硫酸生产中余热回收与节能关键技术研究

何 芳（镇江万特福化工有限公司，江苏镇江 212006）

硫酸生产中余热回收与节能关键技术研究

何 芳
（镇江万特福化工有限公司，江苏镇江 212006）

大量实践经验表明：硫酸生产过程中的热能利用情况与节能技术应用是衡量硫酸生产现代化水平的重要标志之一。硫酸生产过程中对余热回收利用的好，对节能技术利用的好，对于降低硫酸生产企业成本开支，提高市场竞争实力有重要意义。基于对硫酸生产中热量产生问题的分析，详细研究低温位、中温位、高温位余热回收利用技术以及节能要点，望能够引起各方人员的关注与重视，以促进硫酸生产整体效益水平的提升与改善。

硫酸；余热回收；节能技术

1 硫酸生产中的热量产生问题

化工领域中对热能有严格的等级划分标准，其中高温位热能是指温度在500.0℃以上，中温位热能是指温度在250.0～500.0℃区间，低温位热能是指温度在250.0℃以下。在硫酸生产过程中，主要化学反应包括硫磺焙烧、二氧化硫转化、三氧化硫吸收这三个部分，上述化学反应过程中均会同步产生一定比例的热量。以1t硫酸生产为例，在以硫磺为原料的生产条件下所对应的热量分布关系如下表所示（见表1）。

表1 硫酸生产热量分布关系示意

结合表1可见，以1t硫酸生产为单位，生产过程中可向外供热能达到2 650.0～2 980.0MJ左右，折合标准煤为90.0～100.0kg。硫酸生产装置实质上是以硫酸为副产品的热电站。由此可见，硫酸生产过程中加强对余热回收技术的研究，同时采取有效手段进行积极节能减排，已成为硫酸生产企业必须高度重视的一项课题。

2 余热回收利用技术

2.1 高温位热能

硫酸生产过程中主要可通过蒸汽动力系统对高温位热能进行利用。硫酸生产厂全厂余热集中使用，产生高压、高温蒸汽，并带动透平机以提供全厂动力支持。在此过程中抽取低压蒸汽以及中压蒸汽作为加热介质，仅在余热不足的情况下用锅炉装置提供辅助动力支持。具体工艺实现过程为：10MPa过热高压蒸汽全部收集至高压透平机中并产生动力，中间抽取4MPa中压蒸汽为中压透平机提供驱动（期间同时设置有凝汽式透平机，以最大限度发挥蒸汽做功能力）。通过蒸汽动力循环系统为硫酸生产过程提供动力、供热、以及工艺蒸汽支持，以起到降低硫酸生产期间能耗水平的目的。

2.2 中温位热能

硫酸生产过程中，二氧化硫转化反应所对应温度期间为400.0～600.0℃，工艺流程中采用3段转化～5段转化装置，转化反应过程中反应热通过冷却装置进行转移。为提高三氧化硫吸收率，同时降低吸收塔进气温度，工艺流程中针对出口炉气进行冷却处理。以往生产中并未针对转换器反应余热进行回收，多直接通过冷却水或冷空气进行间接冷却，除了导致电能消耗增加以及环境污染问题，还会造成巨大的能量损失。针对该问题，在硫酸生产期间可以采用低压锅炉替代三氧化硫冷却器装置，使三氧化硫转换过程中的反应热进行回收利用，在余热回收过程中产生低压蒸汽。具体工作流程如下图所示（见图1）。

图1 中温位热能余热回收工作流程示意图

2.3 低温位热能

目前在硫酸生产过程中对低温位热能进行回收利用可采取的技术手段包括以下三个方面：

（1）应用200.0℃进行高温吸收处理，循环酸经低压蒸汽锅炉处理直接产生蒸汽；

（2）利用低温位热能对城市用水、造纸废液以及磷酸等需要低温的物料进行加热处理；

（3）以低沸点物质为载体，引导透平发电机组进行发电。

3 节能技术

在硫酸生产过程中，为降低各个环节的能耗开支，提高硫酸生产效益，关键在于对节能技术的研究，具体实现方式包括以下几个方面：第一，对保温材料以及保温结构进行合理选择。硫酸生产过程中余热锅炉、沸腾炉、转化系统等高温设备外壁保温性能在很大程度上会对硫酸生产系统的节能效益产生影响。回收热量与高温设备表面温度有反向关联性，因此可通过降低高温设备表面温度的方式减少热损失量，并实现对回收热量的科学控制；第二，对系统阻力进行科学控制。在硫酸生产工艺期间，转化装置以及吸收装置是气体阻力集中产生的环节。为实现良好的节能效益，降低触媒阻力水平，可将传统生产系统中的轴向转换器调整为径向转换器，或通过引入新型环状触媒的方式改进系统性能。

4 结束语

硫磺作为化学工业中非常重要的产品之一，可以说是化学工业领域最为基础的原材料，在冶金、轻工、纺织、有色金属、石油、医药等领域中均有着广泛的应用价值。但在硫酸生产过程中所产生余热大，对企业生产效益的实现有不良影响。如何通过对余热回收技术以及节能技术的研究，提高硫酸生产的效益，已成为各方人员高度重视的课题之一。本文以上分析中围绕硫酸生产中的余热回收技术以及节能技术要点进行分析与总结，望能够引起业内人士的关注与重视。

[1] 蔡军林，孙岱.韶冶二系统硫酸净化工序热工诊断与烟气降温研究[J].铜业工程，2010，（1）：55-57.

Study on the Key Technology of Waste Heat Recovery and Energy Saving in Sulfuric Acid Production

He Fang

A great deal of practical experience has shown that the utilization of heat energy and the application of energy-saving technology in the process of sulfuric acid production are one of the important symbols to measure the modernization level of sulfuric acid production.Sulfuric acid production process of recycling of waste heat is good，the use of energy-saving technology is good，for reducing the cost of sulfuric acid production enterprises，improve market competitiveness is important.Based on the analysis of heat generation in the production of sulfuric acid，detailed study of low temperature，medium temperature，high temperature waste heat recovery technology and energy-saving points，can cause the attention and attention of all parties to promote the overall efficiency of sulfuric acid production improve.

sulfuric acid；waste heat recovery；energy saving technology

TQ111.1

A

1003-6490（2016）12-0039-02

2016-11-12

何芳（1962—），女，江苏镇江人，工程师，主要从事化工设备管理工作。