一种硫磺制酸装置低温热回收系统的制作方法

1.本实用新型涉化工生产领域，具体涉及一种硫磺制酸装置低温热回收系统。


背景技术：

2.我国硫铁矿资源丰富，硫磺资源匮乏，早期制酸装置以硫铁矿制酸为主。随着国内大量进口国外含硫原油及对国外硫磺的进口，近十几年我国硫磺制酸工程得到大力发展，目前硫磺制酸占据了制酸行业的主导地位。
3.近几十年国内外硫磺制酸工艺大同小异，基本上都是采用接触法两转两吸制酸工艺，生产过程主要在焚硫工段，转化工段及干吸工段中完成；焚硫工段中，液体硫磺通过雾化喷枪送入焚硫炉，与经过干燥的空气在焚硫炉内充分燃烧生成二氧化硫烟气，焚硫工段产生的二氧化硫烟气经余热锅炉降温至420℃左右进入转化器，二氧化硫烟气在钒催化剂作用下转化为三氧化硫烟气，转化工段生产的三氧化硫烟气送入吸收塔，吸收塔内用98.3％浓硫酸吸收三氧化硫烟气，生成浓硫酸。上述过程均包含放热反应，目前我国硫磺制酸装置对高温和中温余热已充分回收利用，但是干吸工段反应余热为低温余热(温度在100℃左右)，同时余热载体为强氧化腐蚀的浓硫酸，对其回收难度很大，目前国内对这部分余热回收利用的较少。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本实用新型的目的是克服现有技术中的缺陷，提供一种硫磺制酸装置低温热回收系统，可对制酸系统中的干吸工段的低温余热进行高效的热回收。
5.本实用新型的一种硫磺制酸装置低温热回收系统，包括吸收塔，所述吸收塔的酸出口处连接有酸循环泵，所述吸收塔的酸入口连接有酸浓控制器，还包括热泵系统和余热锅炉，所述热泵系统包括蒸发侧和冷凝侧，所述蒸发侧具有高温酸输入干路和低温酸输出干路，所述酸循环泵的出口和酸浓控制器的酸入口分别连接高温酸输入干路和低温酸输出干路，所述热泵系统的冷凝侧设置在所述余热锅炉中。
6.进一步，所述热泵系统包括依次连接的蒸发器、压缩机和冷凝器，所述蒸发器和冷凝器之间还设置有膨胀阀，所述蒸发器作为蒸发侧连接在酸循环泵和酸浓控制器之间，所述冷凝器作为冷凝侧设置在所述余热锅炉中。
7.进一步，还包括除氧水预热器和脱盐水预热器，所述除氧水预热器的热源入口通过支管路连接在低温酸输出干路上，除氧水预热器的热源出口与脱盐水预热器的热源入口连接，所述除氧水预热器的水出口与所述余热锅炉的水入口连接。
8.进一步，还包括除氧器，所述除氧器具有脱盐水入口、蒸汽入口以及除氧水出口，所述脱盐水入口与所述脱盐水预热器的水出口连接，所述蒸汽入口与所述余热锅炉的蒸汽出口连接，所述除氧水出口与所述除氧水预热器的水入口连接。
9.进一步，至少所述高温酸输入干路和热泵系统的蒸发侧采用高合金奥氏体不锈钢、超级奥氏体不锈钢或高硅奥氏体不锈钢制成。
10.本实用新型的有益效果是：本实用新型公开的一种硫磺制酸装置低温热回收系统，利用热泵系统和余热锅炉对干吸工段中的吸收塔产生的浓硫酸进行低温热回收，其中热泵系统可将浓硫酸中的低品位热能转换为高品位热能用以给余热锅炉供热，得到高温蒸汽，而高温蒸汽在制酸系统中应用广泛，提高了低温余热的利用率；另外，利用热泵系统将热回收系统的中酸侧和水侧相隔离，避免高温酸和水发生渗漏混合。
附图说明
11.下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述：
12.图1为本实用新型的结构示意图；
13.图2为本实用新型中热泵系统的结构示意图。
14.附图标记说明：吸收塔1、酸循环泵2、酸浓控制器3、热泵系统4、高温酸输入干路401、低温酸输出干路402、蒸发器403、压缩机404、冷凝器405、膨胀阀406、余热锅炉5、除氧水预热器6、脱盐水预热器7、除氧器8。
具体实施方式
15.下面将对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
16.如图1
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2所示，本实施例中的一种硫磺制酸装置低温热回收系统，包括吸收塔1，三氧化硫烟气从吸收塔1下部进入，在填料层与上部喷淋而下的高温浓硫酸充分接触，气
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液相间传质传热，经吸收塔1吸收后的烟气从塔顶引出，所述吸收塔1的酸出口处连接有酸循环泵2，作为整个余热回收系统循环酸的动力源，下塔酸由酸循环泵2泵送，所述吸收塔1的酸入口连接有酸浓控制器3，低温热回收系统还包括热泵系统4和余热锅炉5，所述热泵系统4包括蒸发侧和冷凝侧，所述蒸发侧具有高温酸输入干路401和低温酸输出干路402，所述酸循环泵2的出口和酸浓控制器3的酸入口分别连接高温酸输入干路401和低温酸输出干路402，所述热泵系统4的冷凝侧设置在所述余热锅炉5中，来自酸循环泵2的高温硫酸经高温酸输入干路401进入热泵系统4的蒸发侧，成为低温浓硫酸，再经过低温酸输出干路402进入酸浓控制器3，在酸浓控制器3内逆向喷射除氧水稀释酸浓，进入吸收塔1继续吸收三氧化硫烟气，而热泵系统4将来自高温酸的低品位热能转换成高品位热能，在余热锅炉5中释放，得到饱和蒸汽，实现低温热能的回收。
17.本实施例中，所述热泵系统4包括依次连接的蒸发器403、压缩机404和冷凝器405，所述蒸发器403和冷凝器405之间还设置有膨胀阀406，他们之间通过管道连接，管道中具有传热介质，所述蒸发器403作为蒸发侧连接在酸循环泵2和酸浓控制器3之间，传热介质在蒸发器403处蒸发吸热，所述冷凝器405作为冷凝侧设置在所述余热锅炉5中，传热介质在冷凝器405中冷凝放热，为锅炉提供热能，热泵系统4具有高的能效比，节能环保。
18.浓硫酸的特性之一就是强腐蚀性，在高温情况下其腐蚀性更强，因此余热回收系统中需要防止硫酸从酸系统中向水系统中渗漏，而本实用新型中，利用热泵系统4作为过渡，相比于直接将高温硫酸引入余热锅炉5进行热交换，更为安全，检修更方便。为了提高酸
系统的耐腐蚀性，本实施例中，所述高温酸输入干路401和热泵系统4的蒸发侧均采用耐腐蚀材料，例如高合金奥氏体不锈钢、超级奥氏体不锈钢或高硅奥氏体不锈钢，吸收塔1全塔采用高合金奥氏体不锈钢制作，需内衬耐酸砖。
19.进一步，所述余热锅炉5的水来自于除氧水预热器6，所述除氧水预热器6的热源入口通过支管路连接在低温酸输出干路402上，浓硫酸虽然经过热泵系统4吸热，但是仍然带有一定热量，所述除氧水预热器6的后方连接有脱盐水预热器7，除氧水预热器6的热源出口与脱盐水预热器7的热源入口连接，出除氧水预热器6的产酸酸温下降后，进入脱盐水预热器7，进一步预热的脱盐水，该脱盐水在后续工序中进入除氧器8脱氧成为除氧水(预热后可以减少除氧器8除氧蒸汽的耗量)。
20.流经除氧水预热器6与脱盐水预热器7的硫酸经过一次余热回收，温度初步降低，因此除氧水预热器6与脱盐水预热器7的耐腐蚀要求有所降低，但是优选的仍然采用耐腐蚀材料，例如管程材料为耐高温浓酸310s不锈钢材料，壳程为304不锈钢材料。
21.本实施例中，所述除氧器8具有脱盐水入口、蒸汽入口以及除氧水出口，所述脱盐水入口与所述脱盐水预热器7的水出口连接，所述蒸汽入口与所述余热锅炉5的蒸汽出口连接，分出一部分饱和蒸汽作为除氧器8的供气，所述除氧水出口与所述除氧水预热器6的水入口连接。
22.最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。