一种用于硫酸吸收工段的余热利用系统的制作方法

本实用新型涉及硫酸生产技术领域，特别涉及一种用于硫酸吸收工段的余热利用系统，尤其涉及一种热能利用效率更高且能产生低压蒸汽和中压蒸汽的余热利用系统。

背景技术：

常见的硫酸生产系统包括依次设置的沸腾炉、炉气预热利用装置、净化工段、转化工段、吸收工段和尾气处理工段等，吸收工段得到符合要求的浓硫酸送至成品工段的地槽中，净化工段通常包括依次连接的旋风除尘器、电除尘器、波动洗涤装置、电除雾装置和干燥塔，吸收工段包括至少一个吸收塔，从转化工段输出的so3气体的温度非常高（超过170℃），不利于在吸收塔反应，现有技术中通常会在转化工段与吸收塔之间设置一个热回收塔用于回收so3气体能量，热回收塔再通过回收的热量加热脱盐水产生低压蒸汽。

如申请号为cn201420764099.8的专利提供了一种硫酸低温余热利用系统包括热回收塔、循环槽、蒸汽发生器、混合器、锅炉给水加热器、除氧器和脱盐水加热器，所述热回收塔由上至下分为二级填料层和一级填料层，所述二级填料层和一级填料层分别设有二级喷淋和一级喷淋；所述二级喷淋与干燥酸冷却器连接，所述热回收塔底部的酸出口、循环槽、蒸汽发生器、混合器和一级喷淋通过管路依次连接组成酸循环喷淋系统，所述蒸汽发生器的酸出口、锅炉给水加热器和脱盐水加热器通过管路依次连接组成酸降温通道，所述脱盐水加热器、除氧器、锅炉给水加热器和蒸汽发生器的入水口通过管路依次连接组成水升温通道，所述除氧器的出水口与混合器的加水口连接。

申请人在采用前述技术时发现如下问题：

1、在生产厂区（通常与磷肥生产位于同一厂区）还需要中压蒸汽，现有的余热利用系统仅能产生低压蒸汽；

2、混合器采用的冷酸与水的温度均较高，导致整个系统中循环的酸的温度都较高，对设备要求高；

3、换热降温后的酸仅输出至吸收塔循环槽，并不能补充二级喷淋消耗的磷酸。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种用于硫酸吸收工段的余热利用系统，该系统能产生低压蒸汽和中压蒸汽，并调整了部分酸的走向和混合器的原料来源使整个系统中的酸的温度更低。所述技术方案如下：

本实用新型实施例提供了一种生产硫酸的干吸工段的低温余热利用系统，包括热回收塔1、热回收塔循环槽2、蒸汽发生器3、混合器4、脱盐水生产装置、除氧器、第一热交换器7、第二热交换器8、第三热交换器9、中压锅炉和省煤器，所述热回收塔1的进气口和出气口分别通过管路与转化工段和吸收工段的吸收塔连接构成气体降温通道，所述热回收塔1由上至下分为二级填料层5和一级填料层6，所述二级填料层5和一级填料层6分别设有二级喷淋和一级喷淋，所述热回收塔1底部的酸出口、热回收塔循环槽2、蒸汽发生器3、混合器4和一级喷淋通过管路依次连接组成酸循环喷淋系统；所述蒸汽发生器3的出酸口、第一热交换器7、第二热交换器8和第三热交换器9通过管路依次连接组成酸降温通道，所述第三热交换器9的酸出口通过管路与吸收工段的吸收塔循环槽和净化工段的干燥塔循环槽连接，所述脱盐水生产装置、第三热交换器9和除氧器的进口通过管路依次连接；所述除氧器的出口分两路输出，所述除氧器的出口、第一热交换器7和蒸汽发生器3的进水口通过管路依次连接用于产生低压蒸汽，所述除氧器的出口、第二热交换器8、省煤器和中压锅炉通过管路依次连接用于产生中压蒸汽；所述中压锅炉的烟气出口通过管路与省煤器的进气口连接，所述二级喷淋通过管路与吸收工段的吸收塔酸冷却器连接，所述混合器4通过管路与干燥塔循环槽连接且其上设有进水口和空气进口。

进一步地，本实用新型例中的热回收塔循环槽2的出酸口通过管路与成品工段的地槽连接。

本实用新型实施例提供的技术方案的有益效果为：该系统中能同时供应低压蒸汽和中压蒸汽，同时采用第三热交换器同时为低压蒸汽用水和中压蒸汽用水进行预热，水量更大能将输出至吸收塔循环槽和干燥塔循环槽的酸的温度降至更低。并调整了部分酸的走向和混合器的原料来源使整个系统中的酸的温度更低，热回收塔输出的酸的温度比现有技术低20-40℃，对设备的损耗更小。

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生产硫酸的干吸工段的低温余热利用系统的流程图；

图2是本实用新型实施例提供的生产硫酸的干吸工段的低温余热利用系统的部分结构示意图。

图中：1热回收塔、2热回收塔循环槽、3蒸汽发生器、4混合器、5二级填料层、6一级填料层、7第一热交换器、8第二热交换器、9第三热交换器。

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。

参见图1和2，本实用新型提供了一种生产硫酸的干吸工段的低温余热利用系统，该系统包括热回收塔1、热回收塔循环槽2、蒸汽发生器3、混合器4、脱盐水生产装置和除氧器等，热回收塔1的进气口和出气口分别通过管路与转化工段（转化塔）和吸收工段的吸收塔连接构成气体降温通道，热回收塔1由上至下分为二级填料层5和一级填料层6，二级填料层5和一级填料层6分别设有二级喷淋和一级喷淋。具体地，热回收塔1是由特殊材料制造的立式圆柱形设备，内装两段填料。下部的填料层为一级填料层6，上部的填料层为二级填料层5，热回收塔1顶部设除雾器。热回收塔循环槽2是卧式圆柱形设备，由特殊材料制造。高温循环泵装在高温循环槽2内。蒸汽发生器3是一台低压釜式锅炉，管程走酸，壳程走水，其换热管为特殊材料制造；高温浓硫酸由高温循环泵送入蒸汽发生器3的管程，与壳程的锅炉给水换热。混合器4是一台耐酸钢内衬特殊四氟设备，用于将吸收了so3后浓硫酸稀释到99%（本专利中还有降温的作用）。脱盐水生产装置和除氧器为常见设备，为锅炉的配套设备用于得到低盐和无氧的锅炉给水。热回收塔1底部的酸出口、热回收塔循环槽2、蒸汽发生器3(管程)、混合器4和一级喷淋通过管路依次连接组成酸循环喷淋系统。前述结构与现有的低温余热利用系统基本相同，不同之处在于：本实施例中的低温余热利用系统还包括第一热交换器7、第二热交换器8、第三热交换器9、中压锅炉和省煤器等，第一热交换器7、第二热交换器8和第三热交换器9均为卧式管壳式换热器，管程走酸，壳程走水。中压锅炉和省煤器均为常规设备且配套使用用于生产中压蒸汽。蒸汽发生器3的出酸口（其输出的管路上设有阀门组，输出的酸主要满足热回收塔1的喷淋，富余酸输出至第一热交换器7）、第一热交换器7（管程）、第二热交换器8（管程）和第三热交换器9（管程）通过管路依次连接组成酸降温通道。第三热交换器9的（管程）酸出口通过管路与吸收工段的吸收塔循环槽和净化工段的干燥塔循环槽连接（管路上设有阀门组，根据实际需要输出至两个循环槽）。脱盐水生产装置（进水口与供水装置（如自来水管网）连接）、第三热交换器9（壳程）和除氧器的进口通过管路依次连接用于提供锅炉给水。除氧器的出口分两路输出（管路上设有阀门组，根据实际需要输出至第一热交换器7和第二热交换器8），除氧器的出口（其中一路输出）、第一热交换器7（壳程）和蒸汽发生器3（壳程）的进水口通过管路依次连接用于产生低压蒸汽，蒸汽发生器3的蒸汽出口与低压蒸汽管网连接（通常送至磷铵车间）；除氧器的出口（另一路输出）、第二热交换器8（壳程）、省煤器和中压锅炉通过管路依次连接用于产生中压蒸汽，中压锅炉的出气口与中压蒸汽管网连接（可送至磷铵车间或复合肥车间或外售）。中压锅炉的烟气出口通过管路与省煤器的进气口连接用于回收锅炉烟气中的热量。二级喷淋通过管路与吸收工段的吸收塔酸冷却器连接；吸收工段中，吸收塔、吸收塔酸冷却器和吸收塔循环槽构成循环喷淋系统，吸收塔循环槽通过管路与成品工段的地槽连接将成品酸送入地槽。混合器4的进酸口（用于加入低温酸）通过管路与干燥塔循环槽连接且其上设有进水口（通过管路与喷射水泵连接，用于提供常温清水）和空气进口（通过管路与空气储罐连接，用于提供压缩空气）。

进一步地，本实用新型例中的热回收塔循环槽2的出酸口通过管路与成品工段的地槽连接，用于将符合要求的硫酸或停机时的硫酸送入成品工段。

前述各结构之间的管路上根据需要设置泵、流量计、气压计和/或温度计等结构，其结构为本领域的技术人员所熟知，故省略详细描述。具体地，第一热交换器与除氧器之间的管路上设置阀门与蒸汽发生器联锁（温度与液位）；混合器4的进水口上设置阀门与混合器出口处的浓度联锁；蒸汽发生器3的出酸口设置阀门组分两路输出与热回收塔循环槽2的液位联锁；蒸汽发生器3的蒸汽出口设置阀门与蒸汽发生器3的压力等联锁。

下面结合图1和2对本专利的工作过程进行说明：

转化工段输出的so3气体（176℃）经热回收塔的两级喷淋后降温至63℃，再输出至吸收塔。其中，一级喷淋采用来自混合器的浓硫酸（168℃，99%），二级喷淋采用来自吸收塔酸冷却器（66℃）。热回收塔中经换热后的浓硫酸（177℃，99.2-99.8%）由热回收塔循环槽输出至蒸汽发生器，酸经换热后，分两路输出（172℃），一路输出至混合器（主要），另一路输出至第一热交换器（富余），经蒸汽发生器换热后的酸依次经第一热交换器（降温至167℃）、第二热交换器（降温至158℃）和第三热交换器（降温至145℃），第三热交换器份两路输出，一路输出至吸收塔循环槽（与吸收塔冷却器和吸收塔连接），另一路输出至干燥塔循环槽（干燥塔循环槽输出至混合器），经测算输出至吸收塔循环槽的流量稍大。混合器接收来自蒸汽发生器和干燥塔循环槽的酸与空气和水混合，向热回收塔供酸。以上形成整个酸循环，符合要求的酸由热回收塔循环槽和吸收塔外排。

常温水经脱盐水生产装置脱氧、经第三热交换器加热（83℃）和经除氧器除氧后分两路输出，一路输出至第二热交换器升温至108℃（气水混合物），再经省煤器、中压锅炉得到中压蒸汽（送入中压蒸汽管网）。另一路输出至第一热交换器（升温至160℃），再输出至蒸汽发生器，最后进入（158℃）低压蒸汽管网。

其中，本实用新型实施例中的“第一”、“第二”和“第三”仅起区分作用，无其他特殊意义。

以上所述本实用新型的具体实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限定。任何根据本实用新型的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围内。