CN112441566A - 一种硫酸装置分散式so2转化方法 - Google Patents

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张雪杰
徐晓燕
吴英来
魏兰
江碧清
陈英斌
赵建鑫
李颖
罗娟
张成昆
孟建
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Abstract

本发明属于制酸领域技术，涉及到一种硫酸装置分散式SO2转化方法，含SO2气体自干燥塔来，经过第一换热器换热段、第二换热器换热段升温后进入第二换热器反应段，反应后的高温气体通过第二换热器换热段降温后，进入第三换热器反应段并经过第三换热器换热段降温后进入第一换热器反应段，再经过第一换热器换热段降温后去一吸塔吸收SO3气体，吸收后的含SO2气体先后进入第四换热器换热段、第三换热器换热段升温后进入第四换热器反应段，反应后的高温气体经第四换热器换热段降温后，去二吸塔吸收SO3气体。本发明取消了传统的集中式多段转化器，大大减少设备投资，减少占地，热量损失较小，运行操作简单。

Description

一种硫酸装置分散式SO2转化方法
技术领域
本发明属于制酸领域技术，涉及到一种硫酸装置分散式SO2转化工艺流程及方法。
背景技术
目前，制酸装置工艺流程主要包括原料的焚烧工序、净化工序、干吸工序、转化工序。
经焚烧后的高温烟气热量回收后，去净化工段降温除尘，再去干燥塔除去水分，进转化工段将SO2转化为SO3，再去干吸工段吸收SO3制备浓硫酸。
传统的转化工段的转化反应集中在一个转化器内进行，转化器分为多层，一般为四层或五层，各层为了达到入口温度，均需要换热器移热。
现有的转化系统存在转化器过高，占地较大，管线较长也使得散热较大，在制酸规模较小或者负荷较低的情况下，热量很难平衡需要开电加热器辅助升温。
发明内容
本发明的目的是针对制酸规模在2万吨/年以下的装置，而提出的一种硫酸装置分散式SO2转化工艺流程及方法。
本发明的主要技术方案：硫酸装置分散式SO2转化方法，其特征在于自干燥塔来的含SO2气体进入以下转化系统：经过第一换热器换热段、第二换热器换热段升温后进入第二换热器反应段，反应后的高温气体通过第二换热器换热段降温后，进入第三换热器反应段并经过第三换热器换热段降温后进入第一换热器反应段，再经过第一换热器换热段降温后去一吸塔吸收SO3气体，吸收后的含SO2气体先后进入第四换热器换热段、第三换热器换热段升温后进入第四换热器反应段，反应后的高温气体经第四换热器换热段降温后，去二吸塔吸收SO3气体。
一般地，进入转化系统的含SO2气体气量6300~9500Nm3/h，温度50~60℃，压力12~15KPa，各成分的体积百分含量：SO2：6.5~8,.5%；O2：8~10%； CO2：0~8%；N2：70~85%。
所述转化系统的主风机采用变频调节方式控制系统压力。
所述各换热器反应段入口温度控制在410~440℃。
所述去一吸塔、二吸塔的气体温度控制在150~170℃。
所述各段的温度调节通过换热管内置调节阀实现。
所述各换热器的反应段置于换热器内部上气室。
所述转化系统在第二、第四换热器反应床层入口设置电加热器，用于开工阶段辅助升温。
本发明的硫酸装置分散式SO2转化方法，适用于产酸能力在2万吨/年以下的制酸装置。
本发明方法取消了传统的集中式多段转化器，采用分散式转化换热流程，将转化反应床层置于换热器内部上气室，通过换热管内置调节阀调节进口温度。可以很好的解决小规模硫酸装置占地较大，管线较长热量不平衡等问题。
本发明分散式SO2转化方法的反应段置于换热器内部上气室，取消了传统的集中式多段转化器，大大减少设备投资，减少占地，热量损失较小，运行操作简单。
附图说明
图1为本发明实施例方法的的工艺流程示意图。
图中，1-主风机、2-第一换热器、3-第二换热器、4-第三换热器、5-第四换热器、6-1#电加热器、7-2#电加热器。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明加以详细描述。
以下实施例用于产酸能力在2万吨/年以下的制硫酸装置。
实施例1
如图1所示，自干燥塔来的含SO2气体气量6300Nm3/h，55℃，14KPa，各成分的含量，SO2：8.2%；O2：9.5%； CO2：8%；N2：74.3%；经过第一换热器换热段壳程升温至285℃后，进入第二换热器换热段壳程升温至410℃后进入第二换热器反应段，反应后的气体温度572℃，通过第二换热器换热段管程降温至440℃，进入第三换热器反应段并经过第三换热器换热段降温至420℃后进入第一换热器反应段，再经过第一换热器换热段管程降温至160℃后去一吸塔吸收SO3气体。自一吸塔来的SO2气体，先进入第四换热器换热段壳程，升温至300℃后进入第三换热器换热段壳程，升温至410℃后进入第四换热器反应段，反应后的气体经第四换热器换热段降温至155℃后去二吸塔吸收SO3气体。
实施例2
如图1所示，自干燥塔来的含SO2气体气量6800Nm3/h，55℃，13KPa，各成分的含量，SO2：8.5%；O2：10%； N2：81.5%；经过第一换热器换热段壳程升温至280℃后，进入第二换热器换热段壳程升温至415℃后进入第二换热器反应段，反应后的气体温度578℃，通过第二换热器换热段管程降温至440℃，进入第三换热器反应段并经过第三换热器换热段降温至420℃后进入第一换热器反应段，再经过第一换热器换热段管程降温至170℃后去一吸塔吸收SO3气体。自一吸塔来的SO2气体，先进入第四换热器换热段壳程，升温至290℃后进入第三换热器换热段壳程，升温至410℃后进入第四换热器反应段，反应后的气体经第四换热器换热段降温至165℃后去二吸塔吸收SO3气体。
实施例3
如图1所示，自干燥塔来的含SO2气体气量7500Nm3/h，50℃，12.5KPa，各成分的含量，SO2：7.8%；O2：8.5%； N2：83.7%；经过第一换热器换热段壳程升温至295℃后，进入第二换热器换热段壳程升温至420℃后进入第二换热器反应段，反应后的气体温度565℃，通过第二换热器换热段管程降温至440℃，进入第三换热器反应段并经过第三换热器换热段降温至420℃后进入第一换热器反应段，再经过第一换热器换热段管程降温至162℃后去一吸塔吸收SO3气体。自一吸塔来的SO2气体，先进入第四换热器换热段壳程，升温至308℃后进入第三换热器换热段壳程，升温至410℃后进入第四换热器反应段，反应后的气体经第四换热器换热段降温至155℃后去二吸塔吸收SO3气体。
实施例4
如图1所示，自干燥塔来的含SO2气体气量8000Nm3/h，50℃，12.2KPa，各成分的含量，SO2：7.8%；O2：8.5%；CO2：8%；N2：75.7%；经过第一换热器换热段壳程升温至305℃后，进入第二换热器换热段壳程升温至420℃后进入第二换热器反应段，反应后的气体温度549℃，通过第二换热器换热段管程降温至440℃，进入第三换热器反应段并经过第三换热器换热段降温至420℃后进入第一换热器反应段，再经过第一换热器换热段管程降温至160℃后去一吸塔吸收SO3气体。自一吸塔来的SO2气体，先进入第四换热器换热段壳程，升温至310℃后进入第三换热器换热段壳程，升温至410℃后进入第四换热器反应段，反应后的气体经第四换热器换热段降温至150℃后去二吸塔吸收SO3气体。
实施例5
如图1所示，自干燥塔来的含SO2气体气量8500Nm3/h，50℃，14KPa，各成分的含量，SO2：7%；O2：9%；CO2：8%；N2：76%；经过第一换热器换热段壳程升温至310℃后，进入第二换热器换热段壳程升温至420℃后进入第二换热器反应段，反应后的气体温度545℃，通过第二换热器换热段管程降温至440℃，进入第三换热器反应段并经过第三换热器换热段降温至420℃后进入第一换热器反应段，再经过第一换热器换热段管程降温至160℃后去一吸塔吸收SO3气体。自一吸塔来的SO2气体，先进入第四换热器换热段壳程，升温至310℃后进入第三换热器换热段壳程，升温至410℃后进入第四换热器反应段，反应后的气体经第四换热器换热段降温至152℃后去二吸塔吸收SO3气体。
实施例6
如图1所示，自干燥塔来的含SO2气体气量9000Nm3/h，58℃，15KPa，各成分的含量，SO2：6.8%；O2：9%；CO2：6%；N2：78.2%；经过第一换热器换热段壳程升温至310℃后，进入第二换热器换热段壳程升温至420℃后进入第二换热器反应段，反应后的气体温度542℃，通过第二换热器换热段管程降温至440℃，进入第三换热器反应段并经过第三换热器换热段降温至420℃后进入第一换热器反应段，再经过第一换热器换热段管程降温至158℃后去一吸塔吸收SO3气体。自一吸塔来的SO2气体，先进入第四换热器换热段壳程，升温至310℃后进入第三换热器换热段壳程，升温至410℃后进入第四换热器反应段，反应后的气体经第四换热器换热段降温至150℃后去二吸塔吸收SO3气体。
实施例7
如图1所示，自干燥塔来的含SO2气体气量9500Nm3/h，58℃，15KPa，各成分的含量，SO2：6.5%；O2：10%；CO2：6%；N2：77.5%；经过第一换热器换热段壳程升温至312℃后，进入第二换热器换热段壳程升温至420℃后进入第二换热器反应段，反应后的气体温度540℃，通过第二换热器换热段管程降温至440℃，进入第三换热器反应段并经过第三换热器换热段降温至420℃后进入第一换热器反应段，再经过第一换热器换热段管程降温至158℃后去一吸塔吸收SO3气体。自一吸塔来的SO2气体，先进入第四换热器换热段壳程，升温至310℃后进入第三换热器换热段壳程，升温至410℃后进入第四换热器反应段，反应后的气体经第四换热器换热段降温至150℃后去二吸塔吸收SO3气体。
上述实施例中，转化系统的主风机1采用变频调节方式控制系统压力，各段的温度调节通过换热管内置调节阀实现。
实施例中，在第二、第四换热器反应床层入口设置1#电加热器、7-2#电加热器，用于开工阶段辅助升温。
本发明方法取消了传统的集中式多段转化器，采用分散式转化换热流程，将转化反应床层置于换热器内部上气室，通过换热管内置调节阀调节进口温度。可以很好的解决小规模硫酸装置占地较大，管线较长热量不平衡等问题。
以上所述的仅是本发明的优选实例，应当指出对于本领域的普通技术人员来说，在本发明所提供的技术启示下，作为本领域的公知常识，还可以做出其它等同变型和改进，也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种硫酸装置分散式SO2转化方法，其特征在于自干燥塔来的含SO2气体进入以下转化系统：经过第一换热器换热段、第二换热器换热段升温后进入第二换热器反应段，反应后的高温气体通过第二换热器换热段降温后，进入第三换热器反应段并经过第三换热器换热段降温后进入第一换热器反应段，再经过第一换热器换热段降温后去一吸塔吸收SO3气体，吸收后的含SO2气体先后进入第四换热器换热段、第三换热器换热段升温后进入第四换热器反应段，反应后的高温气体经第四换热器换热段降温后，去二吸塔吸收SO3气体。
2.根据权利要求1所述的一种硫酸装置分散式SO2转化方法，其特征在于：进入转化系统的含SO2气体气量6300~9500Nm3/h，温度50~60℃，压力12~15KPa，各成分的体积百分含量：SO2：6.5~8,.5%；O2：8~10%； CO2：0~8%；N2：70~85%。
3.根据权利要求1所述的一种硫酸装置分散式SO2转化方法，其特征在于：转化系统的主风机采用变频调节方式控制系统压力。
4.根据权利要求1所述的一种硫酸装置分散式SO2转化方法，其特征在于：各换热器反应段入口温度控制在410~440℃。
5.根据权利要求1所述的一种硫酸装置分散式SO2转化方法，其特征在于：去一吸塔、二吸塔的气体温度控制在150~170℃。
6.根据权利要求4或5所述的一种硫酸装置分散式SO2转化方法，其特征在于：各段的温度调节通过换热管内置调节阀实现。
7.根据权利要求1所述的一种硫酸装置分散式SO2转化方法，其特征在于：各换热器的反应段置于换热器内部上气室。
8.根据权利要求1所述的一种硫酸装置分散式SO2转化方法，其特征在于：在第二、第四换热器反应床层入口设置电加热器。
9.根据权利要求1所述的硫酸装置分散式SO2转化方法的应用，其特征在于：适用于产酸能力在2万吨/年以下的制酸装置。
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