低温位热能的回收与利用

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• 焙烧反应和二氧化硫氧化反应所产生的热，属于高温位余热，对 于这部分余热的利用，国内外均有成熟经验。对于低温位余热的 利用，随着能源价格的上涨，已得到普遍的重视。硫酸生产中低 温位余热，主要包括干燥-吸收系统三氧化硫的吸收热，硫酸生成 热和稀释热，这些热量通常在干燥-吸收系统被冷却水带走。此外， 还有气体压缩物理热。硫酸生产中低温位余热占总余热量25%30%，如不加回收，不仅浪费能源，还消耗大量冷却水。
• ②硫磺制酸流程中，改变干燥 -吸收系统传统的循环方式， 使干燥塔和第一吸收塔（两转 两吸流程）共用一个酸冷却器， 即采用右图所示流程。在保证 干燥塔入口循环酸温较低的条 件下，提高第一吸收塔循环酸 温，同时，因增加了酸和冷却 水间温差，从而缩减了系统换 热面积。
• （2）选用新型酸冷却设备 • 为了回收利用干燥-吸收系统循环酸低温位余热，必须适当提高循环酸 温度。这样，传统铸铁制喷淋式酸冷却器将不适应。近年来，不锈钢 制带阳极保护管壳式酸冷却器已经普遍使用。 • （3）改编工艺条件产生蒸汽以扩大使用范围 • 由于热水使用范围较小，且只能用其显热。孟山都公司实验结果表明， 在含量为98%H2SO4的介质中，不锈钢腐蚀速率随着温度的提高而加速， 但是，当硫酸含量在99%-100%H2SO4范围时，及时酸温增高，腐蚀速 率变化亦较小。例如，当酸温高达143-227℃时，310不锈钢年腐蚀率 仅在＜0.04mm。因此，只要适当控制硫酸含量，便可以使酸温提高， 从而利用热酸生产蒸汽，扩大低温位余热的利用效率。 • 在以上实验基础上，该公司开发出HRS低温位余热利用系统。该系统 将两转两吸的中间吸收塔酸温提高到165-200℃，酸Байду номын сангаас量提高到99.0%99.9%H2SO4，经余热锅炉产生低压蒸汽（300-1000kPa）并供给汽轮机 发电。
低温位热能的回收与利用
1. 回收低温位热能的意义
• 在硫酸生产中，含硫原料的焙烧、二氧化硫的催化氧化及三氧化 硫（气）和水生成硫酸，均属放热反应，有大量反应热释出。在 含硫原料气的压缩、干燥-吸收系统SO3的吸收及硫酸的稀释过程 中，亦产生大量热。对于不同原料在制酸过程中所产生的热量， 整理列于下表中。
2. 回收低温位热能的方法
• 回收利用低温位余热，目前主要通过如下途径。 • （1）改变局部工艺流程 • 把原属于低温位余热转变为高温位形式，或把低温位余热提高温 位后集中使用。 • ①硫磺制酸流程中，空气鼓风机从干燥塔之前移至干燥塔之后。 即气体先经干燥，再经鼓风机，使气体因压缩产生的物理热合并 到燃硫后热气中，称为高温位热能加以利用。这不仅提高了余热 使用价值，而且降低了干燥塔气体入塔速度，减轻了干燥塔冷却 器负荷。
生成1t100%H2SO4时，不同含硫原料所释出的热量
硫磺 过程 释出热量/GJ % 硫铁矿释出热量 /GJ 硫化氢释出热 量/GJ
含硫原料燃烧
SO2氧化成SO3 生成硫酸 100%H2SO4的硫酸稀释到93%H2SO4的硫酸 合计
3.03
55.1
4.35
5.29
0.98
17.8
0.98
0.98
1.34