CN218210827U - 一种冶炼烟气制酸吸收酸低温热能回收系统 - Google Patents

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李山东
毛艳丽
丁小峰
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Abstract

本实用新型涉及一种冶炼烟气制酸吸收酸低温热能回收系统,该系统包括阳极保护浓酸冷却器、低温回收换热器、除盐水箱、余热锅炉除氧器、浓硫酸吸收塔和DCS控制系统。浓硫酸吸收塔的顶部设有烟道,其一侧与转化烟气输入管线相连,另一侧分别与阳极保护浓酸冷却器、低温回收换热器相连;浓硫酸吸收塔的附属循环槽内设有循环酸温度传感器;浓硫酸吸收塔内设有喷淋装置和捕沫装置;低温回收换热器上分别设有水道入口、水道出口;水道入口与除盐水箱一侧的出水口相接;除盐水箱与余热锅炉除氧器相连;除盐水箱内设有液位传感器Ⅰ;水道出口与除盐水箱顶部的入水口相接;余热锅炉除氧器内设有液位传感器Ⅱ。本实用新型成本低、运行可靠。

Description

一种冶炼烟气制酸吸收酸低温热能回收系统
技术领域
本实用新型涉及冶炼、化工领域,尤其涉及一种冶炼烟气制酸吸收酸低温热能回收系统。
背景技术
冶炼烟气制酸过程,干吸工段因为前端转化工段带热、SO3吸收产热、补水产热等原因,导致干吸工段存在大量热量富集。这部分热量通常使用循环水与循环酸进行热量交换,将循环酸中的热量通过间接热交换转移至循环水中,最后在凉水塔通过循环水与空气热交换后通过蒸发带走。此种方法通过干吸工序热量通过凉水塔蒸发移除,造成热量浪费,同时凉水塔蒸发移热过程会造成新水消耗增加。而行业内低温热量回收通常使用HRS工艺,此种方式工艺复杂、设备投资费用较高、施工周期长,通常适用于新建项目。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种低成本、运行可靠的冶炼烟气制酸吸收酸低温热能回收系统。
为解决上述问题,本实用新型所述的一种冶炼烟气制酸吸收酸低温热能回收系统,其特征在于:该系统包括阳极保护浓酸冷却器、低温回收换热器、除盐水箱、余热锅炉除氧器、浓硫酸吸收塔和DCS控制系统;所述浓硫酸吸收塔的顶部设有烟道,其一侧与转化烟气输入管线相连,另一侧通过浓酸循环泵经管线Ⅰ分别与所述阳极保护浓酸冷却器的浓酸通道入口Ⅰ、所述低温回收换热器的浓酸通道入口Ⅱ相连;靠近所述低温回收换热器的管线Ⅰ上设有酸道进口阀门;所述浓硫酸吸收塔的附属循环槽内设有循环酸温度传感器;所述浓硫酸吸收塔内设有喷淋装置和捕沫装置,该喷淋装置通过喷淋管线分别与所述阳极保护浓酸冷却器的浓酸通道出口Ⅰ、所述低温回收换热器的浓酸通道出口Ⅱ相连;靠近所述低温回收换热器的所述喷淋管线上分别设有酸道出口温度传感器、酸道出口阀门;所述低温回收换热器上分别设有水道入口、水道出口;所述水道入口经管线Ⅱ通过循环泵与所述除盐水箱一侧的出水口相接,该管线Ⅱ上分别设有水道入口温度传感器、水道入口pH监测仪、水道入口阀门;所述除盐水箱的另一侧通过给水泵经管线Ⅲ与所述余热锅炉除氧器的除氧头相连;所述除盐水箱内设有液位传感器Ⅰ,其顶部设有除盐水输入管线;所述水道出口通过管线Ⅳ与所述除盐水箱顶部的入水口相接,该管线Ⅳ上分别设有水道出口阀门、水道出口pH监测仪、水道出口温度传感器;所述余热锅炉除氧器内设有液位传感器Ⅱ,其顶部设有除氧器预热蒸汽输入管线,底部设有与余热锅炉蒸发器相连的输出管线;所述循环泵、所述浓酸循环泵、所述给水泵、所述酸道出口温度传感器、所述水道入口温度传感器、所述水道入口pH监测仪、所述水道出口温度传感器、所述水道出口pH监测仪、所述液位传感器Ⅰ、所述液位传感器Ⅱ、所述循环酸温度传感器分别与所述DCS控制系统相连。
所述阳极保护浓酸冷却器上分别设有相应温度及pH测点。
所述低温回收换热器与所述循环泵之间的所述管线Ⅱ上分别设有所述水道入口阀门、所述水道入口pH监测仪、所述水道入口温度传感器。
本实用新型与现有技术相比具有以下优点:
1、本实用新型通过利用低温回收换热器将制酸系统干吸工段所产生的低温热量转移至除盐水中,之后将升温后的除盐水输送至余热锅炉除氧器,经除氧后生产蒸汽以进行使用。因为进入除氧器前,低温回收换热器会对除盐水进行预热,从而降低了除氧器除氧升温过程对蒸汽的消耗,进而会增加蒸汽的产量。同时,随着部分热量从干吸工段移出,能够降低循环水系统压力,增强对制酸系统干吸工段热量的控制能力,降低制酸系统新水的使用量,提高制酸系统运行稳定性。
2、本实用新型可通过阀门调整浓硫酸或除盐水通入量,根据生产状况进行调节换热能力。
3、本实用新型设有循环泵、浓酸循环泵、给水泵、酸道出口温度传感器、水道入口温度传感器、水道入口pH监测仪、水道出口温度传感器、水道出口pH监测仪、液位传感器Ⅰ、液位传感器Ⅱ、循环酸温度传感器,通过DCS控制系统对相关温度、pH、液位、泵运行状况等指标进行实时监控,确保设备安全稳定运行。
4、本实用新型工艺流程简洁、运行可靠、投资费用相对较低,适用于冶炼烟气制酸系统干吸工段低温热量回收及浓硫酸冷却降温。
附图说明
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明。
图1为本实用新型的工艺流程图。
图中:1-阳极保护浓酸冷却器;2-低温回收换热器;3-除盐水箱;4-循环泵;5-给水泵;6-余热锅炉除氧器;7-浓硫酸吸收塔;8-浓酸循环泵;9-酸道出口温度传感器;10-水道入口温度传感器;11-水道入口pH监测仪;12-水道出口温度传感器;13-水道出口pH监测仪;14-液位传感器Ⅰ;15-液位传感器Ⅱ;16-循环酸温度传感器;17-酸道出口阀门;18-酸道进口阀门;19-水道入口阀门;20-水道出口阀门。
具体实施方式
如图1所示,一种冶炼烟气制酸吸收酸低温热能回收系统,该系统包括阳极保护浓酸冷却器1、低温回收换热器2、除盐水箱3、余热锅炉除氧器6、浓硫酸吸收塔7和DCS控制系统。浓硫酸吸收塔7的顶部设有烟道,其一侧与转化烟气输入管线相连,另一侧通过浓酸循环泵8经管线Ⅰ分别与阳极保护浓酸冷却器1的浓酸通道入口Ⅰ、低温回收换热器2的浓酸通道入口Ⅱ相连;靠近低温回收换热器2的管线Ⅰ上设有酸道进口阀门18;浓硫酸吸收塔7的附属循环槽内设有循环酸温度传感器16;浓硫酸吸收塔7内设有喷淋装置和捕沫装置,该喷淋装置通过喷淋管线分别与阳极保护浓酸冷却器1的浓酸通道出口Ⅰ、低温回收换热器2的浓酸通道出口Ⅱ相连;靠近低温回收换热器2的喷淋管线上分别设有酸道出口温度传感器9、酸道出口阀门17;低温回收换热器2上分别设有水道入口、水道出口;水道入口经管线Ⅱ通过循环泵4与除盐水箱3一侧的出水口相接,该管线Ⅱ上分别设有水道入口温度传感器10、水道入口pH监测仪11、水道入口阀门19;除盐水箱3的另一侧通过给水泵5经管线Ⅲ与余热锅炉除氧器6的除氧头相连;除盐水箱3内设有液位传感器Ⅰ14,其顶部设有除盐水输入管线;水道出口通过管线Ⅳ与除盐水箱3顶部的入水口相接,该管线Ⅳ上分别设有水道出口阀门20、水道出口pH监测仪13、水道出口温度传感器12;余热锅炉除氧器6内设有液位传感器Ⅱ15,其顶部设有除氧器预热蒸汽输入管线,底部设有与余热锅炉蒸发器相连的输出管线;循环泵4、浓酸循环泵8、给水泵5、酸道出口温度传感器9、水道入口温度传感器10、水道入口pH监测仪11、水道出口温度传感器12、水道出口pH监测仪13、液位传感器Ⅰ14、液位传感器Ⅱ15、循环酸温度传感器16分别与DCS控制系统相连。
其中:阳极保护浓酸冷却器1上分别设有相应温度及pH测点。
低温回收换热器2与循环泵4之间的管线Ⅱ上分别设有水道入口阀门19、水道入口pH监测仪11、水道入口温度传感器10。
一种冶炼烟气制酸吸收酸低温热能回收方法:
来自转化工段烟气进入浓硫酸吸收塔7,在塔内与浓硫酸逆向接触进行吸收三氧化硫后经烟道返回转化工段或尾气吸收工段;而来自浓硫酸吸收塔7的浓硫酸经过浓酸循环泵8分别输送至阳极保护浓酸冷却器1(原干吸换热系统)和低温回收换热器2。当需要对浓硫酸吸收塔7循环酸热量进行回收时,打开水道入口阀门19、水道出口阀门20,开启循环泵4,同时将酸道出口阀门17、酸道进口阀门18根据换热需求部分或全部打开,使来自除盐水箱3的除盐水进入低温回收换热器2进行逆流接触换热;换热后浓硫酸中部分热量被除盐水吸收,通过给水泵5将换热升温后的除盐水输送至余热锅炉除氧器6除氧后生产蒸汽,该蒸汽输入至余热锅炉蒸发器。
全过程通过DCS控制系统对低温热能回收系统相关温度、pH、液位、泵运行状况等指标实时监控。根据生产条件及运行状况逐步调节低温回收换热器2的酸道出口阀门17、酸道进口阀门18的开度。
本实用新型需配合原浓硫酸吸收塔7、阳极保护浓酸冷却器1等换热设备使用,方能在回收热量的同时实现对循环酸温度的调节和控制。
根据水道入口pH监测仪11、水道出口pH监测仪13的监测值,通过DCS控制系统对循环泵4远程起停进行连锁。当pH<7时,除盐水的循环泵4立即停止工作,确保低温回收换热器2发生内漏时浓硫酸不会进入余热锅炉除氧器6。
本实用新型热量回收对象不局限于浓硫酸吸收塔7的循环酸,还可适用于制酸系统干吸工段干燥塔、第一吸收塔及第二吸收塔的循环酸热量回收。
本实用新型还可以并行配置多套系统,同时对干燥塔、第一吸收塔或第二吸收塔循环酸热量进行回收。
本实用新型中低温回收换热器2可以采用板式换热器等其它浓酸换热设备代替。
实施例1
某生产系统工况条件:烟气浓度8.6%、风量20万Nm3/h、第一吸收塔循环酸温度90.7℃。除盐水温度5℃~14℃,除盐水消耗量10m3/h,原第一吸收塔换热设备酸道旁路阀门开度80%。
一种冶炼烟气制酸吸收酸低温热能回收方法:
除盐水首先输送至除盐水箱3,由低温回收除盐水循环泵4输送至低温回收换热器2,换热后返回除盐水箱3,循环对除盐水进行升温;平衡后,低温回收换热器2除盐水温度进口达到48℃,出口温度升至60.1℃,水道换热温差12.1℃,而后由余热锅炉给水泵5输送至余热锅炉除氧器6;同时,第一吸收塔循环酸98℃经浓酸循环泵8输送至低温回收换热器2,酸道出口阀门17、酸道进口阀门18控制在50%,换热后浓硫酸温度降至53.9℃,酸道换热温差36.8℃;然后输送至第一吸收塔循环酸管道与经过原正常阳极保护浓酸冷却器1换热过的循环酸进行混合,循环酸温度降至73.1℃,酸温降幅达17.6℃。
由此可见,在较低浓度烟气条件下回收部分低温热量的同时,基本能够利用低温回收换热器2实现降低循环酸温度的目的。
实施例2
某生产系统工况条件:烟气浓度10%、风量20万Nm3/h、第一吸收塔循环酸温度87.2℃。除盐水温度5℃~14℃,除盐水消耗量10m3/h,原第一吸收塔换热设备酸道旁路阀门开度30%。
一种冶炼烟气制酸吸收酸低温热能回收方法:
除盐水首先输送至除盐水箱3,由低温回收除盐水循环泵4输送至低温回收换热器2,换热后返回除盐水箱3,循环对除盐水进行升温;平衡后,低温回收换热器2除盐水温度进口达到80.3℃,出口温度升至85.6℃,水道换热温差5.3℃,而后由余热锅炉给水泵5输送至余热锅炉除氧器6;同时,第一吸收塔循环酸98℃经浓酸循环泵8输送至低温回收换热器2,酸道出口阀门17、酸道进口阀门18控制在60%,换热后浓硫酸温度降至84.4℃,酸道换热温差2.8℃;然后输送至第一吸收塔循环酸管道与经过原正常阳极保护浓酸冷却器1换热过的循环酸进行混合,循环酸温度降至73.4℃,酸温降幅达17.5℃。
由此可见,在适宜浓度烟气条件下回收低温热量时,在使用低温回收换热器2的同时,配合原吸收塔换热设备能够有效控制循环酸温度。
实施例3
某生产系统工况条件:烟气浓度13.8%、风量20万Nm3/h、第一吸收塔循环酸温度98℃。除盐水温度5℃~14℃,除盐水消耗量10m3/h,,原第一吸收塔换热设备酸道旁路阀门开度0%。
一种冶炼烟气制酸吸收酸低温热能回收方法:
除盐水首先输送至除盐水箱3,由低温回收除盐水循环泵4输送至低温回收换热器2,换热后返回除盐水箱3,循环对除盐水进行升温;平衡后,低温回收换热器2除盐水温度进口达到81.4℃,出口温度升至90℃,水道换热温差8.6℃,而后由余热锅炉给水泵5输送至余热锅炉除氧器6;同时,第一吸收塔循环酸98℃经浓酸循环泵输送至低温回收换热器2,酸道出口阀门17、酸道进口阀门18控制在40%,换热后浓硫酸温度降至88℃,酸道换热温差10.5℃;然后输送至第一吸收塔循环酸管道与经过原正常阳极保护浓酸冷却器1换热过的循环酸进行混合,循环酸温度降至81℃,酸温降幅度到17.5℃。
由此可见,在较高浓度烟气条件下,在依靠原吸收塔换热设备全部换热能力并适当控制进入低温回收换热器2循环酸量的方式下,可在控制吸收塔循环酸温度的同时回收部分低温热量。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已,并不用于限制本实用新型,对于本领域的技术人员来说,本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围。

Claims (3)

1.一种冶炼烟气制酸吸收酸低温热能回收系统,其特征在于:该系统包括阳极保护浓酸冷却器(1)、低温回收换热器(2)、除盐水箱(3)、余热锅炉除氧器(6)、浓硫酸吸收塔(7)和DCS控制系统;所述浓硫酸吸收塔(7)的顶部设有烟道,其一侧与转化烟气输入管线相连,另一侧通过浓酸循环泵(8)经管线Ⅰ分别与所述阳极保护浓酸冷却器(1)的浓酸通道入口Ⅰ、所述低温回收换热器(2)的浓酸通道入口Ⅱ相连;靠近所述低温回收换热器(2)的管线Ⅰ上设有酸道进口阀门(18);所述浓硫酸吸收塔(7)的附属循环槽内设有循环酸温度传感器(16);所述浓硫酸吸收塔(7)内设有喷淋装置和捕沫装置,该喷淋装置通过喷淋管线分别与所述阳极保护浓酸冷却器(1)的浓酸通道出口Ⅰ、所述低温回收换热器(2)的浓酸通道出口Ⅱ相连;靠近所述低温回收换热器(2)的所述喷淋管线上分别设有酸道出口温度传感器(9)、酸道出口阀门(17);所述低温回收换热器(2)上分别设有水道入口、水道出口;所述水道入口经管线Ⅱ通过循环泵(4)与所述除盐水箱(3)一侧的出水口相接,该管线Ⅱ上分别设有水道入口温度传感器(10)、水道入口pH监测仪(11)、水道入口阀门(19);所述除盐水箱(3)的另一侧通过给水泵(5)经管线Ⅲ与所述余热锅炉除氧器(6)的除氧头相连;所述除盐水箱(3)内设有液位传感器Ⅰ(14),其顶部设有除盐水输入管线;所述水道出口通过管线Ⅳ与所述除盐水箱(3)顶部的入水口相接,该管线Ⅳ上分别设有水道出口阀门(20)、水道出口pH监测仪(13)、水道出口温度传感器(12);所述余热锅炉除氧器(6)内设有液位传感器Ⅱ(15),其顶部设有除氧器预热蒸汽输入管线,底部设有与余热锅炉蒸发器相连的输出管线;所述循环泵(4)、所述浓酸循环泵(8)、所述给水泵(5)、所述酸道出口温度传感器(9)、所述水道入口温度传感器(10)、所述水道入口pH监测仪(11)、所述水道出口温度传感器(12)、所述水道出口pH监测仪(13)、所述液位传感器Ⅰ(14)、所述液位传感器Ⅱ(15)、所述循环酸温度传感器(16)分别与所述DCS控制系统相连。
2.如权利要求1所述的一种冶炼烟气制酸吸收酸低温热能回收系统,其特征在于:所述阳极保护浓酸冷却器(1)上分别设有相应温度及pH测点。
3.如权利要求1所述的一种冶炼烟气制酸吸收酸低温热能回收系统,其特征在于:所述低温回收换热器(2)与所述循环泵(4)之间的所述管线Ⅱ上分别设有所述水道入口阀门(19)、所述水道入口pH监测仪(11)、所述水道入口温度传感器(10)。
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