[实用新型]一种硫铁矿制酸生产中的中、低品位热能回收系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及硫酸生产技术领域，更具体地说，尤其涉及一种硫铁矿制酸生产中的中、低品位热能回收系统。

背景技术

硫酸在生产过程中会产生大量的热能，包括高（≥500℃）、中（300~500℃）、低（≤300℃）三种品位的热能。目前，在以硫铁矿为原料的硫酸制备工艺中，焙烧工段产生的高品位热能回收后主要用于发电，且技术相对较成熟。然而，炉气净化工段产生的中、低品位热能及转化工段（SO₂与氧气接触氧化生成SO₃）产生的中、低温位热能由于存在回收工艺复杂、热能利用率低、设备低温腐蚀的问题，一直无法得到很好的利用，任其白白流失掉，在回收利用技术上还处于空白。

净化工段的中低品位热能，经由稀酸洗涤、稀酸板式换热器移去热量，不仅热能没有利用，还浪费了大量的水、电等资源用于降温，又造成环境污染。转化工段中低品位热能一般采取换热器降温的方式移除系统，或是利用硫酸直接吸收烟气热量，再对硫酸用循环冷却水降温的方式移除系统，以满足生产过程中的工艺需求，这样就造成了电耗、水耗增高。

现有技术中已公开专利号：201220666281.0；名称：硫铁矿制酸工艺中的中低温热能回收系统，其余热回收体系为“脱盐水→净化省煤器低温段→除氧器→转化省煤器→净化省煤器中温段→余热锅炉”。可提高除氧器进水温度，减少蒸汽消耗，但无法避免三氧化硫气体对热管省煤器的低温腐蚀问题，设备使用寿命短，安全性能差，不利于装置长周期稳定运行。

因此，如何同时回收利用制酸过程中产生的中、低品位余热，提高资源利用率，降低能耗，已成为行业内亟待解决的一大难题。

发明内容

为克服现有技术的不足，本实用新型的发明目的在于提供一种硫铁矿制酸生产中的中、低品位热能回收系统，采用新式热管省煤器，有效避免了三氧化硫气体对热管省煤器的低温腐蚀及烟气温度超温爆管问题，提高了设备安全性和装置的运行周期。

为实现上述目的，本实用新型的系统包括依次串接的余热锅炉、旋风除尘器、电除尘器、净化省煤器及净化省煤器短路阀、动力波洗涤塔、冷却塔、一级电除雾器、二级电除雾器、干燥塔、转化器、换热器、转化省煤器及转化省煤器短路阀、除氧器、脱盐水箱以及汽包，所述净化省煤器的进、出水口分别连接转化省煤器的出水口及余热锅炉上的汽包；除氧器的出水口与转化省煤器的进水口相连；通过净化省煤器、转化省煤器及除氧器之间的连接，将净化工段及转化工段产生的中、低品位热能同时回收利用起来。

所述净化省煤器短路阀与净化省煤器的进、出口相连；转化省煤器短路阀与转化省煤器的进、出口相连。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点和积极效果。

1、采用新余热回收体系：“脱盐水→转化省煤器→除氧器→净化省煤器→锅炉→蒸汽”，并具有解决三氧化硫对热管省煤器的低温腐蚀及烟气温度超温爆管问题、提高热量回收率、降低能耗、装备安全性好的优势。

2、解决了三氧化硫对热管省煤器的低温腐蚀及烟气温度超温爆管问题：

净化工段：净化工段电除尘出口气温300℃，传统工艺是直接进入动力波洗涤器用水喷淋降温到80℃左右，而本实用新型电除尘出口与动力波之间新增净化省煤器后，炉气温度由300±10℃降低到200±10℃，该部分中低品位余热由来自转化省煤器的除氧水吸收。该过程中，烟气出口温度达200±10℃，高于三氧化硫露点温度，完全确保了热管壁温在140℃以上，有效防止了低温段三氧化硫对省煤器管子的腐蚀。除氧水出口温度控制在200~206℃，低于热管的爆管温度，并设有省煤器短路阀门，三重保障防止热管超温爆管。

转化工段：①转化工段减少第Ⅲ换热器换热面积，达到减少三氧化硫高温气体热量流失的目的，使第Ⅲ换热器出口三氧化硫烟气温度由原来的225±10℃提高到270±10℃。②利用在第Ⅲ换热器和一吸塔之间新增的热管型省煤器，三氧化硫烟气将显热传递给来自除氧器100~104℃除氧水后，烟气温度从270±10℃降到160±10℃，水温提高到150~155℃。这样一来，烟气的出口温度达160±10℃，高于三氧化硫的露点温度，完全解决了管壁的低温腐蚀。除氧水的出口温度达150~155℃，低于热管的爆管温度，并设有短路阀门，双重保障防止热管超温爆管。

设备结构合理防止低温腐蚀：将热管三氧化硫冷却段和水的加热段分开，当热管三氧化硫冷却段长度不变时，而水的加热段管子长度可根据三氧化硫温度和水的温度来调节，从而保证热管壁温高于三氧化硫的露点温度140℃，不产生低温腐蚀，延长热管使用寿命。