用于硫磺制酸系统的余热回收利用装置及其回收工艺

1.本发明属于硫磺制酸余热回收技术领域，特别是涉及一种用于硫磺制酸系统的余热回收利用装置及其回收工艺。


背景技术：

2.各种含硫原料制取硫酸的生产过程中，含硫原料的燃烧、二氧化硫的氧化及三氧化硫的吸收三个主要过程均伴有大量的化学能释放出来。含硫原料的燃烧及二氧化硫的氧化过程中产生的高、中温余热利用均已有较为成熟的工艺。在硫酸装置干燥和吸收过程中，伴有大量的反应热、冷凝热和稀释热产生。随着国际能源问题的日益突出，如何高效的使用能源，回收各种余热和减小排热对环境的污染成为人们关注的焦点。
3.现有制酸工艺中，主要包括so3吸收热、硫酸生成热和稀释热，这些低温位余热，占制酸总余热量的25％～30％，采用循环冷却水将其带走，不仅浪费能源，而且消耗大量冷却水及相应的动力。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种用于硫磺制酸系统的余热回收利用装置及其回收工艺，解决了现有制酸工艺中，采用循环冷却水将其带走，不仅浪费能源，而且消耗大量冷却水及相应的动力的技术问题。
5.为达上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：
6.一种用于硫磺制酸系统的余热回收利用装置，包括制酸工艺吸收单元、焦炉煤气喷淋式饱和器法脱氨单元、母液加热循环泵、吸收酸冷却器、大母液循环泵，焦炉煤气喷淋式饱和器法脱氨单元的喷淋式饱和器的大母液出口同时连接母液加热循环泵和大母液循环泵连接，母液加热循环泵的与制酸工艺吸收单元连接，吸收酸冷却器与吸收酸冷却器连接；
7.制酸工艺吸收单元包括吸收塔、吸收酸缓冲槽、吸收酸冷却器、吸收酸液下泵，吸收塔底部与吸收酸缓冲槽连接，吸收酸缓冲槽与吸收酸液下泵连接，吸收酸液下泵与吸收酸冷却器连接，吸收酸冷却器与吸收塔连接。
8.可选的，焦炉煤气喷淋式饱和器法脱氨单元的喷淋式饱和器的大母液出口同时连接母液加热循环泵和大母液循环泵的入口连接，吸收酸冷却器的一个出口连接吸收酸冷却器的一个入口。
9.可选的，吸收酸冷却器的一个出口并入大母液循环泵的出口管道一同连接喷淋式饱和器的大母液喷淋管道入口，吸收酸冷却器的另一个入口连接饱和蒸汽管道，吸收酸冷却器的另一个出口连接蒸汽冷凝水管道。
10.可选的，吸收塔底部酸液出口连接吸收酸缓冲槽入口，吸收酸缓冲槽出口连接吸收酸液下泵的入口。
11.可选的，吸收酸液下泵出口连接吸收酸冷却器的另一个入口，吸收酸冷却器的另
一个出口连接吸收塔的吸收酸入口。
12.一种用于硫磺制酸系统的余热回收工艺，包括如下步骤：
13.步骤1，与焦炉煤气喷淋式饱和器法脱氨工艺相结合，用于加热喷淋式饱和器的循环硫铵母液；
14.步骤2，吸收酸循环槽内的吸收酸，经吸收酸液下泵输送至吸收酸冷却器和母液加热循环泵，与送来的循环硫铵母液进行换热，循环硫铵母液被加热，吸收酸被冷却；
15.步骤3，吸收酸冷却器的循环硫铵母液继续送至吸收酸冷却器，和低压饱和蒸汽进行换热：
16.步骤4，使循环硫铵母液维持喷淋式饱和器水平衡所需要的温度。
17.可选的，步骤2中的吸收酸循环槽内的吸收酸的温度控制在85～155℃。
18.可选的，步骤2中的循环硫铵母液温度由45～55℃被加热至55～65℃；吸收酸温度由85～155℃被冷却至75～85℃。
19.可选的，步骤3中当循环硫铵母液温度低于65℃时，在吸收酸冷却器内，水蒸汽冷凝放出潜热，加热循环硫铵母液，提供为维持喷淋式饱和器水平衡所需的剩余热量。
20.可选的，步骤3中当循环硫铵母液被加热至65～65℃；当循环硫铵母液温度高于或等于65℃时，循环硫铵母液在吸收酸冷却器内不换热，或被冷却至65～65℃。
21.本发明的实施例具有以下有益效果：
22.本发明的一个实施例实现了吸收酸的低温位余热利用率高，实现了低温位余热资源作为二次能源的开发和利用，提高了能源利用率，降低了排热对环境的污染，吸收酸冷却器不再需要循环冷却水，母液加热器的蒸汽消耗降低50％～100％，节能效果好，降低了运行成本，不改变制酸和硫铵的工艺流程，仅需增加母液加热循环泵，投资成本低，适用于新建工厂或老厂改造。
23.当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
24.构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
25.图1为本发明一实施例的结构示意图。
26.其中，上述附图包括以下附图标记：
27.吸收塔1、吸收酸缓冲槽2、吸收酸液下泵3、吸收酸冷却器4、母液加热器5、母液加热循环泵6、大母液循环泵7、喷淋式饱和器8、结晶泵9、小母液循环泵10、满流槽11、高位槽12。
具体实施方式
28.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。
29.为了保持本发明实施例的以下说明清楚且简明，本发明省略了已知功能和已知部
件的详细说明。
30.请参阅图1所示，在本实施例中提供了一种用于硫磺制酸系统的余热回收利用装置，包括：制酸工艺吸收单元、焦炉煤气喷淋式饱和器法脱氨单元、母液加热循环泵6、吸收酸冷却器5、大母液循环泵7，焦炉煤气喷淋式饱和器法脱氨单元的喷淋式饱和器8的大母液出口同时连接母液加热循环泵6和大母液循环泵7连接，母液加热循环泵6的与制酸工艺吸收单元连接，吸收酸冷却器4与吸收酸冷却器5连接，吸收酸冷却器5与大母液循环泵7和大母液喷淋管道连接，吸收酸冷却器5与饱和蒸汽管道连接，吸收酸冷却器5与蒸汽冷凝水管道连接。
31.制酸工艺吸收单元包括吸收塔1、吸收酸缓冲槽2、吸收酸冷却器4、吸收酸液下泵3，吸收塔1底部与吸收酸缓冲槽2连接，吸收酸缓冲槽2与吸收酸液下泵3连接，吸收酸液下泵3与吸收酸冷却器4连接，吸收酸冷却器4与吸收塔1连接；
32.焦炉煤气喷淋式饱和器脱氨单元包括喷淋式饱和器8、结晶泵9、小母液循环泵10、满流槽11、高位槽12，喷淋式饱和器8的底部出口连接结晶泵9，喷淋式饱和器8的小母液出口连接满流槽11的入口，满流槽11的出口连接小母液循环泵10的入口，小母液循环泵10的出口连接喷淋式饱和器8的小母液喷淋管道入口，高位槽12的出口连接满流槽11的入口，高位槽11中加入质量百分比为93％-98％的浓硫酸，结晶泵9向外输出硫铵母液，焦炉煤气喷淋式饱和器法脱氨单元的喷淋式饱和器8的大母液出口同时连接母液加热循环泵6和大母液循环泵7的入口连接，吸收酸冷却器4的一个出口连接吸收酸冷却器5的一个入口，吸收酸冷却器5的一个出口并入大母液循环泵7的出口管道一同连接喷淋式饱和器8的大母液喷淋管道入口，吸收酸冷却器5的另一个入口连接饱和蒸汽管道，吸收酸冷却器5的另一个出口连接蒸汽冷凝水管道，吸收塔1底部酸液出口连接吸收酸缓冲槽2入口，吸收酸缓冲槽2出口连接吸收酸液下泵3的入口，吸收酸液下泵3出口连接吸收酸冷却器4的另一个入口，吸收酸冷却器4的另一个出口连接吸收塔1的吸收酸入口。
33.一种用于硫磺制酸系统的余热回收工艺，包括如下步骤：
34.步骤1，与焦炉煤气喷淋式饱和器8法脱氨工艺相结合，用于加热喷淋式饱和器8的循环硫铵母液；
35.步骤2，吸收酸循环槽内的吸收酸，经吸收酸液下泵3输送至吸收酸冷却器4和母液加热循环泵6，与送来的循环硫铵母液进行换热，循环硫铵母液被加热，吸收酸被冷却，吸收酸循环槽内的吸收酸的温度控制在85～155℃，循环硫铵母液温度由45～55℃被加热至55～65℃；吸收酸温度由85～155℃被冷却至75～85℃；
36.步骤3，吸收酸冷却器4的循环硫铵母液继续送至吸收酸冷却器5，和低压饱和蒸汽进行换热，当循环硫铵母液温度低于65℃时，在吸收酸冷却器5内，水蒸汽冷凝放出潜热，加热循环硫铵母液，提供为维持喷淋式饱和器8水平衡所需的剩余热量，当循环硫铵母液被加热至65～65℃；当循环硫铵母液温度高于或等于65℃时，循环硫铵母液在吸收酸冷却器5内不换热，或被冷却至65～65℃：
37.步骤4，使循环硫铵母液维持喷淋式饱和器8水平衡所需要的温度。
38.通过在吸收工序中吸收酸缓冲槽2内的吸收酸，温度控制在85～100℃，经吸收酸液下泵3，送至吸收酸冷却器4，和母液加热循环泵6送来的循环硫铵母液进行换热。在吸收酸冷却器4内，循环硫铵母液回收利用吸收酸释放的全部低温位余热，不再需要循环冷却水
冷却吸收酸。出吸收酸冷却器4的循环硫铵母液，继续送至母液加热器5，此时不再需要水蒸汽加热，反而需要和循环冷却水进行换热：循环硫铵母液温度由60.7℃被冷却至60℃，循环冷却水由32℃被加热至45℃。在母液加热器5内，循环冷却水需要移走的热量为82647kcal/h，对应循环冷却水消耗量仅为6.3m3/h。与现有技术相比，母液加热器5的蒸汽消耗量降为零，蒸汽价格按120元/t计算，蒸汽消耗降低节省的费用为236.52万元/年，新增的母液加热循环泵6的电耗为30kw，电费按0.5元/度计算，增加的电费为13.14万元/年；循环冷却水消耗量为6.3m3/h，循环水价格按0.2元/m3计算，增加的水费为1.1万元/年。扣除增加的电费和水费后，每年节省的运行费用为222.28万元。
39.本发明实现了吸收酸的低温位余热利用率高，实现了低温位余热资源作为二次能源的开发和利用，提高了能源利用率，降低了排热对环境的污染，吸收酸冷却器不再需要循环冷却水，母液加热器的蒸汽消耗降低50％～100％，节能效果好，降低了运行成本，不改变制酸和硫铵的工艺流程，仅需增加母液加热循环泵，投资成本低，适用于新建工厂或老厂改造。
40.上述实施例可以相互结合。
41.本发明不局限于上述实施方式，任何人应得知在本发明的启示下做出的结构变化，均落入本发明的保护范围之内。
42.本发明未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。