CN103011092B - So2的非衡态高浓度两次转化制硫酸方法 - Google Patents
So2的非衡态高浓度两次转化制硫酸方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103011092B CN103011092B CN201210578958.XA CN201210578958A CN103011092B CN 103011092 B CN103011092 B CN 103011092B CN 201210578958 A CN201210578958 A CN 201210578958A CN 103011092 B CN103011092 B CN 103011092B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- flue gas
- convertor
- heat exchanger
- heat
- twice
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 31
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 title claims abstract description 20
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 14
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 38
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 claims abstract description 38
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 13
- RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N Sulphur dioxide Chemical compound O=S=O RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims description 14
- 239000000779 smoke Substances 0.000 claims description 10
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 claims description 8
- 235000011149 sulphuric acid Nutrition 0.000 claims description 8
- 239000001117 sulphuric acid Substances 0.000 claims description 8
- 238000005303 weighing Methods 0.000 claims description 8
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 5
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 4
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 3
- 238000011068 loading method Methods 0.000 claims description 3
- 235000010269 sulphur dioxide Nutrition 0.000 description 5
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 4
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000005864 Sulphur Substances 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 2
- QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N Copper oxide Chemical compound [Cu]=O QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 239000004291 sulphur dioxide Substances 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/10—Process efficiency
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/10—Process efficiency
- Y02P20/129—Energy recovery, e.g. by cogeneration, H2recovery or pressure recovery turbines
Abstract
本发明公开了一种SO2非衡态高浓度两次转化制硫酸方法，SO2烟气经热交换器两次换热后进入转化器第一段进行转化反应，减少转化器第一段的催化剂装填量使得烟气在达到SO2平衡转化率前离开催化剂层，在烟气进入转化器第二段前设置余热锅炉，以维持进入转化器第二段的温度稳定，烟气经余热锅炉及热交换器冷却后进入转化器第二段催化剂层，此时烟气SO2浓度低于12％，后续工艺相当于常规的“3+1”两次转化工艺,在此过程中转化器第一段、二段温度小于640℃。该技术可处理SO2浓度达到18％的烟气，以降低工程总投资和运行成本，提高硫酸余热锅炉的蒸汽产量，是一种节能降耗型转化技术。
Description
技术领域
本发明涉及一种接触法制硫酸工艺，具体为非衡态高浓度两次转化技术。
背景技术
硫酸生产主要原料有硫铁矿、硫磺、有色金属冶炼烟气等三大类。在有色冶炼烟气制酸领域，随着有色金属富氧冶炼技术的发展，尤其是铜富氧冶炼技术的发展，进入烟气制酸系统烟气中二氧化硫浓度达到20％以上已成为现实。SO2转化为SO3是一种放热反应，SO2浓度越高，反应的热量就越大，转化后的温度就越高。目前，用于SO2转化为SO3的催化剂，国外生产的耐温极限可达到650℃，国内生产的耐温极限则小于600℃。因此受催化剂耐温要求的制约，通常采用常规浓度二氧化硫转化工艺，即将烟气中二氧化硫浓度用空气稀释至12％左右，即使采用低温铯催化剂，烟气中二氧化硫浓度也不能超过14％，这就造成制酸装置后续设备的规格较大，投资及运行费用大为增加，同时还影响了由于有色金属冶炼技术进步带来的综合经济效益的提高。因此，经济有效的高浓度二氧化硫转化技术成为有色冶炼烟气制酸领域研究的热点课题。
发明内容
本发明目的在于提供一种SO2的非衡态高浓度两次转化制硫酸方法，该方法可处理SO2浓度小于18％的烟气，解决催化剂耐温极限温度不能满足含SO214％以上的高浓度转化要求，以降低运行成本和工程总投资，提高余热锅炉的蒸汽产量，更好的适应铜精矿中铜硫比的变化，是一种节能降耗型转化技术。
本发明的技术方案为：SO2的非衡态高浓度两次转化制硫酸方法，其特征在于，SO2烟气经热交换器两次换热后烟气温度达到催化剂的起燃温度进入转化器第一段进行转化反应，设计小于达到平衡转化率的转化器第一段催化剂的装填量，抑制SO2在第一段催化剂层反应的转化率，使烟气在达到SO2平衡转化率前离开催化剂层，在烟气进入转化器第二段前设置余热锅炉，使进入转化器第二段的烟气温度维持在较稳定的状态，从转化器第一段出来的烟气经余热锅炉及热交换器冷却后进入转化器第二段催化剂层，此时烟气SO2浓度低于12％，后续流程相当于常规的“3+1”两次转化工艺流程，上述过程中转化器第一段、第二段出口温度控制在小于640℃范围内。
优选的，上述过程中SO2在第一段催化剂层反应的转化率为小于45％。上述过程中的换热流程为一次冷气从热交换器Ⅳ至热交换器Ⅱ分别与转化器第四、二段出来的热烟气换热； 二次冷气从热交换器Ⅴ至热交换器Ⅲ至热交换器Ⅰ分别与转化器第五、三、一段出来的热烟气换热。
与SO2浓度为12％的常规转化工艺相比，采用非衡态高浓度两次转化方法，可以使进入制酸装置的烟气量降低约20％～40％，设备投资减少约15％～20％，运行成本降低约15％～30％，中温余热回收产生的蒸汽量可提高约20％～50％，同时可以更好的适应铜精矿中铜硫比的变化，尤其有利于老制酸装置的扩产改造。
附图说明
附图1为本发明的非衡态高浓度两次转化方法的流程图；
1、鼓风机，2、转化器，3、Ⅳ热交换器，4、Ⅱ热交换器，5、Ⅰ热交换器，6、Ⅲ热交换器，7、Ⅴ热交换器，8、2#余热锅炉9、1#余热锅炉。
具体实施方式
下面结合附图1与实施例对本发明以详细描述
从SO2鼓风机1来、SO2浓度为18％的冷SO2烟气首先进入Ⅳ热交换器3，与转化器2第四段出口的热烟气进行换热，换热后的烟气再进入Ⅱ热交换器4，与转化器2第二段出口的热烟气进行换热，经两次换热后的烟气温度达到催化剂的起燃温度进入转化器第一段进行转化反应，由于催化剂的装填量较正常时少，使得反应的转化率小于平衡转化率，此时转化率优选为小于45％，(一般情况下，随浓度变化，平衡转化率约为65％)，出口温度远离催化剂的极限温度650℃，控制在0～640℃内，此时烟气SO2浓度约为12％，此后即为常规的二次转化工艺。转化器第一段出口的烟气经Ⅰ热交换器5冷却和1#余热锅炉9回收热量后进入转化器第二段，在烟气进入转化器第二段前设置余热锅炉，以维持进入转化器第二段的温度稳定；经转化器第二段反应后的热烟气进入Ⅱ热交换器4降温后进入转化器第三段进行转化反应，经转化器第三段反应后的热烟气进入Ⅲ热交换器6降温后进入转化器第四段，经转化器四段反应后的热烟气进入IV热交换器3降温再进入2#余热锅炉8回收热量进入第一吸收塔吸收SO3。经一次吸收后的冷烟气依次进入Ⅴ热交换器7、Ⅲ热交换器6、Ⅰ热交换器5换热，将烟气温度升至催化剂的起燃温度进入转化器第五段进行转化反应，第五段出口热烟气通过Ⅴ热交换器7与二次冷烟气换热降温后，进入第二吸收塔吸收SO3。为了提高二次转化后总转化率，可在转化器第五段填充低温铯催化剂。
Claims (2)
1.SO2的非衡态高浓度两次转化制硫酸技术，其特征在于，SO2烟气经热交换器两次换热后烟气温度达到催化剂的起燃温度进入转化器第一段进行转化反应，转化器第一段的催化剂装填量为小于达到平衡转化率时催化剂的装填量，烟气在达到SO2平衡转化率前离开催化剂层，在烟气进入转化器第二段前设置余热锅炉，以维持进入转化器第二段的温度稳定，从转化器第一段出来的烟气经热交换器余热锅炉回收热量后进入转化器第二段催化剂层，此时烟气SO2浓度低于12％，后续流程采用常规的“3+1”二次转化工艺流程；
另外，上述过程中转化器第一段、第二段出口温度小于640摄氏度，
上述过程中的换热流程为一次冷气从热交换器Ⅳ至热交换器Ⅱ分别与转化器第四、二段出来的热烟气交换；二次冷气从热交换器Ⅴ至热交换器Ⅲ至热交换器Ⅰ分别与转化器第五、三、一段出来的热烟气换热，
其中，
所述一次冷气为来自鼓风机的冷二氧化硫烟气，
所述二次冷气为来自第一吸收塔、经过一次吸收后的冷二氧化硫烟气。
2.根据权利要求1所述的SO2的非衡态高浓度两次转化制硫酸技术，其特征在于，上述过程中SO2在转化器第一段催化剂层反应的转化率为小于45％。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210578958.XA CN103011092B (zh) | 2012-12-28 | 2012-12-28 | So2的非衡态高浓度两次转化制硫酸方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210578958.XA CN103011092B (zh) | 2012-12-28 | 2012-12-28 | So2的非衡态高浓度两次转化制硫酸方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103011092A CN103011092A (zh) | 2013-04-03 |
| CN103011092B true CN103011092B (zh) | 2015-03-18 |
Family
ID=47960277
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201210578958.XA Active CN103011092B (zh) | 2012-12-28 | 2012-12-28 | So2的非衡态高浓度两次转化制硫酸方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103011092B (zh) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104084094A (zh) * | 2014-07-17 | 2014-10-08 | 科洋环境工程（上海）有限公司 | 一种转化so2浓度的装置及so2转化系统及转化方法 |
| CN104528661A (zh) * | 2015-01-14 | 2015-04-22 | 南丹县南方有色金属有限责任公司 | 硫酸二系统制酸转化换热系统 |
| CN106915731B (zh) * | 2017-04-14 | 2023-08-08 | 双盾环境科技有限公司 | 一种可调式应用惰性触媒处理高浓度so2烟气生产so3气体的装置 |
| CN107010607B (zh) * | 2017-04-14 | 2017-12-12 | 双盾环境科技有限公司 | 高浓度二氧化硫烟气二元可调节预转化制硫酸方法 |
| CN107021461B (zh) * | 2017-04-14 | 2017-12-26 | 双盾环境科技有限公司 | 一种可调式应用惰性触媒处理高浓度so2烟气生产so3气体的工艺 |
| CN107055488B (zh) * | 2017-04-14 | 2023-04-28 | 双盾环境科技有限公司 | 高浓度二氧化硫烟气二元可调节预转化制硫酸装置 |
| CN107128884A (zh) * | 2017-04-27 | 2017-09-05 | 北京矿冶研究总院 | 一种稳流态高浓度so2烟气制硫酸方法 |
| CN109095441B (zh) * | 2017-06-20 | 2022-01-07 | 中国瑞林工程技术股份有限公司 | 制备硫酸的方法 |
| CN108046221B (zh) * | 2017-12-12 | 2020-10-02 | 中国恩菲工程技术有限公司 | 一种冶炼烟气制酸的方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1129193A (zh) * | 1995-06-22 | 1996-08-21 | 应燮堂 | 高浓二氧化硫气三转三吸硫酸生产方法 |
| CN1482057A (zh) * | 2003-05-16 | 2004-03-17 | 河南豫光金铅股份有限公司 | 铅底吹炉烟气五段触媒两转两吸制硫酸的方法 |
| WO2005105666A2 (en) * | 2004-05-05 | 2005-11-10 | Outokumpu Technology Oyj | Process and plant for producing sulfuric acid from gases rich in sulfur dioxide |
| CN201361530Y (zh) * | 2009-01-06 | 2009-12-16 | 中国瑞林工程技术有限公司 | 高浓度二氧化硫转化装置烟气循环管路 |
| WO2011147538A2 (en) * | 2010-05-27 | 2011-12-01 | Haldor Topsøe A/S | Process and apparatus for sulphuric acid production |
-
2012
- 2012-12-28 CN CN201210578958.XA patent/CN103011092B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1129193A (zh) * | 1995-06-22 | 1996-08-21 | 应燮堂 | 高浓二氧化硫气三转三吸硫酸生产方法 |
| CN1482057A (zh) * | 2003-05-16 | 2004-03-17 | 河南豫光金铅股份有限公司 | 铅底吹炉烟气五段触媒两转两吸制硫酸的方法 |
| WO2005105666A2 (en) * | 2004-05-05 | 2005-11-10 | Outokumpu Technology Oyj | Process and plant for producing sulfuric acid from gases rich in sulfur dioxide |
| CN201361530Y (zh) * | 2009-01-06 | 2009-12-16 | 中国瑞林工程技术有限公司 | 高浓度二氧化硫转化装置烟气循环管路 |
| WO2011147538A2 (en) * | 2010-05-27 | 2011-12-01 | Haldor Topsøe A/S | Process and apparatus for sulphuric acid production |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 对几种二转二吸流程的评述;应燮堂;《硫酸工业》;19801231(第S2期);54－72，75 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN103011092A (zh) | 2013-04-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103011092B (zh) | So2的非衡态高浓度两次转化制硫酸方法 | |
| CN102367169B (zh) | 煤系硫铁矿富氧空气焙烧制硫酸联产铁精粉的方法 | |
| CN107010607A (zh) | 高浓度二氧化硫烟气二元可调节预转化制硫酸方法 | |
| CN103318850A (zh) | 用于硫铁矿和冶炼烟气制酸装置中的低温余热回收系统 | |
| CN201361530Y (zh) | 高浓度二氧化硫转化装置烟气循环管路 | |
| CN210826085U (zh) | 一种高炉煤气催化脱硫装置 | |
| CN102336396B (zh) | 持续移热二氧化硫转化工艺 | |
| CN103848403B (zh) | 一种硫铁矿制酸生产中的中、低品位热能回收系统及方法 | |
| CN204891580U (zh) | 一种利用冶炼烟气中低浓度波动型so2制取硫酸的装置 | |
| CN107055488A (zh) | 高浓度二氧化硫烟气二元可调节预转化制硫酸装置 | |
| CN101774550B (zh) | 一种硫酸生产的方法 | |
| CN204412040U (zh) | 一种组合式天然气净化厂低浓度酸气处理装置 | |
| CN203187405U (zh) | 一种硫铁矿制酸生产中的中、低品位热能回收系统 | |
| CN106362550A (zh) | 克劳斯尾气处理工艺及装置 | |
| CN110591769A (zh) | 一种高炉煤气催化脱硫装置及方法 | |
| CN203612956U (zh) | 用于硫铁矿和冶炼烟气制酸装置中的低温余热回收系统 | |
| CN106915731B (zh) | 一种可调式应用惰性触媒处理高浓度so2烟气生产so3气体的装置 | |
| CN104511228A (zh) | 一种烟气联合脱硫脱碳的工艺系统及方法 | |
| CN102910592B (zh) | 一种准等温文丘里热能置换转化器 | |
| CN203392858U (zh) | 一种硫酸制酸工艺中二氧化硫转化余热回收系统 | |
| CN211770311U (zh) | 一种双联换热低浓度二氧化硫的制酸装置 | |
| CN206384840U (zh) | 高浓度二氧化硫烟气二元可调节预转化制硫酸装置 | |
| CN207483364U (zh) | 一种硫酸生产的浓硫酸净化装置 | |
| CN104528661A (zh) | 硫酸二系统制酸转化换热系统 | |
| CN104773711B (zh) | 一种硫铁矿制酸干吸工段废热回收用设备及其回收方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C53 | Correction of patent for invention or patent application | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Yu Lei Inventor after: Zhou Jun Inventor after: Chen Jingjun Inventor after: Wang Weidong Inventor after: Ma Zongkun Inventor after: Wang Manqing Inventor after: Wang Xianjian Inventor before: Yu Lei Inventor before: Zhou Jun Inventor before: Chen Jingjun Inventor before: Ma Zongkun Inventor before: Wang Manqing Inventor before: Wang Xianjian |
|
| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: INVENTOR; FROM: YU LEI ZHOU JUN CHEN JINGJUN MA ZONGKUN WANG MANQING WANG XIANJIAN TO: YU LEI ZHOU JUN CHEN JINGJUN WANG WEIDONG MA ZONGKUN WANG MANQING WANG XIANJIAN |
|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP03 | Change of name, title or address | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: 330031 No. 888, Qian Hu Road, Hongjiao Island, Nanchang, Jiangxi. Co-patentee after: Tongling Nonferrous Metals Group Co., Ltd. Patentee after: China ruim engineering technology Limited by Share Ltd Address before: 330063 No. 888, Qian Hu Road, Hongjiao Island, Nanchang, Jiangxi. Co-patentee before: Tongling Nonferrous Metals Group Co., Ltd. Patentee before: China Nerin Engineering Co., Ltd. |
|
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract | ||
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |
Application publication date: 20130403 Assignee: Yangxin Hongsheng Copper Co.,Ltd. Assignor: CHINA NERIN ENGINEERING Co.,Ltd. Contract record no.: X2021980004180 Denomination of invention: The method of producing sulfuric acid by two times conversion of SO2 in non equilibrium state and high concentration Granted publication date: 20150318 License type: Common License Record date: 20210601 |