[發(fā)明專利]硫酸生產(chǎn)中制酸低溫位熱能回收方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910102997.0
• 申請日: 2009-12-30
• 公開（公告）號: CN101781998A
• 公開（公告）日: 2010-07-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 岑祖望;楊毅;邱祖軍;付勇;劉立峰
• 申請（專利權(quán)）人: 甕福(集團)有限責(zé)任公司
• 主分類號: F01C13/00
• 分類號: F01C13/00;F01D25/10;F22B1/16;C01B17/74
• 代理公司: 貴陽中工知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 52106
• 代理人: 陳忠俊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及硫酸，具體來說涉及硫酸生產(chǎn)過程中制酸工序低溫位熱能回 收方法。

背景技術(shù)

硫酸生產(chǎn)過程中，制酸工段低溫位熱能絕大部分裝置采用循環(huán)冷卻水將 其帶走，此熱量約占硫酸生產(chǎn)過程中總發(fā)熱量的30％，如此不僅消耗大量的 循環(huán)水及相應(yīng)的動力，而且造成了低溫位熱能的損失。

為回收利用此熱量，國內(nèi)外科研工作者不斷嘗試各種有效途徑，至目前 為止，較為成熟的制酸低溫位熱能回收工藝為美國孟山都公司開發(fā)的“HRS” 系統(tǒng)，該系統(tǒng)可回收制酸低溫位熱能后產(chǎn)生0.4～1.0MPa的低壓飽和蒸汽，硫 磺制酸裝置產(chǎn)汽率約0.4～0.6t/t酸，硫鐵礦制酸裝置產(chǎn)汽率約0.2～0.35t/t 酸。但該系統(tǒng)具有如下缺點：

1)投資巨大；400kt/a硫磺制酸裝置改造需5000萬元左右；

2)操作控制范圍太窄；該裝置要求制酸酸濃控制在99％～100％之間進 行操作，否則將產(chǎn)生劇烈腐蝕，而目前國內(nèi)硫酸生產(chǎn)中裝置負荷頻繁，難以 達到如此之高的控制水平；

3)老系統(tǒng)改造需額外增加4kPa左右阻力損失，受到原裝置二氧化硫主風(fēng) 機壓頭限制，多數(shù)硫酸廠難以實施改造；

4)應(yīng)用推廣極為緩慢，此技術(shù)為上世紀80年代左右出現(xiàn)的，至今國內(nèi)僅 有蘇州一個硫磺制酸裝置引用了這一技術(shù)并達到穩(wěn)定運行外，其余尚無相關(guān) 運用報道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供硫酸生產(chǎn)中制酸低溫位熱能回收方法，以解決硫 酸生產(chǎn)過程中制酸工序低溫位熱能很難回收的問題。

這個問題是在硫酸生產(chǎn)時，制酸工段干燥塔、第一吸收塔、第二吸收塔 都要用酸進行循環(huán)，循環(huán)酸帶出大量的反應(yīng)熱、氣體降溫釋放熱、稀釋熱、 混合熱等，出塔酸溫分別為70℃、104℃、86℃。為了提高干燥率和吸收率， 必須分別將循環(huán)酸溫降至50℃、80℃、70℃后入塔進行干燥和吸收。既要使 循環(huán)酸冷卻降溫，又要盡可能回收大量的低溫位熱能。

為此，發(fā)明人針對在硫酸生產(chǎn)時，制酸工段干燥塔、第一吸收塔、第二 吸收塔循環(huán)酸熱量的回收提供了以下技術(shù)方案：

本發(fā)明的硫酸生產(chǎn)中制酸低溫位熱能回收方法，是由螺桿膨脹動力機組 4，循環(huán)用的管道泵6和脫鹽水加熱器1通過管道連接組成熱能回收裝置；其 中脫鹽水加熱器1通過管道連接螺桿膨脹動力機組中的工質(zhì)加熱器8和循環(huán) 用的管道泵6連接成一個回路，將從制酸工序吸收塔出塔的高溫循環(huán)酸引入 脫鹽水加熱器，經(jīng)過熱交換，循環(huán)酸濃硫酸7通過脫鹽水加熱器1的管間， 除氧脫鹽水2走管內(nèi)，濃硫酸7被降溫后回到系統(tǒng)進行循環(huán)吸收，所放出的 熱量被除氧脫鹽水帶出；除氧脫鹽水被加熱后進入螺桿膨脹動力機組的循環(huán) 工質(zhì)加熱器8，放熱后通過管道泵循環(huán)，實現(xiàn)循環(huán)換熱；低沸點工質(zhì)與脫鹽水 采用間接換熱，或直接用低沸點工質(zhì)與硫酸間接換熱，低沸點工質(zhì)被加熱后 蒸發(fā)、升壓，然后通過螺桿膨脹動力機實現(xiàn)發(fā)電或直接拖動其它原動力設(shè)備， 工質(zhì)繼續(xù)循環(huán)，從而達到對制酸低溫位熱能有效的回收。

上述硫酸生產(chǎn)中制酸低溫位熱能回收方法，其中螺桿膨脹動力機組包括工 質(zhì)加熱器、工質(zhì)冷凝器、螺桿膨脹動力機、發(fā)電機及電儀控制系統(tǒng)。

上述硫酸生產(chǎn)中制酸低溫位熱能回收方法，其中的高溫循環(huán)酸的溫度為 104℃±8℃，循環(huán)酸被降溫后的溫度為85℃±8℃。

上述硫酸生產(chǎn)中制酸低溫位熱能回收方法，其中的除氧脫鹽水被加熱后的 溫度為80℃±8℃。

上述硫酸生產(chǎn)中制酸低溫位熱能回收方法，其中低沸點工質(zhì)是氨水，或是 二甲謎。

說明：①目前，因干燥塔出塔循環(huán)酸溫度稍低，暫不考慮其循環(huán)酸熱量的 回收；②考慮到泄漏時產(chǎn)生的隱患和材質(zhì)選擇的難度，鑒于目前的設(shè)備水平， 暫不考慮直接用低沸點工質(zhì)與硫酸間接換熱；③螺桿膨脹動力機組可以從市 場購置，只需按照設(shè)計的技術(shù)路線及工藝流程進行配管。

使用本發(fā)明的熱能回收裝置，應(yīng)按以下要點進行操作：

1)補充除氧脫鹽水直至灌滿脫鹽水加熱器及管路

2)啟動脫鹽水管道泵建正常循環(huán)，等待硫酸裝置投料開車。

3)硫酸裝置開車后當(dāng)脫鹽水加熱器進口濃硫酸溫度上升至80℃后，啟動 工質(zhì)泵開始工質(zhì)循環(huán)工作，之后系統(tǒng)轉(zhuǎn)入正常運行。