酸再生機組廢氣余熱回收及廢氣處理系統(tǒng)及方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及酸再生機組廢氣余熱回收及廢氣處理技術領域，尤其是涉及一種效率更高的酸再生機組廢氣余熱回收及廢氣處理系統(tǒng)，以及基于該系統(tǒng)進行實施的酸再生機組廢氣余熱回收及廢氣處理方法。
【背景技術】
[0002]環(huán)境保護始終是經(jīng)濟社會發(fā)展的制約因素，可持續(xù)發(fā)展必須要建立在環(huán)境保護的基礎上，以犧牲環(huán)境為代價的經(jīng)濟發(fā)展是不可持續(xù)的。因此，化工、鋼鐵等高污染行業(yè)都開發(fā)出了種種的資源回收以及環(huán)境保護的技術手段，以滿足可持續(xù)發(fā)展的要求，例如鋼鐵行業(yè)比較常見的酸再生方式。
[0003]當前，國內鋼鐵行業(yè)所使用的數(shù)幾百條酸再生機組，大多采用自世界上最先進的噴霧焙燒法進行再生，但是，該方法依然無法避免排出大量水蒸氣和少量的HCI，因此每套機組都有一個標志性的冒“白煙”的煙囪，排氣溫度75°C浪費熱能。
[0004]經(jīng)典的傳統(tǒng)酸再生機組的現(xiàn)有流程，雖然最大限度地對廢酸進行了再生循環(huán)，并且進行再生機組與酸洗機組的連接使用，其排放指標也符合國標GB28665-2012要求，但是，隨著產(chǎn)能的增加和日趨嚴格且嚴峻的環(huán)保要求，目前的酸再生的資源回收方式已經(jīng)顯得比較單一。針對這一問題，從廣度的技術上來說，應該將解決問題的目光放在廢氣排放出的水蒸氣上，進行熱能回收，節(jié)能減排，進而更好地改善環(huán)境，提升當前的回收效率。
[0005]中國專利CN201080053588.7公開了排氣處理和熱回收系統(tǒng)，涉及控制冷凝和蓄積在空氣預熱器熱傳遞元件上的酸的量，從而改善空氣預熱器從來自例如熔爐燃燒室的煙道氣流提取熱量的功效。又涉及控制熱傳遞表面上沉積物的“濕度”以便可使沉積物維持在允許在空氣預熱器操作中容易將其(沉積物)清除的狀態(tài)。還涉及配置以允許分布從煙道氣流提取的額外熱量的空氣預熱器。熱效率再生性空氣預熱器通過采用堿性注射系統(tǒng)從離開固體燃料燃爐的煙道氣中提取更多熱能。這通過將不同大小的堿性顆粒選擇性注入空氣預熱器內減輕酸結垢。小顆粒提供酸蒸汽冷凝和中和的成核部位。大顆粒注射以接觸和選擇性粘附于熱交換元件和中和在那里冷凝的液體酸。當沉積物蓄積超過閾值時，裝置產(chǎn)生和利用較高相對百分數(shù)的大顆粒。類似地，在其它情況下使用較大相對百分數(shù)的小顆粒。減輕結垢狀態(tài)允許重新設計空氣預熱器以在無過量結垢的情況下實現(xiàn)從煙道轉移更多熱量，產(chǎn)生更低的煙道氣出口溫度。當煙道氣通過再生性空氣加熱器的氣體側時從中提取更多熱量，而再生性空氣預熱器設備下游的熱傳遞表面不變得過度結垢或腐蝕的裝置。但是其中涉及的方法能耗高，工業(yè)化成本大，技術難度大，可實施性不佳。因此在大規(guī)模推廣應用中存在較大阻礙。

【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明旨在解決上述技術問題，提供一種酸再生機組廢氣余熱回收及廢氣處理系統(tǒng)，包括石墨換熱器(I)、水循環(huán)泵一(4)、水循環(huán)泵二(3)，水池(2)和涼水塔(5); 其中，
石墨換熱器(I)分為兩級，
石墨換熱器第一級頂部設置廢氣進氣口(11)，石墨換熱器第一級下側壁設置助燃空氣進氣口(13)，上側壁設置助燃空氣出口(12)；
石墨換熱器第二級下部側壁設置廢氣出口( 17)，第二級底部設置冷凝廢水出口( 18)，第二級下部側壁設置進水口( 15)，上部側壁設置出水口( 14)，進水口( 15)通過水循環(huán)泵一
(4)與水池(2)的出口(21)相連接，出水口(14)與水池(2)的進口(22)相連接；
水池(2)的另一進口(23)和涼水塔(5)出口相接，水池的另一個出口通過水循環(huán)泵二
(3)與涼水塔進口(5)相接。
[0007]優(yōu)選地為，石墨換熱器數(shù)量不少于一個，每個石墨換熱器配置一組水循環(huán)泵，每組水循環(huán)泵都有兩臺，其中一臺備用。
[0008]優(yōu)選地為，所述的水循環(huán)泵上設有臥式離心泵(31)和聯(lián)軸器(33)，且聯(lián)軸器(33)外側設有聯(lián)軸器護罩(32)，臥式離心泵(31)的葉輪由超高分子量聚乙烯制成，分子量優(yōu)選I萬-5萬，聯(lián)軸器(33)的軸封通過單機械碳化硅密封。
[0009]優(yōu)選地為，所述石墨換熱器出水口(14)設置電導儀，用于檢測冷卻水中的Cl離子含量以其檢測石墨換熱器是否泄漏損壞，石墨換熱器助燃空氣出口(12)和廢氣出口(17)設置溫度計和壓力表。
[0010]本發(fā)明還提供利用上述的酸再生機組廢氣余熱回收及廢氣處理系統(tǒng)進行酸再生機組廢氣余熱回收及廢氣處理方法，其包括如下步驟:
1)將酸再生機組處理后的廢氣經(jīng)過石墨換熱器第一級頂部廢氣進氣口(11)通入石墨換熱器第一級管道，由酸再生機組的助燃風機向石墨換熱器第一級下側壁助燃空氣進氣口
(13)輸送助燃空氣，通過石墨換熱器(I)的管道內外壁的溫度差降低廢氣排放溫度，廢氣被冷卻后進入石墨換熱器第二級；助燃空氣溫度提高，再由石墨換熱器第一級助燃氣出氣口
(12)輸送至酸再生機組；
2)經(jīng)石墨換熱器第一級冷卻后的廢氣進入石墨換熱器第二級的管道，水池的冷卻水經(jīng)過水循環(huán)泵一輸送至石墨換熱器進水口( 15)，用于冷卻管道中的廢氣，廢氣中的水蒸氣和HCl被冷卻成液態(tài)流入石墨換熱器第二級底部，用于吸收塔吸收水而流入酸再生機組的集水槽；其余廢氣進入廢氣風機，廢氣風機之后是一臺液滴分離器，在這里將氣體和液體分離，液體再一次被分離進入酸再生機組工藝流程中的集水槽，剩余廢氣成為凈化后的氣體，排入大氣；
3)石墨換熱器(I)的冷卻水通過石墨換熱器(I)的出水口(14)，進入水池(2)中，與水池(2 )相連的水循環(huán)泵二( 3 )將水池(2 )的水送入涼水塔(5 )進行降溫冷卻。
[0011]優(yōu)選地，步驟I)中，石墨換熱器第一級廢氣被冷卻至60°C，助燃空氣溫度提高到60。。。
[0012]優(yōu)選地，石墨換熱器第一級頂部廢氣進氣口 11的廢氣成份為:50-60%H20 (v%)，35-40%N2 (v%)，1-5%C02 (v%)，1_5%02 (v%)，HCl 含量 15~50mg/Nm3。
[0013]優(yōu)選地，石墨換熱器第一級頂部廢氣進氣口 11的廢氣廢氣成份為:56%H20 (v%)，38%N2 (v%) , 3%C02 (v%) , 3%02 (v%)，HCl 含量 15~5Omg/Nm3。
[0014]優(yōu)選地，排氣5700 m3/h，水蒸氣彡 I Omg/Nm3, HCl 保證值..(10mg/Nm3。
[0015]優(yōu)選地，石墨換熱器第一級頂部廢氣進氣口 11的廢氣通入速度為0.3m3/min，助燃空氣進氣口 13通入速度為0.8m3/ mine
[0016]優(yōu)選地，由水池輸送到石墨換熱器的泠凝水溫度控制在10_20°C，優(yōu)選13°C，石墨換熱器進水口 15的水流速度為0.5m3/min。
[0017]本發(fā)明的有益之處:
本發(fā)明能夠顯著降低廢氣排氣量，并回收大量工業(yè)用水，可節(jié)約天然氣和電力等大量的生產(chǎn)資源，對于縮減成本、提高生產(chǎn)效率，以及熱能等資源的回收、環(huán)境保護和水土保持等都十分有意義，有著良好的促進作用。
【附圖說明】
[0018]圖1所示為本發(fā)明一較佳實施例的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0019]附圖僅用于示例性說明，不能理解為對本專利的限制。
[0020]下面將結合本發(fā)明中的說明書附圖，對發(fā)明中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0021]如圖1所示為可作為本發(fā)明較佳實施例的酸再生機組廢氣余熱回收及廢氣處理系統(tǒng)，其特征在于，包括石墨換熱器(I)、水循環(huán)泵一(4)、水循環(huán)泵二(3)，水池(2)和涼水塔(5)；
其中，
石墨換熱器(I)分為兩級，
石墨換熱器第一級頂部設置廢氣進氣口(11)，石墨換熱器第一級下側壁設置助燃空氣進氣口(13)，上側壁設置助燃空氣出口(12)；
石墨換熱器第二級下部側壁設置廢氣出口( 17)，第二級底部設置冷凝廢水出口( 18)，第二級下部側壁設置進水口( 15)，上部側壁設置出水口( 14)，進水口( 15)通過水循環(huán)泵一
(4)與水池(2)的出口(21)相連接，出水口(14)與水池(2)的進口(22)相連接；
水池(2)的另一進口(23)和涼水塔(5)出口相接，水池的另一個出口通過水循環(huán)泵二
(3)與涼水塔進口(5)相接。
[0022]石墨換熱器數(shù)量不少于一個，每個石墨換熱器配置一組水循環(huán)泵，每組水循環(huán)泵都有兩臺，其中一臺備用。
[0023]優(yōu)選地為，所述的水循環(huán)泵上設有臥式離心泵(31)和聯(lián)軸器(33)，且聯(lián)軸器(33)外側設有聯(lián)軸器護罩(32)，臥式離心泵(31)的葉輪由超高分子量聚乙烯制成，分子量優(yōu)選I萬-5萬，聯(lián)軸器(33)的軸封通過單機械碳化硅密封。
[0024]優(yōu)選地為，所述石墨換熱器出水口(14)設置電導儀，用于檢測冷卻水中的Cl離子含量以其檢測石墨換熱器是否泄漏損壞，石墨換熱器助燃空氣出口(12)和廢氣出口(17)設置溫度計和壓力表。
[0025]石墨換熱器用于回收熱能和冷凝焙燒廢氣的水蒸汽。石墨換熱器內分為上下兩級。石墨換熱器的第一級和第二級均設有由石墨管組成的列管式換熱器，其作用是用來冷卻氣體降低廢氣溫度，達到回收熱能、HCI及水的目的。
[0026]石墨換熱器第一級頂部設置廢氣進氣口，石墨換熱器第一級下側壁設置助燃空氣進氣口，上側壁設置助燃空氣出氣口 ；石墨換熱器的上部通過助燃空氣換熱回收廢氣中的熱能。水池中的水通過與石墨換熱器相接的石墨換熱器水循環(huán)泵一送入各個石墨換熱器的第二級入水口中，對廢氣進行間接冷卻。
[0027]石墨換熱器的第二級