一、技術名稱:礦或冶煉氣制酸低溫熱回收技術
二、技術所屬領域及適用范圍:礦或冶煉氣制酸
三、與該技術相關的能耗及碳排放現狀
現有礦或冶煉氣制酸裝置一次轉化的工藝氣體都是送入一吸塔一般采用低溫吸收,由于材質限制,現有礦或冶煉氣制酸干吸循環酸系統中酸的溫度只能控制在100℃左右。由于酸溫度較低,無法有效回收吸收反應的熱量,通常采用循環冷卻水將熱量釋放到大氣中。以12萬噸/a礦制酸裝置為例,每年需循環水630萬噸,折合消耗標煤880噸。通過循環水移至大氣中的熱量折合標煤10300噸。12萬噸/a礦制酸建設循環水站及酸冷卻系統投資約140萬元。目前該技術可實現節能量6萬tce/a,CO2減排約16萬t/a。
四、技術內容
1.技術原理
礦或冶煉氣制酸低溫回收技術是通過提高吸收工序的循環酸溫,用高溫濃硫酸在蒸汽發生器中產生低壓蒸汽的能量回收技術。低溫回收的方法是在硫酸裝置第一吸收塔前并聯一臺熱回收塔,通過大幅度提高循環酸溫度,以蒸汽發生器代替酸冷卻器產生低壓蒸汽,并在蒸汽發生器出口設置了蒸發器給水加熱器、廢熱鍋爐給水加熱器和脫鹽水加熱器以進一步利用低溫回收裝置產酸的熱量,提高熱回收率。在蒸汽發生器后專門設置了硫酸混合器,以便水與高溫濃硫酸的充分混合。由于水與濃硫酸的反應十分劇烈,且因為水的加入腐蝕性特別嚴重,因此混合器的設計和材料的選擇要求十分嚴格,既要保證加入的水能夠分散均勻,又要求在高溫下有很好的耐腐蝕性能。
2.關鍵技術
礦或冶煉氣制酸低溫熱回收技術采用高溫吸收代替低溫吸收,用蒸汽發生器代替傳統循環水冷卻器產生低壓蒸汽,在用低溫熱裝置高溫產酸加熱中壓鍋爐給水、蒸發器給水和脫鹽水,采用裝置產酸加熱混合器串酸。以上幾點都是本裝置工藝系統的關鍵技術。在礦或冶煉氣制酸系統采用蒸發器為國內首次成功使用,而采用高溫產酸加熱中壓給水在國內外也是首次成功使用。
3.工藝流程
礦或冶煉氣制酸低溫熱回收流程如圖1所示:
下圖各設備名稱如下:1-高溫吸收塔,2-高溫循環槽,3-混合器,4-省煤器,5-高溫循環泵,6-蒸發器,7-蒸發器給水加熱器,8-中壓廢熱鍋爐給水加熱器,9-脫鹽水加熱器,10-低壓給水泵,11-噴射水泵,12-中壓給水泵,13-除氧器,14-廢熱鍋爐。
圖1 礦或冶煉氣制酸低溫熱回收流程
五、主要技術指標
采用本技術可使礦或冶煉氣制酸裝置每生產1噸酸低壓蒸汽折合回收量達到0.45t采用本技術可替代目前礦或冶煉氣制酸裝置的一吸酸冷卻器,減小60%左右的循環冷卻水用量,從而也減少了循環水站的動力消耗及循環水的蒸發量。每產出1噸硫酸折合節約標煤0.062tce。
六、典型應用案例
應用單位:山東明瑞化工集團有限公司老城分公司
技術提供單位:南京海陸化工科技有限公司
節能改造情況:在原有礦制酸裝置基礎上建成了一套低溫熱回收裝置。
節能效果:該低溫熱回收裝置每小時產汽7t,裝置年運行小時數8000小時,每年產汽5.6萬噸,每年減少循環水用量380萬噸?晒澕s標準煤7440噸。每年減少二氧化碳排放19642噸。
經濟效益:該項目投資1200萬(含對原有裝置改造及獨立設置的DCS系統)。按蒸汽銷售單價150元/噸計,每年收益1030萬元,靜態投資回收期1.98 年。
七、推廣前景及節能減排潛力
預計未來五年按可推廣600萬噸規模計算,該技術在行業內的推廣比例可達到30%,總投資額6億元,節能能力37萬tce/a,減排能力98萬tCO2/a。
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