CN214734534U - 一种硫铁矿及冶炼烟气制酸装置低温热回收系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉化工生产技术领域，具体涉及一种硫铁矿及冶炼烟气制酸装置低温热回收系统，包括吸收塔，所述吸收塔的酸出口处连接有酸循环泵，所述吸收塔的酸入口连接有酸浓控制器；还包括热泵系统、余热锅炉以及浓酸换热器，所述热泵系统包括蒸发侧和冷凝侧，所述蒸发侧具有高温酸输入干路和低温酸输出干路，所述酸循环泵的出口和酸浓控制器的干吸酸入口分别连接高温酸输入干路和低温酸输出干路，所述热泵系统的冷凝侧设置在所述余热锅炉中；所述酸浓控制器的调节酸入口连接所述浓酸换热器，从所述低温酸输出干路引出一条支路连接所述浓酸换热器使得干吸酸与调节酸换热；本实用新型用于回收制酸装置干吸工段的低温余热。

Description

一种硫铁矿及冶炼烟气制酸装置低温热回收系统
技术领域
本实用新型涉化工生产技术领域，具体涉及一种硫铁矿及冶炼烟气制酸装置低温热回收系统。
背景技术
我国硫铁矿资源丰富，硫磺资源匮乏，早期制酸装置以硫铁矿制酸为主。随着国内大量进口国外含硫原油及对国外硫磺的进口，经过十几年我国硫磺制酸工程得到大力发展，目前国内硫酸行业呈现硫磺制酸、硫铁矿制酸及冶炼烟气制酸三足鼎立状态，硫磺制酸占据了制酸行业的主导地位，约占硫酸产量45％，冶炼烟气制酸约占35％，硫铁矿制酸约占20％。硫铁矿和冶炼烟气制酸工艺大同小异，都是采用接触法两转两吸制酸工艺，生产过程主要包括三个基本化学反应，三个反应分别在焚烧工段，转化工段及干吸工段中完成，且三个反应都是放热反应。硫铁矿和冶炼烟气制酸比硫磺制酸多了一个烟气净化洗涤过程，净化洗涤主要去除焚烧后烟气中的粉尘及有害杂质。
因为制酸工艺的主要反应都为放热反应，所以需对制酸系统设置余热回收装置，目前我国硫铁矿及冶炼烟气制酸装置对高温和中温余热已充分回收利用，焚烧工段高温余热用于余热锅炉产中压饱和蒸汽或过热蒸汽，转化工段中温余热用于加热余热锅炉给水。干吸工段反应余热为低温余热，同时余热载体为强氧化腐蚀的浓硫酸，对其回收难度很大，目前国内对这部分余热回收利用的较少。国内硫铁矿及冶炼烟气制酸装置余热回收率已达79％左右，为了进一步提高余热回收率，则需要对干吸工段低温余热进行回收，这样才会使得硫铁矿及冶炼烟气制酸装置的余热回收率达到90％以上。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型的目的是克服现有技术中的缺陷，提供一种硫铁矿及冶炼烟气制酸装置低温热回收系统，用于回收制酸装置干吸工段的低温余热。
本实用新型的一种硫铁矿及冶炼烟气制酸装置低温热回收系统，包括吸收塔，所述吸收塔的酸出口处连接有酸循环泵，所述吸收塔的酸入口连接有酸浓控制器，所述酸浓控制器具有输入除氧水的除氧水入口、输入低浓度调节酸的调节酸入口以及输入高浓度干吸酸的干吸酸入口；还包括热泵系统、余热锅炉以及浓酸换热器，所述热泵系统包括蒸发侧和冷凝侧，所述蒸发侧具有高温酸输入干路和低温酸输出干路，所述酸循环泵的出口和酸浓控制器的干吸酸入口分别连接高温酸输入干路和低温酸输出干路，所述热泵系统的冷凝侧设置在所述余热锅炉中；所述酸浓控制器的调节酸入口连接所述浓酸换热器，从所述低温酸输出干路引出一条支路连接所述浓酸换热器使得干吸酸与调节酸换热。
进一步，所述支路上还连接有除氧水预热器，所述除氧水预热器的除氧水出口连接至所述余热锅炉中进行供水。
进一步，还包括脱盐水预热器和除氧器，所述脱盐水预热器的热源入口连接所述浓酸换热器的干吸酸出口，所述脱盐水预热器的脱盐水出口连接至所述除氧器中，且所述除氧器的水出口连接至所述除氧水预热器的除氧水入口，所述除氧器的蒸汽入口与所述余热锅炉的蒸汽出口连接。
进一步，所述热泵系统包括依次连接的蒸发器、压缩机和冷凝器，所述蒸发器和冷凝器之间还设置有膨胀阀，所述蒸发器作为蒸发侧连接在酸循环泵和酸浓控制器之间，所述冷凝器作为冷凝侧设置在所述余热锅炉中。
进一步，至少所述高温酸输入干路和热泵系统的蒸发侧采用高合金奥氏体不锈钢、超级奥氏体不锈钢或高硅奥氏体不锈钢制成。
本实用新型的有益效果是：本实用新型公开的一种硫铁矿及冶炼烟气制酸装置低温热回收系统，利用热泵系统，可将来自干吸工段吸收塔的干吸酸的低品位热能提升为高品位热能并在余热锅炉中释放，形成饱和蒸汽，以实现对余热的高效利用；同时，利用浓酸换热器，对部分干吸酸的余热进行进一步的吸收，将调节酸的酸温升高，重新返回至吸收塔中，减少热能的流失，进一步提供余热的回收利用率。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述：
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为本实用新型中热泵系统的结构示意图。
附图标记说明：吸收塔1、酸循环泵2、酸浓控制器3、热泵系统4、高温酸输入干路401、低温酸输出干路402、蒸发器403、压缩机404、冷凝器405、膨胀阀406、余热锅炉5、浓酸换热器6、除氧水预热器7、脱盐水预热器8、除氧器9。
具体实施方式
下面将对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
如图1-2所示，本实施例中的一种硫铁矿及冶炼烟气制酸装置低温热回收系统，包括吸收塔1，所述吸收塔1的酸出口处连接有酸循环泵2，所述吸收塔1的酸入口连接有酸浓控制器3，所述酸浓控制器3具有输入除氧水的除氧水入口、输入低浓度调节酸的调节酸入口以及输入高浓度干吸酸的干吸酸入口，因此，对于本实用新型来说，酸浓度控制是通过喷入较低浓度的调节酸(例如93％浓度)及除氧水将较高浓度(例如99.6％)的干吸酸浓调节到规定浓度，采用该种调节方式的原因在于硫铁矿及冶炼烟气制酸需要对烟气进行洗涤净化，洗涤后的烟气处于湿饱和状态，带入干吸系统水分较多，为保持干吸酸浓度，系统需要加水量相对较小，故需要用浓度较低的调节酸调节酸浓；本实用新型还包括热泵系统4、余热锅炉5以及浓酸换热器6，所述热泵系统4包括蒸发侧和冷凝侧，所述蒸发侧具有高温酸输入干路401和低温酸输出干路402，所述酸循环泵2的出口和酸浓控制器3的干吸酸入口分别连接高温酸输入干路401和低温酸输出干路402，也就是说，来自酸循环泵2的带有较多热能的高温酸经过热泵系统4的蒸发侧后，经过热泵系统4的蒸发吸热，温度降低，经过低温酸输出干路402以及酸浓控制器3重新进入吸收塔1中吸收烟气，而所述热泵系统4的冷凝侧设置在所述余热锅炉5中，冷凝放热产生饱和蒸汽，饱和蒸汽进入蒸汽管网中，便于重新利用；所述酸浓控制器3的调节酸入口连接所述浓酸换热器6，从所述低温酸输出干路402引出一条支路连接所述浓酸换热器6使得干吸酸与调节酸换热，增加调节酸的酸温，而引出的这一部分干吸酸可以作为产酸，在回收热能后，最后送入吸收塔1循环酸槽中，与干燥窜酸和二吸酸混合，加水调节至酸浓后，通过二吸酸循环泵2泵出送出作为干吸产品酸产出。
本实施例中，为了进一步回收产酸的热能，所述支路上还连接有除氧水预热器7，所述除氧水预热器7的除氧水出口连接至所述余热锅炉5中进行供水，升温后的除氧水更有利于产生饱和蒸汽。
本实施例中，为了配合除氧水预热器7，还设置有脱盐水预热器8和除氧器9，所述脱盐水预热器8的热源入口连接所述浓酸换热器6的干吸酸出口，也就是说，产酸先后经过除氧水预热器7、浓酸换热器6以及脱盐水预热器8，三次热交换，产酸的温度逐步降低最后离开酸系统，所述脱盐水预热器8的脱盐水出口连接至所述除氧器9中，预热后的脱盐水可以减少除氧器9除氧蒸汽的耗量，且所述除氧器9的水出口连接至所述除氧水预热器7的除氧水入口，所述除氧器9的蒸汽入口与所述余热锅炉5的蒸汽出口连接。
本实施例中，所述热泵系统4包括依次连接的蒸发器403、压缩机404和冷凝器405，所述蒸发器403和冷凝器405之间还设置有膨胀阀406，他们之间利用具有传热介质的管道连接，所述蒸发器403作为蒸发侧连接在酸循环泵2和酸浓控制器3之间，利用蒸发吸热降低干吸酸的温度，所述冷凝器405作为冷凝侧设置在所述余热锅炉5中，利用冷凝发热实现热量的回收。
本实施例中，至少所述高温酸输入干路401和热泵系统4的蒸发侧采用高合金奥氏体不锈钢、超级奥氏体不锈钢或高硅奥氏体不锈钢制成，原因在于浓硫酸的特性之一就是强腐蚀性，在高温情况下其腐蚀性更强，为了保护管路，需要采用耐腐蚀的材料，而本实用新型中，利用热泵系统4，将酸管路与水管路进行一定程度上的隔离，避免相互之间发生渗漏。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种硫铁矿及冶炼烟气制酸装置低温热回收系统，其特征在于：包括吸收塔，所述吸收塔的酸出口处连接有酸循环泵，所述吸收塔的酸入口连接有酸浓控制器，所述酸浓控制器具有输入除氧水的除氧水入口、输入低浓度调节酸的调节酸入口以及输入高浓度干吸酸的干吸酸入口；还包括热泵系统、余热锅炉以及浓酸换热器，所述热泵系统包括蒸发侧和冷凝侧，所述蒸发侧具有高温酸输入干路和低温酸输出干路，所述酸循环泵的出口和酸浓控制器的干吸酸入口分别连接高温酸输入干路和低温酸输出干路，所述热泵系统的冷凝侧设置在所述余热锅炉中；所述酸浓控制器的调节酸入口连接所述浓酸换热器，从所述低温酸输出干路引出一条支路连接所述浓酸换热器使得干吸酸与调节酸换热。
2.根据权利要求1所述的一种硫铁矿及冶炼烟气制酸装置低温热回收系统，其特征在于：所述支路上还连接有除氧水预热器，所述除氧水预热器的除氧水出口连接至所述余热锅炉中进行供水。
3.根据权利要求2所述的一种硫铁矿及冶炼烟气制酸装置低温热回收系统，其特征在于：还包括脱盐水预热器和除氧器，所述脱盐水预热器的热源入口连接所述浓酸换热器的干吸酸出口，所述脱盐水预热器的脱盐水出口连接至所述除氧器中，且所述除氧器的水出口连接至所述除氧水预热器的除氧水入口，所述除氧器的蒸汽入口与所述余热锅炉的蒸汽出口连接。
4.根据权利要求1所述的一种硫铁矿及冶炼烟气制酸装置低温热回收系统，其特征在于：所述热泵系统包括依次连接的蒸发器、压缩机和冷凝器，所述蒸发器和冷凝器之间还设置有膨胀阀，所述蒸发器作为蒸发侧连接在酸循环泵和酸浓控制器之间，所述冷凝器作为冷凝侧设置在所述余热锅炉中。
5.根据权利要求1所述的一种硫铁矿及冶炼烟气制酸装置低温热回收系统，其特征在于：至少所述高温酸输入干路和热泵系统的蒸发侧采用高合金奥氏体不锈钢、超级奥氏体不锈钢或高硅奥氏体不锈钢制成。
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