提高制酸系统热量回收率的系统的制作方法

1.本实用新型属于制酸系统中的余热或废热回收的技术领域，具体地涉及一种提高制酸系统热量回收率的系统。


背景技术：

2.目前，诸如烟气制酸、硫磺制酸或者硫铁矿制酸等的制酸系统中废热回收利用程度已成为衡量制酸工业技术的一项重要指标，将制酸系统视为不排放二氧化碳的绿色能源工厂已成为一种共识。在能源日益紧张的今天，在制酸系统的高、中温位热能普遍得到回收利用的情况下，如何合理开发利用制酸系统中的低温余热回收技术，具有重大的现实意义。
3.现有制酸系统中配套的低温余热回收装置中，如图1所示，低温余热回收装置产出的高温高浓度酸，以及烟气净化装置输出的烟气分别进入烟气干燥装置稀释高浓度酸后进入低温余热回收装置。因为低温余热回收装置中的水处于平衡状态，即从除盐水加热器补入的水与从烟气干燥装置串入稀释器补入的水处于平衡状态，使得从除盐水加热器补入的水不能过多。实际运作中，在烟气中so2量和一次转化率一定的情况下，低温余热回收装置需要加入的水量也是固定的。当烟气净化装置出口烟气中水量和低温余热回收装置产生的热量一定时，因除盐水加热器加入的水也处于固定状态，使得除盐水所能吸收的热量也固定，即所产生的蒸汽量也是固定的，造成经过除盐水处理后的酸温依然很高；目前，这部分酸直接串至烟气干燥装置，再通过烟气干燥装置的循环水移走热量，造成这部分低温余热的浪费，并且提高了循环水用量。
4.因此，如何解决现有技术的低温余热回收装置存在的低温余热的回收率低，以及产生的蒸汽量难以提升的技术问题，已成为制酸工业内亟待解决的难题。


技术实现要素：

5.为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种提高制酸系统热量回收率的系统，通过在低温余热回收装置及烟气净化装置之间增设热水换热器、制冷机组、冷冻水换热器，以使减少经烟气净化装置处理后的烟气进入低温余热回收装置的补水量，可实现增加通过除盐水换热器进入低温余热回收装置的补水量，从而达到提升低温余热回收装置输出的高温高浓度酸中热量的回收率，以及提高低温余热回收装置产出的蒸汽量。
6.该实用新型提供一种提高制酸系统热量回收率的系统，包括低温余热回收装置、烟气净化装置、烟气干燥装置，所述低温余热回收装置的液相输出端与所述烟气干燥装置的酸液输入端连接，所述烟气净化装置的气体输出端与所述烟气干燥装置的气体输入端连接，且所述烟气干燥装置的液相输出端与所述低温余热回收装置的酸液输入端连接，以形成所述低温余热回收装置的第一补水源；所述系统还包括第一串酸管路、第二串酸管路，以及设于所述第一串酸管路及所述第二串酸管路之间的热水换热器、制冷机组、冷冻水换热器；
7.其中，将所述第二串酸管路的两端均与所述烟气净化装置连接，且所述冷冻水换
热器设于所述第二串酸管路上，用于回收流动在所述第二串酸管路内的高温稀酸的热量，并间接降低所述烟气净化装置的高温烟气温度，以及减少所述烟气净化装置输出烟气中的含水量以使经所述烟气干燥装置进入所述低温余热回收装置的所述第一补水源的补水量减少；
8.所述低温余热回收装置包括除盐水加热器，所述除盐水加热器设有两个通道，分别是高温高浓度酸的产出通道和除盐水输入通道；将所述第一串酸管路与所述高温高浓度酸产出通道连通，且所述热水换热器设于所述第一串酸管路上，用于回收所述低温余热回收装置经所述第一串酸管路输出的高温高浓度酸的热量，所述除盐水输入通道形成所述低温余热回收装置的第二补水源，以使在所述第一补水源的补水量减少时，增大所述第二补水源的补水量以维持所述低温余热回收装置的水平衡。
9.相比现有技术，本实用新型的有益效果为：通过将第一串酸管路连通低温余热回收装置的高温高浓度酸的产出通道，以及将第二串酸管道连通烟气净化装置，并在第一串酸管路上设置热水换热器，在第二串酸管路上设置冷冻水换热器，且热水换热器及冷冻水换热器的进水端、出水端分别与所述制冷机组连接的结构设计，以使经冷冻水换热器冷却的高温烟气中部分水分冷凝留置在烟气净化装置内，使得该烟气及高温高浓度酸进入烟气干燥装置后进入低温余热回收装置的补水量减少，因运行中的低温余热回收装置处于水平衡要求，因此可以经除盐水输入通道增加低温余热回收装置的补水量，意味着此时进入低温余热回收装置的除盐水增多，一则可以提高与高温高浓度酸换热的热量回收率，二则可以提升低温余热回收装置产出的蒸汽量。
10.较佳地，所述热水换热器及所述冷冻水换热器的进水端、出水端分别与所述制冷机组连接，以使所述热水换热器产出的热水转化为所述冷冻水换热器所需的冷冻水。
11.较佳地，所述低温余热回收装置还包括依次连通的稀释器、高温吸收塔、内置循环泵的高温循环槽、蒸发器；所述烟气干燥装置的输出端与所述稀释器的液相输入端连接，所述循环泵的输出端与所述蒸发器连通，以使所述高温吸收塔中酸液热量将所述蒸发器中水分蒸发产出蒸汽，且通过所述第一串酸管路输出高温高浓度酸。
12.较佳地，所述烟气净化装置包括气体冷却塔，所述第二串酸管路的进液端与所述气体冷却塔的下端连通，且所述第二串酸管路的出液端与所述气体冷却塔的上端连通，以使气体冷却塔内的高温稀酸在所述第二串酸管路有序流动。
13.较佳地，所述烟气净化装置还包括设于所述第二串酸管路上的稀酸冷却器，且所述稀酸冷却器位于所述气体冷却塔与所述冷冻水换热器之间。
附图说明
14.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
15.图1为现有技术的制酸系统的流程图。
16.图2为本实用新型实施例提供的提高制酸系统热量回收率的系统的流程图。
17.附图标记说明：
18.10-低温余热回收装置、101-第一串酸管路、11-稀释器、12-高温吸收塔、13-循环泵、14-高温循环槽、15-蒸发器、16-除氧水加热器、17-除氧器、18-除盐水加热器；
19.20-烟气净化装置、201-第二串酸管路、21-气体冷却塔、22-稀酸冷却器；
20.30-烟气干燥装置；
21.40-热水换热器；
22.50-制冷机组；
23.60-冷冻水换热器。
具体实施方式
24.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型的实施例，而不能理解为对本实用新型的限制。
25.在本实用新型实施例的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
26.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型实施例的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
27.在本实用新型实施例中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型实施例中的具体含义。
28.在本实用新型的一个实施例中，如图2所示，提供了一种提高制酸系统热量回收率的系统，包括低温余热回收装置10、烟气净化装置20、烟气干燥装置30。本实施例中，所述低温余热回收装置10的液相输出端与所述烟气干燥装置30的酸液输入端连接，所述烟气净化装置20的气体输出端与所述烟气干燥装置30的气体输入端连接，且所述烟气干燥装置30的液相输出端通过管道与所述低温余热回收装置10的酸液输入端连接，以形成所述低温余热回收装置10的第一补水源。具体地，所述低温余热回收装置10的液相输出端输出的是高温高浓度酸，所述烟气净化装置20的气体输出端输出的是经净化后的烟气，其中，该烟气中含有一定量的水分，当该烟气与高温高浓度酸进入所述烟气干燥装置30后，高温高浓度酸吸附烟气中的水分后起到一定的稀释，稀释后的高温高浓度酸进入所述低温余热回收装置10，起到给予所述低温余热回收装置10的补充水作用，可作为所述低温余热回收装置10的第一补水源。
29.进一步地，所述低温余热回收装置10包括依次连通的稀释器11、高温吸收塔12、内
置循环泵13的高温循环槽14、蒸发器15。本实施例中，所述烟气干燥装置30的液相输出端与所述稀释器11的液相输入端连接，所述循环泵13的输出端与所述蒸发器15连通，以使所述高温吸收塔12中酸液热量将所述蒸发器15中水分蒸发产出蒸汽，且通过所述第一串酸管路101输出高温高浓度酸。具体实践中，吸收烟气中水分的高温高浓度酸先进入所述稀释器11中，再进入所述高温吸收塔12，并与所述高温吸收塔12内的so3反应生成高浓度酸，生成的高浓度酸在所述高温吸收塔12的塔底汇集后进入所述高温循环槽14，经循环泵13加压后送入所述蒸发器15，此时分别得到低压蒸汽和高温高浓度酸，得到的低压蒸汽采用管道输出，高温高浓度酸通过所述低温余热回收装置10的输出端输出。
30.进一步地，所述低温余热回收装置10还包括除盐水加热器16、除氧器17及除氧水加热器18。本实施例中，所述除盐水加热器18设有两个通道，分别是高温高浓度酸的产出通道和除盐水输入通道；其中，所述除盐水输入通道形成所述低温余热回收装置10的第二补水源。具体实践中，除盐水通过除盐水输入通道输入，经所述除盐水加热器16加热后送入所述除氧器17中进行热力除氧得到温度较高的除氧水，通过低压泵将除氧水加压泵送所述除氧水加热器16中升温，升温后送入所述蒸发器15中，得到的低压蒸汽通过管道输出。
31.进一步地，所述提高制酸系统热量回收率的系统还包括第一串酸管路101、第二串酸管路201以及设于所述第一串酸管路101及所述第二串酸管路201之间的热水换热器40、制冷机组50、冷冻水换热器60。本实施例中，所述第一串酸管路101与所述高温高浓度酸产出通道连通，且所述热水换热器40设于所述第一串酸管路101上，用于换热所述低温余热回收装置10经所述第一串酸管路101输出的高温高浓度酸的热量，起到回收热量的功效。
32.进一步地，所述热水换热器40及所述冷冻水换热器60的进水端、出水端分别与所述制冷机组50连接，以使所述热水换热器40产出的热水转化为所述冷冻水换热器60所需的冷冻水，以使所述热水换热器40换热所述低温余热回收装置10输出的高温高浓度酸的热量，以及所述冷冻水换热器60换热所述烟气净化装置20的高温烟气的热量通过所述制冷机组50的循环水回收，提升所述低温余热回收装置10的低温余热的回收率，并且因回收热量的水循环使用，起到减少整个系统的用水量。
33.进一步地，所述烟气净化装置20包括气体冷却塔21，所述第二串酸管路201的进液端与所述气体冷却塔21的下端连通，且所述第二串酸管路201的出液端与所述气体冷却塔21的上端连通，以使气体冷却塔21内的高温烟气在所述第二串酸管路201有序流动。本实施例中，将所述冷冻水换热器60设于所述第二串酸管路21上，用于换热流动在所述第二串酸管路201内的高温稀酸的热量，起到回收热量的功效。
34.进一步地，所述烟气净化装置20还包括设于所述第二串酸管路201上的稀酸冷却器22，且所述稀酸冷却器22位于所述气体冷却塔21与所述冷冻水换热器60之间，其目的在于使得所述气体冷却塔21的高温稀酸在所述冷冻水换热器60换热之前先经过所述稀酸冷却器22冷却一次，再经过所述冷冻水换热器60进行第二次冷却，进一步将烟气中所含的水分凝结而留置在气体冷却塔中，从而起到减少从所述烟气净化装置20排出的烟气中的含水量。
35.综上所述，本实施例通过增设的冷冻水换热器进一步将烟气净化装置所排出的烟气中的含水量留置在烟气净化装置中，当来自烟气干燥装置的稀释高浓度酸进入稀释器，可作为低温余热回收装置的第一补水源，从而实现通过第一补水源的补水量减少了，由于
低温余热回收装置所需的水平衡要求，则可以通过提高第二补水源的补水量，即可通过除盐水输入通道增加除盐水，实现低温余热回收装置的第二补水源补水量的提高，意味着此时进入低温余热回收装置的除盐水增多，一则可以提高与高温高浓度酸换热的热量回收率，二则可以提升低温余热回收装置产出的蒸汽量，从而有效解决现有技术的低温余热回收装置存在的低温余热的回收率低，以及产生的蒸汽量难以提升的技术问题。
36.进一步地，本实施例的系统提高制酸系统热量回收率的方法，包括如下步骤：
37.步骤1：经低温余热回收装置输出的高浓度酸及经烟气净化装置处理的烟气进入烟气干燥装置，高浓度酸吸收烟气中水分进入低温余热回收装置的稀释器，以作为所述低温余热回收装置的第一补水源。
38.步骤2：稀释器中的酸液进入高温吸收塔并与高温吸收塔内的so3反应生成高温高浓度酸，生成的高温高浓度酸在高温吸收塔的塔底汇集后进入高温循环槽，经循环泵加压后送入蒸发器，以获得低压蒸汽和高温高浓度酸，得到的低压蒸汽采用管道输出；
39.其中，除盐水通过除盐水输入通道输入，经所述除盐水加热器加热后送入所述除氧器中进行热力除氧得到温度较高的除氧水，通过低压泵将除氧水加压泵送所述除氧水加热器中升温，升温后送入所述蒸发器中，得到的低压蒸汽通过管道输出。
40.步骤3：高温高浓度酸先经过除氧水加热器和除盐水加热器的冷却以使酸温降至105℃～130℃后，再通过热水换热器进行换热将酸温降至60℃～110℃，此时，热水换热器的水被加热至60℃～100℃产出热水；
41.其中，热水换热器的水与高温高浓度酸换热后，进入制冷机组进行制冷；
42.经制冷机组形成的冷冻水进入冷冻水换热器中，换热第二串酸管路中烟气的热量后，重新进入热水换热器中，以使所述热水换热器产出的热水转化为所述冷冻水换热器所需的冷冻水。
43.步骤4：将热水送至制冷机组产出冷冻水后，将冷冻水送至冷冻水换热器对所述第二串酸管路的高温稀酸进行冷却，以减少烟气净化装置输出烟气中的水分，以实现作为所述低温余热回收装置的第一补水源补水量的减少；
44.其中，高温烟气进入气体冷却塔下部，高温烟气经第二串酸管路通过稀释冷却器第一次冷却至30℃～80℃；
45.第一次冷却后的烟气再经冷冻水换热器第二次冷却至5℃～40℃后，进入气体冷却塔的上端，并通过气体冷却塔的输出端进入烟气干燥装置，此时，高温烟气中的部分水分冷凝留置在气体冷却塔内。
46.步骤5：当第一补水源的补水量减少时，为维持低温余热回收装置的水平衡，需通过除盐水输入通道增加作为低温余热回收装置的第二补水源的补水量。
47.综上步骤，通过本实施例的提高制酸系统热量回收率的系统，减少第一补水源的减少，以使第二补水源的补水量得以增加，实现低温余热回收装置的第二补水源补水量的提高，意味着此时进入低温余热回收装置的除盐水增多，一则可以提高与高温高浓度酸换热的热量回收率，二则可以提升低温余热回收装置产出的蒸汽量，从而有效解决现有技术的低温余热回收装置存在的低温余热的回收率低，以及产生的蒸汽量难以提升的技术问题。
48.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本
实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。