CN100497165C - 用煤气湿式氧化脱硫工艺生成的硫磺及废液制取硫酸的设备 - Google Patents
用煤气湿式氧化脱硫工艺生成的硫磺及废液制取硫酸的设备 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及煤气脱硫及制取硫酸技术领域，特别是一种用煤气湿式氧化脱硫工艺生成的硫磺及废液制取硫酸的设备，包括废液焚烧炉、废热回收锅炉、转化器、产品硫酸中间槽，由下列设备所组成：废液焚烧炉、燃烧液给液泵、煤气加压机、雾化空气鼓风机、燃烧空气鼓风机，强制循环型水管式废热回收锅炉，干式高温净化除尘器，带有冷却器并装有湿式转化钒触媒催化剂的转化器，酸气冷凝器，内设玻璃管垂直降膜冷凝管，和现有技术相比，本发明减少了干燥及尾气除害两个单元，仅设一台干式高温净化除尘器，简化了过程气净化流程。同现有工艺相比，年运行总费用仅为33%，无废液外排。
Description
技术领域
本发明涉及煤气脱硫及制取硫酸技术领域，特别是一种用煤气湿式氧化脱硫工艺生成的硫磺及废液制取硫酸的设备。
背景技术
煤气中含有的硫化氢是一种有害物质。未经脱硫的煤气用于炼钢及民用时，不仅会降低钢的质量，而且燃烧产生的二氧化硫会破坏环境，影响人的健康。因此，为满足冶金工业的需要，减少煤气燃烧后对大气的污染，必须对煤气中的硫化氢进行脱除。
以HPF、PDS、ZL等醌钴铁类复合型催化剂为代表的湿式氧化脱硫工艺，是我国焦化行业自己开发、具有完全自主知识产权的煤气脱硫新工艺；该工艺具有脱硫效率高，不需外加碱元，投资及运行费用低等显著优点，因而在我国焦化行业获得了广泛应用。但从整体看，该工艺仍不完善：第一，脱硫后生成的产品硫磺纯度低、质量差，销售困难；第二，脱硫过程中产生的废液没有采取适当的处理工艺，废液外排造成了新的环境污染。以上两点制约了该脱硫工艺技术的应用及发展，亟待解决及完善。
发明内容
本发明的目的是提供一种用煤气湿式氧化脱硫工艺生成的硫磺及废液制取硫酸的设备。
本发明的目的是通过下述技术方案来实现的。
按照本发明的用煤气湿式氧化脱硫工艺生成的硫磺及废液制取硫酸的设备，包括废液焚烧炉、废热回收锅炉、转化器，产品硫酸中间槽，其特征在于由下列设备单元所组成：
1)焚烧单元：包括由两个焚烧段所组成的废液焚烧炉、分别与此废液焚烧炉的雾化喷嘴相连接的燃烧液给液泵和雾化空气鼓风机，与此废液焚烧炉的燃烧器相连接的煤气加压机和燃烧用空气鼓风机，
2)废热回收单元：这是一种强制循环型水管式废热回收锅炉，与上述废液焚烧炉相连接，并与锅炉水循环泵相连接，其蒸汽出口与汽包相连接，锅炉内部设有吹灰装置，并设有时间控制器，
3)干式净化单元：这是设有耐高温精细过滤元件的与上述废热回收锅炉相连接的干式高温净化除尘器，其中设有压缩空气自动反吹装置，
4)湿式接触转化单元：这是与上述干式高温净化除尘器的气体出口相连接的带有冷却器的转化器，在转化器内装有具有较高活性的湿式转化钒触媒催化剂，
5)冷凝单元：这是与上述转化器相连接的酸气冷凝器，内设玻璃管垂直降膜冷凝管，冷凝器硫酸出口与产品硫酸中间槽相连，产品硫酸中间槽硫酸出口与酸循环泵相连，酸循环泵出口与酸冷却器相连，酸冷却器出口与冷凝器硫酸出口管道及产品硫酸输送管线相连，顶部废气出口与烟囱相连接。
所述的汽包与锅炉给水泵相连接，此锅炉给水泵与锅炉给水槽相连接，此锅炉给水槽与锅炉给水管路、药剂泵相连接，药剂泵与药剂槽连接。
所述的干式高温净化除尘器由包括上部排气室、中部过滤室、下部锥形灰斗的耐高温金属壳体、设置在此耐高温金属壳体的中部过滤室即筒体部分内的耐高温精细过滤元件以及设置在此耐高温精细过滤元件顶部的自动反吹装置三部分所组成。
所述的耐高温精细过滤元件由直径40～200mm、长1000～4000mm的金属或非金属材料制成的滤管组成，在壳体内竖向垂直排列，通过上部管板加以固定，所述的耐高温金属壳体的上部排气室顶部设有过滤气体出口，所述的耐高温金属壳体的中部过滤室下部侧面设有过程气体进口和人孔，在所述的下部锥形灰斗的出口处设有电磁排灰阀。
采用本发明的用煤气湿式氧化脱硫工艺生成的硫磺及废液制取硫酸的设备，将用煤气湿式氧化脱硫工艺生成的硫磺及废液送入废液焚烧炉的混合器被雾化后用加压煤气焚烧，焚烧生成的过程气体经废热回收锅炉回收余热，由干式高温净化除尘器除去矿尘，在转化器内高活性的湿式钒触媒的催化作用下，SO2转化为SO3，从转化单元出来的约270～300℃的含有SO3的过程气进入冷凝单元的酸气冷凝器，用冷空气对其进行间接冷却，使过程气中的SO3经过水合、冷凝、在约230～260℃的温度下浓缩生成约90～98％的H2SO4。
与现有的以焚烧煤气湿式氧化脱硫后产生的硫磺及废液制取硫酸的设备相比，本发明具有流程短，运行成本低，环保效果好等显著优点；对完善焦化行业的煤气湿式氧化脱硫设备、保护环境及资源循环利用具有重要意义。
1)流程短
现有硫磺及废液焚烧制酸设备通常由废液焚烧、废热回收、湿式净化、干燥、干式接触转化、吸收及尾气除害七个单元组成；
本发明制酸设备则由焚烧、废热回收、干式净化、湿式接触转化、冷凝五个单元设备组成，减少了干燥及尾气除害两个单元。
此外，现有制酸设备中的湿式净化设备流程长、设备多，通常至少需要由增湿塔、冷却塔、洗净塔或电除雾器等3～4台主要设备组成，还需配置大量泵等辅助设备；而本发明中干式净化设备仅由一台干式高温净化除尘器组成，简化了过程气净化工艺，缩短了流程。
2)运行成本低
同规模的硫磺及废液焚烧制酸装置，采用本发明制酸设备所消耗的低温冷却水、电，分别为采用现有制酸工艺的约30％、56％；年运行总费用仅为现有制酸工艺的约33％
3)环保效果好
同现有硫磺及废液焚烧制酸设备相比，本发明制酸设备无废液外排。外排尾气中SO2及SO3酸雾含量低于国家环保允许排放指标，可直接经烟囱排入大气，不需设置尾气除害设施。
附图说明
图1为本发明的设备流程示意图。
图2为本发明的干式高温净化除尘器的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施做详细说明。
如图1所示，本发明的用煤气湿式氧化脱硫工艺生成的硫磺及废液制取硫酸的设备，包括废液焚烧炉、废热回收锅炉、转化器、产品硫酸中间槽，其特征在于由下列设备单元所组成：
1)焚烧单元：包括由两个焚烧段所组成的废液焚烧炉9、分别与此废液焚烧炉的雾化喷嘴7相连接的燃烧液给液泵1、雾化空气鼓风机22、与此废液焚烧炉9的燃烧器相连接的煤气加压机3、燃烧用空气鼓风机21，
2)废热回收单元：这是一种强制循环型水管式废热回收锅炉11，与上述废液焚烧炉9相连接，并与锅炉水循环泵20相连接，其蒸汽出口与汽包10相连接，锅炉内部设有吹灰装置，并设有时间控制器，
所述的汽包10与锅炉给水泵8相连接，此锅炉给水泵8与锅炉给水槽6相连接，此锅炉给水槽与锅炉给水管路、药剂泵5相连接，药剂泵与药剂槽4相连接。
3)干式净化单元：这是一种设有耐高温精细过滤元件的与上述废热回收锅炉11相连接的干式高温净化除尘器12，其中设有压缩空气自动反吹装置，
4)湿式接触转化单元：这是与上述干式高温净化除尘器的气体出口相连接的带有冷却器的转化器13，在转化器13内装有具有较高活性的湿式转化钒触媒催化剂，
5)冷凝单元：这是与上述转化器13相连接的冷凝器14，内设玻璃管垂直降膜冷凝管，冷凝器14硫酸出口与产品硫酸中间槽18相连，产品硫酸中间槽硫酸出口与酸循环泵17相连，酸循环泵出口与酸冷却器16相连，酸冷却器出口与冷凝器14硫酸出口管道及产品硫酸输送管线相连，顶部废气出口与烟囱15相连接。
如图2所示，所述的干式高温净化除尘器12由包括上部排气室124、中部过滤室123、下部锥形灰斗121的耐高温金属壳体、设置在此耐高温金属壳体的中部过滤室123即筒体部分内的耐高温精细过滤元件127及设置在此耐高温精细过滤元件127顶部的自动反吹装置125三部分所组成。
如图2所示，所述的耐高温精细过滤元件127由直径40～200mm、长1000～4000mm的金属或非金属材料制成的滤管组成，在壳体内竖向垂直排列，通过上部管板126加以固定，所述的耐高温金属壳体的上部排气室124顶部设有过滤气体出口，所述的耐高温金属壳体的中部过滤室123下部侧面设有过程气体进口122和人孔128，在所述的下部锥形灰斗121的出口处设有电磁排灰阀129。
和现有制酸工艺相比，本发明减少了干燥及尾气除害两个单元。本发明中干式净化工艺仅由一台干式高温净化除尘器组成，简化了过程气净化工艺，缩短了流程。同现有工艺相比，年运行总费用仅为33％，无废液外排。
Claims (7)
1、一种用煤气湿式氧化脱硫工艺生成的硫磺及废液制取硫酸的设备，包括废液焚烧炉、废热回收锅炉、转化器、产品硫酸中间槽，其特征在于由下列设备单元所组成：
1)焚烧单元：包括由两个焚烧段所组成的废液焚烧炉，分别与此废液焚烧炉的雾化喷嘴相连接的燃烧液给液泵和雾化空气鼓风机，与此废液焚烧炉的燃烧器相连接的煤气加压机和燃烧用空气鼓风机，
2)废热回收单元：这是一种强制循环型水管式废热回收锅炉，与上述废液焚烧炉相连接，并与锅炉水循环泵相连接，其蒸汽出口与汽包相连接，锅炉内部设有吹灰装置，并设有时间控制器，
3)干式净化单元为设有耐高温精细过滤元件的与上述废热回收锅炉相连接的干式高温净化除尘器，其中设有压缩空气自动反吹装置，
4)湿式接触转化单元：这是一种与上述干式高温净化除尘器的气体出口相连接的带有冷却器的转化器，在转化器内装有具有较高活性的湿式接触转化钒触媒催化剂，
5)冷凝单元：这是一种与上述转化器相连接的酸气冷凝器，内设玻璃管垂直降膜冷凝管，冷凝器硫酸出口与产品硫酸中间槽相连，产品硫酸中间槽硫酸出口与酸循环泵相连，酸循环泵出口与酸冷却器相连，酸冷却器出口与冷凝器硫酸出口管道及产品硫酸输送管线相连，顶部废气出口与烟囱相连接。
2、根据权利要求1所述的用煤气湿式氧化脱硫工艺生成的硫磺及废液制取硫酸的设备，其特征在于所述的汽包与锅炉给水泵相连接，此锅炉给水泵与锅炉给水槽相连接，此锅炉给水槽与锅炉给水管路和药剂泵相连接，药剂泵与药剂槽相连接。
3、根据权利要求1所述的用煤气湿式氧化脱硫工艺生成的硫磺及废液制取硫酸的设备，其特征在于所述的干式高温净化除尘器由包括上部排气室、中部过滤室和下部锥形灰斗组成的耐高温金属壳体，设置在此耐高温金属壳体的中部过滤室即筒体部分内的耐高温精细过滤元件以及设置在此耐高温精细过滤元件顶部的自动反吹装置三部分所组成。
4、根据权利要求3所述的用煤气湿式氧化脱硫工艺生成的硫磺及废液制取硫酸的设备，其特征在于所述的耐高温精细过滤元件由直径40～200mm、长1000～4000mm的金属或非金属材料制成的滤管组成，在壳体内竖向垂直排列，通过上部管板加以固定。
5、根据权利要求3所述的用煤气湿式氧化脱硫工艺生成的硫磺及废液制取硫酸的设备，其特征在于所述的耐高温金属壳体的上部排气室顶部设有过滤气体出口，中间设有人孔。
6、根据权利要求3所述的用煤气湿式氧化脱硫工艺生成的硫磺及废液制取硫酸的设备，其特征在于所述的耐高温金属壳体的中部过滤室下部侧面设有过程气体进口和人孔，在所述的下部锥形灰斗的出口处设有电磁排灰阀。
7、根据权利要求3所述的用煤气湿式氧化脱硫工艺生成的硫磺及废液制取硫酸的设备，其特征在于在所述的转化器内装有具有较高活性的湿式接触转化钒触媒催化剂。
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