专利名称：一种硫铁矿生产硫酸的余热高效回收工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及硫铁矿制备硫酸生产领域，具体是该生产过程中的一种余热高效回收 利用工艺技术。
背景技术：
国内现有硫酸生产的总量为5000万吨/年，其中硫铁矿制酸达到2000万吨/年。 采用硫铁矿制酸比较经典的生产工艺为对硫铁矿原矿进行浮选，得到硫含量在45%左右 的硫精矿，干燥后焙烧产生的高温原料气进入余热锅炉产生过热中压蒸汽用于发电或发电 后提供低压蒸汽产品；原料气经余热回收后进入旋风分离器、电除尘等除尘设备，温度下降 到320°C左右；从电除尘出来的原料气进入洗涤器、洗涤塔、电除雾器等净化设备，得到净 化气即SO2气，一般采用比较环保的酸洗净化工艺流程；出电除雾后进入干燥塔干燥处理， 干燥后经主风机提压进入转化与吸收系统。一般采用两转两吸收的3+1工艺流程，经吸收 塔吸收后尾气排空。生产过程不同的部位放出的热量见下表
权利要求
1.一种硫铁矿生产硫酸的余热高效回收工艺，其特征在于通过三室蓄热换热器充分 回收焙烧余热；通过降低进入干燥塔的水分含量提高吸收过程余热回收量；通过生产饱和 蒸汽充分回收出一层触媒的中温热与降低进二吸塔的二次SO3气温度，充分回收转化低温 热。
2.根据权利要求1所述的一种硫铁矿生产硫酸的余热高效回收工艺，对原料气余热、 转化气余热、吸收余热进行最高限度的回收，包括以下步骤(I)、采用焙烧反应余热在沸腾炉冷却水箱与高温原料气余热锅炉中加热一吸余热回 收系统来的热水产生中压或高压的饱和蒸汽，并在锅炉过热器中加热饱和蒸汽、使之成为 过热蒸汽；O)、出余热锅炉的原料气温度降到350°C左右，进入除尘设备。从电除尘出来的原料气 进入三室蓄热式余热回收器，与炉前空气换热，成为低温原料气；(3)、低温原料气经净化后的净化气即气进主风机升压后进入水冷器，采用从凉水 塔来的冷却水冷却处理，将气相中水分部分分离；(4)、从水冷器来的气进入低温水冷器、优选采用低温水冷塔，采用低温冷却水冷却 处理，大部分水汽得到分离；(5)、从低温水冷塔出来的冷却水经脱吸塔，采用补加空气解吸二氧化硫后进入绝热真 空蒸发器制冷，水温降低后去低温水冷塔循环使用；(6)、从绝热真空蒸发器出来的负压蒸汽作为补加水去一吸循环酸的稀释器；绝热真空 蒸发器分为高温蒸发段与低温蒸发段两个蒸发部分，高温段产生的负压蒸汽去一吸余热回 收系统的高温酸稀释器，低温段产生的负压蒸汽去一吸余热回收系统的低温酸稀释器；(7)、从低温水冷塔出来的低温SO2气进入干燥塔干燥后进入转化系统，转化系统采用 两转两吸的3+1工艺流程干燥塔来的气与四层触媒出来的二次转化气在四换热器中 换热升温、进入二换热器，与二层触媒出来的转化气换热后进入一层触媒催化转化，出一层 触媒的中温转化气进入蒸发器、加热蒸发锅炉热循环泵来的热水，产生饱和蒸汽，降温后进 入二层触媒催化转化；出二换热器的转化气进入三层触媒催化转化后进入三换热器，与吸 收副塔来的SO2气换热后进入一吸的高温吸收塔；出吸收副塔的502气加热后进入四层触媒 催化转化后进入四换热器换热，换热降温后进入二吸塔，出二吸塔后排空。(8)、从转化系统来的一次转化气即SO3气进入高温吸收塔、吸收副塔，吸收过程产生的 余热将吸收循环酸温提高；(9)、从水处理系统来的锅炉给水即软水进入软水加热器，与高温吸收塔出来的部分高 温吸收循环酸换热，成为热水，高温吸收循环酸换热后成为低温吸收循环酸；(10)、出软水加热器的热水部分去低压蒸发器与出高温吸收塔的部分高温吸收循环酸 换热，产生低压饱和蒸汽，低压饱和蒸汽作为产品输出；部分热水去焙烧锅炉的汽包，产生 中压或高压饱和蒸汽；(II)、出热水加热器的低温吸收循环酸进入低温酸稀释器，吸收绝热真空蒸发器低温 段来的负压蒸汽，浓度降低，温度升高，进入吸收副塔；(12)、出吸收副塔的吸收循环酸与从低压蒸发器出来的吸收循环酸以及从干燥塔串过 来的94%酸混合后进入高温酸稀释器，吸收从绝热真空蒸发器高温段来的负压蒸汽，浓度 降低，酸温升高后进入高温吸收塔吸收SO3气体，酸浓升高、温度升高出塔后成为高温吸收循环酸；(13)、从软水加热器来的热水进入焙烧高温原料气锅炉汽包，在热循环泵的作用下，分 为三支流体强制循环换热产生饱和蒸汽一支往锅炉的蒸发器；一支往焙烧沸腾炉的冷却 水箱；一支往转化的蒸发器。产生的饱和蒸汽从汽包输出进入原料气锅炉的过热器与高温 原料气换热，成为过热蒸汽，过热蒸汽去发电。
3.根据权利要求2所述的一种硫铁矿生产硫酸的余热高效回收工艺，其特征在于原 料气经三室蓄热换热器与炉前空气换热、回收焙烧反应热后，温度下降到180°C以下，优选 低于120°C，入炉空气温度从30°C升高到180°C以上。
4.根据权利要求2所述的一种硫铁矿生产硫酸的余热高效回收工艺，其特征在于原 料气经净化后进入主风机、水冷器、低温水冷塔，分离净化气中的水分；进低温水冷塔的水 温低于20°C，优选低于6°C;出塔净化气即SO2气中水分含量低于100千克/t硫酸，优选低 于20千克/t硫酸。
5.根据权利要求2所述的一种硫铁矿生产硫酸的余热高效回收工艺，其特征在于将 出脱吸塔的冷却水进行绝热真空蒸发制冷，冷却水温降低到20°C，优选低于6°C ；绝热真空 蒸发器的高温段蒸发温度大于10°C，优选大于15°C，低温段蒸发温度低于15°C，优选低于 6°C，出绝热真空蒸发器的低温段负压蒸汽去吸收循环酸的低温酸稀释器，出绝热真空蒸发 器的高温段负压蒸汽去吸收循环酸的高温酸稀释器，作为补加水被循环酸吸收，导致冷却 水绝热真空蒸发制冷的过程能自发进行。
6.根据权利要求2所述的一种硫铁矿生产硫酸的余热高效回收工艺，其特征在于从 热循环泵来的饱和热水与出转化一层触媒的转化气进行热交换，生产饱和蒸汽，饱和蒸汽 去焙烧余热锅炉过热产生过热蒸汽；转化气温度从590°C左右下降到445°C左右；从干燥塔 干燥出来的气与二次转化气充分换热，进二吸塔的气温低于120°C，优选低于90°C。
7.根据权利要求2所述的一种硫铁矿生产硫酸的余热高效回收工艺，其特征在 于从转化系统出来的一次转化气即SO3气进入高温吸收塔，与高温酸稀释器来的高温 酸成逆流接触，出塔高温酸一部分去加热锅炉用的软水，将软水加热到150°C -210 优选185°C -195°C ；一部分去低压蒸发器用于产生150°C _180°C的低压饱和蒸汽，优选 1650C -175°C。
8.根据权利要求2所述的一种硫铁矿生产硫酸的余热高效回收工艺，其特征在于用 于加热锅炉软水的高温吸收循环酸温度下降到50°C -90°C，优选60°C -70°C，换热后的低 温吸收循环酸在低温酸稀释器中吸收绝热真空蒸发器来的低温段负压蒸汽，酸浓降低到 98.0% -99. 0%，优选98. 5% ；稀释后的酸温上升到75°C _115°C，优选80°C _90°C，进入吸 收副塔，吸收从高温吸收塔出来的吸收尾气。
9.根据权利要求2所述的一种硫铁矿生产硫酸的余热高效回收工艺，其特征在于从 吸收副塔出来的吸收循环酸与低压蒸发器出来的吸收循环酸进入高温酸稀释器，吸收绝热 真空蒸发器来的高温段负压蒸汽，将吸收循环酸稀释，稀释后的酸浓为98.0% -99.0%，优 选98. 5%;稀释后的酸温上升到150°C _210°C，优选170°C _190°C，稀释后进入高温吸收塔。
10.根据权利要求2所述的一种硫铁矿生产硫酸的余热高效回收工艺，其特征在于吸 收过程浓酸的稀释采用负压蒸汽在稀释器中稀释处理，达到稀释的目的；稀释器采用管式 降膜吸收器，吸收循环酸从顶部进入，负压蒸汽从底部进入，与顺着管内壁下流的酸液成逆流接触，蒸汽被浓硫酸吸进入液相，完成稀释过程；稀释器分为高温酸稀释器与低温酸稀释 器，高温酸稀释器吸收绝热真空蒸发器来的高温段的负压蒸汽，低温酸稀释器吸收绝热真 空蒸发器来的低温段负压蒸汽；稀释器顶部连接高度真空设备，不断的将体系的微量惰性 气体抽出，形成高度真空。注文中的“/t硫酸”是指按每吨成品硫酸计算。
全文摘要
本发明公开了一种对硫铁矿生产硫酸过程中的余热全面高效回收的工艺技术。本发明根据生产过程不同部位的余热特点，运用不同新颖的工艺技术，最高限度提高了余热的回收率，采用三室蓄热式换热器对焙烧原料气的余热进行充分回收，提高焙烧余热的利用率；采用过程自发绝热真空蒸发制冷产生的低温冷却水对SO2气冷却处理，降低进干燥塔SO2气的水汽含量的核心工艺技术达到为充分高效回收吸收过程与转化过程的余热的目的。目前国内硫铁矿制酸余热回收余热的利用率仅为43.4％。采用该余热回收技术后，余热利用率为83.9％，开辟了全面、充分、高效回收利用硫铁矿制酸过程余热生产中压或高压过热蒸汽的先河。
文档编号C01B17/76GK102070128SQ20101054481
公开日2011年5月25日 申请日期2010年11月7日 优先权日2010年11月7日
发明者曾维兴 申请人:湖南新恒光科技有限公司