CN102092689A - 一种利用硫酸生产工艺中的尾气循环生产硫酸的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于硫酸生产领域，具体涉及一种利用硫酸生产工艺中尾气循环生产硫酸的方法。本发明所解决的技术问题是提供一种利用硫酸尾气循环生产硫酸的方法，特别是将该尾气应用于接触法制备硫酸，主要改进点在于将吸收产生的尾气不经过处理，直接引入转化系统中参加反应。其步骤是：A、将吸收产生的部分尾气引入接触法的转化系统中；B、控制进入转化系统中SO2浓度为7～11％，O2为12～16％。本发明方法是利用尾气中的氧气继续参与氧化反应，并利用尾气中的氮气对转化气体进行稀释以达到转化的SO2最佳浓度和氧硫比。采用吸收产生的部分尾气进入转化系统，充当空气进行反应，可减少空气使用量，充分利用尾气中的资源，提高总硫利用率。

Description

一种利用硫酸生产工艺中的尾气循环生产硫酸的方法
技术领域
本发明属于硫酸生产领域，具体涉及一种利用硫酸生产工艺中的尾气循环生产硫酸的方法。
背景技术
目前，生产硫酸一般采用以钒作为催化剂的接触法，其经典工艺流程为：A、焙烧含硫矿石或硫磺制备SO2；B、精制炉气：净化SO2气体，除去各种杂质，如三氧化二砷、二氧化硒、氟化氢、矿尘、水蒸气、酸雾等；C、转化：利用催化剂将SO2转化为SO3；D、吸收：吸收SO3气体制备不同浓度的硫酸。
生产过程中产生的尾气主要含SO2，一般通过两转两吸(即两次转化两次吸收)工艺降低尾气中的SO2，或采用一转一吸(即一次转化一次吸收)与化学吸收相结合的工艺，将尾气处理后达到国家排放标准。
一般工业过程产生的含SO2废气中SO2含量较低，达不到采用接触法生产硫酸的工业要求，目前含SO2废气有多种方式进行处理，当处理废气采用化学方法脱除SO2并产生高浓度SO2并生产硫酸时，硫酸生产工艺一般是将浓度很高SO2与空气混合后制酸，采用一转一吸工艺，工艺流程为：
SO2废气处理装置产生的高浓度SO2气体和空气混合一并进入干燥塔，经干燥后脱水后，SO2的浓度9～10％，O2约为18％，经金属丝网除沫器除雾、除沫后由SO2鼓风机送至转化塔，转化后的气体进入吸收塔，吸收其中的SO3，经塔顶的金属丝网除沫器除沫、除雾后，尾气全部返回含SO2的工业废气处理系统，与工业废气一并处理达到国家排放标准后排放。
硫酸生产过程中硫和氧是基本原料，硫通过从含硫原料或含SO2的工业废气中获得，氧是从最丰富的资源——空气中获得。硫酸生产属强放热过程，空气中的氮可使反应温度处于控制范围之内，因此利用采用高浓度的SO2气体为原料时，必须配入适量空气，将进入转化塔的SO2浓度控制在9～10％之间，O2约为18％，经转化和吸收后的尾气全部返回工业废气处理系统，尾气中的含氧约14％。上述生产方法存在下列缺点：
1、送入尾气量大；
2、进入制酸系统的硫利用率低；
3、干燥塔和尾气管道大，设备投资高；
4、开工过程使用的干燥酸多。
针对上述应用背景，发明人提供一种利用硫酸生产工艺中的尾气循环生产硫酸的方法。
发明内容
本发明所解决的技术问题是提供一种全新的方法处理硫酸生产工艺中产生的尾气，主要是吸收步骤产生的尾气，用于循环生产硫酸。特别的，是将尾气应用于接触法制备硫酸，主要改进点在于吸收步骤产生的尾气不经过处理，直接引入转化步骤中参加反应。其步骤是：
A、将尾气，精制炉气步骤得到的高浓度SO2气体和空气的混合气体，引入接触法的转化系统中；
B、控制进入转化系统中SO2浓度为7～11％，O2为12～16％。
转化后得到与SO3再进行后续的吸收步骤得到硫酸，得到的尾气再如此反复进入转化系统，实现制酸尾气再循环。
本发明方法是利用尾气中的氧气继续参与氧化反应，利用尾气中的氮气对转化气体进行稀释以达到转化的SO2最佳浓度和氧硫比；若无法使用所有的尾气，则可以将多余的部分通入工业废气处理系统，处理至达标后排放；达到既利用尾气中的资源，又减少尾气排放的目的。
本发明处理方法的优点在于：本发明采用吸收产生的部分尾气进入转化系统，充当空气进行反应，主要优点如下：
1、减少空气使用量约30～80％，可减小空气预处理及设备规模40～60％，投资省30～50％，减少开工过程使用的干燥酸量约50％，空气处理成本降低，减少能耗。
2、降低返回工业废气处理系统的尾气量30～80％，可减少尾气管道的规格，减低设备投资；相应的，还可以减少工业废气处理系统处理的成本。
3、尾气循环于反应系统中，不仅可利用其中的氧气和氮气资源，还可以利用其中的SO2与SO3资源，改进前总硫利用率约96％，改进后约98％，提高了约2-3％。
具体实施方式
以下通过对本发明具体实施方式的描述说明但不限制本发明。
本发明处理方法是将尾气替代空气使用，无需特别处理，控制进入转化系统的浓度即可有效利用其中的氧气和氮气资源。
硫酸生产最初阶段，利用高浓度的SO2和适量的空气经过转化，吸收后，就可以将产生的部分尾气引入转化系统进行反应；再经过转化、吸收后得到尾气，部分可再次循环进入转化系统，如此循环，即可达到利用尾气的目的，仅需要将部分尾气返回工业废气处理系统处理至达标后排放，减少尾气返回工业废气处理系统，实现节能减排。
为使转化反应有效进行，可控制进入转化系统中SO2浓度为7～11％，O2为12～16％，最好控制SO2浓度为9％，O2浓度为7％。(请注意反应时控制的氧浓度范围，7在12-16之外，具有保护范围不清楚的缺陷，请适当调整氧气的范围值)
具体的，应用接触法生产硫酸，将精制炉气步骤中的脱硫装置产生的高浓度SO2气体和空气混合后进入干燥塔；经干燥后脱水后，经金属丝网除沫器除雾、除沫后与吸收步骤产生的部分尾气混合并由SO2鼓风机送至转化塔，转化后的气体进入吸收塔，吸收其中的SO3制备硫酸，经金属丝网除沫器除沫、除雾后，部分尾气进入工业废气处理系统，与工业废气一并处理达到国家排放标准后排放；部分尾气再与脱硫装置产生的高浓度SO2气体和空气混合气体一并经过SO2鼓风机送至转化塔进行制酸，如此循环。
通过上述改进，需要返回工业废气处理系统的尾气量减少至30～80％，总硫利用率提高至2～3％，也减少了处理空气所需的干燥酸用量，可减少干燥塔和尾气道等设备的配制数量或处理等级。同时仅有部分尾气需通入工业废气处理系统处理至达标后排放，减少尾气了尾气处理的成本。
本发明方法简单易行，现场工艺流程改造方便，可行性强，节能减排，应用前景广。

Claims (3)

1.一种利用硫酸生产工艺中的尾气循环生产硫酸的方法，将尾气应用于接触法制备硫酸，接触法包括如下步骤：
A、焙烧含硫矿石或硫磺制备SO2；
B、精制炉气；
C、转化：利用催化剂将SO2转化为SO3；
D、吸收：吸收SO3气体制备不同浓度的硫酸；
其特征在于：将吸收步骤产生的尾气直接引入转化步骤中参加反应。
2.根据权利要求1所述的利用硫酸生产工艺中的尾气循环生产硫酸的方法，其特征在于：将吸收步骤产生的尾气直接引入转化步骤中参加反应的步骤如下：
(1)将尾气，精制炉气步骤得到的高浓度SO2气体和空气的混合气体，引入接触法的转化系统中；
(2)控制进入转化系统中浓度为7～11％，O2为12～16％。
3.根据权利要求1所述的硫酸生产工艺中尾气的处理方法，其特征在于：步骤(2)中控制进入转化系统中SO2浓度为9％，O2浓度为7％。
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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