專利名稱：一種供多套硫酸裝置共用的余熱回收系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及化工生產(chǎn)中余熱回收(或稱廢熱回收)的技術(shù)范疇，尤其是 以現(xiàn)有的多套硫酸裝置共用一個(gè)利用硫酸生產(chǎn)工藝的吸收過程中的低溫位廢熱 產(chǎn)生蒸汽的廢熱回收利用系統(tǒng)。
技術(shù)背景
硫酸生產(chǎn)包含三個(gè)化學(xué)反應(yīng)步驟，這三個(gè)過程均是放熱反應(yīng)。
首先是二氧化硫氣體的制備。對(duì)于硫磺制酸裝置，是液體硫磺在干空氣中燃 燒生成二氧化硫；對(duì)于硫鐵礦制酸和冶煉煙氣制酸，是鐵礦石和其它含硫的金屬 礦石在濕空氣中燃燒生成二氧化硫。該燃燒反應(yīng)在100(TC左右進(jìn)行。其次是三 氧化硫氣體的生成。二氧化硫與爐氣中的氧反應(yīng)生成三氧化硫，該反應(yīng)需在催化 劑的作用下在40(TC以上才能進(jìn)行該反應(yīng)。這兩部分反應(yīng)熱可以通過廢熱鍋爐、 蒸汽過熱器及省煤器來回收產(chǎn)生高壓(或次高壓/中壓)蒸汽。
第三就是三氧化硫氣體的吸收。理論上，硫酸是由1分子的三氧化硫和1分 子的水結(jié)合生成，但實(shí)際上由于該反應(yīng)非常劇烈，工業(yè)上采用98%的濃硫酸來吸 收氣體中的三氧化硫。該反應(yīng)同樣是放熱反應(yīng)，傳統(tǒng)工藝是采用8(TC左右的濃 酸來吸收，吸收過程產(chǎn)生的熱量由于循環(huán)酸溫度較低而沒有利用價(jià)值，只能用循 環(huán)冷卻水來冷卻而將該熱量排向大氣。對(duì)于硫磺制酸裝置，該部分的熱量占三個(gè) 化學(xué)反應(yīng)過程產(chǎn)生的總熱量的25%左右。
美國孟山都公司的熱回收(HRS)技術(shù)就是針對(duì)回收這部分熱量而誕生的， 將原本由循環(huán)水帶走的硫酸吸收系統(tǒng)的熱量回收利用產(chǎn)生蒸汽，達(dá)到廢熱回收利 用的目的，可以將硫磺制酸裝置的熱回收率從原來的70%提高到93%以上，目 前在世界上已經(jīng)有40多套裝置的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。但目前該工藝仍主要在單個(gè)硫酸裝置配套一個(gè)HRS系統(tǒng)，且其裝置規(guī)模大多數(shù)是 中等以上，但在世界上的千套硫酸裝置中，中小規(guī)模的裝置數(shù)量占大多數(shù)。由于 HRS系統(tǒng)的投資相對(duì)較大，單套中小規(guī)模硫酸裝置特別是單套小裝置配套單個(gè) HRS系統(tǒng)后的經(jīng)濟(jì)效益就相對(duì)較差，盡管HRS技術(shù)對(duì)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和對(duì)社會(huì)的 節(jié)能減排有雙重意義，但是會(huì)由于裝置規(guī)模小而可能有失經(jīng)濟(jì)性。 實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于解決單套中小規(guī)模硫酸裝置配套單個(gè)HRS系統(tǒng)后的 經(jīng)濟(jì)性問題。由于很多硫酸生產(chǎn)企業(yè)有多套硫酸裝置，其單套裝置的生產(chǎn)規(guī)模都 不大，其生產(chǎn)硫酸的原料也可能不盡相同，采用多套(即兩套或兩套以上)硫酸 裝置共用的一個(gè)余熱回收系統(tǒng)，就可以在解決余熱回收系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)規(guī)模的同時(shí)解 決部分裝置二氧化硫氣體濃度稍低的問題或者冶煉煙氣和硫鐵礦制酸裝置氣體 凈化后的含水量過多的問題，使其能夠用于硫酸的低溫位廢熱的回收系統(tǒng)，將原 本由循環(huán)水帶走的硫酸吸收系統(tǒng)的熱量回收利用產(chǎn)卞蒸汽，達(dá)到廢熱回收利用的 目的。
本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是-
一種供多套硫酸裝置共用的余熱回收系統(tǒng)，包括一個(gè)熱問收塔3、 一個(gè)熱冋 收稀釋器4、 一個(gè)熱回收鍋爐5，
由多套硫酸裝置通過閥門控制的硫酸裝置酸收集系統(tǒng)10與熱冋收塔3的第 二級(jí)分酸器連接；
由多套硫酸裝置通過閥門和/或S板控制的熱回收塔進(jìn)口氣體收集系統(tǒng)2與 熱回收塔3底部連接，免除了原第一吸收塔；
由多套硫酸裝置通過閥門和/或盲板控制的熱回收塔出口氣體分配系統(tǒng)9與 熱回收塔3頂部連接；
由多套硫酸裝置通過閥門控制的熱回收系統(tǒng)的產(chǎn)酸分配系統(tǒng)11與多套硫酸 裝置連接。
上述的酸收集系統(tǒng)10可以設(shè)有一單獨(dú)帶泵的酸槽1，該酸槽1與熱回收塔3
4的第二級(jí)分酸器連接。
上述的熱回收系統(tǒng)的產(chǎn)酸分配系統(tǒng)11可以設(shè)有一單獨(dú)帶泵的酸槽6，該酸 槽6與多套硫酸裝置連接。
上述余熱回收系統(tǒng)還可以包括熱回收加熱器8和熱回收預(yù)熱器7。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作詳細(xì)說明。


圖l是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中
l帶泵的酸槽、2熱回收塔進(jìn)口氣體收集系統(tǒng)、3熱回收塔、4熱回收稀釋器、5 熱回收鍋爐、6帶泵的產(chǎn)酸槽，7熱回收預(yù)熱器、8熱回收加熱器、9熱回收塔出 口氣體分配系統(tǒng)、IO酸收集系統(tǒng)、ll熱回收系統(tǒng)的產(chǎn)酸分配系統(tǒng)。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明。 實(shí)施例1
一種供多套硫酸裝置共用的一個(gè)余熱回收系統(tǒng)，包括一個(gè)進(jìn)熱回收塔第二級(jí)
酸收集系統(tǒng)io和帶泵的酸槽l、熱lnl收塔進(jìn)口氣體收集系統(tǒng)2、熱Lo]收塔出口氣 體分配系統(tǒng)9、 一個(gè)熱冋收系統(tǒng)的產(chǎn)酸分配系統(tǒng)ll和帶泵的產(chǎn)酸槽6，它還包括
熱回收塔3、熱回收鍋爐5、熱回收稀釋器4、熱回收加熱器8以及熱回收預(yù)熱 器7。
該共用的余熱回收系統(tǒng)，有一個(gè)收集來自各個(gè)硫酸裝置的、進(jìn)入熱回收塔第 二級(jí)酸的酸收集系統(tǒng)10，所述的酸收集系統(tǒng)由v系列闊門組成，通過該系統(tǒng)的 控制系統(tǒng)控制和調(diào)節(jié)各裝置的來酸量。該酸收集系統(tǒng)還可以帶一個(gè)單獨(dú)的帶泵的 酸槽1來實(shí)現(xiàn)，但是該帶泵的酸槽是可選擇的而不是必須的。
在該共用的余熱回收系統(tǒng)的熱回收塔氣體進(jìn)口前，有一個(gè)收集來自各個(gè)硫酸 裝置的、原來進(jìn)入各裝置第一吸收塔現(xiàn)進(jìn)入熱回收塔進(jìn)口的氣體收集系統(tǒng)2，該
氣體收集系統(tǒng)由多個(gè)閥門和/或盲板組成、具有合并各硫酸裝置氣體的功能，確 保各裝置的氣體能夠全部進(jìn)入熱回收塔，并且滿足各裝置的負(fù)荷調(diào)節(jié)，能夠讓各裝置單獨(dú)開停車。
在該共用的余熱回收系統(tǒng)的熱回收塔出口后，還有一個(gè)氣體分配系統(tǒng)9，所 述的氣體分配系統(tǒng)由多個(gè)閥門和/或盲板組成、讓熱回收塔出口的氣體重新分配 到各個(gè)硫酸裝置進(jìn)行第二次轉(zhuǎn)化，以調(diào)節(jié)各裝置的總轉(zhuǎn)化率，并且滿足各裝置的 負(fù)荷調(diào)節(jié)，能夠讓各裝置單獨(dú)開停車。
該共用的余熱回收系統(tǒng)，有一個(gè)熱回收系統(tǒng)產(chǎn)酸的酸分配系統(tǒng)11,通過該 酸分配系統(tǒng)來控制和調(diào)節(jié)去各裝置的酸量，以解決部分裝置二氧化硫氣體濃度稍 低或者冶煉煙氣和硫鐵礦制酸裝置氣體凈化后的含水量過多的問題。該酸分配系 統(tǒng)還可以帶一個(gè)單獨(dú)的帶泵的酸槽6來實(shí)現(xiàn)，但是該帶泵的酸槽是可選擇的而不 是必須的。
停用各個(gè)裝置的原第一吸收塔后，從各個(gè)裝置原第一吸收塔前來的含三氧化 硫氣體經(jīng)合并后從熱回收塔3底進(jìn)入由塔頂排山，該塔為上下兩級(jí)的吸收塔，兩 級(jí)吸收層的酸溫酸濃各不相同，第一級(jí)(或稱下一級(jí))的酸溫較高實(shí)現(xiàn)熱回收的 目的，第二級(jí)(或稱上一級(jí))的酸溫較低以確保其吸收率。兩股酸都從塔底進(jìn)入 與塔相連的泵槽，然后由酸循環(huán)泵泵出送入熱回收鍋爐5，在鍋爐中降溫傳熱產(chǎn) 生lMPa左右壓力的飽和蒸汽，該酸在塔中吸收三氧化硫后濃度增加，需通過熱 回收稀釋器4來加水以維持酸濃，加水后的循環(huán)酸回到塔屮的第一級(jí)再進(jìn)行吸 收。
熱回收塔的第二級(jí)酸來自各個(gè)硫酸裝置，加上在熱回收塔屮吸收二氧化硫后 產(chǎn)生的酸，該熱回收產(chǎn)生的多余的高溫酸需串出系統(tǒng)外，本工藝采用熱回收加熱 器8和熱回收預(yù)熱器7來冷卻該串出酸，熱回收加熱器可以用于加熱鍋爐給水， 熱回收預(yù)熱器可以用于加熱去除氧器的脫鹽水。當(dāng)然該熱回收預(yù)熱器是可選擇 的，取決于有無可加熱的脫鹽水及其設(shè)備投資。同樣，改熱回收加熱器亦可以是 可選擇的，取決于進(jìn)入熱回收系統(tǒng)的鍋爐給水溫度及該設(shè)備的投資等因素。
某公司有如下3套硫酸裝置
裝置l:硫磺制酸裝置，生產(chǎn)規(guī)模20萬噸/年，實(shí)際產(chǎn)量600噸/大，進(jìn)轉(zhuǎn)
6化器二氧化硫氣體濃度為10. 5%。
裝置2:硫磺制酸裝置，生產(chǎn)規(guī)模15萬噸/年，實(shí)際產(chǎn)量450噸/天，進(jìn)轉(zhuǎn) 化器二氧化硫氣體濃度為10. 0%。
裝置3:硫鐵礦制酸裝置，生產(chǎn)規(guī)模15萬噸/年，實(shí)際產(chǎn)量450噸/天，進(jìn) 轉(zhuǎn)化器二氧化硫氣體濃度為8. 5%。
這3套裝置均采用兩轉(zhuǎn)兩吸工藝，其第一次轉(zhuǎn)化率均在95%。停用原裝置 的3個(gè)第一吸收塔后，將所有的進(jìn)原第一吸收塔的氣體通過熱回收塔進(jìn)口氣休收 集系統(tǒng)合并后進(jìn)入新建的熱回收塔，該熱回收塔及后續(xù)新建的熱回收稀釋器、熱 回收鍋爐、熱回收預(yù)熱器以及熱回收加熱器的設(shè)備規(guī)模是以上3套裝置規(guī)模的總 和即50萬噸/年，也就是其實(shí)際產(chǎn)量亦是以上3套裝置實(shí)際產(chǎn)量的總和即1500 噸/天。
經(jīng)過熱回收塔吸收掉三氧化硫后的氣體從塔頂離開后，通過熱回收塔山口氣 體分配系統(tǒng)將該氣體重新分配到以上3個(gè)裝置，在進(jìn)第二次轉(zhuǎn)化前的各換熱器加 熱后進(jìn)行第二次轉(zhuǎn)化。
來自以上3裝置的部分吸收酸，通過熱t(yī)nJ收塔第二級(jí)酸收集系統(tǒng)可以直接進(jìn) 入熱回收塔第二級(jí)酸分酸器，如果有一個(gè)帶泵的酸槽則先進(jìn)入該酸槽后再用泵送 進(jìn)熱回收塔第二級(jí)酸分酸器。該酸在第二級(jí)填料層吸收后，fi然流下與第一級(jí)循 環(huán)酸合并后進(jìn)入第一級(jí)填料層。經(jīng)過第一級(jí)填料層后的酸冋到塔底的與塔一體泵 槽中，通過酸泵送往熱回收鍋爐，酸在鍋爐屮降溫傳熱產(chǎn)生0.9MPa壓力的飽和 蒸汽后離開，其中大部分酸進(jìn)入熱回收稀釋器加水稀釋后回到熱回收塔第-級(jí)酸 分酸器后再循環(huán)，小部分酸經(jīng)過熱回收加熱器和熱回收預(yù)熱器后，進(jìn)入一個(gè)熱回 收系統(tǒng)產(chǎn)酸的酸分配系統(tǒng)將該酸分配到各個(gè)裝置去，如果采ffl.-個(gè)單獨(dú)的帶泵的 產(chǎn)酸槽，則該酸先進(jìn)入產(chǎn)酸槽再經(jīng)泵泵送至產(chǎn)酸酸分配系統(tǒng)后去各裝置。
該實(shí)施例的供3套硫酸裝置共用的余熱回收系統(tǒng)不但解決了硫鐵礦制酸裝 置氣體濃度低的缺陷，而且其建設(shè)投資僅為3套硫酸裝置分別建設(shè)各N的余熱回 收系統(tǒng)的總投資的70%左右，即該實(shí)施例的供3套硫酸裝置共用的余熱lH]收系統(tǒng)可以節(jié)省30%的基建投資費(fèi)用。該實(shí)施例的供3套硫酸裝置共用的余熱回收系統(tǒng) 的蒸汽產(chǎn)量在28噸/小時(shí)，折算到每噸酸的產(chǎn)汽率約為0. 45噸/噸酸。按照上述 3套裝置規(guī)模的總和即50萬噸酸/年計(jì)算，采用本實(shí)用新型的技術(shù)方案，每年可 額外產(chǎn)蒸汽量0. 45*50=22. 5萬噸。
雖然上述具體的實(shí)施例已經(jīng)描述了本實(shí)用新型，但此描述不意味著構(gòu)成限 制。在參照本實(shí)用新型的描述后，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的熟練人員來說，顯然能夠?qū)?所公開的實(shí)施例做出各種各樣的修正。各種類似的修正均落入本實(shí)用新型的權(quán)利 要求范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種供多套硫酸裝置共用的余熱回收系統(tǒng)，包括一個(gè)熱回收塔(3)、一個(gè)熱回收稀釋器(4)、一個(gè)熱回收鍋爐(5)，其特征在于，由多套硫酸裝置通過閥門控制的硫酸裝置酸收集系統(tǒng)(10)與熱回收塔(3)的第二級(jí)分酸器連接；由多套硫酸裝置通過閥門和/或盲板控制的熱回收塔進(jìn)口氣體收集系統(tǒng)(2)與熱回收塔(3)底部連接，免除了原第一吸收塔；由多套硫酸裝置通過閥門和/或盲板控制的熱回收塔出口氣體分配系統(tǒng)(9)與熱回收塔(3)頂部連接；由多套硫酸裝置通過閥門控制的熱回收系統(tǒng)的產(chǎn)酸分配系統(tǒng)(11)與多套硫酸裝置連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種供多套硫酸裝置共用的余熱冋收系統(tǒng)，其特征 在于，所述的酸收集系統(tǒng)(10)設(shè)有一單獨(dú)帶泵的酸槽(1)，該酸槽(1)與熱回 收塔(3)的第二級(jí)分酸器連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種供多套硫酸裝置共用的余熱回收系統(tǒng)，其特 征在于，所述的熱回收系統(tǒng)的產(chǎn)酸分配系統(tǒng)(11)設(shè)有一單獨(dú)帶泵的酸槽(6)， 該酸槽(6)與多套硫酸裝置連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種供多套硫酸裝置共用的余熱回收系統(tǒng)，其特 征在于，包括熱回收加熱器(8)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的一種供多套硫酸裝置共用的余熱回收系統(tǒng)， 其特征在于，包括熱回收預(yù)熱器(7)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及化工生產(chǎn)中余熱回收(或稱廢熱回收)的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種供多套硫酸裝置共用的余熱回收系統(tǒng)。包括一個(gè)熱回收塔(3)、一個(gè)熱回收稀釋器(4)、一個(gè)熱回收鍋爐(5)，其特征在于，由多套硫酸裝置通過閥門控制的硫酸裝置酸收集系統(tǒng)(10)與熱回收塔(3)的第二級(jí)分酸器連接；由多套硫酸裝置通過閥門和/或盲板控制的熱回收塔進(jìn)口氣體收集系統(tǒng)(2)與熱回收塔(3)底部連接，免除了原第一吸收塔；由多套硫酸裝置通過閥門和/或盲板控制的熱回收塔出口氣體分配系統(tǒng)(9)與熱回收塔(3)頂部連接；由多套硫酸裝置通過閥門控制的熱回收系統(tǒng)的產(chǎn)酸分配系統(tǒng)(11)與多套硫酸裝置連接。
文檔編號(hào)C01B17/00GK201358171SQ20092006839
公開日2009年12月9日 申請(qǐng)日期2009年3月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月4日
發(fā)明者華 丁, 亮 閔 申請(qǐng)人:孟莫克化工成套設(shè)備(上海)有限公司