[發明專利]一種冶煉煙氣制酸工藝中煙氣余熱回收系統及方法

有效

• 申請號: 201310472137.2
• 申請日: 2013-10-11
• 公開（公告）號: CN103499082A
• 公開（公告）日: 2014-01-08
• 發明（設計）人: 常全忠;方永水;王暉;彭國華;郭效瑛;馬俊;張宏昌;毛艷麗;張寶才
• 申請（專利權）人: 金川集團股份有限公司
• 主分類號: F22B1/18
• 分類號: F22B1/18;C01B17/74
• 代理公司: 甘肅省知識產權事務中心 62100
• 代理人: 趙立權

技術領域

本發明屬于化工技術領域，涉及一種冶煉煙氣制酸工藝中煙氣余熱回收系統及利用該系統進行的冶煉煙氣制酸工藝中煙氣余熱回收方法。

背景技術

冶煉煙氣制酸是將由火法冶煉排放出的SO₂煙氣經除塵、降溫、除霧、干燥后，再經鼓風機升壓送往轉化工段，在轉化工段通過觸媒接觸法將SO₂轉化為SO₃，然后再將SO₃煙氣降溫后送吸收塔，在吸收塔內SO₃煙氣與濃硫酸逆流接觸，被濃硫酸吸收制取硫酸。

在轉化工段中，SO₂轉化為SO₃的反應為：2SO₂+O₂≒2SO₃+Q。反應過程中會放出大量的熱，轉化后的SO₃煙氣的溫度很高，通常在210℃~290℃之間。為確保SO₃煙氣的吸收率，在SO₃煙氣進入吸收塔之前需要降溫，一般降至160℃~190℃。所以，?SO₃煙氣中富裕的熱量必須在進入吸收塔之前被轉移，避免過剩的熱量進入吸收塔后提高吸收酸的溫度、影響吸收率。

硫酸制酸系統傳統的降溫方法主要是在轉化工序和吸收塔之間設置SO₃煙氣冷卻器，煙氣冷卻器與吸收塔通過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管殼式換熱器，具體冷卻過程是通過冷卻風機向冷卻器殼程（即殼體1’）鼓入冷空氣（由空氣入口5’鼓入），高溫SO₃煙氣由煙氣入口3’進入冷卻器管程（即換熱管2’）與殼程的冷風進行逆流間接換熱，從而對高溫SO₃煙氣降溫，置換后的熱風由空氣出口6’直接排空，降溫后的SO₃煙氣由煙氣出口4’排出。轉化工段大量的富余熱直接排入空氣中，造成熱資源的浪費。

此外，如果采用常規余熱回收設備，由于常規余熱回收設備一般都是間壁換熱，冷、熱流體分別在器壁的兩側流過，一旦管壁或器壁腐蝕泄漏，則只能關閉煙氣通道，系統進行停產后方可處理，造成經濟的嚴重損失，這也是目前硫酸系統轉化SO₃煙氣降溫中余熱回收鍋爐得不到廣泛使用的重要原因。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術存在的問題，提供一種冶煉煙氣制酸工藝中煙氣余熱回收系統，該系統運行可靠且可有效利用SO₃煙氣余熱。

為此，本發明采用如下技術方案：

一種冶煉煙氣制酸工藝中煙氣余熱回收系統，包括煙氣冷卻器及吸收塔，所述煙氣冷卻器通過煙道與吸收塔相連接，所述煙道由主煙道和旁通煙道構成，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之間；所述主煙道位于余熱回收裝置的入口處設有主閥門，所述旁通煙道上設有旁通閥門。

進一步地，所述余熱回收裝置為分離型循環管式蒸汽發生器。

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；具體操作步驟如下：

1）所述煙氣余熱回收系統正常運行過程中，煙氣冷卻器不啟動，只作為SO₃煙氣過煙通道；部分SO₃熱煙氣經主煙道進入余熱回收裝置進行余熱吸收，部分SO₃熱煙氣進入旁通煙道，經過余熱回收裝置余熱吸收后的低溫煙氣與通過旁通煙道的高溫煙氣在主煙道末段混合；調節主閥門和旁通閥門的開啟量，使混合煙氣溫度達到160℃~190℃，然后進入吸收塔進行制酸；

2）當余熱回收裝置出現故障需要停機時，臨時開啟煙氣冷卻器，通過煙氣冷卻器將SO₃熱煙氣降溫至160℃~190℃，同時關閉主閥門，使煙氣經旁通煙道進入吸收塔。?

進一步地，所述余熱回收裝置采用分離型循環管式蒸汽發生器。

轉化工序不同工況下，SO₃煙氣的溫度會有變化，為了保證制酸工藝正常，使進入吸收塔的煙氣溫度保持在160℃~190℃這一溫度閾值內，本發明通過調節主閥門和旁通閥門開啟量，從而調節進入余熱回收裝置的煙氣流量和進入旁通煙道的煙氣流量，使經過余熱回收裝置余熱吸收的低溫煙氣與通過旁通煙道的高溫煙氣在主煙道末段混合后溫度達到160℃~190℃，從而保證制酸系統正常工作。