权利要求
1.一种余热梯度回收系统(100)，其特征在于，包括换热器(1)、除氧器(2)、省煤器(3)、火冶余热锅炉(4)、过热器(5)和高压泵(6)，所述换热器(1)的吸热侧用于连通除盐水源，所述换热器(1)的放热侧用于设在
有色金属冶炼系统的硫酸干吸工段的低温区，所述省煤器(3)用于设在所述有色金属冶炼系统的硫酸转化工段的低温区，所述火冶余热锅炉(4)用于设在所述有色金属冶炼系统的火法冶炼工段，所述火冶余热锅炉(4)具有吸热侧管路，所述过热器(5)用于设在所述有色金属冶炼系统的硫酸转化工段的中温区，所述换热器(1)的吸热侧、所述除氧器(2)、所述省煤器(3)、所述火冶余热锅炉(4)的吸热侧管路和所述过热器(5)依次连通，以便除盐水依次换热回收所述硫酸干吸工段的低温区、所述硫酸转化工段的低温区、所述火法冶炼工段和所述硫酸转化工段的中温区的余热，所述高压泵(6)设在所述除氧器(2)和所述省煤器(3)之间。
2.根据权利要求1所述的余热梯度回收系统(100)，其特征在于，所述换热器(1)为给水加热器。
3.根据权利要求1所述的余热梯度回收系统(100)，其特征在于，所述省煤器(3)具有两个且分别为第一省煤器和第二省煤器，所述第一省煤器和所述第二省煤器串联，在除盐水的流动方向上，所述第一省煤器位于所述第二省煤器的上游。
4.根据权利要求1所述的余热梯度回收系统(100)，其特征在于，所述火冶余热锅炉(4)包括熔炼炉余热锅炉和吹炼炉余热锅炉，所述熔炼炉余热锅炉的吸热侧管路和所述吹炼炉余热锅炉的吸热侧管路并联。
5.根据权利要求1所述的余热梯度回收系统(100)，其特征在于，所述过热器(5)具有两个且分别为第一过热器和第二过热器，在除盐水的流动方向上，所述第一过热器位于所述第二过热器的上游。
6.根据权利要求5所述的余热梯度回收系统(100)，其特征在于，所述第一过热器用于设在所述硫酸转化工段的中温区的预转化器的出口，所述第二过热器用于设在所述硫酸转化工段的中温区的转化器一段的出口。
7.根据权利要求1所述的余热梯度回收系统(100)，其特征在于，所述换热器(1)的吸热侧、所述除氧器(2)、所述高压泵(6)、所述省煤器(3)、所述火冶余热锅炉(4)和所述过热器(5)通过管道依次连通。
8.一种有色金属冶炼系统，其特征在于，包括火法冶炼工段、硫酸转化工段、硫酸干吸工段和权利要求1至7任一项所述的余热梯度回收系统(100)，所述换热器(1)的放热侧设在所述硫酸干吸工段的低温区，所述省煤器(3)设在所述硫酸转化工段的低温区，所述火冶余热锅炉(4)设在所述火法冶炼工段，所述过热器(5)设在所述硫酸转化工段的中温区。
9.根据权利要求8所述的有色金属冶炼系统，其特征在于，所述过热器(5)具有两个且分别为第一过热器和第二过热器，所述第一过热器和所述第二过热器串联，在除盐水的流动方向上，所述第一过热器位于所述第二过热器的上游。
10.根据权利要求9所述的有色金属冶炼系统，其特征在于，所述第一过热器设在所述硫酸转化工段的中温区的预转化器的出口，所述第二过热器设在所述硫酸转化工段的中温区的转化器一段的出口。
说明书
技术领域
[0001]本实用新型涉及余热回收技术领域，具体涉及一种余热梯度回收系统及有色金属冶炼系统。
背景技术
[0002]有色金属(
铜、
铅、
锡、
镍)冶炼的火法冶炼工段的冶金炉排出大量高温(800℃-1300℃)烟气，为满足后续烟气处理工艺，必须冷却至约350℃左右。烟气制酸干吸工段硫酸温度要从约207℃降至约125℃。相关技术中设置了低温热回收系统(约0.8MPa)，先将常温除盐水经除氧器加热至104℃，而后一部分除盐水分别送至烟气制酸干吸工段的各余热锅炉产生低压饱和蒸汽，另一部分除盐水送至火法冶炼工段的火冶余热锅炉产中压饱和蒸汽。然而，除盐水加热至104℃加大了能源消耗，104℃的除盐水直接进入锅炉换热，导致有些低温余热未能得到较好的回收，同时锅炉给水从104℃升至锅炉压力下的饱和温度，需要消耗锅炉的热量，间接降低了锅炉的蒸发量。
实用新型内容
[0003]本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
[0004]为此，本实用新型的实施例提出一种余热梯度回收系统，回收了有色金属冶炼系统中的
低品位的余热，提高了余热回收效率，也提高了产汽量，通过回收不同品味的余热并最终产出高品位热能的过热蒸汽，不仅利于后续的蒸汽利用，也减少了余热梯度回收系统内部的能量消耗。
[0005]本实用新型的实施例提出一种有色金属冶炼系统。
[0006]根据本实用新型实施例的余热梯度回收系统，包括换热器、除氧器、省煤器、火冶余热锅炉、过热器和高压泵，所述换热器的吸热侧用于连通除盐水源，所述换热器的放热侧用于设在有色金属冶炼系统的硫酸干吸工段的低温区，所述省煤器用于设在所述有色金属冶炼系统的硫酸转化工段的低温区，所述火冶余热锅炉用于设在所述有色金属冶炼系统的火法冶炼工段，所述火冶余热锅炉具有吸热侧管路，所述过热器用于设在所述有色金属冶炼系统的硫酸转化工段的中温区，所述换热器的吸热侧、所述除氧器、所述省煤器、所述火冶余热锅炉的吸热侧管路和所述过热器依次连通，以便除盐水依次换热回收所述硫酸干吸工段的低温区、所述硫酸转化工段的低温区、所述火法冶炼工段和所述硫酸转化工段的中温区的余热，所述高压泵设在所述除氧器和所述省煤器之间。
[0007]本实用新型实施例的余热梯度回收系统回收了有色金属冶炼系统中的低品位的余热，提高了余热回收效率，也提高了产汽量，通过回收不同品味的余热并最终产出高品位热能的过热蒸汽，不仅利于后续的蒸汽利用，也减少了余热梯度回收系统内部的能量消耗。
[0008]在一些实施例中，所述换热器为给水加热器。
[0009]在一些实施例中，所述省煤器具有两个且分别为第一省煤器和第二省煤器，所述第一省煤器和所述第二省煤器串联，在除盐水的流动方向上，所述第一省煤器位于所述第二省煤器的上游。
[0010]在一些实施例中，所述火冶余热锅炉包括熔炼炉余热锅炉和吹炼炉余热锅炉，所述熔炼炉余热锅炉的吸热侧管路和所述吹炼炉余热锅炉的吸热侧管路并联。
[0011]在一些实施例中，所述过热器具有两个且分别为第一过热器和第二过热器，在除盐水的流动方向上，所述第一过热器位于所述第二过热器的上游。
[0012]在一些实施例中，所述第一过热器用于设在所述硫酸转化工段的中温区的预转化器的出口，所述第二过热器用于设在所述硫酸转化工段的中温区的转化器一段的出口。
[0013]在一些实施例中，所述换热器的吸热侧、所述除氧器、所述高压泵、所述省煤器、所述火冶余热锅炉和所述过热器通过管道依次连通。
[0014]本实用新型实施例的有色金属冶炼系统，包括火法冶炼工段、硫酸转化工段、硫酸干吸工段和所述的余热梯度回收系统，所述换热器的放热侧设在所述硫酸干吸工段的低温区，所述省煤器设在所述硫酸转化工段的低温区，所述火冶余热锅炉设在所述火法冶炼工段，所述过热器设在所述硫酸转化工段的中温区。
[0015]在一些实施例中，所述过热器具有两个且分别为第一过热器和第二过热器，所述第一过热器和所述第二过热器串联，在除盐水的流动方向上，所述第一过热器位于所述第二过热器的上游。
[0016]在一些实施例中，所述第一过热器设在所述硫酸转化工段的中温区的预转化器的出口，所述第二过热器设在所述硫酸转化工段的中温区的转化器一段的出口。
附图说明
[0017]图1是本实用新型实施例的余热梯度回收系统的示意图。
[0018]附图标记：
[0019]余热梯度回收系统100，换热器1，除氧器2，省煤器3，火冶余热锅炉4，过热器5，高压泵6。
具体实施方式
[0020]下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
[0021]下面参照附图1，详细描述本实用新型实施例的余热梯度回收系统100及有色金属冶炼系统。
[0022]本实用新型实施例的有色金属冶炼系统，包括火法冶炼工段、硫酸转化工段、硫酸干吸工段和余热梯度回收系统100。
[0023]本实用新型实施例的一种余热梯度回收系统100，包括换热器1、除氧器2、省煤器3、火冶余热锅炉4、过热器5和高压泵6，换热器1的吸热侧用于连通除盐水源，换热器1的放热侧设在有色金属冶炼系统的硫酸干吸工段的低温区，省煤器3设在有色金属冶炼系统的硫酸转化工段的低温区，火冶余热锅炉4设在有色金属冶炼系统的火法冶炼工段，火冶余热锅炉4具有吸热侧管路，过热器5设在有色金属冶炼系统的硫酸转化工段的中温区，换热器1的吸热侧、除氧器2、省煤器3、火冶余热锅炉4的吸热侧管路和过热器5通过管道依次连通，以便除盐水依次换热回收硫酸干吸工段的低温区、硫酸转化工段的低温区、火法冶炼工段和硫酸转化工段的中温区的余热，所述高压泵6设在所述除氧器2和所述省煤器3之间。
[0024]本实用新型实施例的余热梯度回收系统100，在使用状态下，常温除盐水进入换热器1的吸热侧，在换热器1内，位于吸热侧的常温除盐水与位于放热侧的制酸干吸工段的低温区硫酸进行间接换热，换热后除盐水的温度升高至约90℃，完成除盐水的第一次升温，而后除盐水进入除氧器2，除氧器2将除盐水加热至104℃进行除氧，完成除盐水的第二次升温。从除氧器2排出的104℃除盐水进入高压泵6，经高压泵加压后的除盐水进入省煤器3，在省煤器3与制酸转化工段的低温区的烟气进行间接换热，温度升高至约170℃，完成除盐水的第三次升温。然后，除盐水进入火冶余热锅炉4的吸热侧管路，火冶余热锅炉4的烟气将除盐水进一步加热至锅炉压力下的饱和温度，产中压饱和蒸汽。中压饱和蒸汽进入过热器5，继续在过热器5与制酸转化工段的中温区的烟气进行间接换热，温度升高至约400℃形成过热蒸汽。
[0025]本实用新型实施例的余热梯度回收系统100，在制酸干吸工段的低温区设置换热器1，利用制酸干吸工段的低温区的较低温度的酸对常温除氧水进行初次加热，不仅能够回收制酸干吸工段的低温区的部分低温余热，还能够初步大幅提升除盐水的温度，从而使除氧器2能够消耗少量的低压蒸汽即可将除盐水加热至104℃进行除氧，减少了能源消耗。并且，在制酸转化工段的低温区设置省煤器3，利于制酸转化工段的低温区的低温烟气对除盐水进行加热，大幅提高了除盐水的温度，从而使火冶余热锅炉4能够消耗相对较少的热量即可将除盐水加热至锅炉压力下的饱和温度，减少了火冶余热锅炉4的能源消耗。最后经过热器5换热后，中压饱和蒸汽形成约400℃的过热蒸汽，能够驱动汽轮机做功，从而提升了蒸汽利用效率。
[0026]由此，本实用新型实施例的余热梯度回收系统100回收了有色金属冶炼系统中的低品位的余热，提高了余热回收效率，也提高了产汽量，通过回收不同品味的余热并最终产出高品位热能的过热蒸汽，不仅利于后续的蒸汽利用，也减少了余热梯度回收系统100内部的能量消耗。
[0027]下面以进入本实用新型实施例的余热梯度回收系统100的25℃的常温除盐水为例进行详细说明。
[0028]具体的，换热器1的吸热侧、除氧器2、高压泵、省煤器3、火冶余热锅炉4和过热器5通过管道依次连通。换热器1的吸热侧的进口连通除盐水源，换热器1的吸热侧的出口通过第一管道连通除氧器2的进口，除氧器2的出口通过第二管道连通高压泵的进口，高压泵的出口通过第三管道连通省煤器3的进口，省煤器3的出口通过第四管道连通火冶余热锅炉4的吸热侧管路的进口，火冶余热锅炉4的吸热侧管路的出口通过第五管道连通过热器5的进口，过热器5的出口用于连通下游蒸汽用于，例如，汽轮机发电系统。
[0029]进一步的，换热器1为给水加热器。给水加热器的放热侧设在硫酸干吸工段的低温区。给水加热器能够更高效地回收低温硫酸的余热，提高能源利用率，节约能源，降低生产成本。经过给水加热器的换热，低温硫酸的温度从152℃降至123℃，除盐水的温度从25℃升高至85℃，完成除盐水的第一次升温。
[0030]从给水加热器排出的除盐水进入除氧器2，在除氧器2被0.5MPa低压饱和蒸汽加热至104℃，同时除去水里面的氧，完成除盐水的第二次升温后，经高压泵6加压后送至省煤器3。
[0031]其中，高压泵6为除盐水加压，使加压后的除盐水的压力大于省煤器3所在的锅炉运行压力。本实施例中，高压泵的流量为100m3/h，扬程650m。
[0032]省煤器3具有两个且分别为第一省煤器和第二省煤器，第一省煤器和第二省煤器串联，在除盐水的流动方向上，第一省煤器位于第二省煤器的上游。
[0033]具体的，第一省煤器位于硫酸转化工段的Ⅲ换热器1的出口，第二省煤器位于硫酸转化工段的Ⅳ换热器1的出口，第一省煤器和第二省煤器通过第六管道连通。经过第一省煤器的换热，锅炉的烟气温度从185℃降至170℃，除盐水温度从104℃升至109℃。经过第二省煤器的换热，锅炉的烟气温度从295℃降至207℃，除盐水温度从109℃升至168℃。经过第一省煤器和第二省煤器的依次升温后，除盐水送火法冶炼余热锅炉换热。
[0034]火冶余热锅炉4包括熔炼炉余热锅炉和吹炼炉余热锅炉，熔炼炉余热锅炉的吸热侧管路和吹炼炉余热锅炉的吸热侧管路并联。
[0035]具体的，第四管道和第五管道均具有两个，一个第四管道连通省煤器3的出口和熔炼炉余热锅炉的吸热侧管路的进口，一个第五管道连通熔炼炉余热锅炉的吸热侧管路的出口和过热器5的进口，另一个第四管道连通省煤器3的出口和吹炼炉余热锅炉的吸热侧管路的进口，另一个第五管道连通吹炼炉余热锅炉的吸热侧管路的出口和过热器5的进口。
[0036]除盐水经过熔炼炉余热锅炉换热后，锅炉的烟气温度从1280℃降至353℃，除盐水被加热到271℃达到饱和，然后继续被加热，产生5.6MPa压力的饱和蒸汽。除盐水经过吹炼炉余热锅炉换热后，锅炉的烟气温度从1133℃降至367℃，除盐水被加热到271℃达到饱和，然后继续被加热，产生5.6MPa压力的饱和蒸汽。2台余热锅炉产生的5.6MPa压力的饱和蒸汽送至过热器5。
[0037]过热器5具有两个且分别为第一过热器和第二过热器，第一过热器和第二过热器串联，在除盐水的流动方向上，第一过热器位于第二过热器的上游。第一过热器和第二过热器通过第七管道连通。
[0038]第一过热器设在硫酸转化工段的中温区的预转化器的出口，第二过热器设在硫酸转化工段的中温区的转化器一段的出口。在第一过热器中烟气温度从572℃降至425℃，饱和蒸汽温度从271℃升至314℃。在第二过热器中烟气温度从623℃降至430℃，蒸汽温度从314℃升至400℃。
[0039]经过本实用新型实施例的余热梯度回收系统100，最终产生压力为5.0MPa、温度为400℃的过热蒸汽，利用该过热蒸汽去驱动汽轮机做功，与相关技术中的低温热回收系统产生的中压饱和蒸汽相比，蒸汽利用的效率提高约15%。
[0040]由此，本实用新型实施例的余热梯度回收系统100，根据有色金属冶炼制酸生产工段不同的余热品位和工艺要求，结合被加热介质的参数，合理组织余热回收系统流程，进行余热梯级回收，使有色金属冶炼系统的整个厂区不同生产工段的余热进行联合回收，提高了余热回收效率和系统的产汽量。
[0041]在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
[0042]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
[0043]在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体;可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯;可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0044]在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0045]在本实用新型中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
[0046]尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
说明书附图(1)
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编辑：北方有色网
来源：中国恩菲工程技术有限公司, 中国有色工程有限公司
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2026年08月06日 ~ 08日 
