硫铁矿制酸余热回收利用技术(中明)硫铁矿制酸余热回收利用技术(中明).doc

项目名称：硫铁矿制酸的热回收利用技术 项目持有单位：中明（湛江）化机工程有限公司 项目概况 基本原理 硫铁矿制酸系统废热利用是以焙烧出口的锅炉为中心，将焙烧、净化、转化和干吸的低中高温废热全部产3.8MPa 450℃蒸汽，较大幅度提高蒸汽产量的方案，使蒸汽产量由原来的1.0～1.1t/t（酸）提高到1.5 t/t（酸）。 1、废热回收系统组成： ①中压锅炉系统：产出4.0 MPa 饱和蒸汽、低温过热器。 ②转化一段出口设蒸汽高温过热器（技术成熟） ③利用转化150～160℃三氧化硫气体，将进沸腾炉的空气预热到90℃左右，接着利用电除尘出口300℃左右的炉气将入炉空气进一步预热到180～200℃。（已有实践） ④、建立YRHS干吸热回收系统，将给水从40℃预热到180℃，分二段预热，第一段将软水预热到104℃进除氧器，第二段从104℃预热到180℃。 2、实施新方案关键在建立干吸高温吸收系统，即YRHS系统。（干吸回收热量系统） 美国MECS公司硫磺制酸在干吸系统开发了HRS系统，可产0.6～1.0MPa饱和蒸汽0.4～0.5t/t（酸）其主要特点是将进吸收塔酸的温度提高到200℃；出吸收塔酸的温度220℃；将酸浓提高99%以上。酸经过锅炉后温度降到192℃，然后在稀释器中加水稀释，由于稀释时放出热量，酸温又升到200℃，再去吸收。祥见以下流程图。 硫铁矿制酸从基本原理虽可以参照以上方法，但做法要作较大改进才能达到回收热量的目的，这是因为硫铁矿制酸与硫磺制酸有较大的差别。硫磺制酸在应用HRS系统时二氧化硫浓度为11.0～11.5% 。而硫铁矿制酸只有8.5%左右，由于200℃酸温99%酸浓时酸液面上硫酸和三氧化硫的平衡分压即PH2SO4+PSO3≈7.2+14.1=21.3mmHg是一定的，高浓度的硫磺制酸的吸收率比硫铁矿制酸高得多，回收的热量也多。这样对硫铁矿制酸而言就要设法降低进塔的酸温和酸浓，才能达到90%以上的吸收率，把热量交给循环酸，以回收热量。 另外，稀释器不一样。硫磺制酸没有净化系统，且二氧化硫浓度高，所以空气带入系统的水量少，带入水量只有产98酸需水量的10～20% ,因此，稀释器可以用水去稀释，并放出大量热量。因为是用水稀释，所以只有产品酸离开高温吸收系统且产蒸汽降温20℃后离开高温吸收系统的，这部分酸的热量还不够用来把水预热到180℃，所有还可以允许有一部分98酸进入高温吸收系统，以适当增加“成品酸”流出高温吸收系统的酸量将给水顶热到170～180℃。 而硫铁矿制酸80～100%的水是由炉气带过来，这些水是由93～94%的干燥酸除下来的。这样一来，高温吸收系统稀释器主要靠93酸来稀释了，因为93酸带入水外还带入硫酸。这部分硫酸也要随同“产品酸”一起离开高温吸收系统。例如本方案中300?kt/a制酸系统串入高温吸收系统的94.5%的酸为74.0t/h，同时假定可有2000kg水用于稀释，那末就可以加50t/h 98.3%酸进入高温吸收系统，以达到进一步回收热能和吸收SO3的目的。而99.5%酸流出系统的量为152t，是一吸产品酸量的4倍左右。而152t 210℃的高温酸，已将高温吸收系统的热量带走，也可将60t/h给水从40℃预热到182℃，水分二段预热，先将40℃预热到104℃进除氧器，104℃由给水泵经高温预热器再进锅炉。而热回收系统的稀释器中65℃的94.5%酸与210℃循环酸混合后温度降到180左右，进高温吸收塔。（详见流程图） 如果硫铁矿制酸仿照HRS系统来产蒸汽的话，就只能产0.1～0.2Mpa的蒸汽。因为前面提到的152t/h，温度为210℃的热酸，大约140～210℃温度段的热量可用来产蒸汽的，这一温度段热量来产蒸汽，只能产0.1～0.2Mpa蒸汽，60～140℃温度是用来预热给水的。0.1～0.2Mpa的蒸汽用途不广。而用于预热给水，这部份热量全变为3.8 MPa 450℃的蒸汽。即把低位能提升到高位能，这本身是节能的重要课题。 二、经济指标： 以300kt/a为例，即37.5t/h硫酸产量进行计算： 1、硫铁矿焙烧锅炉回收热量为： 1.19×108kj/a （按1t/t蒸汽计算） 2、空气预热器： 入炉空气200℃，空气量：60000Nm3/h 比40℃空气增加热量为： 1.26×107kj/a 3、转化一段出口蒸汽高温过热器： 1.67×107kj/h 4、YRHS干吸低温热回收系统： 3.58×107kj/h 这部份热量相当14000kg/h低压蒸汽，即0.373t/t（酸）比硫磺制酸少的主要原因就是稀释器进的主要是94.5酸，发热量少。 合计：1.84×108