CN102513039A

CN102513039A - 一种磺化尾气循环利用的方法以及磺化尾气循环利用系统

Info

Publication number: CN102513039A
Application number: CN2011104409593A
Authority: CN
Inventors: 胡剑品; 王文德; 陈青明; 张义勇; 方银军
Original assignee: Jiaxing Zanyu Technology Co Ltd
Current assignee: Jiaxing Zanyu Technology Co Ltd
Priority date: 2011-12-26
Filing date: 2011-12-26
Publication date: 2012-06-27
Anticipated expiration: 2031-12-26
Also published as: CN102513039B

Abstract

本发明涉及一种磺化尾气循环利用的方法以及系统。目的是提供的方法和系统应具有废气、废水排放量较少的特点，并且结构合理、制造容易，成本不高。技术方案是：一种磺化尾气循环利用的方法，步骤是：干燥空气进入三氧化硫蒸发器下部，与进入蒸发混合器上部的液体三氧化硫逆流相遇，使之蒸发成三氧化硫气体，降温后进入磺化器中与有机物料在磺化器内接触反应后输出，磺化尾气与液体进行分离。分离后的液体物料输出进入中和系统；分离后的磺化尾气进入静电除雾器除雾处理，排出的部分磺化尾气排出进入碱洗处理系统，其余磺化尾气再次输送到三氧化硫混合蒸发器下部进行循环利用。一种磺化尾气循环利用系统，依照以上方法设置管路系统。

Description

一种磺化尾气循环利用的方法以及磺化尾气循环利用系统

技术领域

本发明涉及精细化工生产领域，旨在提供一种磺化尾气循环利用的方法以及磺化尾气循环利用系统。

背景技术

表面活性剂产品中，阴离子表面活性剂产量占有相当大的比例，而三氧化硫磺化法是生产阴离子活性剂最主要手段之一。据统计，我国现有100多套磺化装置正在运行，年产量达100万吨以上，同时也产生了大量的磺化尾气，尾气中尚含有未转化的二氧化硫、未反应的三氧化硫气体、硫酸雾和有机酸雾，直接排放会严重的污染环境，为了达到环保排放要求，必须经过处理才能排放。二氧化硫和三氧化硫可以通过碱洗除去，但尾气中夹带的有机酸雾在碱洗过程中会产生大量的泡沫而影响碱洗的正常进行。这些有机酸雾的粒度很小，约在0.1～1.0μm，很难通过气液分离器有效分离。目前，国内大多数厂家都是采用静电除雾器（ESP）将其捕集除去，尾气再由碱洗进一步处理达标后再排放到大气中；碱洗产生的废水（含有大量的无机盐），一般经过稀释处理后直接排放，采用这种处理方法，不但仍然会影响环境，而且处理的费用成本也越来越高。

发明内容

本发明的目的是克服上述背景技术的不足，提供一种磺化尾气循环利用的

方法，该方法具有减少废气、废水排放、有效保护环境以及投资较少的特点。

本发明的另一目的是提供一种磺化尾气循环利用处理系统，该系统应具有废气、废水排放量较少的特点，并且结构合理、制造容易，成本不高。

本发明提供的技术方案是：

一种磺化尾气循环利用的方法，按照以下步骤进行：

1）干燥空气通过罗茨风机加压后进入三氧化硫蒸发器下部，与从液体三氧化硫储罐输出进入蒸发混合器上部的液体三氧化硫逆流相遇，使液体三氧化硫蒸发成三氧化硫气体，并经过列管式换热器降温后进入磺化器中；

2）三氧化硫气体与有机物料在磺化器内接触反应后输出，再经过气液分离装置将磺化尾气与液体进行分离；分离后的液体物料通过计量泵输出进入中和系统，分离后的磺化尾气进入静电除雾器处理；

3）磺化尾气中的硫酸雾和有机酸雾被静电除雾器除去回收，除雾后从静电除雾器输出管路中排出的磺化尾气中，一部分磺化尾气排出进入碱洗处理系统，其余磺化尾气经过罗茨风机再次输送到三氧化硫混合蒸发器下部，进行循环利用；

另一部分干燥空气直接输入对静电除雾器内进行瓷瓶吹扫，然后与磺化尾气中一起混合排出静电除雾器，分别进入碱洗处理系统以及三氧化硫混合蒸发器。

所述步骤1）中，三氧化硫蒸发器下部的温度为100～130℃，三氧化硫蒸发器上部的温度为60～70℃，由列管式换热器降温后的三氧化硫气体温度为35-55℃。

所述气液分离装置是串接的气液分离器和旋风分离器。

所述干燥空气是干燥后的常规室外空气，或者是干燥后的硫磺制酸工艺排空尾气；所述干燥空气的含水量小于0.04g/m³。

所述对静电除雾器内进行瓷瓶吹扫的干燥空气量，为总的干燥空气量的5%～20%。

所述步骤3）中排出进入碱洗处理系统的部分尾气量为磺化尾气总量的5%～20%。

一种磺化尾气循环利用系统，其特征在于该系统的结构为：

连通干燥空气气源的第一管路依次接通罗茨风机以及三氧化硫蒸发器的下部；连通液体三氧化硫储罐的第二管路接通三氧化硫蒸发器的上部；三氧化硫蒸发器通过第三管路依次连通列管式换热器、磺化器以及气液分离装置后分为两路，一路通过装有计量泵的液体物料管接通中和系统，另一路通过磺化气管接通静电除雾器，静电除雾器上还接有连通干燥空气气源用于静电除雾器瓷瓶吹扫的第五管路；静电除雾器的输出管路分成两个支路；一个支路返回至第一管路与罗茨风机连通，另一个支路通往碱洗系统；静电除雾器除去的除雾液另由管路输出后回收待用。

所述气液分离装置是串接的气液分离器和旋风分离器。

所述连通液体三氧化硫储罐的第二管路中还连接一气动阀和以及一流量计。

所述静电除雾器输出管路中还装有单向阀、气动阀以及流量计。

本发明与现有技术相比，具有以下突出优点和积极效果：

采用本发明提供的方法可以对工业废气进行循环利用，减少了80%以上的废气、废水排放，减轻了环保处理压力；同时也节省了50%以上废气处理设备的投资费用，80%以上的运行费用，具有明显的经济效益。所提供的系统结构配置合理，因而能够有效实现前述方法的工艺要求；另外，所配置的所有仪器、设备和装置均为外购的成熟产品，所以制造容易，成本不高。

附图说明

图1为本发明所述的磺化尾气循环利用工艺流程图；

图中：1为来自液体三氧化硫储罐的液体三氧化硫；2为干燥空气；3为第一气动阀；4为第二气动阀；5为第一流量计；6为罗茨风机；7第三气动阀；8为三氧化硫蒸发器；9为列管式换热器；10为磺化器；11为气液分离器；12为旋风分离器；13为中和系统；14为静电除雾器；15另一部分干燥空气；16为静电酸除雾液；17为单向阀； 18为第四气动阀；19为碱洗系统； 20第二为流量计；21为计量泵。以及第一管路80；第二管路30；第三管路40；磺化气管50；第四管路60；第五管路70。

具体实施方式

本发明的整个流程为：干燥空气2通过管道依次经过流量计、罗茨风机6加压后（压力为30～60 KPa）进入三氧化硫蒸发器8下部（下部温度通常为100～130℃），与从液体三氧化硫储罐输出进入三氧化硫蒸发器8上部（该混合器上部温度通常为60～70℃）的液体三氧化硫1逆流相遇，蒸发为三氧化硫气体；同时另一部分干燥空气15（最好通过风机加压）经过第五管路进入静电除雾器14进行瓷瓶吹扫；三氧化硫气体接着通过列管式换热器9进行换热，再进入磺化器10与有机物料进行磺化反应；然后依次经过气液分离器11、旋风分离器12进行气液分离；分离出的液体通过计量泵21输往中和系统13，分离出的磺化尾气则经过静电除雾器14除去硫酸雾和有机酸雾（包括硫酸雾和有机酸雾的静电除雾液16被排出回收用于生产其它产品），静电除雾器输出的磺化尾气经过流量计20再回到罗茨风机入口，进行循环利用。根据系统流量情况，通过单向阀17排出部分磺化尾气进入碱洗系统，通过第二流量计20与第四气动阀18联动（图中虚线表示两者联动）进行排出流量控制。

所述干燥空气可以是干燥后的常规室外空气，也可以是干燥后的硫磺制酸工艺排空尾气；所述干燥空气的含水量小于0.04g/m³。

根据上述工艺确定的磺化尾气循环利用系统，其系统结构为：

与干燥空气气源连通的第一管路80依次接通罗茨风机6以及三氧化硫蒸发

混合器8的下部，以输入干燥空气；与液体三氧化硫储罐连通的第二管路30接通三氧化硫蒸发器的上部，用于输入液体三氧化硫；三氧化硫蒸发器的顶端通过第三管路40依次连通列管式换热器9、磺化器10（磺化器上还接有管道，用于输入待磺化反应的有机物料；图中省略该管道）以及气液分离器11、旋风分离器12后分为两路，一路经过计量泵21将液体物料输至中和系统13，另一路由磺化气管50引至静电除雾器14除去磺化尾气的雾液（静电除雾器除去的除雾液16另由管路输出后收集回用）；静电除雾器上还接有连通干燥空气气源用于静电除雾器瓷瓶吹扫的第五管路70；由静电除雾器输出管路输出的磺化尾气又分为两个支路，一是通过第四管路60输往第一管路20以及罗茨风机6后，返回至三氧化硫蒸发器；另一个支路是通往碱洗系统。

进一步，所述第二管路中还连接一气动阀3和以及第一流量计5；以便于调控液体三氧化硫流量。

所述通往碱洗系统的支路中装有单向阀17以及第四气动阀18，也用于调控气体流量。第四管路60上还装有第二流量计20，该流量计与第四气动阀18联动（通过常规控制仪器实现联动）进行流量控制。

静电除雾器上还接有连通干燥空气气源用于自身瓷瓶吹扫，这样做的目的一是保持高压瓷瓶清洁，防止漏电；二是防止物料对高压瓷瓶的腐蚀，造成电压降低，影响除雾效率。

本发明中的所有设备及配套元器件均直接外购获得；所述压力均为表见压力。

实施例1：

在3.8吨/小时磺化生产装置中，调节干燥空气2流量到8000m³/hr，压力为45 KPa，（同时另一部分干燥空气15对静电除雾器14进行吹扫，流量为800 m³/hr），进入三氧化硫蒸发器8中，该混合器下部温度为130℃。调节液体三氧化硫1流量为680kg/h，进入三氧化硫蒸发器上部，该混合器上部温度为60℃；蒸发的三氧化硫气体经过列管式换热器9后，温度降为55℃，再进入磺化器10中与有机物料进行磺化反应；然后依次通过气液分离器11、旋风分离器12进行气液分离器，分离出的液体产物通过计量泵进入中和系统13，分离出的磺化尾气进入静电除雾器14除去硫酸雾和有机酸雾，排出的静电除雾液16回收再利用；静电除雾器输出的磺化尾气（流量计20流量设置为8000m³/hr）通过气动阀7、罗茨风机6，再次进入三氧化硫混合器中进行循环利用；多余的尾气600 m³/hr通过单向阀17、第四气动阀18排出进入碱洗系统。

实施例2：

在1.6吨/小时磺化生产装置中，调节干燥空气2流量到2000m³/hr，压力为45 KPa，（同时另一部分干燥空气15对静电除雾器14进行吹扫，流量为400 m³/hr），进入三氧化硫蒸发器8中，该混合器下部温度为100℃。调节液体三氧化硫1流量为225kg/h，进入三氧化硫蒸发器上部，该混合器上部温度为70℃；蒸发的三氧化硫气体经过列管式换热器9后，温度降为35℃，再进入磺化器10中与有机物料进行磺化反应；然后依次通过气液分离器11、旋风分离器12进行气液分离器，分离出的液体产物通过计量泵21进入中和系统13，分离出的磺化尾气进入静电除雾器14除去硫酸雾和有机酸雾，排出的静电除雾液16（硫酸雾和有机酸雾）回收再利用；静电除雾器输出的磺化尾气通过气动阀7、罗茨风机6再次进入三氧化硫混合器中（流量计20流量设置为2000m³/hr）进行循环利用，多余的尾气400 m³/hr通过单向阀17、第四气动阀18排出进入碱洗系统。

Claims

1.一种磺化尾气循环利用的方法，按照以下步骤进行：

1）干燥空气（2）通过罗茨风机（6）加压后进入三氧化硫蒸发器（8）下部，与从液体三氧化硫储罐（1）输出进入蒸发混合器上部的液体三氧化硫逆流相遇，使液体三氧化硫蒸发成三氧化硫气体，并经过列管式换热器（9）降温后进入磺化器（10）中；

2）三氧化硫气体与有机物料在磺化器内接触反应后输出，再经过气液分离装置将磺化尾气与液体进行分离；分离后的液体物料通过计量泵（21）输出进入中和系统（13），分离后的磺化尾气进入静电除雾器（14）处理；

3）磺化尾气中的硫酸雾和有机酸雾被静电除雾器除去回收，除雾后从静电除雾器输出管路中排出的磺化尾气中，一部分磺化尾气排出进入碱洗处理系统（19），其余磺化尾气经过罗茨风机再次输送到三氧化硫混合蒸发器下部，进行循环利用；

另一部分干燥空气（15）直接输入对静电除雾器内进行瓷瓶吹扫，然后与磺化尾气中一起混合排出静电除雾器，分别进入碱洗处理系统以及三氧化硫混合蒸发器。

2.根据权利要求1所述的一种磺化尾气循环利用的方法，其特征在于：所述步骤1）中，三氧化硫蒸发器下部的温度为100～130℃，三氧化硫蒸发器上部的温度为60～70℃，由列管式换热器降温后的三氧化硫气体温度为35-55℃。

3.根据权利要求2所述的一种磺化尾气循环利用的方法，其特征在于：所述气液分离装置是串接的气液分离器（11）和旋风分离器（12）。

4.根据权利要求3所述的一种磺化尾气循环利用的方法，其特征在于：所述干燥空气是干燥后的常规室外空气，或者是干燥后的硫磺制酸工艺排空尾气；所述干燥空气的含水率为0.04g/m³。

5.根据权利要求4所述的一种磺化尾气循环利用的方法，其特征在于：所述对静电除雾器内进行瓷瓶吹扫的干燥空气量，为总的干燥空气量的5%～20%。

6.根据权利要求5所述的一种磺化尾气循环利用的方法，其特征在于：所述步骤3）中排出进入碱洗处理系统的部分尾气量为磺化尾气总量的5%～20%。

7.一种磺化尾气循环利用系统，其特征在于该系统的结构为：

连通干燥空气气源的第一管路（80）依次接通罗茨风机（6）以及三氧化硫蒸发器（8）的下部；连通液体三氧化硫储罐（1）的第二管路（30）接通三氧化硫蒸发器（8）的上部；三氧化硫蒸发器通过第三管路（40）依次连通列管式换热器（6）、磺化器（10）以及气液分离装置后分为两路，一路通过装有计量泵（21）的液体物料管接通中和系统（13），另一路通过磺化气管接通静电除雾器（14），静电除雾器上还接有连通干燥空气气源用于静电除雾器瓷瓶吹扫的第五管路（70）；静电除雾器的输出管路分成两个支路；一个支路返回至第一管路（80）与罗茨风机连通，另一个支路通往碱洗系统（19）；静电除雾器除去的除雾液（16）另由管路输出后回收待用。

8.根据权利要求7所述的一种磺化尾气循环利用系统，其特征在于：所述气液分离装置是串接的气液分离器（11）和旋风分离器（12）。

9.根据权利要求8所述的一种磺化尾气循环利用系统，其特征在于：所述连通液体三氧化硫储罐的第二管路（30）中还连接一气动阀和以及一流量计。

10.根据权利要求9所述的一种磺化尾气循环利用系统，其特征在于：所述静电除雾器输出管路中还装有单向阀、气动阀以及流量计。