一種冶煉煙氣制酸工藝中煙氣余熱回收系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種冶煉煙氣制酸工藝中煙氣余熱回收系統(tǒng)及利用該系統(tǒng)進(jìn)行的冶煉煙氣制酸工藝中煙氣余熱回收方法。所述系統(tǒng)包括煙氣冷卻器及吸收塔，所述煙氣冷卻器通過(guò)煙道與吸收塔相連接，所述煙道由主煙道和旁通煙道構(gòu)成，所述主煙道一端連接煙氣冷卻器、另一端連接吸收塔，所述旁通煙道連接于主煙道上；所述主煙道上設(shè)有余熱回收裝置，且所述余熱回收裝置位于旁通煙道與主煙道的連接點(diǎn)之間。本發(fā)明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠，不會(huì)因余熱回收裝置故障而發(fā)生停產(chǎn)，可有效利用SO3煙氣余熱，而且便于控制進(jìn)入吸收塔的煙氣的溫度；本發(fā)明方法操作簡(jiǎn)單，可較好地滿足余熱回收需要和煙氣制酸溫度需要。
【專利說(shuō)明】一種冶煉煙氣制酸工藝中煙氣余熱回收系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于化工【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種冶煉煙氣制酸工藝中煙氣余熱回收系統(tǒng)及利用該系統(tǒng)進(jìn)行的冶煉煙氣制酸工藝中煙氣余熱回收方法。
【背景技術(shù)】
[0002]冶煉煙氣制酸是將由火法冶煉排放出的SO2煙氣經(jīng)除塵、降溫、除霧、干燥后，再經(jīng)鼓風(fēng)機(jī)升壓送往轉(zhuǎn)化工段，在轉(zhuǎn)化工段通過(guò)觸媒接觸法將SO2轉(zhuǎn)化為SO3,然后再將SO3煙氣降溫后送吸收塔，在吸收塔內(nèi)SO3煙氣與濃硫酸逆流接觸，被濃硫酸吸收制取硫酸。
[0003]在轉(zhuǎn)化工段中，SO2轉(zhuǎn)化為SO3的反應(yīng)為:2S02+02 N 2S03+Q。反應(yīng)過(guò)程中會(huì)放出大量的熱，轉(zhuǎn)化后的SO3煙氣的溫度很高，通常在210°C ?290°C之間。為確保SO3煙氣的吸收率，在303煙氣進(jìn)入吸收塔之前需要降溫，一般降至16(TC?19(TC。所以，SO3煙氣中富裕的熱量必須在進(jìn)入吸收塔之前被轉(zhuǎn)移，避免過(guò)剩的熱量進(jìn)入吸收塔后提高吸收酸的溫度、影響吸收率。
[0004]硫酸制酸系統(tǒng)傳統(tǒng)的降溫方法主要是在轉(zhuǎn)化工序和吸收塔之間設(shè)置SO3煙氣冷卻器，煙氣冷卻器與吸收塔通過(guò)煙氣管道直接相連接。如圖1所示，所述煙氣冷卻器為空心環(huán)管殼式換熱器，具體冷卻過(guò)程是通過(guò)冷卻風(fēng)機(jī)向冷卻器殼程(即殼體I’)鼓入冷空氣(由空氣入口 5’鼓入)，高溫SO3煙氣由煙氣入口 3’進(jìn)入冷卻器管程(即換熱管2’)與殼程的冷風(fēng)進(jìn)行逆流間接換熱，從而對(duì)高溫SO3煙氣降溫，置換后的熱風(fēng)由空氣出口 6’直接排空，降溫后的SO3煙氣由煙氣出口 4’排出。轉(zhuǎn)化工段大量的富余熱直接排入空氣中，造成熱資源的浪費(fèi)。
[0005]此外，如果采用常規(guī)余熱回收設(shè)備，由于常規(guī)余熱回收設(shè)備一般都是間壁換熱，冷、熱流體分別在器壁的兩側(cè)流過(guò)，一旦管壁或器壁腐蝕泄漏，則只能關(guān)閉煙氣通道，系統(tǒng)進(jìn)行停產(chǎn)后方可處理，造成經(jīng)濟(jì)的嚴(yán)重?fù)p失，這也是目前硫酸系統(tǒng)轉(zhuǎn)化SO3煙氣降溫中余熱回收鍋爐得不到廣泛使用的重要原因。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種冶煉煙氣制酸工藝中煙氣余熱回收系統(tǒng)，該系統(tǒng)運(yùn)行可靠且可有效利用SO3煙氣余熱。
[0007]為此，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種冶煉煙氣制酸工藝中煙氣余熱回收系統(tǒng)，包括煙氣冷卻器及吸收塔，所述煙氣冷卻器通過(guò)煙道與吸收塔相連接，所述煙道由主煙道和旁通煙道構(gòu)成，所述主煙道一端連接煙氣冷卻器、另一端連接吸收塔，所述旁通煙道連接于主煙道上；所述主煙道上設(shè)有余熱回收裝置，且所述余熱回收裝置位于旁通煙道與主煙道的連接點(diǎn)之間；所述主煙道位于余熱回收裝置的入口處設(shè)有主閥門，所述旁通煙道上設(shè)有旁通閥門。
[0008]進(jìn)一步地，所述余熱回收裝置為分離型循環(huán)管式蒸汽發(fā)生器。
[0009]一種冶煉煙氣制酸工藝中煙氣余熱回收方法，采用上述煙氣余熱回收系統(tǒng)；具體操作步驟如下:
1)所述煙氣余熱回收系統(tǒng)正常運(yùn)行過(guò)程中，煙氣冷卻器不啟動(dòng)，只作為SO3煙氣過(guò)煙通道；部分SO3熱煙氣經(jīng)主煙道進(jìn)入余熱回收裝置進(jìn)行余熱吸收，部分SO3熱煙氣進(jìn)入旁通煙道，經(jīng)過(guò)余熱回收裝置余熱吸收后的低溫?zé)煔馀c通過(guò)旁通煙道的高溫?zé)煔庠谥鳠煹滥┒位旌?；調(diào)節(jié)主閥門和旁通閥門的開啟量，使混合煙氣溫度達(dá)到160°c ?190°c，然后進(jìn)入吸收塔進(jìn)行制酸；
2)當(dāng)余熱回收裝置出現(xiàn)故障需要停機(jī)時(shí)，臨時(shí)開啟煙氣冷卻器，通過(guò)煙氣冷卻器將SO3熱煙氣降溫至160°C ?190°C，同時(shí)關(guān)閉主閥門，使煙氣經(jīng)旁通煙道進(jìn)入吸收塔。
[0010]進(jìn)一步地，所述余熱回收裝置采用分離型循環(huán)管式蒸汽發(fā)生器。
[0011]轉(zhuǎn)化工序不同工況下，SO3煙氣的溫度會(huì)有變化，為了保證制酸工藝正常，使進(jìn)入吸收塔的煙氣溫度保持在160°C ?190°C這一溫度閾值內(nèi)，本發(fā)明通過(guò)調(diào)節(jié)主閥門和旁通閥門開啟量，從而調(diào)節(jié)進(jìn)入余熱回收裝置的煙氣流量和進(jìn)入旁通煙道的煙氣流量，使經(jīng)過(guò)余熱回收裝置余熱吸收的低溫?zé)煔馀c通過(guò)旁通煙道的高溫?zé)煔庠谥鳠煹滥┒位旌虾鬁囟冗_(dá)到160°C ?190°C，從而保證制酸系統(tǒng)正常工作。
[0012]另外，本發(fā)明所采用的分離型循環(huán)管式蒸汽發(fā)生器(結(jié)構(gòu)參見ZL200420027888.X)，其受熱面和放熱面分離在殼體和汽包兩個(gè)相互分隔的腔體內(nèi)，即汽水側(cè)(即汽包)與煙氣通道分隔設(shè)置，二者徹底分開，從而不會(huì)發(fā)生汽系統(tǒng)給水泄漏進(jìn)煙道的事故。
[0013]本發(fā)明的有益效果在于:本發(fā)明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠，不會(huì)因余熱回收裝置故障而發(fā)生停產(chǎn)；可有效利用SO3煙氣余熱，而且便于控制進(jìn)入吸收塔的煙氣的溫度；便于在原設(shè)備設(shè)施基礎(chǔ)上進(jìn)行改造，且改造過(guò)程不影響生產(chǎn)。本發(fā)明方法操作簡(jiǎn)單，可較好地滿足余熱回收需要和煙氣制酸溫度需要。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為本發(fā)明煙氣余熱回收系統(tǒng)煙氣冷卻器的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明煙氣余熱回收系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖中，I’ -殼體，2’ -換熱管，3’ -煙氣入口，4’ -煙氣出口，5’ -空氣入口，6’ -空氣出口 ；
1-煙氣冷卻器，2-吸收塔，3-主煙道，4-旁通煙道，5-余熱回收裝置，6-主閥門，7-旁通閥門。
【具體實(shí)施方式】
[0016]如圖2所示，一種冶煉煙氣制酸工藝中煙氣余熱回收系統(tǒng)，包括煙氣冷卻器I及吸收塔2，煙氣冷卻器I通過(guò)煙道與吸收塔2相連接，煙道由主煙道3和旁通煙道4構(gòu)成，主煙道3 —端連接煙氣冷卻器I的煙氣出口、另一端連接吸收塔2，旁通煙道4連接于主煙道3上；為更清楚地表示主煙道3和旁通煙道4，圖2中，連結(jié)線ABC-DEF為主煙道3，BE段為旁通煙道4 ;主煙道3上設(shè)有余熱回收裝置5，且余熱回收裝置5位于旁通煙道4與主煙道3的連接點(diǎn)之間(即設(shè)于B、E點(diǎn)之間)；主煙道3位于余熱回收裝置5的入口處設(shè)有主閥門6，旁通煙道4上設(shè)有旁通閥門7 ;本發(fā)明余熱回收裝置5選用分離型循環(huán)管式蒸汽發(fā)生器。
[0017]一種冶煉煙氣制酸工藝中煙氣余熱回收方法，具體操作步驟如下: 1)所述煙氣余熱回收系統(tǒng)正常運(yùn)行過(guò)程中，煙氣冷卻器I不啟動(dòng)，只作為SO3煙氣過(guò)煙通道，即停止冷風(fēng)吹入，SO3煙氣不經(jīng)過(guò)換熱直接進(jìn)入煙道；部分SO3熱煙氣經(jīng)主煙道3進(jìn)入余熱回收裝置5進(jìn)行余熱吸收，部分SO3熱煙氣進(jìn)入旁通煙道4，經(jīng)過(guò)余熱回收裝置5余熱吸收后的低溫?zé)煔馀c通過(guò)旁通煙道4的高溫?zé)煔庠谥鳠煹滥┒?即EF段)混合；調(diào)節(jié)主閥門6和旁通閥門7的開啟量，從而調(diào)節(jié)高溫?zé)煔夂偷蜏責(zé)煔獾牧髁?，使混合后煙氣溫度達(dá)到160°C ?190°C，然后進(jìn)入吸收塔2進(jìn)行制酸；
2)當(dāng)余熱回收裝置5出現(xiàn)故障需要停機(jī)時(shí)，臨時(shí)開啟煙氣冷卻器1，通過(guò)煙氣冷卻器I將SO3熱煙氣降溫至160°C ?190°C，同時(shí)關(guān)閉主閥門6，使煙氣經(jīng)旁通煙道進(jìn)入吸收塔。
[0018]進(jìn)一步地，所述余熱回收裝置5采用分離型循環(huán)管式蒸汽發(fā)生器。
[0019]本發(fā)明可在原SO3煙氣降溫系統(tǒng)上進(jìn)行改造。事實(shí)上原系統(tǒng)煙道僅為ABEF段，本發(fā)明只是增設(shè)了 BC段和DE段煙道以及余熱回收裝置，而且在改造過(guò)程中，完全不影響原降溫系統(tǒng)的使用。改造結(jié)束后，打通主煙道和旁通煙道的連接點(diǎn)(即B點(diǎn)和E點(diǎn))即可?？梢哉f(shuō)，本發(fā)明極大地利用了原煙氣降溫系統(tǒng)，只需較少的成本即可完成改造，這對(duì)由大型設(shè)備設(shè)施構(gòu)成的原煙氣降溫系統(tǒng)來(lái)講具有巨大的經(jīng)濟(jì)意義。
【權(quán)利要求】
1.一種冶煉煙氣制酸工藝中煙氣余熱回收系統(tǒng)，包括煙氣冷卻器及吸收塔，所述煙氣冷卻器通過(guò)煙道與吸收塔相連接，其特征在于，所述煙道由主煙道和旁通煙道構(gòu)成，所述主煙道一端連接煙氣冷卻器、另一端連接吸收塔，所述旁通煙道連接于主煙道上；所述主煙道上設(shè)有余熱回收裝置，且所述余熱回收裝置位于旁通煙道與主煙道的連接點(diǎn)之間；所述主煙道位于余熱回收裝置的入口處設(shè)有主閥門，所述旁通煙道上設(shè)有旁通閥門。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種冶煉煙氣制酸工藝中煙氣余熱回收系統(tǒng)，其特征在于，所述余熱回收裝置為分離型循環(huán)管式蒸汽發(fā)生器。
3.一種冶煉煙氣制酸工藝中煙氣余熱回收方法，其特征在于，采用權(quán)利要求1所述的冶煉煙氣制酸工藝中煙氣余熱回收系統(tǒng)； 1)所述煙氣余熱回收系統(tǒng)正常運(yùn)行過(guò)程中，煙氣冷卻器不啟動(dòng)，只作為SO3煙氣過(guò)煙通道；部分SO3熱煙氣經(jīng)主煙道進(jìn)入余熱回收裝置進(jìn)行余熱吸收，部分SO3熱煙氣進(jìn)入旁通煙道，經(jīng)過(guò)余熱回收裝置余熱吸收后的低溫?zé)煔馀c通過(guò)旁通煙道的高溫?zé)煔庠谥鳠煹滥┒位旌?；調(diào)節(jié)主閥門和旁通閥門的開啟量，使混合煙氣溫度達(dá)到160°c ?190°C，然后進(jìn)入吸收塔進(jìn)行制酸； 2)當(dāng)余熱回收裝置出現(xiàn)故障需要停機(jī)時(shí)，臨時(shí)開啟煙氣冷卻器，通過(guò)煙氣冷卻器將SO3熱煙氣降溫至160°C ?190°C，同時(shí)關(guān)閉主閥門，使煙氣經(jīng)旁通煙道進(jìn)入吸收塔。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種冶煉煙氣制酸工藝中煙氣余熱回收方法，其特征在于，所述余熱回收裝置采用分離型循環(huán)管式蒸汽發(fā)生器。
【文檔編號(hào)】F22B1/18GK103499082SQ201310472137
【公開日】2014年1月8日 申請(qǐng)日期:2013年10月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月11日
【發(fā)明者】常全忠, 方永水, 王暉, 彭國(guó)華, 郭效瑛, 馬俊, 張宏昌, 毛艷麗, 張寶才 申請(qǐng)人:金川集團(tuán)股份有限公司