餘熱利用由于硫磺制酸和硫鐵礦制酸幹吸系統一樣,所以本文所述的低溫熱回收及利用包括硫磺制酸和硫鐵礦制酸。
(一)我國低溫餘熱利用方法和現狀
硫酸裝置的低溫餘熱由于品位較低,同時又是被硫酸所攜帶,回收利用技術上較困難。我國八十年代前這些熱量都是由淋灑式鑄鐵排管冷卻後随冷卻水帶到環境中,直到八十年代後期随着帶陽極保護的不鏽鋼管殼式濃硫酸冷卻器和闆式換熱器的開發應用,才為利用這些低溫餘熱提供了可能。近年來國内已有一些硫酸裝置回收利用了部分低溫餘熱,回收和利用的方法主要有以下幾種:
①加熱脫鹽水,提高進除氧器的水溫,從而減少除氧器蒸汽消耗。但由于鍋爐需要脫鹽水的量較少,回收和利用的餘熱隻占低溫餘熱的一小部分。如河南某化肥廠利用16萬噸/年硫酸裝置的幹吸酸熱将動力分廠的脫鹽水從常溫加熱到80℃,水量為:100t/h,利用的熱量約占低溫餘熱總量的22%。此裝置于1996年10月投入運行。
②生産熱水用于其它裝置,如用于磷酸濃縮和氨蒸發等,但這種方法必須是硫酸和磷酸或合成氨等裝置的聯合化工企業。
③生産熱水用于居民生活(包括采暖)。如山東某廠利用吸收酸熱産生70℃左右的熱水用于全廠采暖,采暖面積約為15000m2。此裝置于1995年11月安全運行至今,取得了非常可觀的經濟效益。
以上幾種低溫餘熱回收的方式在我國都有成功運行的實例,但總的來講我國硫酸裝置的低溫餘熱回收仍處于起步階段,回收利用的裝置很少,絕大部分裝置的低溫餘熱仍然是通過循環冷卻水散發到環境中。應用受到限制的主要原因是一方面人們對低溫餘熱的認識不夠,另一方面目前我國的技術隻能利用低溫餘熱産生熱水,而熱水的利用有其局限性。
(二)孟山都HRS簡介
國外低溫餘熱利用較早,利用的方式也較多,除上述常見的利用方法外孟上都在八十年代後期開發了硫酸高溫吸收産生低壓蒸汽的系統(簡稱HRS),采用HRS可使每噸硫酸産1.0MPa的低壓蒸汽0.5噸左右。孟山都的HRS雖然代表硫酸裝置低溫熱回收的世界先進水平,但HRS的工業推廣并不令人滿意,從1987年11月HRS首次成功的工業應用到1995年八年間,全世界僅有16[1]套裝置采用了HRS,難以推廣的主要原因是:
①HRS對硫酸濃度的要求很高,隻能控制在狹窄的範圍内,稍有偏差就會發生嚴重的腐蝕,而且不能用于發煙酸裝置。
②投資太高,如1000t/d硫酸裝置HRS投資約為300萬美元,約占整個裝置投資的30%,這是一般投資者較難接受的,特别是對于我們這樣一個發展中國家。
通過硫酸工作者的共同努力,我國硫磺制酸餘熱回收取得了很大的成績,高中溫餘熱回收系統的噸酸産汽率已高于1.2噸(蒸汽壓力為:3.82Mpa,溫度為:450℃),低溫餘熱回收也已有多套裝置成功的在運行。但我們應該看到我國硫磺制酸裝置的餘熱回收和利用水平與世界先進水平比還有一定的差距,尤其是在低溫熱回收方面,我國目前隻能利用低溫餘熱産生熱水,而代表世界先進水平的美國孟山都的HRS能使每噸硫酸生産0.5噸低壓蒸汽。所以我們應積極尋找低溫餘熱産生蒸汽的新途徑。
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