CN218210930U - 一种制酸系统吸收酸余热回收的装置 - Google Patents

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赵福生
陈红
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Abstract

本实用新型涉及一种制酸系统吸收酸余热回收的装置,该装置包括第一吸收塔、蒸汽发生器、第一稀释器、第二稀释器、第一换热器、除氧器、第二换热器和预热器。第一吸收塔内设有两层填料、两级喷淋装置、除雾器,顶部设有排气口Ⅰ,一侧设有连蒸汽喷吹装置的烟气入口,另一侧设有喷淋入口Ⅰ、Ⅱ,底部与蒸汽发生器相连;蒸汽喷吹装置连有一次转化气管线;蒸汽发生器与第一稀释器、第二换热器相连;第一稀释器与喷淋入口Ⅱ、除氧器、第二换热器相连;除氧器与第二换热器、第一换热器相接;第一换热器与预热器、第二稀释器相连,该第二稀释器与预热器相连;预热器与喷淋入口Ⅰ相接。本实用新型利于回收吸收酸余热,保证一段吸收高效连续作业。

Description

一种制酸系统吸收酸余热回收的装置
技术领域
本实用新型涉及冶炼烟气制酸系统低温位热能回用领域,尤其涉及一种制酸系统吸收酸余热回收的装置。
背景技术
有色金属冶炼过程中产生大量二氧化硫烟气,可用于生产硫酸。冶炼烟气经净化工序、转化工序、干吸工序处理后,烟气中二氧化硫转化为三氧化硫,利用一定浓度浓硫酸吸收,产出符合质量标准的高浓度硫酸。冶炼烟气制酸过程中,二氧化硫转化、三氧化硫、浓硫酸稀释均会有热量放出。传统制酸工艺中,二氧化硫转化放出的热量可以在转化工序通过热交换器为二氧化硫烟气升温,使二氧化硫烟气达到转化所需的反应温度。但干吸工序由三氧化硫吸收放出的吸收热则通常通过阳极保护、板式换热器等硫酸冷却器将热量移除,该工艺造成循环水用量增加,增大了循环水系统设备投资,造成了吸收工序低温位热能的损失。
国内冶炼烟气制酸工艺一段吸收通常采用HRS余热回收技术,该技术是在“两转两吸”工艺下,在传统的一吸塔旁配置蒸汽发生器,利用吸收塔产生的吸收热以及高温烟气中的热量生产低压饱和蒸汽。但HRS塔未经稀释的高浓度循环酸串至第二吸收塔,为第二吸收塔的浓度控制、温度控制造成不便。同时HRS塔主要用于吸收三氧化硫的98%浓硫酸来自第二吸收塔的循环吸收酸,如第二吸收塔循环酸泵或硫酸冷却设备故障,则会同时影响HRS塔的吸收,造成转化后的三氧化硫无法正常吸收。
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实现高效连续作业的制酸系统吸收酸余热回收的装置。
为解决上述问题,本实用新型所述的一种制酸系统吸收酸余热回收的装置,其特征在于:该装置包括第一吸收塔、蒸汽发生器、第一稀释器、第二稀释器、第一换热器、除氧器、第二换热器和预热器;所述第一吸收塔内自下而上依次设有第一层填料、第一级喷淋装置、第二层填料、第二级喷淋装置、除雾器,顶部设有排气口Ⅰ,该排气口Ⅰ通过管线Ⅰ与二次转化工序相连;所述第一吸收塔的一侧设有烟气入口,该烟气入口通过管线Ⅱ连有蒸汽喷吹装置;所述蒸汽喷吹装置连有一次转化气管线,并设有与饱和蒸汽管线相连的饱和蒸汽入口;所述第一吸收塔的另一侧上部自上而下分别设有喷淋入口Ⅰ、喷淋入口Ⅱ,底部通过联通管连有吸收酸循环槽,该吸收酸循环槽经循环酸输送泵与所述蒸汽发生器相连;所述蒸汽发生器的浓硫酸出口端与所述第一稀释器的浓硫酸入口Ⅰ联通,并通过管线Ⅲ与所述第二换热器的管程浓硫酸入口Ⅰ相连;所述蒸汽发生器的排气口Ⅱ通过管线Ⅳ分别与所述饱和蒸汽管线、蒸汽输出管线联通;所述蒸汽发生器的除氧水加入口通过管线Ⅴ与所述第二换热器的壳程除氧水出口相连;所述第一稀释器的稀释酸出口通过酸管Ⅰ与所述喷淋入口Ⅱ相接,并通过管线Ⅵ分别与所述除氧器的浓硫酸出口Ⅰ、所述第二换热器的壳程除氧水入口相连;所述除氧器的供热侧与所述第二换热器出口的浓硫酸管线相接,冷侧与所述第一换热器加热后的除盐水管线相接;所述第一换热器的壳程脱盐水出口Ⅰ通过管线Ⅶ与所述除氧器的除脱盐水入口相连;所述第一换热器的壳程脱盐水入口通过管线Ⅷ与预热器的壳程脱盐水出口Ⅱ相连;所述第一换热器的管程浓硫酸出口Ⅰ通过管线Ⅸ与所述第二稀释器的浓硫酸入口Ⅱ相连,该第二稀释器的浓硫酸出口Ⅱ通过管线Ⅹ与预热器的管程浓硫酸入口Ⅱ相连;所述管线Ⅹ与脱盐水输入管线相接;所述预热器的管程浓硫酸出口Ⅱ通过酸管Ⅱ与喷淋入口Ⅰ相接;所述第二稀释器的浓硫酸出口Ⅲ通过管线Ⅺ经旁路阀Ⅰ与所述酸管Ⅱ联通,并经旁路阀Ⅱ通过管线Ⅻ与预热器的管程浓硫酸入口Ⅲ联通。
所述循环酸输送泵的泵出口与所述蒸汽发生器的供热端联通。
所述酸管Ⅰ内为200℃,浓度99%的硫酸。
所述酸管Ⅱ内为70~85℃,浓度98.3%的硫酸。
所述除雾器为烛式纤维除雾器。
本实用新型与现有技术相比具有以下优点:
1、本实用新型中吸收酸循环槽利用联通管和第一吸收塔底部联通,采用塔槽分离形式,有效地避免了因塔内压力变化导致的循环槽内喷酸。
2、本实用新型利用第一吸收塔、吸收酸循环槽将一次转化气中三氧化硫吸收,再利用蒸汽发生器将吸收热用来生产低压饱和蒸汽。同时吸收酸的一部分经过第一稀释器稀释后进入吸收塔,作为第一喷淋酸;另一部分依次通过第二换热器、除氧器、第一换热器降温后进入第二稀释器,稀释后经预热器降温后进入吸收塔作为第二喷淋酸,从而实现充分利用吸收热量的同时,将吸收酸稀释后循环使用的目的。
3、本实用新型利于回收吸收酸余热,保证一段吸收高效连续作业。
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为本实用新型的示意图。
图中:1-第一吸收塔;2-蒸汽喷吹装置;3-吸收酸循环槽;31-循环酸输送泵;4-蒸汽发生器;5-第一稀释器;6-第二稀释器;7-第一换热器;8-除氧器;9-第二换热器;10-预热器;11-烟气入口;12-除雾器;13-联通管。
具体实施方式
如图1所示,一种制酸系统吸收酸余热回收的装置,该装置包括第一吸收塔1、蒸汽发生器4、第一稀释器5、第二稀释器6、第一换热器7、除氧器8、第二换热器9和预热器10。第一吸收塔1内自下而上依次设有第一层填料、第一级喷淋装置、第二层填料、第二级喷淋装置、除雾器12,顶部设有排气口Ⅰ,该排气口Ⅰ通过管线Ⅰ与二次转化工序相连;第一吸收塔1的一侧设有烟气入口11,该烟气入口11通过管线Ⅱ连有蒸汽喷吹装置2;蒸汽喷吹装置2连有一次转化气管线,并设有与饱和蒸汽管线相连的饱和蒸汽入口;第一吸收塔1的另一侧上部自上而下分别设有喷淋入口Ⅰ、喷淋入口Ⅱ,底部通过联通管13连有吸收酸循环槽3,该吸收酸循环槽3经循环酸输送泵31与蒸汽发生器4相连;蒸汽发生器4的浓硫酸出口端与第一稀释器5的浓硫酸入口Ⅰ联通,并通过管线Ⅲ与第二换热器9的管程浓硫酸入口Ⅰ相连;蒸汽发生器4的排气口Ⅱ通过管线Ⅳ分别与饱和蒸汽管线、蒸汽输出管线联通;蒸汽发生器4的除氧水加入口通过管线Ⅴ与第二换热器9的壳程除氧水出口相连;第一稀释器5的稀释酸出口通过酸管Ⅰ与喷淋入口Ⅱ相接,并通过管线Ⅵ分别与除氧器8的浓硫酸出口Ⅰ、第二换热器9的壳程除氧水入口相连;除氧器8的供热侧与第二换热器9出口的浓硫酸管线相接,冷侧与第一换热器7加热后的除盐水管线相接;第一换热器7的壳程脱盐水出口Ⅰ通过管线Ⅶ与除氧器8的除脱盐水入口相连;第一换热器7的壳程脱盐水入口通过管线Ⅷ与预热器10的壳程脱盐水出口Ⅱ相连;第一换热器7的管程浓硫酸出口Ⅰ通过管线Ⅸ与第二稀释器6的浓硫酸入口Ⅱ相连,该第二稀释器6的浓硫酸出口Ⅱ通过管线Ⅹ与预热器10的管程浓硫酸入口Ⅱ相连;管线Ⅹ与脱盐水输入管线相接;预热器10的管程浓硫酸出口Ⅱ通过酸管Ⅱ与喷淋入口Ⅰ相接;第二稀释器6的浓硫酸出口Ⅲ通过管线Ⅺ经旁路阀Ⅰ与酸管Ⅱ联通,并经旁路阀Ⅱ通过管线Ⅻ与预热器10的管程浓硫酸入口Ⅲ联通。
其中:循环酸输送泵31的泵出口与蒸汽发生器4的供热端联通。
酸管Ⅰ内为200℃,浓度99%的硫酸。
酸管Ⅱ内为70~85℃,浓度98.3%的硫酸。
除雾器12为高效纤维除雾器,采用金属纤维和非金属纤维混编材料,为保证既可以最大限度捕集一级吸收后烟气中的硫酸雾,又可以有效防止酸雾腐蚀,延长使用寿命。建议使用品牌为布林克或希柯的烛式纤维除雾器。
第一稀释器5与第二稀释器6的材质为衬耐酸材料层的合金钢,内部结构采用文丘里管,待稀释的浓硫酸管道与文丘里入口端连接,稀释用的脱盐水管道与文丘里喉部连接。待稀释的浓硫酸进入稀释器后,利用喉部产生的压差将脱盐水吸入稀释器进行充分混合,混合后稀释酸进入下游设备。
一种制酸系统吸收酸余热回收的方法,包括以下步骤:
⑴经一段转化后含三氧化硫的一次转化气与饱和蒸汽进入蒸汽喷吹装置2充分混合,混合后的烟气进入第一吸收塔1依次与两层吸收酸逆向接触吸收,吸收后的烟气经过除雾器12除去酸雾后进入二段转化;
⑵吸收后浓度约99.7%的循环酸通过塔底联通管13进入吸收酸循环槽3,槽内通过循环酸输送泵31送入蒸汽发生器4的热源入口,在蒸汽发生器4内利用循环酸的吸收热将初步加热的脱盐水加热、气化生产0.8MPa的低压饱和蒸汽,蒸汽一部分送出厂界供下游企业使用,一部分返回第一吸收塔1,与一次转化气混合;
⑶蒸汽发生器4换热后的浓硫酸,一部分进入第一稀释器5,与除氧后的脱盐水混合稀释至99%,99%的稀释酸送入第一吸收塔1作为第一喷淋酸;一部分未经稀释的吸收酸依次经过第二换热器9、除氧器8和第一换热器7加热除盐水;第一换热器7出口的浓硫酸进入第二稀释器6,与脱盐水混合稀释至98.3%,稀释酸送入预热器10,利用脱盐水将稀释酸降温至60~65℃后送入第一吸收塔1作为第二喷淋酸吸收三氧化硫烟气。
如第二稀释器6出口稀释酸温度不高,可关闭进预热器10的旁路阀Ⅱ,打开旁路阀Ⅰ,稀释酸不经过预热器10换热直接进入第一吸收塔作为第二稀释酸。
实施例1 将本实用新型应用于某烟气制酸生产系统。
经一次转化后烟气温度约185℃,在蒸汽喷吹装置2中与系统副产的0.8MPa饱和蒸汽混合,混合烟气自第一吸收塔1底部进入,先与200℃、浓度为99%的第一喷淋酸逆向接触,再经过填料层与来自预热器10的60~65℃、浓度为98.3%的第二喷淋酸逆向接触吸收。经两级吸收的一次转化气,三氧化硫几乎全部吸收,通过塔顶的高效除雾器12除去硫酸雾后进入二段转化系统。
第一吸收塔1的塔底经吸收后浓度约99.7%的循环酸,温度约220℃,通过塔底联通管13进入吸收酸循环槽3,槽内通过循环酸输送泵31送入蒸汽发生器4的热源入口,在蒸汽发生器4内利用循环酸的吸收热将来自第二换热器9约145℃的脱盐水加热,在汽包内生产0.8MPa的低压饱和蒸汽,蒸汽一部分送出厂界供下游企业使用,一部分返回第一吸收塔1,与一次转化气混合。
蒸汽发生器4换热后的浓硫酸,温度约185℃,一部分进入第一稀释器5,与除氧后的脱盐水混合稀释至浓度99%,温度约200℃、99%的稀释酸送入第一吸收塔1作为第一喷淋酸。一部分未经稀释的吸收酸,经过第二换热器9将来自除氧器8的脱盐水加热至145℃,吸收酸降温至160℃。吸收酸再进入除氧器8,将来自第一换热器1的脱盐水加热至105℃除氧,自身降温至120℃。除氧器8出口的吸收酸再进入第一换热器7,将来自预热器10的除盐水加热至80℃,吸收酸降温至85℃后进入第二稀释器6,与脱盐水混合稀释至浓度98.3%,温度约90℃。稀释酸送入预热器10,将脱盐水加热至55℃,稀释酸降温至65℃左右后一部分送入第一吸收塔1作为第二喷淋酸吸收三氧化硫烟气,另一部分送二吸、干燥串酸或送入成品酸罐生产成品酸。

Claims (3)

1.一种制酸系统吸收酸余热回收的装置,其特征在于:该装置包括第一吸收塔(1)、蒸汽发生器(4)、第一稀释器(5)、第二稀释器(6)、第一换热器(7)、除氧器(8)、第二换热器(9)和预热器(10);所述第一吸收塔(1)内自下而上依次设有第一层填料、第一级喷淋装置、第二层填料、第二级喷淋装置、除雾器(12),顶部设有排气口Ⅰ,该排气口Ⅰ通过管线Ⅰ与二次转化工序相连;所述第一吸收塔(1)的一侧设有烟气入口(11),该烟气入口(11)通过管线Ⅱ连有蒸汽喷吹装置(2);所述蒸汽喷吹装置(2)连有一次转化气管线,并设有与饱和蒸汽管线相连的饱和蒸汽入口;所述第一吸收塔(1)的另一侧上部自上而下分别设有喷淋入口Ⅰ、喷淋入口Ⅱ,底部通过联通管(13)连有吸收酸循环槽(3),该吸收酸循环槽(3)经循环酸输送泵(31)与所述蒸汽发生器(4)相连;所述蒸汽发生器(4)的浓硫酸出口端与所述第一稀释器(5)的浓硫酸入口Ⅰ联通,并通过管线Ⅲ与所述第二换热器(9)的管程浓硫酸入口Ⅰ相连;所述蒸汽发生器(4)的排气口Ⅱ通过管线Ⅳ分别与所述饱和蒸汽管线、蒸汽输出管线联通;所述蒸汽发生器(4)的除氧水加入口通过管线Ⅴ与所述第二换热器(9)的壳程除氧水出口相连;所述第一稀释器(5)的稀释酸出口通过酸管Ⅰ与所述喷淋入口Ⅱ相接,并通过管线Ⅵ分别与所述除氧器(8)的浓硫酸出口Ⅰ、所述第二换热器(9)的壳程除氧水入口相连;所述除氧器(8)的供热侧与所述第二换热器(9)出口的浓硫酸管线相接,冷侧与所述第一换热器(7)加热后的除盐水管线相接;所述第一换热器(7)的壳程脱盐水出口Ⅰ通过管线Ⅶ与所述除氧器(8)的除脱盐水入口相连;所述第一换热器(7)的壳程脱盐水入口通过管线Ⅷ与预热器(10)的壳程脱盐水出口Ⅱ相连;所述第一换热器(7)的管程浓硫酸出口Ⅰ通过管线Ⅸ与所述第二稀释器(6)的浓硫酸入口Ⅱ相连,该第二稀释器(6)的浓硫酸出口Ⅱ通过管线Ⅹ与预热器(10)的管程浓硫酸入口Ⅱ相连;所述管线Ⅹ与脱盐水输入管线相接;所述预热器(10)的管程浓硫酸出口Ⅱ通过酸管Ⅱ与喷淋入口Ⅰ相接;所述第二稀释器(6)的浓硫酸出口Ⅲ通过管线Ⅺ经旁路阀Ⅰ与所述酸管Ⅱ联通,并经旁路阀Ⅱ通过管线Ⅻ与预热器(10)的管程浓硫酸入口Ⅲ联通。
2.如权利要求1所述的一种制酸系统吸收酸余热回收的装置,其特征在于:所述循环酸输送泵(31)的泵出口与所述蒸汽发生器(4)的供热端联通。
3.如权利要求1所述的一种制酸系统吸收酸余热回收的装置,其特征在于:所述除雾器(12)为烛式纤维除雾器。
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