CN103499082B - 一种冶炼烟气制酸工艺中烟气余热回收***及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种冶炼烟气制酸工艺中烟气余热回收***及利用该***进行的冶炼烟气制酸工艺中烟气余热回收方法。所述***包括烟气冷却器及吸收塔，所述烟气冷却器通过烟道与吸收塔相连接，所述烟道由主烟道和旁通烟道构成，所述主烟道一端连接烟气冷却器、另一端连接吸收塔，所述旁通烟道连接于主烟道上；所述主烟道上设有余热回收装置，且所述余热回收装置位于旁通烟道与主烟道的连接点之间。本发明***结构简单，运行可靠，不会因余热回收装置故障而发生停产，可有效利用SO3烟气余热，而且便于控制进入吸收塔的烟气的温度；本发明方法操作简单，可较好地满足余热回收需要和烟气制酸温度需要。

Description

一种冶炼烟气制酸工艺中烟气余热回收***及方法
技术领域
本发明属于化工技术领域，涉及一种冶炼烟气制酸工艺中烟气余热回收***及利用该***进行的冶炼烟气制酸工艺中烟气余热回收方法。
背景技术
冶炼烟气制酸是将由火法冶炼排放出的SO2烟气经除尘、降温、除雾、干燥后，再经鼓风机升压送往转化工段，在转化工段通过触媒接触法将SO2转化为SO3，然后再将SO3烟气降温后送吸收塔，在吸收塔内SO3烟气与浓硫酸逆流接触，被浓硫酸吸收制取硫酸。
在转化工段中，SO2转化为SO3的反应为：2SO2+O2≒2SO3+Q。反应过程中会放出大量的热，转化后的SO3烟气的温度很高，通常在210℃~290℃之间。为确保SO3烟气的吸收率，在SO3烟气进入吸收塔之前需要降温，一般降至160℃~190℃。所以， SO3烟气中富裕的热量必须在进入吸收塔之前被转移，避免过剩的热量进入吸收塔后提高吸收酸的温度、影响吸收率。
硫酸制酸***传统的降温方法主要是在转化工序和吸收塔之间设置SO3烟气冷却器，烟气冷却器与吸收塔通过烟气管道直接相连接。如图1所示，所述烟气冷却器为空心环管壳式换热器，具体冷却过程是通过冷却风机向冷却器壳程（即壳体1’）鼓入冷空气（由空气入口5’鼓入），高温SO3烟气由烟气入口3’进入冷却器管程（即换热管2’）与壳程的冷风进行逆流间接换热，从而对高温SO3烟气降温，置换后的热风由空气出口6’直接排空，降温后的SO3烟气由烟气出口4’排出。转化工段大量的富余热直接排入空气中，造成热资源的浪费。
此外，如果采用常规余热回收设备，由于常规余热回收设备一般都是间壁换热，冷、热流体分别在器壁的两侧流过，一旦管壁或器壁腐蚀泄漏，则只能关闭烟气通道，***进行停产后方可处理，造成经济的严重损失，这也是目前硫酸***转化SO3烟气降温中余热回收锅炉得不到广泛使用的重要原因。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术存在的问题，提供一种冶炼烟气制酸工艺中烟气余热回收***，该***运行可靠且可有效利用SO3烟气余热。
为此，本发明采用如下技术方案：
一种冶炼烟气制酸工艺中烟气余热回收***，包括烟气冷却器及吸收塔，所述烟气冷却器通过烟道与吸收塔相连接，所述烟道由主烟道和旁通烟道构成，所述主烟道一端连接烟气冷却器、另一端连接吸收塔，所述旁通烟道连接于主烟道上；所述主烟道上设有余热回收装置，且所述余热回收装置位于旁通烟道与主烟道的连接点之间；所述主烟道位于余热回收装置的入口处设有主阀门，所述旁通烟道上设有旁通阀门。
进一步地，所述余热回收装置为分离型循环管式蒸汽发生器。
一种冶炼烟气制酸工艺中烟气余热回收方法，采用上述烟气余热回收***；具体操作步骤如下：
1）所述烟气余热回收***正常运行过程中，烟气冷却器不启动，只作为SO3烟气过烟通道；部分SO3热烟气经主烟道进入余热回收装置进行余热吸收，部分SO3热烟气进入旁通烟道，经过余热回收装置余热吸收后的低温烟气与通过旁通烟道的高温烟气在主烟道末段混合；调节主阀门和旁通阀门的开启量，使混合烟气温度达到160℃~190℃，然后进入吸收塔进行制酸；
2）当余热回收装置出现故障需要停机时，临时开启烟气冷却器，通过烟气冷却器将SO3热烟气降温至160℃~190℃，同时关闭主阀门，使烟气经旁通烟道进入吸收塔。 
进一步地，所述余热回收装置采用分离型循环管式蒸汽发生器。
转化工序不同工况下，SO3烟气的温度会有变化，为了保证制酸工艺正常，使进入吸收塔的烟气温度保持在160℃~190℃这一温度阈值内，本发明通过调节主阀门和旁通阀门开启量，从而调节进入余热回收装置的烟气流量和进入旁通烟道的烟气流量，使经过余热回收装置余热吸收的低温烟气与通过旁通烟道的高温烟气在主烟道末段混合后温度达到160℃~190℃，从而保证制酸***正常工作。
另外，本发明所采用的分离型循环管式蒸汽发生器（结构参见ZL200420027888.X），其受热面和放热面分离在壳体和汽包两个相互分隔的腔体内，即汽水侧（即汽包）与烟气通道分隔设置，二者彻底分开，从而不会发生汽***给水泄漏进烟道的事故。
本发明的有益效果在于：本发明***结构简单，运行可靠，不会因余热回收装置故障而发生停产；可有效利用SO3烟气余热，而且便于控制进入吸收塔的烟气的温度；便于在原设备设施基础上进行改造，且改造过程不影响生产。本发明方法操作简单，可较好地满足余热回收需要和烟气制酸温度需要。
附图说明
图1为本发明烟气余热回收***烟气冷却器的结构示意图；
图2为本发明烟气余热回收***的结构示意图。
图中，1’-壳体，2’-换热管，3’-烟气入口，4’-烟气出口，5’-空气入口，6’-空气出口；
 1-烟气冷却器，2-吸收塔，3-主烟道，4-旁通烟道，5-余热回收装置，6-主阀门，7-旁通阀门。
具体实施方式
    如图2所示， 一种冶炼烟气制酸工艺中烟气余热回收***，包括烟气冷却器1及吸收塔2，烟气冷却器1通过烟道与吸收塔2相连接，烟道由主烟道3和旁通烟道4构成，主烟道3一端连接烟气冷却器1的烟气出口、另一端连接吸收塔2，旁通烟道4连接于主烟道3上；为更清楚地表示主烟道3和旁通烟道4，图2中，连结线ABC-DEF为主烟道3，BE段为旁通烟道4；主烟道3上设有余热回收装置5，且余热回收装置5位于旁通烟道4与主烟道3的连接点之间（即设于B、E点之间）；主烟道3位于余热回收装置5的入口处设有主阀门6，旁通烟道4上设有旁通阀门7；本发明余热回收装置5选用分离型循环管式蒸汽发生器。
一种冶炼烟气制酸工艺中烟气余热回收方法，具体操作步骤如下：
1）所述烟气余热回收***正常运行过程中，烟气冷却器1不启动，只作为SO3烟气过烟通道，即停止冷风吹入，SO3烟气不经过换热直接进入烟道；部分SO3热烟气经主烟道3进入余热回收装置5进行余热吸收，部分SO3热烟气进入旁通烟道4，经过余热回收装置5余热吸收后的低温烟气与通过旁通烟道4的高温烟气在主烟道末段（即EF段）混合；调节主阀门6和旁通阀门7的开启量，从而调节高温烟气和低温烟气的流量，使混合后烟气温度达到160℃~190℃，然后进入吸收塔2进行制酸；
2）当余热回收装置5出现故障需要停机时，临时开启烟气冷却器1，通过烟气冷却器1将SO3热烟气降温至160℃~190℃，同时关闭主阀门6，使烟气经旁通烟道进入吸收塔。
进一步地，所述余热回收装置5采用分离型循环管式蒸汽发生器。
   本发明可在原SO3烟气降温***上进行改造。事实上原***烟道仅为ABEF段，本发明只是增设了BC段和DE段烟道以及余热回收装置，而且在改造过程中，完全不影响原降温***的使用。改造结束后，打通主烟道和旁通烟道的连接点（即B点和E点）即可。可以说，本发明极大地利用了原烟气降温***，只需较少的成本即可完成改造，这对由大型设备设施构成的原烟气降温***来讲具有巨大的经济意义。

Claims (2)

1.一种冶炼烟气制酸工艺中烟气余热回收方法，其特征在于，采用冶炼烟气制酸工艺中烟气余热回收***，所述烟气余热回收***包括烟气冷却器及吸收塔，所述烟气冷却器通过烟道与吸收塔相连接，所述烟道由主烟道和旁通烟道构成，所述主烟道一端连接烟气冷却器、另一端连接吸收塔，所述旁通烟道连接于主烟道上；所述主烟道上设有余热回收装置，且所述余热回收装置位于旁通烟道与主烟道的连接点之间；所述主烟道位于余热回收装置的入口处设有主阀门，所述旁通烟道上设有旁通阀门；所述烟气余热回收方法包括如下步骤：
1）所述烟气余热回收***正常运行过程中，烟气冷却器不启动，只作为SO3烟气过烟通道；部分SO3热烟气经主烟道进入余热回收装置进行余热吸收，部分SO3热烟气进入旁通烟道，经过余热回收装置余热吸收后的低温烟气与通过旁通烟道的高温烟气在主烟道末段混合；调节主阀门和旁通阀门的开启量，使混合烟气温度达到160℃~190℃，然后进入吸收塔进行制酸；
2）当余热回收装置出现故障需要停机时，临时开启烟气冷却器，通过烟气冷却器将SO3热烟气降温至160℃~190℃，同时关闭主阀门，使烟气经旁通烟道进入吸收塔。
2.根据权利要求1所述的一种冶炼烟气制酸工艺中烟气余热回收方法，其特征在于，所述余热回收装置采用分离型循环管式蒸汽发生器。
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