CN111003694A - 一种采用硫磺制备浓硫酸的环保工艺 - Google Patents

一种采用硫磺制备浓硫酸的环保工艺 Download PDF

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张朝忠
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Abstract

本发明公开了一种采用硫磺制备浓硫酸的环保工艺，包括如下步骤：将固体硫磺熔融，熔融液过滤，送至液硫贮罐内，接着泵送至焚硫炉内燃烧，焚硫炉内压力为3.5‑4.5MPa，焚烧炉内温度为800‑1000℃；将燃烧后高温高压烟气压缩，降温至140‑150℃，调节压强至7.3‑8.6Mpa，然后送入吸收系统，成品硫酸由干燥塔循环泵出口引出；自吸收系统排出的尾气由尾气洗净塔的下部入口进入，而氨水自尾气洗净塔的上部入口进行喷淋；将尾气洗净塔排出的废水用浆液泵抽送至生化处理系统进行分离得到氨气和硫酸铵。

Description

一种采用硫磺制备浓硫酸的环保工艺
技术领域
本发明涉及浓硫酸制备技术领域，尤其涉及一种采用硫磺制备浓硫酸的环保工艺。
背景技术
硫酸是重要的基本化工原料，用途极为广泛，主要用于磷肥、氮肥等化肥生产(约占70-80％)；同时在有机化工(如磺化、酸化、催化脱水、水合水解等)、无机化工(如制取芒硝、硫酸铝、亚硫酸钠等)、制药、制革、石油炼制等都需要硫酸，在历史上有“硫酸是化学工业之母”的重称。
采用硫磺制备浓硫酸时，硫酸尾气除了含有大量无害的N2、O2和CO2外，还含有少量有害的SO2和酸雾，需要经过处理，达到排放标准后，才可排放至大气中。目前的处理技术会带来二次环境污染，不仅硫磺利用率低，而且运行成本高。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种采用硫磺制备浓硫酸的环保工艺，以硫磺为原料制硫酸，硫磺利用率高，工艺无废渣、污水排出，流程简单，成本低。
一种采用硫磺制备浓硫酸的环保工艺，包括如下步骤：
S1、将固体硫磺采用输送机输送至熔硫槽内熔融，熔融液流至过滤槽中过滤，然后泵送至液硫贮罐内，接着泵送至焚硫炉内与氧气燃烧反应生成二氧化硫，焚硫炉内压力为3.5-4.5MPa，焚烧炉内温度为800-1000℃；
由于焚硫炉中高压状态，使二氧化硫与氧气进一步反应生成三氧化硫，转化率在88％以上。
S2、将燃烧后高温高压烟气压缩，降温至140-150℃，调节压强至7.3-8.6Mpa，然后送入吸收系统，成品硫酸由干燥塔循环泵出口引出；
吸收系统的SO3的吸收率在99.9％以上，吸收系统产浓度为99.99％的浓硫酸可达40吨/h。
S3、自吸收系统排出的尾气由尾气洗净塔的下部入口进入，而氨水自尾气洗净塔的上部入口进行喷淋；
尾气与氨水在尾气洗净塔中相遇，发生化学反应生成硫酸铵；
S4、将尾气洗净塔排出的废水用浆液泵抽送至生化处理系统进行分离得到氨气和硫酸铵。
优选地，S1中，焚硫炉内压力为3.8-4.2MPa，焚烧炉内温度为850-950℃。
优选地，S1中，焚硫炉内压力为4MPa，焚烧炉内温度为950℃。
优选地，S1中，熔硫槽、过滤槽、液硫贮罐通过蒸汽间接加热使硫磺保持熔融状态，熔融硫磺的温度维持145-150℃。
优选地，S2中，高温高压烟气压缩后，降温至142-148℃，调节压强至7.5-8.4Mpa。
优选地，S2中，高温高压烟气压缩后，降温至145℃，调节压强至8Mpa。
优选地，S3中，氨水浓度为20-30wt％。
优选地，S3中，洗净后尾气经尾气洗净塔滤网除去夹带的液滴后进入电除雾器进一步捕集尾气中夹带的酸雾，除雾后尾气通过架设在电除雾器顶部的烟囱排入大气。
本发明的技术效果如下所示：
(1)本发明以硫磺为原料制取硫酸，其炉气无需净化，经适当降温后便可进入转化工段，转化后经吸收即可成酸；本发明该流程无废渣、污水排出，流程简单，成本低；
(2)本发明工艺简单，不仅可提高硫磺制浓硫酸的效率，而且二氧化硫可直接生成三氧化硫，转化率极高，并省去了复杂的转化工段；
(3)本发明的尾气处理过程中，通过喷淋浓度为20-30wt％氨水与未反应完全的二氧化硫进行化学反应，而所得废水为氨水和硫酸铵的混合溶液，而在生化处理系统中可通过加入生石灰等物质，将氨水转变为氨气，从而分离得到氨气和硫酸铵，可实现了氨水的完全吸收和利用，而且洗涤硫酸尾气的效果更好；
(4)本发明采用硫磺为原料制硫酸，并采用氨水化学吸收尾气，不仅不需要提供额外的碱源和吸收液，而且工业流程简单，充分采用现有资源，运行成本低。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。
实施例1
一种采用硫磺制备浓硫酸的环保工艺，包括如下步骤：
S1、将固体硫磺采用输送机输送至熔硫槽内熔融，熔融液流至过滤槽中过滤，然后泵送至液硫贮罐内，接着泵送至焚硫炉内与氧气燃烧反应生成二氧化硫，焚硫炉内压力为3.5MPa，焚烧炉内温度为1000℃，其中熔硫槽、过滤槽、液硫贮罐通过蒸汽间接加热使硫磺保持熔融状态，熔融硫磺的温度维持为145℃；
S2、将燃烧后高温高压烟气送入压气机内压缩，降温至150℃，调节压强至7.3Mpa，然后送入吸收系统，吸收系统的SO3的吸收率在99.9％以上，成品硫酸由干燥塔循环泵出口引出；
S3、自吸收系统排出的尾气由尾气洗净塔的下部入口进入，而浓度为30wt％氨水自尾气洗净塔的上部入口进行喷淋，洗净后尾气经尾气洗净塔滤网除去夹带的液滴后进入电除雾器进一步捕集尾气中夹带的酸雾，除雾后尾气通过架设在电除雾器顶部的烟囱排入大气；
S4、将尾气洗净塔排出的废水用浆液泵抽送至生化处理系统进行分离得到氨气和硫酸铵。
实施例2
一种采用硫磺制备浓硫酸的环保工艺，包括如下步骤：
S1、将固体硫磺采用输送机输送至熔硫槽内熔融，熔融液流至过滤槽中过滤，然后泵送至液硫贮罐内，接着泵送至焚硫炉内与氧气燃烧反应生成二氧化硫，焚硫炉内压力为4.5MPa，焚烧炉内温度为800℃，其中熔硫槽、过滤槽、液硫贮罐通过蒸汽间接加热使硫磺保持熔融状态，熔融硫磺的温度维持为150℃；
S2、将燃烧后高温高压烟气送入压气机内压缩，降温至140℃，调节压强至8.6Mpa，然后送入吸收系统，吸收系统的SO3的吸收率在99.9％以上，成品硫酸由干燥塔循环泵出口引出；
S3、自吸收系统排出的尾气由尾气洗净塔的下部入口进入，而浓度为20wt％氨水自尾气洗净塔的上部入口进行喷淋，洗净后尾气经尾气洗净塔滤网除去夹带的液滴后进入电除雾器进一步捕集尾气中夹带的酸雾，除雾后尾气通过架设在电除雾器顶部的烟囱排入大气；
S4、将尾气洗净塔排出的废水用浆液泵抽送至生化处理系统进行分离得到氨气和硫酸铵。
实施例3
一种采用硫磺制备浓硫酸的环保工艺，包括如下步骤：
S1、将固体硫磺采用输送机输送至熔硫槽内熔融，熔融液流至过滤槽中过滤，然后泵送至液硫贮罐内，接着泵送至焚硫炉内与氧气燃烧反应生成二氧化硫，焚硫炉内压力为3.8MPa，焚烧炉内温度为950℃，其中熔硫槽、过滤槽、液硫贮罐通过蒸汽间接加热使硫磺保持熔融状态，熔融硫磺的温度维持为146℃；
S2、将燃烧后高温高压烟气送入压气机内压缩，降温至148℃，调节压强至7.5Mpa，然后送入吸收系统，吸收系统的SO3的吸收率在99.9％以上，成品硫酸由干燥塔循环泵出口引出；
S3、自吸收系统排出的尾气由尾气洗净塔的下部入口进入，而浓度为23wt％氨水自尾气洗净塔的上部入口进行喷淋，洗净后尾气经尾气洗净塔滤网除去夹带的液滴后进入电除雾器进一步捕集尾气中夹带的酸雾，除雾后尾气通过架设在电除雾器顶部的烟囱排入大气；
S4、将尾气洗净塔排出的废水用浆液泵抽送至生化处理系统进行分离得到氨气和硫酸铵。
实施例4
一种采用硫磺制备浓硫酸的环保工艺，包括如下步骤：
S1、将固体硫磺采用输送机输送至熔硫槽内熔融，熔融液流至过滤槽中过滤，然后泵送至液硫贮罐内，接着泵送至焚硫炉内与氧气燃烧反应生成二氧化硫，焚硫炉内压力为4.2MPa，焚烧炉内温度为850℃，其中熔硫槽、过滤槽、液硫贮罐通过蒸汽间接加热使硫磺保持熔融状态，熔融硫磺的温度维持为149℃；
S2、将燃烧后高温高压烟气送入压气机内压缩，降温至142℃，调节压强至8.4Mpa，然后送入吸收系统，吸收系统的SO3的吸收率在99.9％以上，成品硫酸由干燥塔循环泵出口引出；
S3、自吸收系统排出的尾气由尾气洗净塔的下部入口进入，而浓度为27wt％氨水自尾气洗净塔的上部入口进行喷淋，洗净后尾气经尾气洗净塔滤网除去夹带的液滴后进入电除雾器进一步捕集尾气中夹带的酸雾，除雾后尾气通过架设在电除雾器顶部的烟囱排入大气；
S4、将尾气洗净塔排出的废水用浆液泵抽送至生化处理系统进行分离得到氨气和硫酸铵。
实施例5
一种采用硫磺制备浓硫酸的环保工艺，包括如下步骤：
S1、将固体硫磺采用输送机输送至熔硫槽内熔融，熔融液流至过滤槽中过滤，然后泵送至液硫贮罐内，接着泵送至焚硫炉内与氧气燃烧反应生成二氧化硫，焚硫炉内压力为4MPa，焚烧炉内温度为900℃，其中熔硫槽、过滤槽、液硫贮罐通过蒸汽间接加热使硫磺保持熔融状态，熔融硫磺的温度维持为148℃；
S2、将燃烧后高温高压烟气送入压气机内压缩，降温至145℃，调节压强至8Mpa，然后送入吸收系统，吸收系统的SO3的吸收率在99.9％以上，成品硫酸由干燥塔循环泵出口引出；
S3、自吸收系统排出的尾气由尾气洗净塔的下部入口进入，而浓度为25wt％氨水自尾气洗净塔的上部入口进行喷淋，洗净后尾气经尾气洗净塔滤网除去夹带的液滴后进入电除雾器进一步捕集尾气中夹带的酸雾，除雾后尾气通过架设在电除雾器顶部的烟囱排入大气；
S4、将尾气洗净塔排出的废水用浆液泵抽送至生化处理系统进行分离得到氨气和硫酸铵。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种采用硫磺制备浓硫酸的环保工艺，其特征在于，包括如下步骤：
S1、将固体硫磺熔融，熔融液过滤，送至液硫贮罐内，接着泵送至焚硫炉内燃烧，焚硫炉内压力为3.5-4.5MPa，焚烧炉内温度为800-1000℃；
S2、将燃烧后高温高压烟气压缩，降温至140-150℃，调节压强至7.3-8.6Mpa，然后送入吸收系统，成品硫酸由干燥塔循环泵出口引出；
S3、自吸收系统排出的尾气由尾气洗净塔的下部入口进入，而氨水自尾气洗净塔的上部入口进行喷淋；
S4、将尾气洗净塔排出的废水用浆液泵抽送至生化处理系统进行分离得到氨气和硫酸铵。
2.根据权利要求1所述采用硫磺制备浓硫酸的环保工艺，其特征在于，S1中，焚硫炉内压力为3.8-4.2MPa，焚烧炉内温度为850-950℃。
3.根据权利要求1所述采用硫磺制备浓硫酸的环保工艺，其特征在于，S1中，焚硫炉内压力为4MPa，焚烧炉内温度为950℃。
4.根据权利要求1所述采用硫磺制备浓硫酸的环保工艺，其特征在于，S1中，熔硫槽、过滤槽、液硫贮罐通过蒸汽间接加热使硫磺保持熔融状态，熔融硫磺的温度维持145-150℃。
5.根据权利要求1所述采用硫磺制备浓硫酸的环保工艺，其特征在于，S2中，高温高压烟气压缩后，降温至142-148℃，调节压强至7.5-8.4Mpa。
6.根据权利要求1所述采用硫磺制备浓硫酸的环保工艺，其特征在于，S2中，高温高压烟气压缩后，降温至145℃，调节压强至8Mpa。
7.根据权利要求1所述采用硫磺制备浓硫酸的环保工艺，其特征在于，S3中，氨水浓度为20-30wt％。
8.根据权利要求1所述采用硫磺制备浓硫酸的环保工艺，其特征在于，S3中，洗净后尾气经尾气洗净塔滤网除去夹带的液滴后进入电除雾器进一步捕集尾气中夹带的酸雾，除雾后尾气通过架设在电除雾器顶部的烟囱排入大气。
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