[發明專利]一種硫酸鈣生產硫酸的熱循環設備與工藝

有效

• 申請號: 201210564952.7
• 申請日: 2012-12-24
• 公開（公告）號: CN103063039A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: 劉立文;劉珍如;寧愛民;寧勇;寧江天;劉勇;魯紀鳴
• 申請（專利權）人: 劉立文
• 主分類號: F27D17/00
• 分類號: F27D17/00;F01K11/02;F01D15/10
• 代理公司: 長沙星耀專利事務所 43205
• 代理人: 寧星耀;許伯嚴

技術領域

本發明涉及一種硫酸鈣生產硫酸的設備與工藝，尤其是涉及一種硫酸鈣生產硫酸的熱循環設備與工藝。

背景技術

在我國，硫酸的生產包括硫磺制酸、硫鐵礦制酸、冶煉煙氣制酸，這些制酸方法，絕大部分都采用比較先進的兩轉兩吸工藝，其中化學反應過程中產生的熱量是相當可觀的，充分回收利用這些熱量是硫酸制造行業一項重要任務。??

在兩轉兩吸制酸工藝中，通常把煅燒過程中800-1000℃的余熱稱為高溫余熱，約占余熱總量的60%，轉化過程中500℃左右的余熱稱為中溫余熱，約占余熱總量的15%?，干吸過程中100℃左右的余熱稱為低溫余熱，約占余熱總量的25%，高溫余熱和中溫余熱由于溫度高，回收利用比較容易，低溫余熱溫度低，且酸溫與酸的濃度有關，如硫鐵礦制酸中，一吸酸和二吸酸的濃度為98%，酸溫為100℃左右，干燥酸的濃度為93%，酸溫為70℃左右；在硫磺制酸工藝中，一吸酸、二吸酸、干燥酸的濃度均為98%，酸溫均為100℃左右。由于回收難度大，因此大多數硫酸生產廠家沒有對低溫余熱進行回收，一般將生成的帶有低溫余熱的酸流經酸冷器，與循環冷水進行換熱降溫，這樣做不但低溫余熱得不到利用，而且為了降低酸的溫度，還需要使用大量的冷卻水，既浪費能源又浪費水源。

中國發明專利申請200510022528.X公開了一種硫酸生產過程中沸騰爐內廢熱利用的新方法，將從沸騰爐內出來的煙氣用于加熱水或空氣分別實現向用戶提供熱水與暖氣，但是這種應用受到地域與環境的限制，應用的可行性并不大。

中國實用新型專利200820019657.2公開了一種封閉式利用硫酸生產低溫余熱進行供暖的裝置，其以酸冷器作為介質來加熱水管內的水給用戶供熱，但是用戶必須與設備相隔較近，否則應用性能不好。

發明內容

本發明要解決的技術問題是，克服現有技術的不足，提供一種能回收余熱的硫酸鈣生產硫酸的熱循環設備與工藝，其能量的轉化、使用方便。

本發明解決其技術問題采用的技術方案是：

一種硫酸鈣生產硫酸的熱循環設備，包括換熱器、汽輪機、發電機、冷凝器及水泵；所述換熱器設于生產硫酸用的煅燒窯的外壁面，換熱器通過管道與汽輪機連接；汽輪機通過管道與冷凝器相連，汽輪機與發電機通過法蘭直接連接，冷凝器通過帶有水泵的管道與換熱器相連。

本發明之硫酸鈣生產硫酸的熱循環設備的工作過程，即本發明之硫酸鈣生產硫酸的熱循環工藝，包括以下步驟：煅燒窯中煅燒產生高溫，高溫傳遞到煅燒窯外壁面的換熱器，換熱器內通水進行循環，水在高溫下定壓（定壓主要是為了保持水循環的穩定流率，保持質量交換的穩定性，壓力的大小與設備的大小及規格有關）受熱轉化為過熱水蒸汽，過熱水蒸汽通過管道傳遞到汽輪機，并在汽輪機內等溫膨脹，進一步推動汽輪機運轉，汽輪機與發電機直接連接，將高壓（壓力大小與煅燒窯的大小、放熱規模有關，壓力主要來源于水受熱膨脹，與熱交換有關，而煅燒窯的熱量傳遞在反應過程中有可能發生變化，比如剛投入料時的熱量傳遞與最終反應完成后的熱量傳遞是有差別的）過熱水蒸汽的動能轉移給發電機，通過發電機轉化為電能；過熱水蒸汽通過汽輪機后轉化為濕蒸汽，濕蒸汽在冷凝器內定壓定溫冷卻轉化為凝結水；凝結水通過水泵定熵壓縮進入換熱器循環。

本發明充分利用硫酸鈣生產硫酸過程中的余熱，通過熱量的轉移與轉化原理，將余熱轉化為水蒸汽的動能推動發電機發電，實現了對熱量的有效循環利用。本發明克服了熱量應用對象與熱源的距離性問題，電能可以儲存或送至電網，使用也方便。

附圖說明

圖1是本發明硫酸鈣生產硫酸的熱循環設備實施例的結構示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖和實施例對本發明作進一步詳細說明。

本實施例之硫酸鈣生產硫酸的熱循環設備，包括換熱器2、汽輪機3、發電機4、冷凝器5及水泵6；所述換熱器2設于生產硫酸用的煅燒窯1的外壁面，換熱器2通過管道與汽輪機3連接；汽輪機3通過管道與冷凝器5相連，汽輪機3與發電機4通過法蘭直接連接，冷凝器5通過帶有水泵6的管道與換熱器2相連。