權(quán)利要求書： 1.一種脫硫廢液的兩段式燃燒耦合兩段式換熱系統(tǒng)，其特征在于，包括用于粗硫磺燃燒的第一燃燒器，用于含硫廢液燃燒的第二燃燒器，以及第一換熱裝置和第二換熱裝置，所述第一燃燒器內(nèi)產(chǎn)生的Ⅰ段煙氣通過所述第二換熱裝置后進(jìn)入所述第二燃燒器內(nèi)，所述第二燃燒器內(nèi)產(chǎn)生的Ⅱ段煙氣通過所述第一換熱裝置后用于制酸；所述第一換熱裝置和所述第二換熱裝置內(nèi)依次流經(jīng)冷卻水。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脫硫廢液的兩段式燃燒耦合兩段式換熱系統(tǒng)，其特征在于，所述第一換熱裝置還連接有給水管道，所述第一換熱裝置和第二換熱裝置之間通過蒸汽管道連接，所述第二換熱裝置還設(shè)置有蒸汽輸出總管。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脫硫廢液的兩段式燃燒耦合兩段式換熱系統(tǒng)，其特征在于，所述第一燃燒器和第二燃燒器為焚燒爐。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脫硫廢液的兩段式燃燒耦合兩段式換熱系統(tǒng)，其特征在于，所述第一燃燒器、第二燃燒器、第一換熱裝置和第二換熱裝置集成在一個殼體內(nèi)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脫硫廢液的兩段式燃燒耦合兩段式換熱系統(tǒng)，其特征在于，所述第一燃燒器、第二燃燒器、第一換熱裝置、第二換熱裝置分別獨(dú)立設(shè)置，各裝置之間通過管道連接。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脫硫廢液的兩段式燃燒耦合兩段式換熱系統(tǒng)，其特征在于，所述第一燃燒器和第二燃燒器上還分別設(shè)置有至少一個用于上料的第一上料管道和第二上料管道。

說明書： 一種脫硫廢液的兩段式燃燒耦合兩段式換熱系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本實(shí)用新型涉及燃燒鍋爐技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種脫硫廢液的兩段式燃燒耦合兩段式換熱系統(tǒng)。

背景技術(shù)[0002] 我國焦化行業(yè)較多采用以HPF、PDS等為催化劑的氨法濕式氧化脫硫工藝脫除煤氣中的H2S和HCN，在脫硫脫氰過程中產(chǎn)生富含硫泡沫和銨鹽的脫硫廢液，經(jīng)分離工藝后得到

低純硫磺(粗硫磺)以及以硫氰酸銨和硫代硫酸銨為主要溶解物的含硫廢液。粗硫磺中含有

煤粉、焦油、萘等雜質(zhì)，產(chǎn)品純度低、市場銷售難，此外，脫硫廢液被國家環(huán)保部委認(rèn)定為危

險(xiǎn)廢物，導(dǎo)致各焦化企業(yè)都面臨著巨大的粗硫磺和含硫廢液處理壓力。焦化粗硫磺、含硫廢

液焚燒制硫酸是一種有效的資源化利用手段，該技術(shù)流程大致如下：粗硫磺和含硫廢液進(jìn)

入焚燒爐燃燒，產(chǎn)生富含SO2的高溫?zé)煔?，煙氣熱量?jīng)廢熱鍋爐后產(chǎn)生高壓蒸汽用于發(fā)電，

所含SO2在后續(xù)制酸工段被轉(zhuǎn)化為成品硫酸。

[0003] 現(xiàn)階段，粗硫磺、含硫廢液的焚燒工藝往往是將脫硫廢液經(jīng)簡單濃縮后直接噴入燃燒爐進(jìn)行燃燒，為防止焚燒煙氣NOx超標(biāo)，需要將煙氣溫度控制在1100℃以下，由此限制

了廢熱鍋爐所產(chǎn)生蒸汽的品質(zhì)，繼而限制了發(fā)電效率。另外，現(xiàn)場調(diào)研發(fā)現(xiàn)焚燒煙氣中含有

大量NH3，NH3來自于廢液中銨鹽的熱分解，這部分NH3在制酸工段的煙氣清洗裝置內(nèi)和煙氣

中的SO3結(jié)合形成硫銨鹽，導(dǎo)致堵塞風(fēng)險(xiǎn)，干擾制酸過程。

實(shí)用新型內(nèi)容

[0004] 針對粗硫磺、含硫廢液焚燒工藝中存在的煙氣溫度較低限制蒸汽品質(zhì)及生成NH3干擾制酸的兩大問題，開發(fā)兩段式燃燒耦合兩段式換熱工藝，通過提升粗硫磺焚燒的煙氣

溫度來提高蒸汽品質(zhì)，利用含硫廢液焚燒熱分解產(chǎn)生的NH3來還原粗硫磺焚燒中因溫度提

升而增加的NOx，在保證NOx不超標(biāo)的同時降低NH3含量，削弱NH3對后續(xù)制酸過程的干擾。

[0005] 為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供了一種脫硫廢液的兩段式燃燒耦合兩段式換熱系統(tǒng)，包括用于粗硫磺燃燒的第一燃燒器，用于含硫廢液燃燒的第二燃燒器，以及第一換熱

裝置和第二換熱裝置，所述第一燃燒器內(nèi)產(chǎn)生的Ⅰ段煙氣通過所述第二換熱裝置后進(jìn)入所

述第二燃燒器內(nèi)，所述第二燃燒器內(nèi)產(chǎn)生的Ⅱ段煙氣通過所述第一換熱裝置后用于制酸；

所述第一換熱裝置和所述第二換熱裝置內(nèi)依次流經(jīng)冷卻水。

[0006] 進(jìn)一步地，所述第一換熱裝置還連接有給水管道，所述第一換熱裝置和第二換熱裝置之間通過蒸汽管道連接，所述第二換熱裝置還設(shè)置有蒸汽輸出總管。

[0007] 進(jìn)一步地，所述第一燃燒器和第二燃燒器為焚燒爐。[0008] 進(jìn)一步地，所述第一燃燒器、第二燃燒器、第一換熱裝置和第二換熱裝置集成在一個殼體內(nèi)。

[0009] 進(jìn)一步地，所述第一燃燒器、第二燃燒器、第一換熱裝置、第二換熱裝置分別獨(dú)立設(shè)置，各裝置之間通過管道連接。

[0010] 進(jìn)一步地，所述第一燃燒器和第二燃燒器上還分別設(shè)置有至少一個用于上料的第一上料管道和第二上料管道。

[0011] 本實(shí)用新型的脫硫廢液的兩段式燃燒耦合兩段式換熱系統(tǒng)的工作原理是，將粗硫磺以液態(tài)形式噴入第一燃燒器，在富氧空氣氣氛中燃燒，產(chǎn)生溫度高于1300℃的Ⅰ段煙氣，

隨著第一燃燒器中的燃燒溫度越高，在提升蒸汽品質(zhì)的同時Ⅰ段煙氣中的NOx含量越大，Ⅰ段

煙氣與流經(jīng)第二換熱裝置的冷卻水或蒸汽換熱后，溫度降至1000℃以下并進(jìn)入第二燃燒

器，第二燃燒器用于含硫廢液的燃燒，含硫廢液中的銨鹽分解生成NH3，NH3未能全部燃燒，Ⅰ

段煙氣中的NOx在第二燃燒器中被殘余的NH3經(jīng)選擇性非催化還原成N2，在保證NOx不超標(biāo)的

同時降低了NH3含量，得到SO2高含量的Ⅱ段煙氣，Ⅱ段煙氣經(jīng)第一換熱裝置冷卻至400℃以

下用于制酸工段；另一方面，Ⅰ段煙氣和Ⅱ段煙氣分別經(jīng)過第二換熱裝置和第一換熱裝置冷

卻，冷卻水依次經(jīng)過第一換熱裝置和第二換熱裝置并與Ⅱ段煙氣和Ⅰ段煙氣進(jìn)行熱量交換，

冷卻水經(jīng)過第一換熱裝置換熱后，冷卻水蒸發(fā)不完全，Ⅰ段煙氣的溫度高于1300℃，從第一

換熱裝置出來后的冷卻水繼續(xù)與Ⅰ段煙氣進(jìn)行換熱，可以得到高品質(zhì)的蒸汽，可用于發(fā)電工

段。

[0012] 本實(shí)用新型由于采用以上技術(shù)方案，使之與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下有益效果：[0013] 1)本實(shí)用新型中通過采用兩段式燃燒耦合兩段式換熱，可以提高第一燃燒器中粗硫磺燃燒時的溫度，進(jìn)而可以提高所產(chǎn)生的蒸汽的品質(zhì)，繼而提高發(fā)電效率；

[0014] 2)本實(shí)用新型中含硫廢液中的銨鹽熱分解產(chǎn)生的殘余的NH3，可以與粗硫磺燃燒產(chǎn)生的NOx氣體反應(yīng)生成N2，在保證NOx不超標(biāo)的同時降低了NH3含量，避免NH3在制酸過程中

的煙氣清洗裝置內(nèi)和煙氣中的SO3結(jié)合形成硫銨鹽，降低生成酸產(chǎn)率的同時導(dǎo)致堵塞風(fēng)險(xiǎn)，

干擾制酸過程。

[0015] 3)本實(shí)用新型中系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，將極大地促進(jìn)粗硫磺、含硫廢液焚燒制硫酸技術(shù)的普及，可極大的對危險(xiǎn)廢物進(jìn)行資源化利用，具有較高的經(jīng)濟(jì)效益。

附圖說明[0016] 圖1為本實(shí)用新型脫硫廢液的兩段式燃燒耦合兩段式換熱系統(tǒng)的流程示意圖。[0017] 1、2?第一上料管道；3?第一燃燒器；4?第一煙氣管道；5?第二換熱裝置；6?第二煙氣管道；7、8、9?第二上料管道；10?第二燃燒器；11?第三煙氣管道；12?第一換熱裝置；13?制

酸單元；14?給水管道；15?蒸汽管道；16?蒸汽輸出總管。

具體實(shí)施方式[0018] 下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的

實(shí)施例，基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)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(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。附圖中，為清晰可見，可能放大

了某部分的尺寸及相對尺寸。

[0019] 在本實(shí)用新型的描述中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“連接”、“相連”應(yīng)做廣義解釋，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機(jī)械連接，也可以

是電連接；可以是直接連接，也可以通過中間媒介間接連接，可以是兩個元件內(nèi)部的連通或

兩個元件的相互作用關(guān)系，對于本領(lǐng)域的普通的技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)

語在本實(shí)用新型中的具體含義。

[0020] 在本實(shí)用新型的描述中，術(shù)語“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述和簡化操作，而不是指示或暗示

所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本

實(shí)用新型的限制。

[0021] 此外，在本實(shí)用新型的描述中，術(shù)語“第一”、“第二”僅僅用于在描述上加以區(qū)分。[0022] 如說明書附圖1所示，本實(shí)用新型提供了一種脫硫廢液的兩段式燃燒耦合兩段式換熱系統(tǒng)，包括用于粗硫磺燃燒的第一燃燒器3，用于含硫廢液燃燒的第二燃燒器10，以及

第一換熱裝置12和第二換熱裝置5，所述第一燃燒器3內(nèi)產(chǎn)生的Ⅰ段煙氣通過所述第二換熱

裝置5后進(jìn)入所述第二燃燒器10內(nèi)，所述第二燃燒器10內(nèi)產(chǎn)生的Ⅱ段煙氣通過所述第一換

熱裝置12后用于制酸；所述第一換熱裝置12和所述第二換熱裝置5內(nèi)依次流經(jīng)冷卻水。

[0023] 細(xì)化實(shí)施方式，脫硫廢液經(jīng)分離工藝后得到粗硫磺和含硫廢液，粗硫磺中含有煤粉、焦油、萘等雜質(zhì)，含硫廢液中主要包括硫氰酸銨和硫代硫酸銨，粗硫磺在第一燃燒器3內(nèi)

富氧空氣氣氛中燃燒后產(chǎn)生富含SO2的Ⅰ段煙氣，第一燃燒器3的燃燒溫度為1300℃以上，從

第一燃燒器3中排出的Ⅰ段煙氣的溫度在1300℃以上，具體的，第一燃燒器3上還設(shè)置有分別

供富氧空氣和液態(tài)的粗硫磺進(jìn)入的第一上料管道1/2(圖1中，1代表富氧空氣，2代表粗硫

磺)，Ⅰ段煙氣經(jīng)過第二換熱裝置5降溫至1000℃以下后進(jìn)入第二燃燒器10內(nèi)，第一燃燒器3

的煙氣出口與第二換熱裝置5通過第一煙氣管道4連接，第二換熱裝置5與第二燃燒器10的

煙氣入口通過第二煙氣管道6連接。

[0024] 第二燃燒器10中的燃燒溫度為900～1200℃，具有一定溫度的Ⅰ段煙氣進(jìn)入第二燃燒器10內(nèi)，無需消耗過多的熱量進(jìn)行加熱，可減少能耗，為了促進(jìn)含硫廢液的燃燒，第二燃

燒器10上還設(shè)置有分別供補(bǔ)充空氣、補(bǔ)燃煤氣及含硫廢液進(jìn)入的第二上料管道7/8/9(圖1

中，7代表脫硫廢液，8代表補(bǔ)充空氣，9代表補(bǔ)燃煤氣)，補(bǔ)燃煤氣的使用量依據(jù)含硫廢液中

鹽含量而定，煤氣的使用量與含硫廢液中鹽濃度成反比，當(dāng)含硫廢液中的鹽含量可使含硫

廢液充分燃燒時，則可以不使用煤氣；第二燃燒器10內(nèi)的含硫廢液中的銨鹽分解生成NH3，

NH3未能全部燃燒，存在部分殘余，粗硫磺在高溫下產(chǎn)生的Ⅰ段煙氣中含有少量NOx，在第二燃

燒器10中，Ⅰ段煙氣中的NOx可以和NH3反應(yīng)生成N2，降低Ⅱ段煙氣中NOx以及NH3的含量，得到

富含SO2的Ⅱ段煙氣，經(jīng)第三煙氣管道11進(jìn)入第一換熱裝置12中降溫至400℃以下后進(jìn)入制

酸單元13，用于制備硫酸。

[0025] 作為實(shí)施方式之一，為了得到高品質(zhì)的蒸汽，第一換熱裝置12和第二換熱裝置5沿進(jìn)水方向依次設(shè)置，具體的，所述第一換熱裝置12還連接有給水管道14，所述第一換熱裝置

12和第二換熱裝置5之間通過蒸汽管道15連接，所述第二換熱裝置5還設(shè)置有蒸汽輸出總管

16，經(jīng)過第一換熱裝置12加熱后的冷卻水進(jìn)入第二換熱裝置5內(nèi)繼續(xù)進(jìn)行加熱，得到高品質(zhì)

的蒸汽，送至發(fā)電工段，可提高發(fā)電效率。

[0026] 作為實(shí)施方式之一，所述第一燃燒器3和第二燃燒器10為焚燒爐。[0027] 細(xì)化實(shí)施方式，所述第一燃燒器3、第二燃燒器10、第一換熱裝置12和第二換熱裝置5集成在一個殼體內(nèi)，整合成一個集成設(shè)備，具體的，第一燃燒器3和第二燃燒器10在殼體

內(nèi)沿?zé)煔饬飨蚯昂蠓植?，第一換熱裝置12和第二換熱裝置5在殼體內(nèi)沿?zé)煔饬髂嫦蚍植?，?br />
成設(shè)備可以減少安裝占地需求，也方便對設(shè)備進(jìn)行集中維修和管理；當(dāng)然，所述第一燃燒器

3、第二燃燒器10、第一換熱裝置12和第二換熱裝置5也可以單獨(dú)設(shè)置，各裝置之間通過管道

連接。

[0028] 進(jìn)一步細(xì)化實(shí)施方式，為了保證系統(tǒng)運(yùn)行的安全性，在第一燃燒器3、第二燃燒器10、第一換熱裝置12、第二換熱裝置5以及各管道上設(shè)置有溫度檢測儀及壓力檢測儀，可以

對各設(shè)備以及管道的運(yùn)行進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，保證系統(tǒng)正常運(yùn)行，也可以方便后期進(jìn)行維修；在

各第一上料管道1/2和第二上料管道7/8/9上設(shè)置有流量調(diào)節(jié)閥，可以調(diào)控上料速度以及上

料量；在煙氣尾部以及第一燃燒器3、第二燃燒器10中分別設(shè)置氣體成分分析儀，分別用于

檢測煙氣尾部以及第一燃燒器3、第二燃燒器10中的NOx、NH3、SO2或顆粒物含量，便于對第一

燃燒器和第二燃燒器進(jìn)行調(diào)控，確保Ⅱ段煙氣中NOx、NH3在正常范圍內(nèi)。

[0029] 進(jìn)一步地，本實(shí)用新型還提供了一種脫硫廢液的兩段式燃燒耦合兩段式換熱工藝，采用上述的系統(tǒng)，通過以下實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。

[0030] 實(shí)施例1[0031] 粗硫磺以液態(tài)形式霧化噴入第一燃燒器3，30％氧含量的富氧空氣同步通入第一燃燒器3，霧化的液態(tài)粗硫磺燃燒產(chǎn)生溫度高于1300℃的Ⅰ段煙氣；Ⅰ段煙氣進(jìn)入第二換熱裝

置5內(nèi)降溫，在此Ⅰ段煙氣溫度降至1000℃以下，隨后進(jìn)入第二燃燒器10；鹽含量為w.50％的

脫硫廢液霧化噴入第二燃燒器10，補(bǔ)燃煤氣和補(bǔ)充空氣同步通入第二燃燒器10，通過調(diào)節(jié)

補(bǔ)燃煤氣量和補(bǔ)充空氣量將Ⅱ段煙氣溫度控制在900～1200℃，第二燃燒器10中出來的Ⅱ

段煙氣進(jìn)入第一換熱裝置12，在此Ⅱ段煙氣溫度冷卻至400℃以下，冷卻后的Ⅱ段煙氣去制

酸工段；冷卻水經(jīng)給水管道14在第一換熱裝置12與Ⅱ段煙氣進(jìn)行換熱后進(jìn)入第二換熱裝置

5與Ⅰ段煙氣進(jìn)行換熱，最終形成高品質(zhì)蒸汽經(jīng)蒸汽輸出總管16，去發(fā)電工段。

[0032] 實(shí)施例2[0033] 粗硫磺以液態(tài)形式霧化噴入第一燃燒器3，50％氧含量的富氧空氣同步通入第一燃燒器3，霧化的液態(tài)粗硫磺燃燒產(chǎn)生溫度高于1500℃的Ⅰ段煙氣；Ⅰ段煙氣進(jìn)入第二換熱裝

置5內(nèi)降溫，在此Ⅰ段煙氣溫度降至1000℃以下，隨后進(jìn)入第二燃燒器10；鹽含量為w.75％的

脫硫廢液霧化噴入第二燃燒器10，補(bǔ)燃煤氣和補(bǔ)充空氣同步通入第二燃燒器10，通過調(diào)節(jié)

補(bǔ)燃煤氣量和補(bǔ)充空氣量將Ⅱ段煙氣溫度控制在900～1200℃，第二燃燒器10中出來的Ⅱ

段煙氣進(jìn)入第一換熱裝置12，在此Ⅱ段煙氣溫度冷卻至400℃以下，冷卻后的Ⅱ段煙氣去制

酸工段；冷卻水經(jīng)給水管道14在第一換熱裝置12與Ⅱ段煙氣進(jìn)行換熱后進(jìn)入第二換熱裝置

5與Ⅰ段煙氣進(jìn)行換熱，最終形成高品質(zhì)蒸汽經(jīng)蒸汽輸出總管16，去發(fā)電工段。

[0034] 本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)理解，本實(shí)用新型可以以許多其他具體形式實(shí)現(xiàn)而不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍。盡管已描述了本實(shí)用新型的實(shí)施例，應(yīng)理解本實(shí)用新型不應(yīng)

限制為此實(shí)施例，本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可如所附權(quán)利要求書界定的本實(shí)用新型精神和范

圍之內(nèi)作出變化和修改。