[发明专利]硫酸生产中制酸低温位热能回收方法

说明书

技术领域

本发明涉及硫酸，具体来说涉及硫酸生产过程中制酸工序低温位热能回 收方法。

背景技术

硫酸生产过程中，制酸工段低温位热能绝大部分装置采用循环冷却水将 其带走，此热量约占硫酸生产过程中总发热量的30％，如此不仅消耗大量的 循环水及相应的动力，而且造成了低温位热能的损失。

为回收利用此热量，国内外科研工作者不断尝试各种有效途径，至目前 为止，较为成熟的制酸低温位热能回收工艺为美国孟山都公司开发的“HRS” 系统，该系统可回收制酸低温位热能后产生0.4～1.0MPa的低压饱和蒸汽，硫 磺制酸装置产汽率约0.4～0.6t/t酸，硫铁矿制酸装置产汽率约0.2～0.35t/t 酸。但该系统具有如下缺点：

1)投资巨大；400kt/a硫磺制酸装置改造需5000万元左右；

2)操作控制范围太窄；该装置要求制酸酸浓控制在99％～100％之间进 行操作，否则将产生剧烈腐蚀，而目前国内硫酸生产中装置负荷频繁，难以 达到如此之高的控制水平；

3)老系统改造需额外增加4kPa左右阻力损失，受到原装置二氧化硫主风 机压头限制，多数硫酸厂难以实施改造；

4)应用推广极为缓慢，此技术为上世纪80年代左右出现的，至今国内仅 有苏州一个硫磺制酸装置引用了这一技术并达到稳定运行外，其余尚无相关 运用报道。

发明内容

本发明的目的在于提供硫酸生产中制酸低温位热能回收方法，以解决硫 酸生产过程中制酸工序低温位热能很难回收的问题。

这个问题是在硫酸生产时，制酸工段干燥塔、第一吸收塔、第二吸收塔 都要用酸进行循环，循环酸带出大量的反应热、气体降温释放热、稀释热、 混合热等，出塔酸温分别为70℃、104℃、86℃。为了提高干燥率和吸收率， 必须分别将循环酸温降至50℃、80℃、70℃后入塔进行干燥和吸收。既要使 循环酸冷却降温，又要尽可能回收大量的低温位热能。

为此，发明人针对在硫酸生产时，制酸工段干燥塔、第一吸收塔、第二 吸收塔循环酸热量的回收提供了以下技术方案：

本发明的硫酸生产中制酸低温位热能回收方法，是由螺杆膨胀动力机组 4，循环用的管道泵6和脱盐水加热器1通过管道连接组成热能回收装置；其 中脱盐水加热器1通过管道连接螺杆膨胀动力机组中的工质加热器8和循环 用的管道泵6连接成一个回路，将从制酸工序吸收塔出塔的高温循环酸引入 脱盐水加热器，经过热交换，循环酸浓硫酸7通过脱盐水加热器1的管间， 除氧脱盐水2走管内，浓硫酸7被降温后回到系统进行循环吸收，所放出的 热量被除氧脱盐水带出；除氧脱盐水被加热后进入螺杆膨胀动力机组的循环 工质加热器8，放热后通过管道泵循环，实现循环换热；低沸点工质与脱盐水 采用间接换热，或直接用低沸点工质与硫酸间接换热，低沸点工质被加热后 蒸发、升压，然后通过螺杆膨胀动力机实现发电或直接拖动其它原动力设备， 工质继续循环，从而达到对制酸低温位热能有效的回收。

上述硫酸生产中制酸低温位热能回收方法，其中螺杆膨胀动力机组包括工 质加热器、工质冷凝器、螺杆膨胀动力机、发电机及电仪控制系统。

上述硫酸生产中制酸低温位热能回收方法，其中的高温循环酸的温度为 104℃±8℃，循环酸被降温后的温度为85℃±8℃。

上述硫酸生产中制酸低温位热能回收方法，其中的除氧脱盐水被加热后的 温度为80℃±8℃。

上述硫酸生产中制酸低温位热能回收方法，其中低沸点工质是氨水，或是 二甲谜。

说明：①目前，因干燥塔出塔循环酸温度稍低，暂不考虑其循环酸热量的 回收；②考虑到泄漏时产生的隐患和材质选择的难度，鉴于目前的设备水平， 暂不考虑直接用低沸点工质与硫酸间接换热；③螺杆膨胀动力机组可以从市 场购置，只需按照设计的技术路线及工艺流程进行配管。

使用本发明的热能回收装置，应按以下要点进行操作：

1)补充除氧脱盐水直至灌满脱盐水加热器及管路

2)启动脱盐水管道泵建正常循环，等待硫酸装置投料开车。

3)硫酸装置开车后当脱盐水加热器进口浓硫酸温度上升至80℃后，启动 工质泵开始工质循环工作，之后系统转入正常运行。