專利名稱：一種用于回收硫酸裝置中的低溫余熱系統(tǒng)及其用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于制硫酸工業(yè)領(lǐng)域，具體涉及一種用于回收硫酸裝置的低溫余熱系統(tǒng)及其用途。
背景技術(shù)：
硫酸低溫余熱回收技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用已有二十多年的歷史，在國際上美國孟莫克、德國魯奇公司都相繼成功開發(fā)了該技術(shù)，其原理為通過提高吸收系統(tǒng)循環(huán)酸的溫度，將吸收反應(yīng)熱用來產(chǎn)生低壓蒸汽。目前中國所應(yīng)用的硫酸低溫余熱回收系統(tǒng)主要有DWRHS系統(tǒng)和美國孟莫克公司的HRS系統(tǒng)等。HRS系統(tǒng)和DWRHS系統(tǒng)，吸收塔均為填料塔，一般分為兩段填料，工藝流程如下自省煤器來的轉(zhuǎn)化氣從吸收塔底部進入，稀釋酸在塔頂部淋灑，氣液在塔中填料段接觸并反應(yīng)，稀釋酸吸收轉(zhuǎn)化氣中的SO3成濃酸，并放出反應(yīng)熱，熱的濃酸經(jīng)循環(huán)酸泵輸送到蒸汽發(fā)生器的管程與殼程中的水換熱，將水加熱成蒸汽回收熱量，冷卻后的濃酸在稀釋混合器中加水稀釋，稀釋酸再進入吸收塔頂部，完成整個裝置的酸循環(huán)，多余的濃酸由蒸汽發(fā)生器出口引出，經(jīng)給水預(yù)熱器降溫后進入成品酸貯槽。低溫位熱能回收系統(tǒng)中所有與高溫濃硫酸接觸的部位均采用耐酸合金，其主要設(shè)備吸收塔、循環(huán)酸泵槽、稀釋混合器、蒸汽發(fā)生器換熱管束及管路等均采用耐酸合金鋼制造，裝置一旦出現(xiàn)緊急情況，熱酸排到有防腐襯里的地下槽中貯存。常規(guī)低溫余熱回收系統(tǒng)中濃酸稀釋混合器布置在蒸汽發(fā)生器之后，在稀釋混合器中將濃硫酸加水稀釋，由于水加入濃硫酸的過程反應(yīng)非常激烈，并放出大量熱量，此處酸濃變化大，腐蝕也特別嚴重，易使該設(shè)備因腐蝕而損壞，從而影響整個裝置長周期運行。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種用于回收硫酸裝置中的低溫余熱系統(tǒng)及其用途，通過提高硫酸溫度來提高低溫余熱的溫度，使得整個硫酸循環(huán)系統(tǒng)嚴格控制在溫度為200°C左右、硫酸濃度為98. 5% 100%的條件下運行，充分回收硫酸的吸收及稀釋所產(chǎn)生的低溫余熱，濃硫酸的稀釋設(shè)在具有良好耐酸性能內(nèi)襯的吸收塔底部進行，不需專設(shè)稀釋混合器，大大降低了裝置的故障率。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種用于回收硫酸裝置的低溫余熱系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括吸收塔1、循環(huán)泵2、蒸汽發(fā)生器3給水預(yù)熱器4、循環(huán)罐6和給水泵7 ；所述吸收塔1為分別與一吸塔5和循環(huán)罐6相通的吸收三氧化硫且稀釋硫酸的塔；所述循環(huán)罐6的硫酸管路分別與所述蒸汽發(fā)生器3和給水預(yù)熱器4連接；所述蒸汽發(fā)生器3的硫酸管路分別與所述吸收塔1和給水預(yù)熱器4連接；所述給水預(yù)熱器4與給水泵7連接；所述循環(huán)泵2于所述循環(huán)罐6內(nèi)。所述循環(huán)罐6與所述蒸汽發(fā)生器3和給水預(yù)熱器4之間、所述蒸汽發(fā)生器3與所述吸收塔1和所述給水加熱器4之間分別通過管道連接；所述管道上分別安裝有檢測控制儀表；所述檢測控制儀表包括溫度儀、壓力表、液位計、流量表和分析儀。
所述吸收塔1為立式噴淋塔，并設(shè)有噴咀，其殼體設(shè)置有內(nèi)襯。上部為三氧化硫吸收段，底部為濃硫酸稀釋段。所述循環(huán)泵2包括循環(huán)泵體和控制機構(gòu)，所述循環(huán)泵體是由直流無刷電機、葉輪、泵體和電機外殼組成，所述控制機構(gòu)包括無傳感變頻控制器組，所述無傳感變頻控制器組與所述直流無刷電機相連。所述循環(huán)泵2為高溫循環(huán)酸泵；所述循環(huán)罐6為高溫酸循環(huán)罐，其殼體設(shè)置有內(nèi)襯。所述高溫酸循環(huán)罐的襯里采用的材料是0Crl3Al，其用碳含量為0.07%、硅含量為0. 95%、錳含量為0. 98%、磷含量為0. 03%、硫含量為0. 02%、鉻含量為13%、余量為鐵的合金制備，所述的百分數(shù)為重量百分數(shù)。所述蒸汽發(fā)生器3采用列管釜式蒸汽發(fā)生器，包括加熱爐、控制器、溫度傳感器；所述列管釜式蒸汽發(fā)生器的采用碳鋼材料制成。所述給水預(yù)熱器4為管殼式換熱器，其包括殼體、管板、管箱；所述管板的一側(cè)連接殼體，另一側(cè)連接管箱，所述殼體內(nèi)設(shè)有換熱管和排氣管，所述換熱管穿過隔板和所述的管板連接管箱，所述排氣管穿過所述隔板連接殼體；所述殼體上具有熱硫酸入口和冷硫酸出口，所述管箱設(shè)有給水出口和給水入口。所述管板所用的材料是OCrl3A1，其用碳含量為0. 08%、硅含量為1. 00%、錳含量為1. 00%、磷含量為0. 04%、硫含量為0. 03%、鉻含量為13. 5%、余量為鐵的合金制備，所
述的百分數(shù)為重量百分數(shù)。利用上述回收硫酸裝置的低溫余熱系統(tǒng)回收余熱的方法，所述方法包括以下步驟A.來自于自省煤器的轉(zhuǎn)化氣體從所述吸收塔1頂部通入，所述吸收塔1內(nèi)185°C、98. 7%的硫酸吸收轉(zhuǎn)化氣體中的三氧化硫，未被吸收的三氧化硫從所述吸收塔1底部進入所述一吸塔5中由循環(huán)酸吸收；B.所述吸收塔1上部噴頭噴淋的185°C、98. 7 %的硫酸吸收自省煤器轉(zhuǎn)化氣體中的三氧化硫濃度變?yōu)?9. 6%左右后，在所述吸收塔1的塔底部用水稀釋成205. 4°C、98. 7%的硫酸；所述高溫循環(huán)酸泵將所述高溫酸循環(huán)罐中205. 4°C、98. 7%的硫酸送到所述蒸汽發(fā)生器3，經(jīng)所述蒸汽發(fā)生器3的硫酸溫度降為185°C，然后送入到所述吸收塔1內(nèi)作為吸收所述吸收塔1中三氧化硫的吸收液；同時所述高溫循環(huán)酸泵將少量205. 4°C、98. 7%的硫酸經(jīng)另一支路送到給所述給水預(yù)熱器4中加熱除鹽水，被所述給水預(yù)熱器4冷卻的硫酸作為成品酸送往成品酸貯槽。所述除鹽水經(jīng)所述給水泵7輸送至所述給水預(yù)熱器4中，經(jīng)205. 4°C、98. 7%的硫酸加熱后進入所述蒸汽發(fā)生器3，所述蒸汽發(fā)生器3中205. 4°C、98. 7%的硫酸加熱產(chǎn)生壓力為0.3 0. SMPa的蒸汽供給用汽工段。本發(fā)明的優(yōu)異效果在于1.實現(xiàn)每噸成品酸可新增低壓蒸汽0. 5噸；使硫磺制備硫酸裝置的總能量收回率從傳統(tǒng)裝置的70%提高至93% ；在回收能量的同時減少了循環(huán)冷卻水的消耗，具有環(huán)保和經(jīng)濟雙重效益；2.主要設(shè)備吸收塔、循環(huán)罐采用殼體加內(nèi)襯結(jié)構(gòu)，制造成本低，耐腐蝕性能強，并使得工藝上對酸濃、酸溫控制的工況范圍有所擴大，減輕了操作過于嚴格的要求，即整個裝置操作更容易，安全性更高。3.吸收塔為立式噴淋塔，空塔結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)阻力小，設(shè)置在傳統(tǒng)制酸工藝一吸塔氣體進口前，一旦有故障停用，相當(dāng)于一段管道，不影響原制酸系統(tǒng)的生產(chǎn)，與原制酸系統(tǒng)融合度好。


圖1為低溫余熱回收系統(tǒng)圖；其中，1.吸收塔，2.循環(huán)泵，3.蒸汽發(fā)生器，4.給水預(yù)熱器，5. —吸塔，6.循環(huán)罐，7.給水泵。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明。如圖1，一種用于回收硫酸裝置的低溫余熱系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括吸收塔1、循環(huán)泵2、蒸汽發(fā)生器3、給水預(yù)熱器4、循環(huán)罐6和給水泵7 ；所述吸收塔1為分別與一吸塔5和循環(huán)罐6相通的吸收三氧化硫且稀釋硫酸的塔；所述循環(huán)罐6的硫酸管路分別與所述蒸汽發(fā)生器3和給水預(yù)熱器4連接；所述蒸汽發(fā)生器3的硫酸管路分別與所述吸收塔1和給水預(yù)熱器4連接；所述給水預(yù)熱器4與給水泵7連接；所述循環(huán)泵2于所述循環(huán)罐6內(nèi)。所述循環(huán)罐6與所述蒸汽發(fā)生器3和給水預(yù)熱器4之間、所述蒸汽發(fā)生器3與所述吸收塔1和所述給水加熱器4之間分別通過管道連接；所述管道上分別安裝有檢測控制儀表；所述檢測控制儀表包括溫度儀、壓力表、液位計、流量表和酸濃分析儀。不僅用于自動控制稀釋水量，調(diào)節(jié)吸收塔噴磷酸酸濃，而且隨時監(jiān)控系統(tǒng)是否出現(xiàn)換熱管泄漏，在現(xiàn)場多處設(shè)置手工分析取樣點和酸濃分析儀，供分析對照，確保酸濃分析正確。所述吸收塔1為立式噴淋塔，并設(shè)有噴咀，其殼體設(shè)置有內(nèi)襯。上部為三氧化硫吸收段，底部為濃硫酸稀釋段。所述循環(huán)泵2包括循環(huán)泵體和控制機構(gòu)，所述循環(huán)泵體是由直流無刷電機、葉輪、泵體和電機外殼組成，所述控制機構(gòu)包括無傳感變頻控制器組，所述無傳感變頻控制器組與所述直流無刷電機相連。所述循環(huán)泵2為高溫循環(huán)酸泵；所述循環(huán)罐6為高溫酸循環(huán)罐，其殼體設(shè)置有內(nèi)襯。所述高溫酸循環(huán)罐的襯里采用的材料是0Crl3Al，其用碳含量為0.07%、硅含量為0. 95%、錳含量為0. 98%、磷含量為0. 03%、硫含量為0. 02%、鉻含量為13%、余量為鐵的合金制備，所述的百分數(shù)為重量百分數(shù)。所述蒸汽發(fā)生器3采用列管釜式蒸汽發(fā)生器，包括加熱爐、控制器、溫度傳感器；所述列管釜式蒸汽發(fā)生器的采用碳鋼材料制成。所述給水預(yù)熱器4為管殼式換熱器，其包括殼體、管板、管箱；所述管板的一側(cè)連接殼體，另一側(cè)連接管箱，所述殼體內(nèi)設(shè)有換熱管和排氣管，所述換熱管穿過隔板和所述的管板連接管箱，所述排氣管穿過所述隔板連接殼體；所述殼體上具有熱硫酸入口和冷硫酸出口，所述管箱設(shè)有給水出口和給水入口。
所述管板所用的材料是OCrl3A1，其用碳含量為0. 08%、硅含量為1. 00%、錳含量為1. 00%、磷含量為0. 04%、硫含量為0. 03%、鉻含量為13. 5%、余量為鐵的合金制備，所
述的百分數(shù)為重量百分數(shù)。利用上述回收硫酸裝置的低溫余熱系統(tǒng)回收余熱的方法，所述方法包括以下步驟A.來自于自省煤器的轉(zhuǎn)化氣體從所述吸收塔1頂部通入，所述吸收塔1內(nèi)185°C、98. 7%的硫酸吸收轉(zhuǎn)化氣體中的三氧化硫，未被吸收的三氧化硫從所述吸收塔1底部進入所述一吸塔5中由循環(huán)酸吸收；B.所述吸收塔1上部噴頭噴淋的185°C、98. 7 %的硫酸吸收自省煤器轉(zhuǎn)化氣體中的三氧化硫濃度變?yōu)?9. 6%左右后，在所述吸收塔1的塔底部用水稀釋成205. 4°C、98. 7%的硫酸；所述高溫循環(huán)酸泵將所述高溫酸循環(huán)罐中205. 4°C、98. 7%的硫酸送到所述蒸汽發(fā)生器3，經(jīng)所述蒸汽發(fā)生器3的硫酸溫度降為185°C，然后送入到所述吸收塔1內(nèi)作為吸收所述吸收塔1中三氧化硫的吸收液；同時所述高溫循環(huán)酸泵將少量205. 4°C、98. 7%的硫酸經(jīng)另一支路送到給所述給水預(yù)熱器4中加熱除鹽水，被所述給水預(yù)熱器4冷卻的硫酸作為成品酸送往成品酸貯槽。所述除鹽水經(jīng)所述給水泵7輸送至所述給水預(yù)熱器4中，經(jīng)205. 4°C、98. 7%的硫酸加熱后進入所述蒸汽發(fā)生器3，所述蒸汽發(fā)生器3中205. 4°C、98. 7%的硫酸加熱產(chǎn)生壓力為0.3 0. SMPa的蒸汽供給用汽工段。最后應(yīng)該當(dāng)說明的是以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對其限制，盡管參照上述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，所述領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解依然可以對本發(fā)明的具體實施方式
進行修改或者同等替換，而未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修改或者等同替換，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.一種用于回收硫酸裝置的低溫余熱系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括吸收塔(1)、循環(huán)泵O)、蒸汽發(fā)生器C3)、給水預(yù)熱器(4)、循環(huán)罐(6)和給水泵(7)；其特征在于所述吸收塔(1)為分別與一吸塔( 和所述循環(huán)罐(6)相通的吸收三氧化硫且稀釋硫酸的塔；所述循環(huán)罐(6)的硫酸管路分別與所述蒸汽發(fā)生器⑶和給水預(yù)熱器⑷連接；所述蒸汽發(fā)生器⑶的硫酸管路分別與所述吸收塔(1)和給水預(yù)熱器(4)連接；所述給水預(yù)熱器(4)與給水泵(7)連接；所述循環(huán)泵( 于所述循環(huán)罐(6)內(nèi)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種用于回收硫酸裝置的低溫余熱系統(tǒng)，其特征在于所述循環(huán)罐(6)與所述蒸汽發(fā)生器C3)和給水預(yù)熱器(4)之間、所述蒸汽發(fā)生器C3)與所述吸收塔(1)和所述給水加熱器(4)之間分別通過管道連接；所述管道上分別安裝有檢測控制儀表；所述檢測控制儀表包括溫度儀、壓力表、液位計、流量表和分析儀。
3.如權(quán)利要求1-2任一所述的一種用于回收硫酸裝置的低溫余熱系統(tǒng)，其特征在于所述吸收塔(1)為立式噴淋塔，并設(shè)有噴咀，其殼體設(shè)置有內(nèi)襯。
4.如權(quán)利要求1所述的一種用于回收硫酸裝置的低溫余熱系統(tǒng)，其特征在于所述循環(huán)泵( 包括循環(huán)泵體和控制機構(gòu)，所述循環(huán)泵體是由直流無刷電機、葉輪、泵體和電機外殼組成，所述控制機構(gòu)包括無傳感變頻控制器組，所述無傳感變頻控制器組與所述直流無刷電機相連。
5.如權(quán)利要求1、2或4任一所述的一種用于回收硫酸裝置的低溫余熱系統(tǒng)，其特征在于所述循環(huán)泵( 為高溫循環(huán)酸泵；所述循環(huán)罐(6)為高溫酸循環(huán)罐。
6.如權(quán)利要求5所述的一種用于回收硫酸裝置的低溫余熱系統(tǒng)，其特征在于所述高溫酸循環(huán)罐的襯里采用的材料是OCrl3A1，其用碳含量為0. 07%、硅含量為0. 95%、錳含量為0. 98%、磷含量為0. 03%、硫含量為0. 02%、鉻含量為13%、余量為鐵的合金制備，所述的百分數(shù)為重量百分數(shù)。
7.如權(quán)利要求1所述的一種用于回收硫酸裝置的低溫余熱系統(tǒng)，其特征在于所述蒸汽發(fā)生器C3)采用列管釜式蒸汽發(fā)生器，包括加熱爐、控制器、溫度傳感器；所述列管釜式蒸汽發(fā)生器的采用碳鋼材料制成。
8.如權(quán)利要求1所述的一種用于回收硫酸裝置的低溫余熱系統(tǒng)，其特征在于所述給水預(yù)熱器(4)為管殼式換熱器，其包括殼體、管板、管箱；所述管板的一側(cè)連接殼體，另一側(cè)連接管箱，所述殼體內(nèi)設(shè)有換熱管和排氣管，所述換熱管穿過隔板和所述的管板連接管箱，所述排氣管穿過所述隔板連接殼體；所述殼體上具有熱硫酸入口和冷硫酸出口，所述管箱設(shè)有給水出口和給水入口。
9.如權(quán)利要求8所述的一種用于回收硫酸裝置的低溫余熱系統(tǒng)，其特征在于所述管板所用的材料是0Crl3Al，其用碳含量為0. 08%、硅含量為1.00%、錳含量為1.00%、磷含量為0. 04%、硫含量為0. 03%、鉻含量為13. 5%、余量為鐵的合金制備，所述的百分數(shù)為重量百分數(shù)。
10.利用上述任意一項權(quán)利要求的回收硫酸裝置的低溫余熱系統(tǒng)回收余熱的方法，其特征在于所述方法包括以下步驟A.來自于自省煤器的轉(zhuǎn)化氣體從所述吸收塔⑴頂部通入，所述吸收塔⑴內(nèi)185°C、98. 7%的硫酸吸收轉(zhuǎn)化氣體中的三氧化硫，未被吸收的三氧化硫從所述吸收塔(1)底部進入所述一吸塔(5)中由循環(huán)酸吸收；.B.所述吸收塔(1)上部噴頭噴淋的185°C、98.7%的硫酸吸收自省煤器轉(zhuǎn)化氣體中的三氧化硫濃度變?yōu)?9. 6%左右后，在所述吸收塔(1)的塔底部用水稀釋成205.4°C、98.7%的硫酸；所述高溫循環(huán)酸泵將所述高溫酸循環(huán)罐中205. 4°C、98. 7%的硫酸送到所述蒸汽發(fā)生器(3)，經(jīng)所述蒸汽發(fā)生器(3)的硫酸溫度降為185°C，然后送入到所述吸收塔(1)內(nèi)作為吸收所述吸收塔(1)中三氧化硫的吸收液；同時所述高溫循環(huán)酸泵將少量205. 4°C、.98. 7%的硫酸經(jīng)另一支路送到給所述給水預(yù)熱器中加熱除鹽水，被所述給水預(yù)熱器(4)冷卻的硫酸作為成品酸送往成品酸貯槽。
11.如權(quán)利要求10所述的一種用于回收硫酸裝置的低溫余熱系統(tǒng)的工作方法，其特征在于所述除鹽水經(jīng)所述給水泵(7)輸送至所述給水預(yù)熱器中，經(jīng)205.4°C、98.7%的硫酸加熱后進入所述蒸汽發(fā)生器(3)，所述蒸汽發(fā)生器(3)中205.4°C、98.7%的硫酸加熱產(chǎn)生壓力為0. 3 0. SMPa的蒸汽供給用汽工段。
全文摘要
本發(fā)明提供用于回收硫酸裝置的低溫余熱系統(tǒng)及其用途，包括吸收塔、循環(huán)泵、蒸汽發(fā)生器、給水預(yù)熱器、循環(huán)罐和給水泵；吸收塔為分別與一吸塔和循環(huán)罐相通的吸收三氧化硫且稀釋硫酸的塔；循環(huán)罐的硫酸管路分別與蒸汽發(fā)生器和給水預(yù)熱器連接；蒸汽發(fā)生器的硫酸管路分別與吸收塔和給水預(yù)熱器連接；給水預(yù)熱器與給水泵連接；循環(huán)泵于所述循環(huán)罐內(nèi)。本發(fā)明制造成本低，耐腐蝕性能強，并使得工藝上對酸濃、酸溫控制的工況范圍有所擴大，減輕了操作過于嚴格的要求，即整個裝置操作更容易，安全性更高；吸收塔為立式噴淋塔，空塔結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)阻力小，設(shè)置一吸塔氣體進口前，一旦有故障停用，相當(dāng)于一段管道，不影響原制酸系統(tǒng)的生產(chǎn)，與原制酸系統(tǒng)融合度好。
文檔編號C01B17/74GK102556982SQ20111045396
公開日2012年7月11日 申請日期2011年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月30日
發(fā)明者陳愛民 申請人:江蘇新宏大集團有限公司