[发明专利]一种硫铁矿制酸生产中的中、低品位热能回收系统及方法

说明书

技术领域

本发明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及方法。

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，本发明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及方法，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，本发明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。

本发明的硫铁矿制酸生产中的中、低品位热能回收方法，通过设备之间的连接，将净化工段及转化工段烟气余热回收利用起来，实现了资源的最大化利用，减少能耗。具体如下。

①烟气流程：焙烧工段生成的温度高达900～1000℃SO₂烟气从沸腾炉顶部排出，进入余热锅炉1进行余热回收，再经旋风除尘器2及电除尘器3除去其中的大部分矿尘后，温度降至300±10℃，接着进入净化省煤器4，与来自转化省煤器12的除氧水进行热交换，温度由300℃降至200℃，然后依次经过动力波洗涤塔5、冷却塔6、一级电除雾器7及二级电除雾器8降温除尘、除酸雾等净化工序后，温度降至35～38℃；净化后的SO₂气体进入干燥塔9进行干燥处理，干燥后进入转化器10与氧气接触氧化生成SO₃，SO₃气体经换热器11预热后，温度升至270±10℃，再进入转化省煤器12，与来自除氧器13的除氧水进行热交换，温度由270±10℃降至160±10℃，SO₃气体从转化省煤器12顶部排出进入吸收塔，吸收水分制成不同浓度的硫酸。

 ②水汽流程：来自脱盐水箱14的脱盐水首先进入除氧器13，除氧器13同时接收来自汽轮发电机组的蒸汽，蒸汽将脱盐水加热到100~104℃，并除掉水中的氧气，接着进入转化省煤器12，吸收转化省煤器12内SO₃气体的热量，水温由100~104℃升至150~155℃，然后进入净化省煤器4，吸收烟气热量达到代替冷却水降低烟气温度的目的，水温由150~155℃升至200~206℃后，进入余热锅炉1的汽包15内，汽包15内的蒸汽吸收余热锅炉1回收的余热后被送入汽轮发电机组供发电用。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和积极效果。