硫酸工业余热利用

硫酸生产过程中产生大量热能，热能品位从高到低均可回收加以利用。高品位热能*好的利用方式是发电，可以大大降低生产成本。

硫酸的原料可以是硫黄、硫铁矿以及冶炼厂的冶炼气，以这些原料制取SO₂气均产生高温热能，气体温度达850～1100℃。根据生产经验，这部分高温余热可产生1.1～1.3吨蒸汽/吨硫酸。而在转化工段，主要是中温余热。一次转化完毕到吸收塔的转化气温度在400℃左右。利用这部分余热，据生产实践估算，每生产一吨硫酸约可生产0.2吨蒸汽。在两次转化工艺中，这部分中温余热已转移到酸吸收系统的低温余热中。低温余热的回收利用主要在干吸系统。当采用高温吸收工艺，把中间吸收塔酸温提高到165℃时，出塔酸温可达200℃。这部分低温余热可以用来发电。每小时进塔气量为111000m³，温度为194℃条件下，可产生185℃、压力为1043kPa的蒸汽29.7吨，供9000KW汽轮电机发电。

我公司已在硫酸生产中开发了热管SO₂气体余热回收蒸汽发生器和热管SO₃冷却蒸汽发生器两种设备，并在工业生产应用中取得了很好的使用效果。由于硫酸生产是连续性生产，生产过程中的高温，矿尘磨损，高、低温腐蚀等因素常使设备受到侵害，致使整个生产停顿造成损失。热管设备的个别管件损坏不会影响整体设备效能，因之也不需停工检修，故热管技术在硫酸生产中发挥了具大的作用。主要表现在以下几个方面。

一、      沸腾焙烧炉沸腾层内的余热回收

硫酸生产中沸腾床内沸腾层的温度一般控制在800～900℃之间。硫铁矿燃烧是一强放热反应，为了维持这一温度必须从床层中导走多余的热量。根据热量平衡计算，每生产1吨硫酸（100%浓度）从沸腾层中导出的热量可达1.482MJ。将此热量折合成标准蒸汽约为0.55吨/吨H₂SO₄。一个年产10万吨硫酸的工厂从沸腾炉中回收的蒸汽量约为5.50万吨/年。

二、      沸腾焙烧炉矿渣余热回收

目前国内硫酸工业处理焙烧炉排出的炉渣大部分都用回转圆筒筒外喷水的方法使其冷却。这不仅损失了矿渣的余热，而且额外损失水、电。根据物料平衡计算，每生产上吨硫酸，相应的矿渣量为0.286吨（矿石含硫量40%）。设排出的矿渣温度为800℃，将其降为80℃由输送机送走，则可回收的有效热量为1.98×105 kJ/t (H₂SO₄),一个年产10万吨硫酸的工厂其回收的热量可达1.02t蒸汽/h。三、      SO₂炉气余热回收

从沸腾炉出来的高温炉气温度约为750～850℃，如果使其降温至350～450℃，则每生产1吨硫酸可从炉气中回收热量1.3×10⁶kJ。把这部分热量和从沸腾炉中导出的热量加到一起用于发电，则每生产1吨硫酸可发电150KW。然而，硫酸余热锅炉是在高温、高含尘率、高腐蚀性气体的条件下工作，在这种环境下只要有一根炉管发生泄露就必须全系统停车，检查、补修。而热管在这种情况下工作有其独特的优越性：

①    可以选择适合的风速使磨损率减至*低；

②    可用增加管外翅片的办法来弥补因风速减小而导致的传热系数的减小；

③    可利用灵活的布置减少矿尘在管上的沉积；

④    可以用调整管壁温度的方法避免露点腐蚀；

单根热管破损不影响整体运行，可以保证设备长期稳定运行。

四、热管SO₂转化器

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