CN212843102U - 一种提高硫酸生产干吸工段热回收产汽率的系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种提高硫酸生产干吸工段热回收产汽率的系统，属于化工领域。该系统是将热回收塔低温吸收段的下塔酸单独送干燥或二级吸收系统，而与不与高温吸收段的下塔酸混合，提高了高温吸收段的下塔酸温，减小热回收系统向外界送出硫酸酸带出的热量，从而将热回收系统产汽率提高10％～25％左右。
Description
技术领域
本实用新型涉及化工领域，具体涉及一种提高硫酸生产干吸工段热回收产汽率的系统。
背景技术
现代硫酸生产多采用2转2吸的生产工艺，上游装置产生的含S02工艺气体(或参与转化反应的空气)先进入干燥系统，用浓硫酸去除水分，而后进转化工段进行一次转化将大部分S02与O2反应，生成SO3。一次转化后含SO3的工艺气体再送入干吸工段热回收系统进行一次吸收，用高温硫酸吸收工艺气体中SO3并回收吸收反应的热量产生低压蒸汽。一次吸收后工艺气体中的SO3浓度降低，再将一次吸收后工艺气体送转化工段进行二次转化，将剩余的S02继续氧化产生SO3，二次转化后工艺气体再送入干吸工段二吸系统用硫酸吸收工艺气体中的SO3，2转2吸后工艺气体中99％以上的S02均转化为SO3并吸收后产出硫酸。
干燥系统、热回收系统、二吸系统间设有串酸管路，通过互串硫酸维持上述系统酸浓和液位稳定。
一次转化后SO3吸收生成硫酸的反应热和稀释热占整个干吸工段工艺生成热的70％以上，干吸工段热回收系统采用高温吸收工艺，用高温硫酸加热低压给水产出产出低压蒸汽，而干燥和二吸系统采用低温吸收工艺，吸收后酸温低，吸收热量无法利用，吸收反应热通过循环水带出工艺系统。
干吸工段热回收系统的主要工艺流程是：含SO3的工艺气体进入热回收塔，热回收塔一般分为两级，高温吸收段(下级)用高温(～180℃)高浓(～99％)硫酸吸收工艺气体中的大部分SO3，经高温吸收段吸收后工艺气体再进入低温吸收段(上级)，用来自干燥或二吸系统较低温(60℃)和较低浓度(～98.5％)硫酸再次吸收。低温吸收段吸收后的硫酸再进入高温吸收段与高温浓硫酸混合，经高温循环泵抽送加压送入蒸发器产生低压蒸汽，酸温降低后进入混合器加水降低酸浓度，而后再送入热回收塔循环吸收SO3；蒸发器酸侧出口设有热回收系统向干燥或二吸系统送酸管路，由于蒸发器出口酸温仍较高(180 ±15℃)，在外送酸管路上设有蒸发器给水加热器，用于预热进入蒸发器的给水，酸温降低至160±15℃，也可设置其他热交换器，用外送硫酸加热工艺物料，降温后外送硫酸送至干燥或二吸系统，以维持上述系统酸浓和液位稳定。以硫磺为原料的硫酸装置，干吸工段热回收系统的产汽率一般在0.45吨蒸汽/吨酸；以硫铁矿为原料的硫酸装置，产汽率一般在0.25～0.35吨蒸汽/吨酸。
实用新型内容
本实用新型是针对现有技术存在的技术问题提供一种提高硫酸生产干吸工段热回收产汽率的系统。
本实用新型的目的可以通过以下技术方案实现：
一种提高硫酸生产干吸工段热回收产汽率的系统，该系统包括高温吸收塔和低温吸收塔，所述的高温吸收塔依次通过高温循环槽、高温循环泵、蒸发器以及混合器与高温吸收塔的上部相连；所述蒸发器和混合器相连的管路上还设有支路，该支路依次通过换热设备与干燥或二吸系统相连；所述高温吸收塔气体输出端与低温吸收塔的气体输入端相连，低温吸收塔底部的酸输出端与换热设备的入口相连。
本实用新型技术方案中：所述的换热设备至少包含蒸发器给水加热器。
本实用新型技术方案中：所述的支路通过蒸发器给水加热器依次与酸循环槽、酸循环泵、酸冷却器和干燥塔或二吸塔的上部相连。
本实用新型技术方案中：所述的气液分离段的液体输出端与酸循环槽相连。
本实用新型技术方案中：酸冷却器还有一个输出端与低温吸收段的上部相连。
本实用新型技术方案中：所述的蒸发器给水加热器的输出端与蒸发器相连。
一种利用上述的系统提高产汽率的方法，该方法如下：
一种提高硫酸生产干吸工段热回收产汽率的方法，含SO3的工艺气体进入高温吸收塔，工艺气体中SO3部分被99％浓度的高温硫酸吸收，高温吸收塔下塔酸温升高至205 ±15℃，高温浓酸经高温循环泵升压后送蒸发器加热低压给水产出低压蒸汽，出蒸发器后酸温度降低至190±15℃，出蒸发器后一部分硫酸送入混合器中调节硫酸浓度至99％，之后送至高温吸收塔循环吸收工艺气体中SO3，出蒸发器的剩余部分(10～40％)硫酸经换热设备进行降温，酸温降低至170±15℃，该剩余部分的硫酸经设备降温后送至干燥或二吸收系统；
工艺气体经高温吸收塔吸收后进入低温吸收塔，用来自干燥或二吸收系统温度为60℃，浓度为98.5％的硫酸喷淋吸收工艺气体中剩余的S03，酸温升高至150±15℃，低温吸收塔的下塔酸经管路送蒸发器输出管道的支路上。
上述方法中：所述的换热设备为蒸发器给水加热器，出蒸发器的剩余部分硫酸经蒸发器给水加热器进行降温，酸温降低至170±15℃，降温后的硫酸输送至酸循环槽，且低温吸收塔底部的硫酸也输送至酸循环槽，酸循环槽中的硫酸通过酸循环泵输送至酸冷却器进行降温，降温后的酸输送至干燥塔或二吸塔的上部，所述干燥塔或二吸塔底部的酸输送至酸循环槽中进行循环吸收。
本实用新型的有益效果：
现有的热回收塔低温吸收段采用温度为60℃左右浓度～98.5％左右的硫酸吸收，其目的在于保证热吸收系统S03的吸收率，经低温段吸收后下塔酸温度升高至～150℃，热回收塔内低温段下塔酸直接进入高温吸收段，两级吸收后硫酸混合后经高温循环泵送入蒸发器，但低温吸收段的下塔酸的温度低于蒸发器出口酸温(190±15℃)，也低于蒸发器给水加热器出口酸温(170±15℃)，对产汽没有贡献，反而需要用高温吸收段的吸收反应热加热低温吸收段的下塔酸，相当于将低温吸收段的下塔酸从150±15℃加热至蒸发器给水加热器出口温度(170±15℃)后再送入干燥或二吸系统，因而降低了热回收系统产汽率。本发明通过将热回收塔低温吸收段的下塔酸或低温吸收塔的下酸单独送入干燥或二吸系统或蒸发器出口到干燥或二吸系统的串酸管路上，减少了热回收系统至干燥或二吸系统外送硫酸带出的热量，从而使干吸工段热回收系统的产汽率提高10％～25％左右。
附图说明
图1为本发明的第一种装置示意图。
其中：1为热回收塔，2为高温循环槽，3为混合器，4为蒸发器给水加热器，5为高温循环泵，6为蒸发器，7为干燥塔或二吸塔，8为酸循环槽，9为酸循环泵，10为酸冷却器， 101为高温吸收塔，102为低温吸收塔。
具体实施方式
下面结合实施例对本实用新型做进一步说明，但本实用新型的保护范围不限于此：
如图1，一种提高硫酸生产干吸工段热回收产汽率的系统，该系统包括高温吸收塔101 和低温吸收塔102，所述的高温吸收塔101依次通过高温循环槽2、高温循环泵5、蒸发器6以及混合器3与高温吸收塔101的上部相连；所述蒸发器6和混合器3相连的管路上还设有支路，该支路依次通过换热设备与干燥或二吸系统相连；所述高温吸收塔101气体输出端与低温吸收塔102的气体输入端相连，低温吸收塔102底部的酸输出端与换热设备的入口相连。所述的换热设备至少包含蒸发器给水加热器4。所述的支路通过蒸发器给水加热器4依次与酸循环槽8、酸循环泵9、酸冷却器10和干燥塔或二吸塔7的上部相连。所述的气液分离段的液体输出端与酸循环槽8相连。酸冷却器10还有一个输出端与低温吸收段的上部相连。所述的蒸发器给水加热器4的输出端与蒸发器6相连。
一种利用图1所述的系统提高产汽率的方法，该方法如下：
含SO3的工艺气体进入高温吸收塔101，工艺气体中SO3部分被99％浓度的高温硫酸吸收，高温吸收塔101下塔酸温升高至205±15℃，高温浓酸经高温循环泵5升压后送蒸发器6加热低压给水产出低压蒸汽，出蒸发器6后酸温度降低至190±15℃，出蒸发器6 后一部分硫酸送入混合器3中调节硫酸浓度至99％，之后送至高温吸收塔101循环吸收工艺气体中SO3，出蒸发器6的剩余部分(10～40％)硫酸经换热设备进行降温，酸温降低至170±15℃，该剩余部分的硫酸经设备降温后送至干燥或二吸收系统；
工艺气体经高温吸收塔101吸收后进入低温吸收塔102，用来自干燥或二吸收系统温度为60℃，浓度为98.5％的硫酸喷淋吸收工艺气体中剩余的S03，酸温升高至150±15℃，低温吸收塔102的下塔酸经管路送蒸发器6输出管道的支路上。
所述的换热设备为蒸发器给水加热器4，出蒸发器的剩余部分硫酸经蒸发器给水加热器4进行降温，酸温降低至170±15℃，降温后的硫酸输送至酸循环槽8，且低温吸收塔102底部的硫酸也输送至酸循环槽8，酸循环槽8中的硫酸通过酸循环泵9输送至酸冷却器10进行降温，降温后的酸输送至干燥塔或二吸塔7的上部，所述干燥塔或二吸塔7底部的酸输送至酸循环槽8中进行循环吸收。
40万吨/年硫铁矿制酸低温热回收系统按图1所示技术方案，低温吸收段下塔酸流量约为135000kg/h，低温吸收段上塔酸温度60℃，吸收后酸温度提高至145℃，当采用现有技术，蒸发器给水加热器出口至干燥或二级吸收系统的硫酸温度为约175℃，即相当于热回收系统将低温吸收段的下塔135000kg/h的硫酸从145℃加热到175℃后送出系统。而采用本技术，低温吸收段的下塔酸(温度为145℃)，单独送至干燥或二级吸收系统，从而提高了高温吸收段下塔酸温，减少了热回收系统向干燥或二吸收系统的热量输出，减少输出热量约为Q＝cmΔt＝1.6x135000x(175-145)＝6.48x106kj/h，根据热量平衡，这部分热量可多产0.6MPa(g)低压饱和蒸汽约2785kg/h，使产汽率提高15％。
Claims (6)
1.一种提高硫酸生产干吸工段热回收产汽率的系统，其特征在于：该系统包括高温吸收塔(101)和低温吸收塔(102)，所述的高温吸收塔(101)依次通过高温循环槽(2)、高温循环泵(5)、蒸发器(6)以及混合器(3)与高温吸收塔(101)的上部相连；所述蒸发器(6)和混合器(3)相连的管路上还设有支路，该支路依次通过换热设备与干燥或二吸系统相连；所述高温吸收塔(101)气体输出端与低温吸收塔(102)的气体输入端相连，低温吸收塔(102)底部的酸输出端与换热设备的入口相连。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述的换热设备至少包含蒸发器给水加热器(4)。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于：所述的支路通过蒸发器给水加热器(4)依次与酸循环槽(8)、酸循环泵(9)、酸冷却器(10)和干燥塔或二吸塔(7)的上部相连。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于：气液分离段的液体输出端与酸循环槽(8)相连。
5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于：酸冷却器(10)还有一个输出端与低温吸收段的上部相连。
6.根据权利要求3所述的系统，其特征在于：所述的蒸发器给水加热器(4)的输出端与蒸发器(6)相连。
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