干法制硫酸装置的制作方法

本实用新型涉及硫酸技术领域，特别涉及一种干法制硫酸装置。

背景技术：

目前，干法制硫酸工艺是指废酸等燃料气体通过焚烧、净化、冷却和转化等工序后生成硫酸。

相关技术中的一种干法制硫酸装置，包括燃烧炉、蒸汽发生器、过热器、急冷塔、过冷塔、干燥塔、升压器、电加热器、一床层、二床层、三床层、四床层、四个换热器、两个吸收塔和尾气处理设备。过程气经过干燥塔进入一床层反应时需要进行电加热，且需要经过两个吸收塔，并在尾气处理设备中进行反应后才能从烟囱中排出。其中过程气为废酸等燃料气体经过燃烧炉燃烧后以及在反应过程中生成的二氧化硫、三氧化硫等气体的总称。

在实现本实用新型的过程中，发明人发现相关技术至少存在以下问题：上述干法制硫酸装置中设备较多，工艺流程繁琐。

技术实现要素：

本实用新型实施例提供了一种干法制硫酸装置，能够解决相关技术中干法制硫酸装置中设备较多，工艺流程繁琐的问题。所述技术方案如下：

根据本实用新型的第一方面，提供了一种干法制硫酸装置，所述干法制硫酸装置包括：

燃烧炉、第一热交换器、第一降温组件、干燥组件、第二降温组件、第一反应床层、第二反应床层、第三反应床层、吸收塔和尾气处理组件；

所述燃烧炉与所述第一热交换器的热媒入口连接，所述第一热交换器的热媒出口与所述第一降温组件连接，所述第一降温组件与所述干燥组件连接，所述干燥组件与所述第一热交换器的冷媒入口连接，所述第一热交换器的冷媒出口与所述第一反应床层连接；

所述第二降温组件包括第一降温器件、第二降温器件和第三降温器件；

所述第一反应床层与所述第一降温器件连接，所述第一降温器件与所述第二反应床层连接，所述第二反应床层与所述第二降温器件连接，所述第二降温器件与所述第三反应床层连接，所述第三反应床层与所述第三降温器件连接，所述第三降温器件与所述吸收塔连接，所述吸收塔与所述尾气处理组件连接。

可选的，所述第三降温器件包括第四热交换器，

所述第四热交换器的热媒入口与所述第三反应床层连接，热媒出口与所述吸收塔连接，冷媒入口与外部连通。

可选的，所述第二降温器件包括第三热交换器，

所述第三热交换器的热媒入口与所述第二反应床层连接，热煤出口与所述第三反应床层连接，所述第三热交换器的冷媒入口与所述第四热交换器的冷媒出口连接。

可选的，所述第一降温器件包括第二热交换器，

所述第二热交换器的热媒入口与所述第一反应床层连接，热煤出口与所述第二反应床层连接，所述第二热交换器的冷媒入口与所述第三热交换器的冷媒出口连接，所述第二热交换器的冷媒出口与所述燃烧炉连接。

可选的，所述第一降温组件包括蒸汽发生器和冷却塔，所述第三降温器件还包括第五热交换器，

所述蒸汽发生器的热媒入口与所述第一热交换器的热媒出口连接，所述蒸汽发生器的热媒出口与所述冷却塔连接，所述蒸汽发生器的冷媒出口与所述第五热交换器的冷媒入口连接。

可选的，所述冷却塔包括连接着的急冷塔和过冷塔，所述急冷塔与所述蒸汽发生器的热媒出口连接，所述过冷塔与所述干燥组件连接。

可选的，所述蒸汽发生器的冷媒出口与所述第五热交换器的冷媒入口之间还设置有控压控温组件。

可选的，所述蒸汽发生器的冷媒入口与除氧水管道连接。

可选的，所述第二热交换器的冷媒出口与外界连通。

可选的，所述第四热交换器的冷媒入口与空气管道连通。

本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：

提供一种包括燃烧炉、第一热交换器、第一降温组件、干燥组件、第一降温器件、第二降温器件、第三降温器件、第一反应床层、第二反应床层、第三反应床层、吸收塔和尾气处理组件的干法制硫酸装置，其中燃烧炉与第一热交换器的热媒入口连接，第一热交换器的热媒出口与第一降温组件连接，第一降温组件与干燥组件连接，干燥组件与第一热交换器的冷媒入口连接，第一热交换器的冷媒出口与第一反应床层连接，第一反应床层与第一降温器件连接，第一降温器件与第二反应床层连接，第二反应床层与第二降温器件连接，第二降温器件与第三反应床层连接，第三反应床层与第三降温器件连接，第三降温器件与吸收塔连接，吸收塔与尾气处理组件连接。本实用新型中的过程气从干燥组件排除后进入第一热交换器预热后直接进入第一反应床层，无需再配置电加热设备，且减少了反应床层与吸收塔的数量，解决了相关技术中干法制硫酸装置中设备较多，工艺流程繁琐的问题。达到了简化干法制硫酸工艺的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的一种干法制硫酸装置的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的另一种干法制硫酸装置的结构示意图。

通过上述附图，已示出本实用新型明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本实用新型构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本实用新型的概念。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

目前，干法制硫酸工艺主要分为焚烧、换热、冷却、反应、吸收、尾气处理等几部分，处理后的烟气达到环保排放标准后可以从烟囱中排出。

现有技术中的干法制硫酸装置中，常见的有杜邦干法制硫酸装置和南化院干法制硫酸装置，上述两种干法制硫酸装置为了达到烟气排放标准，使用了两个吸收塔和多个反应床层，且在尾气排放后还需要增加其他反应设备。因此，上述两种干法制硫酸装置所需设备多，工艺流程繁琐，导致反应过程中需要较多的用于换热的物质(如水或硫酸)对过程气进行冷却，造成能量浪费。

本实用新型实施例提供了一种干法制硫酸装置，可以解决上述相关技术中存在的问题。

图1是本实用新型实施例提供的一种干法制硫酸装置的结构示意图，该干法制硫酸装置可以包括：

燃烧炉11、第一热交换器12、第一降温组件13、干燥组件14、第二降温组件15、第一反应床层a、第二反应床层b、第三反应床层c、吸收塔16和尾气处理组件17。

燃烧炉11与第一热交换器12的热媒入口连接，第一热交换器12的热媒出口与第一降温组件13连接，第一降温组件13与干燥组件14连接，干燥组件 14与第一热交换器12的冷媒入口连接，第一热交换器12的冷媒出口与第一反应床层a连接。

第二降温组件15包括第一降温器件151、第二降温器件152和第三降温器件153。

第一反应床层a与第一降温器件151连接，第一降温器件151与第二反应床层b连接，第二反应床层b与第二降温器件152连接，第二降温器件152与第三反应床层c连接，第三反应床层c与第三降温器件153连接，第三降温器件153与吸收塔16连接，吸收塔16与尾气处理组件17连接。

其中热交换器又称换热器，是一种在不同温度的两种或两种以上物体间实现热量传递的节能设备，热媒将温度传递给温度较低的冷媒后，自身温度降低，实现物体间的温度交换。热媒从热媒入口进入热交换器交换温度后，从热媒出口排出，冷媒从冷媒入口进入热交换器交换温度后，从冷媒出口排出。

综上所述，本实用新型实施例提供一种包括燃烧炉、第一热交换器、第一降温组件、干燥组件、第一降温器件、第二降温器件、第三降温器件、第一反应床层、第二反应床层、第三反应床层、吸收塔和尾气处理组件的干法制硫酸装置，其中燃烧炉与第一热交换器的热媒入口连接，第一热交换器的热媒出口与第一降温组件连接，第一降温组件与干燥组件连接，干燥组件与第一热交换器的冷媒入口连接，第一热交换器的冷媒出口与第一反应床层连接，第一反应床层与第一降温器件连接，第一降温器件与第二反应床层连接，第二反应床层与第二降温器件连接，第二降温器件与第三反应床层连接，第三反应床层与第三降温器件连接，第三降温器件与吸收塔连接，吸收塔与尾气处理组件连接。本实用新型中的过程气从干燥组件排除后进入第一热交换器预热后直接进入第一反应床层，无需再配置电加热设备，且减少了反应床层与吸收塔的数量，解决了相关技术中干法制硫酸装置中设备较多，工艺流程繁琐的问题。达到了简化干法制硫酸工艺的效果。

图2是本实用新型实施例提供的另一种干法制硫酸装置的结构示意图。

可选的，第三降温器件包括第四热交换器1531，第四热交换器1531的热媒入口与第三反应床层c连接，热媒出口与吸收塔16连接，冷媒入口与外部k 连通。在第四热交换器1531中，在第三反应床层c中反应后温度升高的过程气可以与其他温度较低的气体进行热量交换，交换后温度降低的过程气进入吸收塔16。吸收塔16对过程气进行吸收，利用浓硫酸吸收过程气中可利用的三氧化硫，并排出吸收后的废烟气。其中在第三反应床层c中过程气中的二氧化硫转化成三氧化硫。

可选的，第四热交换器1531的冷媒入口与空气管道k连通。与反应后的过程气相比，常温下的空气为低温气体，将空气管道k与第四热交换器1531连通后，空气进入第四热交换器1531中，以低温气体与反应后的高温过程气进行换热，以降低过程气的温度。使用空气作为低温气体，降低了冷却过程气的成本。

可选的，第二降温器件包括第三热交换器1521，第三热交换器1521的热媒入口与第二反应床层b连接，热煤出口与第三反应床层c连接。第三热交换器1521的冷媒入口与第四热交换器1531的冷媒出口连接。第四热交换器1531 中与过程气换热后的空气进入第三热交换器1521中，并继续作为低温气体与从第二反应床层b排出的温度较高的过程气进行热量交换，降温后的过程气进入第三反应床层c中继续反应。其中在第二反应床层b中过程气中的二氧化硫转化成三氧化硫。

可选的，第一降温器件包括第二热交换器1511，第二热交换器1511的热媒入口与第一反应床层a连接，热煤出口与第二反应床层b连接，第二热交换器1511的冷媒入口与第三热交换器1521的冷媒出口连接，第二热交换器1511 的冷媒出口与燃烧炉11连接。第三热交换器1521中与过程气换热后的空气进入第二热交换器1511中，并作为低温气体与从第一反应床层a排出的温度较高的过程气进行热量交换，降温后的过程气进入第二反应床层b中继续反应。其中在第一反应床层a中过程气中的二氧化硫转化成三氧化硫。

其中，经过第四热交换器1531、第三热交换器1521和第二热交换器1511 的空气温度逐渐升高(可升高至500度左右)，将温度升高后的空气直接输送至燃烧炉11中，高温空气可以为燃烧炉11提供部分热量，以减少燃烧炉11中燃料的使用。节约了干法制硫酸工艺中所需的能量。

可选的，第二热交换器1511的冷媒出口与外界连通。在第二热交换器1511 中交换温度后的空气量已经过于饱和，燃烧炉11接受大部分高温空气即可，剩余小部分高温空气可以直接从第二热交换器1511的冷媒出口排出至外界中。

可选的，第一降温组件13包括蒸汽发生器131和冷却塔132，第三降温器件153还包括第五热交换器1532，蒸汽发生器131的热媒入口与第一热交换器 12的热媒出口连接，蒸汽发生器131的热媒出口与冷却塔132连接，蒸汽发生器131的冷媒出口与第五热交换器1532的冷媒入口连接。其中，蒸汽发生器 131是利用燃料或其他能源的热能把水加热成蒸汽的设备，蒸汽发生器131中的水吸收了过程气中的热量生成水蒸气，过程气中的热量被水吸收后温度降低，同时减少过程气对设备的腐蚀。热量将蒸汽发生器131中的水生成饱和蒸汽。饱和蒸汽进入第五热交换器1532中进行热量交换。过程气温度过高时，具有很强的腐蚀性，直接进入冷却塔132会对冷却塔132造成腐蚀，因此在第一热交换器12和冷却塔132中间设置蒸汽发生器131，防止了高温过程气对冷却塔132 的腐蚀。

可选的，蒸汽发生器131的冷媒出口与第五热交换器1532的冷媒入口之间还设置有控压控温组件18。控压控温组件18对从蒸汽发生器131排出的饱和蒸汽(饱和蒸汽的压力可以为5.8兆帕)进行压力和温度的控制，使其在第五热交换器1532中作为低温蒸汽与过程气进行换热。换热后的饱和蒸汽温度升高，成为过热蒸汽(过热蒸汽的压力可以为4.0兆帕)，排出第五热交换器1532。

可选的，蒸汽发生器131的冷媒入口与除氧水管道g连接。蒸汽发生器131 通常使用除氧水作为蒸汽发生器给水，除氧水也称脱氧水，可以防止蒸汽发生器氧腐蚀。

可选的，冷却塔132包括连接着的急冷塔1321和过冷塔1322，急冷塔1321 与蒸汽发生器131的热媒出口连接，过冷塔1322与干燥组件14连接。急冷塔 1321可以对气体进行快速降温，但是降温后的过程气仍然温度较高，无法进入干燥组件14中，因此在急冷塔1321与干燥组件14中间设置一个过冷塔1322，继续对从急冷塔1321排出的高温过程气进行降温。干燥组件14可以去除过程气中的大量水蒸气，从燃烧炉11出来的过程气需在干燥组件14中干燥后再在后续的反应床层中进行反应。

从吸收塔16排出的废烟气进入尾气处理组件17中，在尾气处理组件17 中设置活性炭，对废烟气进行过滤，过滤后的气体达到排放标准，从烟囱y排出。省去了现有技术中在尾气处理组件中进行碱洗等反应的步骤，节省了能源。

综上所述，本实用新型实施例提供一种包括燃烧炉、第一热交换器、第一降温组件、干燥组件、第一降温器件、第二降温器件、第三降温器件、第一反应床层、第二反应床层、第三反应床层、吸收塔和尾气处理组件的干法制硫酸装置，其中燃烧炉与第一热交换器的热媒入口连接，第一热交换器的热媒出口与第一降温组件连接，第一降温组件与干燥组件连接，干燥组件与第一热交换器的冷媒入口连接，第一热交换器的冷媒出口与第一反应床层连接，第一反应床层与第一降温器件连接，第一降温器件与第二反应床层连接，第二反应床层与第二降温器件连接，第二降温器件与第三反应床层连接，第三反应床层与第三降温器件连接，第三降温器件与吸收塔连接，吸收塔与尾气处理组件连接。本实用新型中的过程气从干燥组件排除后进入第一热交换器预热后直接进入第一反应床层，无需再配置电加热设备，且减少了反应床层与吸收塔的数量，解决了相关技术中干法制硫酸装置中设备较多，工艺流程繁琐的问题。达到了简化干法制硫酸工艺的效果。

在本实用新型中，术语“第一”和“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“多个”指两个或两个以上，除非另有明确的限定。

以上所述仅为本实用新型的一些实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围。