一种低温位余热生产热水并循环利用的工艺的制作方法
【专利摘要】一种低温位余热生产热水并循环利用的工艺，包括板式热回收器、管壳式酸冷器、热水补水槽、热水循环泵和旁路阀门。本发明工艺系统可以将冶炼烟气制酸、硫磺制酸及硫铁矿制酸过程中SO3吸收产生的低温位热能的回收利用，不仅可以减少制酸系统循环冷却水的用量，还可以减少其他生产生活环节中蒸汽用量，具有良好的节能减排效应，能够降低企业生产运行成本，提高企业经济效益。
【专利说明】
一种低温位余热生产热水并循环利用的工艺
技术领域
[0001]本发明公开了一种低温位余热生产热水并循环利用的工艺，可将冶炼烟气制酸、硫磺制酸及硫铁矿制酸过程中SO3吸收产生的低温位热能的回收利用，属于余热回收技术领域。
【背景技术】
[0002]冶炼烟气制酸、硫磺制酸、硫铁矿制酸等企业中，硫酸生产装置中产生的热量主要来自S02转化过程的反应热以及SO3吸收过程的反应热。其中S02转化反应热属于中温位热，目前大部分企业都已回收。而SO3吸收过程产生的反应热，属于低温位热，大部分企业没有回收这部分热量。一般这些热量都是通过酸冷器移出，通过循环水冷却塔释放到大气中，热能白白浪费掉了，而这部分热量约占整个制酸系统释放热量的25%?30%。
[0003]目前，国内外已有很多硫酸生产企业将SO3吸收过程中的低温位热回收生产饱和蒸汽。该技术生产装置流程长，投资大，并且要求制酸烟气中SO2浓度较稳定，浓度较高等。因此在SO2浓度较高、较稳定的制酸系统中较适用。但对铅、锌等冶炼烟气波动较大，气浓不太高的制酸系统，该技术不太适合。
[0004]近年来，也有少部分企业采用了板式换热器回收SO3吸收塔热量生产热水。将热水栗设在板式换热器之前，热水槽作热水中间槽用。由于热水槽规格较大，配置在地面上，热水栗有效净吸入压头不能满足要求，易产生汽蚀现象。另外，板式换热器处于热水循环栗之后，热水侧压力大于酸侧压力，在换热器板片破裂时，容易出现水向酸中泄漏而不能快速检测的风险。因此解决以上问题成为硫酸行业低温位热回收产热水领域的研究热点。
【发明内容】
[0005]本发的目的是要通过对硫酸生产中低温位热回收产热水装置的配置优化，实现降低装置的投资，避免装置中热水循环栗出现汽蚀现象，同时能够精准调控产出热水的温度。
[0006]本发明一种低温位余热生产热水并循环利用的工艺包括板式热回收器、管壳式酸冷器、热水补水槽、热水循环栗和阀门，工艺系统运行过程为:
(a)当热水使用装置(10)需要热量多于SO3吸收塔(12)可回收热量时，关闭板式热回收器酸侧旁路自动阀门(5)和板式热回收器酸侧旁路手动阀门(6)，开启板式热回收器主管道上手动阀门(7)，关闭管壳式酸冷器主管道上手动阀门(9)，开启管壳式酸冷器酸侧旁路手动阀门(8);自SO3吸收塔循环栗(11)来的热浓硫酸首先送至板式热回收器(I)中，与热水进行热交换，热水得到加热，热交换后的浓硫酸直接进入SO3吸塔(12)循环使用。
[0007](b)当热水使用装置(10)需要的热量小于SO3吸收塔(12)可回收热量时，通过调节板式热回收器酸侧旁路自动阀门(5)和板式热回收器酸侧旁路手动阀门(6)的开度来控制进入板式热回收器(I)中浓硫酸的量，进而调节热交换后的热水温度;关闭管壳式酸冷器酸侧旁路手动阀门(8)，开启管壳式酸冷器主管道上手动阀门(9)，进入管壳式酸冷器(2)中的浓硫酸通过循环给水进一步冷却后进入SO3吸收塔(12)。
[0008](c)当热水使用装置(10)不需要热水时，关闭板式热回收器主管道上手动阀门
(7)，开启板式热回收器酸侧旁路自动阀门(5)和板式热回收器酸侧旁路手动阀门(6)，S03吸收塔循环栗(11)来的热浓硫酸全部进入管壳式酸冷器(2)，通过循环给水冷却后进入SO3吸收塔(12)。
[0009](d)在板式热回收器(I)后设置热水循环栗(4)，通过热水循环栗(4)把热水送至热水使用装置(10)，并通过布置在干吸工段平台(13)上的热水补水槽(3)向系统补充水。
[0010]所述的板式热回收器酸侧旁路自动阀门(5)连接的管道直径小于板式热回收器酸侧旁路手动阀门(6)连接的管道直径。
[0011]所述的板式热回收器(I)后设置热水循环栗(4);使得板式热回收器的酸侧压力大于热水侧的压力，并通过自动监测热水侧的出水PH值来判断板式热回收器是否泄漏，同时大大降低了板式热回收器热水侧的工作压力和设计压力。
[0012]所述的热水补水槽(3)布置在干吸工段平台(13)上，保证了热水循环栗(4)的有效静吸入压头，防止热水循环栗出现汽蚀现象。
[0013]通过管路系统来循环热水，所述的热水补水槽(3)只作系统补充水用，大大减小了热水补水槽(3)容积。
[0014]本发明的有益效果在于:
1、板式热回收器旁路设置了两根不同规格的旁路管道。在大规格管道上安装手动阀门，在小规格管道上安装自动调节阀。相比设置一个相同流量旁路的做法，本设置方法减小了调节阀门的规格，增加了调节阀门的灵敏度，能够精准调控产出热水温度。
[0015]2、在板式热回收器后设置热水循环栗，使得板式热回收器的酸侧压力大于热水侧的压力，并通过自动监测热水侧的出水PH值来判断板式热回收器是否泄漏，同时大大降低了板式热回收器热水侧的工作压力和设计压力。
[0016]3、热水补水槽布置在干吸工段平台上，保证了热水循环栗的有效静吸入压头，防止热水循环栗出现汽蚀现象。
[0017]4、通过管路系统来循环热水，热水补水槽只作系统补充水用，大大减小了热水槽容积。
[0018]本发通过对硫酸生产中低温位热回收产热水装置的结构设计，避免装置中热水循环栗出现汽蚀现象，降低了热回收板式换热器的设计压力，减小了热水槽的容积，提高了调控产出热水温度的灵敏度，降低了装置的投资，实现了精准调控产出热水温度的目的，具有良好的节能减排效应，提高了企业经济效益。
【附图说明】
[0019]图1:本发明低温位余热生产热水并循环利用的工艺流程图；
图中:1、板式热回收器;2、管壳式酸冷器;3、热水补水槽;4、热水循环栗;5、板式热回收器酸侧旁路自动阀门；6、板式热回收器酸侧旁路手动阀门；7、板式热回收器主管道上手动阀门；8、管壳式酸冷器酸侧旁路手动阀门；9、管壳式酸冷器主管道上手动阀门；10、热水使用装置;11、SO3吸收塔循环栗；12、SO3吸收塔。
【具体实施方式】
[0020]以下结合实施例和附图对本发明作进一步说明。
[0021]实施例1
本发明应用于某新建铜冶炼烟气制酸装置的干吸工段，利用一吸塔高温浓酸的低温位余热生产热水并循环利用。
[0022]工艺流程如图1所示，系统叙述如下:
从电解车间来的约70°C低温热水进入制酸系统干吸工段板式热回收器(I)吸收热量，吸收热量后的热水温度通过板式热回收器酸侧旁路上自动调节阀门(5)控制为95°C。
[0023]然后，95°C热水通过板式热回收器(I)后的热水循环栗(4)送至电解车间加热电解液和供全厂生活用。热水补水槽(3)布置在干吸工段12.0OOm大平台上，用于向系统补充水。
[0024]其中，冬季时，电解车间加热电解液和供全厂生活用需要大量热水，此时，关闭板式热回收器(I)酸侧两根不同规格旁路上的手动阀门(6)和自动调节阀门(5)，同时开启进板式热回收器主管道上手动阀门(7)，关闭管壳式酸冷器主管道上手动阀门(9)开启旁路阀门(8)，降温后的浓硫酸直接进入SO3吸塔(12)循环使用;夏季时，加热电解车间电解液和加热全厂生活用水所需要的热量小于一吸塔可回收热量，此时，通过调节板式热回收器旁路管道上的调节阀开度来控制进入板式热回收器的硫酸量，进而调节产出热水量，剩余部分余热经过管壳式酸冷器(2)移除；当电解车间不需要热水时，开启板式热回收器(I)酸侧两根不同规格旁路上的手动阀门(6)和自动调节阀门(5)，同时关闭进板式热回收器主管道上手动阀门(7)，全部高温浓硫酸通过板式热回收器(I)酸侧旁路直接进入管壳式酸冷器(2)，通过外部循环水冷却后进入一吸塔。
【主权项】
1.一种低温位余热生产热水并循环利用的工艺，其特征在于:所述的工艺包括板式热回收器、管壳式酸冷器、热水补水槽、热水循环栗和阀门，工艺系统运行过程为: (a)当热水使用装置(10)需要热量多于SO3吸收塔(12)可回收热量时，关闭板式热回收器酸侧旁路自动阀门(5)和板式热回收器酸侧旁路手动阀门(6)，开启板式热回收器主管道上手动阀门(7)，关闭管壳式酸冷器主管道上手动阀门(9)，开启管壳式酸冷器酸侧旁路手动阀门(8);自SO3吸收塔循环栗(11)来的热浓硫酸首先送至板式热回收器(I)中，与热水进行热交换，热水得到加热，热交换后的浓硫酸直接进入SO3吸塔(12)循环使用； (b)当热水使用装置(10)需要的热量小于SO3吸收塔(12)可回收热量时，通过调节板式热回收器酸侧旁路自动阀门(5)和板式热回收器酸侧旁路手动阀门(6)的开度来控制进入板式热回收器(I)中浓硫酸的量，进而调节热交换后的热水温度;关闭管壳式酸冷器酸侧旁路手动阀门(8)，开启管壳式酸冷器主管道上手动阀门(9)，进入管壳式酸冷器(2)中的浓硫酸通过循环给水进一步冷却后进入SO3吸收塔(12); (c)当热水使用装置(10)不需要热水时，关闭板式热回收器主管道上手动阀门(7)，开启板式热回收器酸侧旁路自动阀门(5)和板式热回收器酸侧旁路手动阀门(6)，S03吸收塔循环栗(11)来的热浓硫酸全部进入管壳式酸冷器(2)，通过循环给水冷却后进入SO3吸收塔(12)； (d)在板式热回收器(I)后设置热水循环栗(4)，通过热水循环栗(4)把热水送至热水使用装置(10)，并通过布置在干吸工段平台(13)上的热水补水槽(3)向系统补充水。2.根据权利要求1所述的一种低温位余热生产热水并循环利用的工艺，其特征在于:所述的板式热回收器酸侧旁路自动阀门(5)连接的管道直径小于板式热回收器酸侧旁路手动阀门(6)连接的管道直径。3.根据权利要求1所述的一种低温位余热生产热水并循环利用的工艺，其特征在于:所述的板式热回收器(I)后设置热水循环栗(4);使得板式热回收器的酸侧压力大于热水侧的压力，并通过自动监测热水侧的出水PH值来判断板式热回收器是否泄漏，同时大大降低了板式热回收器热水侧的工作压力和设计压力。4.根据权利要求1所述的一种低温位余热生产热水并循环利用的工艺，其特征在于:所述的热水补水槽(3)布置在干吸工段平台(13)上，保证了热水循环栗(4)的有效静吸入压头，防止热水循环栗出现汽蚀现象。5.根据权利要求1所述的一种低温位余热生产热水并循环利用的工艺，其特征在于:通过管路系统来循环热水，所述的热水补水槽(3)只作系统补充水用，大大减小了热水补水槽(3)容积。
【文档编号】C01B17/80GK105905873SQ201610252714
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年4月22日
【发明人】胥永, 王召启, 涂瑞, 施群
【申请人】中国瑞林工程技术有限公司