量必须在进入吸收塔之前被转移，避免过剩的热量进入吸收塔后提高吸收酸的温度、影响吸收率。在制酸中过程中，一旦工艺、设备确定，处理的炉气中SO2需维持在一定范围内，才能满足制酸系统生产。如果炉气中SO2含量高于设计值，转化系统热量过剩，存在触媒过热降低活性的可能；如果炉气中SO2含量低于设计值，转化系统自热平衡难以维持，需投用升温电炉给系统补充热量，增加吨酸能耗。
经检索，中国专利申请号为201310472137.2，申请公布日为2014年1月8日的专利申请文件公开了一种冶炼烟气制酸工艺中烟气余热回收系统及方法，所述系统包括烟气冷却器及吸收塔，所述烟气冷却器通过烟道与吸收塔相连接，所述烟道由主烟道和旁通烟道构成，所述主烟道一端连接烟气冷却器、另一端连接吸收塔，所述旁通烟道连接于主烟道上；所述主烟道上设有余热回收装置，且所述余热回收装置位于旁通烟道与主烟道的连接点之间。中国专利申请号为201220274039.9，授权公告日为2012年12月19日的专利申请文件公开了一种能回收SO2转化为SO3余热的反应装置，装置的结构包括：反应装置壳体，该壳体为一密闭的罐状壳体；反应管，该反应管为排列于反应装置壳体内的内置列管；熔融盐，该熔融盐充填于排列于反应装置壳体内的内置列管外的反应装置壳体内。
磺化过程需要使用一定浓度的SO3气体，在SO3气体制备过程中由硫磺燃烧并氧化的过程放出大量的热量，在实际生产过程中这部分热量通过冷却风机出来的冷风经过换热设备带到大气中释放，造成了资源的极大浪费。
发明内容
1、要解决的问题
针对现有磺化工艺中SO2转化为SO3时产生的余热不能得到充分利用的问题，本实用新型提供一种磺化工艺中回收SO2转化为SO3余热的反应系统，包括鼓风机、SO2换热器、SO2转化床层、SO3冷却器、换热器和蒸汽包，结合实际的生产工艺需要，将SO2转化为SO3过程中的余热回收利用，用于加热冷水来制备蒸汽来供应生产系统设备伴热的需要，余热回收效率大于50％，产生的蒸汽不仅能满足生产系统的蒸汽需求并且还有一定的富余，大大地降低了生产过程中的能耗，节约了资源。
2、技术方案
为解决上述问题，本实用新型采用如下的技术方案。
一种磺化工艺中回收SO2转化为SO3余热的反应系统，包括鼓风机、SO2换热器、SO2转化床层和SO3冷却器，还包括换热器和蒸汽包，所述的SO2换热器、SO2转化床层和SO3冷却器通过管道依次连接，所述的鼓风机通过管道分别与SO2换热器和SO3冷却器的下部连接，所述的换热器分别与SO2换热器和SO3冷却器的上部连接，换热器还通过管道与蒸汽包连接。
优选地，还包括热水循环泵和冷水补充泵，所述的冷水补充泵与蒸汽包的下部连接；所述的热水循环泵设置在换热器与蒸汽包之间。
优选地，所述的SO2转化床层中填充有4-6层V2O5催化剂。
优选地，所述的换热器为间壁式换热器。
优选地，所述的换热器为间壁式换热器中的管壳式换热器。
优选地，所述的换热器中设有螺旋折流板，螺旋折流板的螺旋角为10～15°。
优选地，所述的SO2换热器为夹套式换热器。
3、有益效果
相比于现有技术，本实用新型的有益效果为：
(1)本实用新型的磺化工艺中回收SO2转化为SO3余热的反应系统，在现有的磺化工艺中增加了换热器和蒸汽包，将经过换热设备(SO2换热器和SO3冷却器)加热后的热风利用起来，用于加热冷水来制备蒸汽来供应生产系统设备伴热的需要；
(2)本实用新型的磺化工艺中回收SO2转化为SO3余热的反应系统，使得SO2转化为SO3过程中的余热50％以上得到了回收利用，产生的蒸汽不仅能满足生产系统的蒸汽需求并且还有一定的富余，大大地降低了生产过程中的能耗，节约了资源；
(3)本实用新型的换热器中设有螺旋折流板，螺旋折流板的螺旋角为10～15°，沿程压降较小，基本没有流动死区、旁流和漏流，传热效果好，热交换效率高；
(4)本实用新型的SO2转化床层中设有多层催化剂，采用多段催化反应工艺，转化率高，便于合理分配和控制每段的转化温度。
(5)本实用新型中，SO2从燃硫炉出来温度约600度，经过SO2换热器冷却到430度左右进入SO2转化床层，转化放出的热量被热风带走，SO3出转化床层的温度为420度左右，然后进一步再SO3冷却器中冷却到60-90度，进入后面的磺化反应装置，以上放出的热量均被冷却风带入余热回收系统进行利用；
(6)本实用新型的余热回收系统结构简单，设计合理，回收效率高，经济效益好，适用性强。
附图说明
图1为本实用新型的系统结构示意图。
图中：1、鼓风机；2、SO2换热器；3、SO2转化床层；4、SO3冷却器；5、换热器；6、热水循环泵；7、蒸汽包；8、冷水补充泵。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本实用新型进一步进行描述。
实施例1
如图1所示，磺化工艺中回收SO2转化为SO3余热的反应系统，包括鼓风机1、SO2换热器2、SO2转化床层3、SO3冷却器4、换热器5、蒸汽包7、热水循环泵6和冷水补充泵8，其中SO2换热器2、SO2转化床层3和SO3冷却器4通过管道依次连接，SO2换热器2为夹套式换热器，SO2转化床层3中填充有4层V2O5催化剂。鼓风机1通过管道分别与SO2换热器2和SO3冷却器4的下部连接，换热器5分别与SO2换热器2和SO3冷却器4的上部连接，换热器5还通过管道与蒸汽包7连接；换热器5为管壳式换热器，换热器5中设有螺旋折流板，螺旋折流板的螺旋角为15°；冷水补充泵8与蒸汽包7的下部连接；热水循环泵6设置在换热器5与蒸汽包7之间。
本实施例中的磺化工艺中回收SO2转化为SO3余热的反应系统的工作过程为：鼓风机1向SO2换热器2和SO3冷却器4中鼓吹常温空气，硫磺燃烧后得到的高温SO2气体进入SO2换热器2中与常温空气进行热交换，降温后的SO2气体进入SO2转化床层3中进行催化反应转化为SO3气体，由于SO2转化为SO3的过程为放热反应，转化得到的SO3气体温度很高，高温SO3气体进入SO3冷却器4中与常温空气进行热交换，降温后的SO3气体进入下一步磺化工艺中。在上述过程中，SO2换热器2和SO3冷却器4中热交换后的空气进入到换热器5中，换热器5的冷却介质为水，由冷水补充泵8和热水循环泵6供应，在换热器5中产生的水蒸气进入蒸汽包中，用于供应车间生产需要，蒸汽包中回收的水循环进入换热器5中。本实施例中的余热回收效率达到60％。极大地降低了生产能耗，节约了资源。
实施例2
如图1所示，磺化工艺中回收SO2转化为SO3余热的反应系统，包括鼓风机1、SO2换热器2、SO2转化床层3、SO3冷却器4、换热器5、蒸汽包7、热水循环泵6和冷水补充泵8，其中SO2换热器2、SO2转化床层3和SO3冷却器4通过管道依次连接，SO2换热器2为夹套式换热器，SO2转化床层3中填充有6层V2O5催化剂。鼓风机1通过管道分别与SO2换热器2和SO3冷却器4的下部连接，换热器5分别与SO2换热器2和SO3冷却器4的上部连接，换热器5还通过管道与蒸汽包7连接；换热器5为管壳式换热器，换热器5中设有螺旋折流板，螺旋折流板的螺旋角为10°；冷水补充泵8与蒸汽包7的下部连接；热水循环泵6设置在换热器5与蒸汽包7之间。

Claims (7)

1.一种磺化工艺中回收SO2转化为SO3余热的反应系统，包括鼓风机(1)、SO2换热器(2)、SO2转化床层(3)和SO3冷却器(4)，其特征在于：还包括换热器(5)和蒸汽包(7)，所述的SO2换热器(2)、SO2转化床层(3)和SO3冷却器(4)通过管道依次连接，所述的鼓风机(1)通过管道分别与SO2换热器(2)和SO3冷却器(4)的下部连接，所述的换热器(5)分别与SO2换热器(2)和SO3冷却器(4)的上部连接，换热器(5)还通过管道与蒸汽包(7)连接。
2.根据权利要求1所述的一种磺化工艺中回收SO2转化为SO3余热的反应系统，其特征在于：还包括热水循环泵(6)和冷水补充泵(8)，所述的冷水补充泵(8)与蒸汽包(7)的下部连接；所述的热水循环泵(6)设置在换热器(5)与蒸汽包(7)之间。
3.根据权利要求1所述的一种磺化工艺中回收SO2转化为SO3余热的反应系统，其特征在于：所述的SO2转化床层(3)中填充有4-6层V2O5催化剂。
4.根据权利要求1所述的一种磺化工艺中回收SO2转化为SO3余热的反应系统，其特征在于：所述的换热器(5)为间壁式换热器。
5.根据权利要求4所述的一种磺化工艺中回收SO2转化为SO3余热的反应系统，其特征在于：所述的换热器(5)为间壁式换热器中的管壳式换热器。
6.根据权利要求4所述的一种磺化工艺中回收SO2转化为SO3余热的反应系统，其特征在于：所述的换热器(5)中设有螺旋折流板，螺旋折流板的螺旋角为10～15°。
7.根据权利要求1所述的一种磺化工艺中回收SO2转化为SO3余热的反应系统，其特征在于：所述的SO2换热器(2)为夹套式换热器。
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