CN115340072A - 二氧化硫气体的制备系统及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及二氧化硫气体的制备系统以及采用该系统制备高浓度二氧化硫气体的方法，通过设置空分制氧机组与空气压缩机将原先用于燃烧的空气的含氧量从21％提升到35％，实现硫磺在高氧环境下充分燃烧，提高燃烧后产生的高温炉气内二氧化硫浓度，为后续生产高浓度二氧化硫气体产品创造条件，高温炉气再通过换热模组生产低压或中压蒸汽用于其它工序加热或发电，充分利用余热，使得其能用于厂房其它工序加热或发电，提高热能回收率，并通过后续的气液分离模组、去硫磺氧化器、硫酸净化塔对炉气进行分离、除硫、净化、冷却，全流程自动化加工，并将系统中产生的热能、冷凝水、液体硫磺等产品回收循环利用，提高经济价值。
Description
技术领域
本发明涉及一种二氧化硫制备领域，特别涉及一种二氧化硫气体的制备系统以及采用该系统制备高浓度二氧化硫气体的方法。
背景技术
工业上二氧化硫的生产主要从含硫原料直接焚烧而得。目前在当焚烧硫磺制二氧化硫时，直接在焚硫炉内与空气中21％氧气与液体硫磺焚烧后制得二氧化硫气体，但这种方式产生的烟气中二氧化硫的浓度不会太高，一般低于13％，不能满足某些场合更高二氧化硫浓度的需求。此外二氧化硫制取工艺是将硫磺燃烧产生的高温二氧化硫烟气进行水冷激，不回收热量，设备可以简单一些，但是有大量余热浪费，且需要消耗大量的冷却水。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种二氧化硫气体的制备系统以及采用该系统制备高浓度二氧化硫气体的方法。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：二氧化硫气体的制备系统，包括焚硫炉，其特征在于：还包括液硫池、冷凝水池、空分制氧机组、空气压缩机、空气缓冲罐、换热模组、气液分离模组、蒸汽管组、去硫磺氧化器以及硫酸净化塔，所述空分制氧机组的氧气与空气压缩机的压缩空气经混气管与空气缓冲罐连接，所述空气缓冲罐将混合后的高氧气体经送风管与焚硫炉的进气端连接，所述焚硫炉的进料端经送料管与液硫池连接，所述焚硫炉的排气端与换热模组连接，所述换热模组的进水口与脱盐水管连接，所述换热模组的蒸汽出口与蒸汽管组连接，所述换热模组的出硫口与液硫池连接，所述换热模组经主排气管与气液分离模组连接，所述气液分离模组的出气口与去硫磺氧化器连接，所述气液分离模组的出水口经冷凝水管与冷凝池连接，所述气液分离模组的排硫口经排硫管与液硫池连接，所述去硫磺氧化器的出气端连接硫酸净化塔。
上述的二氧化硫气体的制备系统，可进一步设置为：所述换热模组包括一级废热锅炉、一级废气包、二级废热锅炉、与二级废气包，所述焚硫炉的排气端与一级废热锅炉连接，所述脱盐水管分别连接一级废气包与二级废气包的进水口，所述蒸汽管组分别连接一级废气包与二级废气包的出气口，所述一级废热锅炉的进水口连接一级废气包的出水口，所述一级废热锅炉的出气口连接一级废气包的进气口，所述一级废热锅炉经一级排气管与二级废热锅炉连接，所述二级废热锅炉的进水口连接二级废气包的出水口，所述二级废热锅炉的出气口连接二级废气包的进气口，所述二级废热锅炉的出硫口与液硫池连接，所述二级废热锅炉经主排气管与气液分离模组连接。
上述的二氧化硫气体的制备系统，可进一步设置为：所述气液分离模组包括一级硫磺分离罐与二级硫磺分离罐，所述一级硫磺分离罐的进气端与主排气管连接，所述一级硫磺分离罐经分离气管与二级硫磺分离罐的进气端连接，所述一级硫磺分离罐、二级硫磺分离罐的出水口与二级废热锅炉均经冷凝水管与冷凝池连接，所述一级硫磺分离罐与二级硫磺分离罐的排硫口均经排硫管与液硫池连接，所述二级硫磺分离罐的出气口与硫磺氧化器连接。
上述的二氧化硫气体的制备系统，可进一步设置为：所述蒸汽管组包括低压饱和蒸汽管与中压饱和蒸汽管，所述中压饱和蒸汽管分别与一级废气包、液硫池、二级废热锅炉、一级硫磺分离罐以及二级硫磺分离罐连接，所述低压饱和蒸汽管与二级废气包连接。
采用上述技术方案，
使用上述二氧化硫气体的制备系统制备高浓度二氧化硫气体的方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、空分制氧机组的800Nm3/h 93％氧气与空气压缩机的6000Nm3/h的压缩空气经混气管进入到与空气缓冲罐内制得含氧量为35％的高氧气体；
S2、液硫池内的液体硫磺通过液硫泵雾化后喷入焚硫炉内与步骤S1制得的高氧气体混合后充分燃烧，获得含二氧化硫的高温炉气；
S3、脱盐水管将脱盐水输送给一级废气包后，再由一级废气包输送给一级废热锅炉内，步骤S2制得的高温炉气经一级废热锅炉换热后向二级废热锅炉输出换热降温后二氧化硫炉气，并将生成的中压蒸汽通过一级废气包输送给中压饱和蒸汽管；
S4、脱盐水管将脱盐水输送给二级废气包后，再由二级废气包输送给二级废热锅炉内，二级废热锅炉将步骤S3制得的二氧化硫炉气二次换热降温，并给一级硫磺分离罐内输送二次换热冷却后的二氧化硫炉气，并将生产的低压蒸汽通过二级废气包输送给低压饱和蒸汽管；
S5、一级硫磺分离罐将步骤S4制得的二氧化硫炉气通过气液分离出二氧化硫气体输送给二级硫磺分离罐、分离出的液体硫磺经排硫管输送回液硫池供步骤S2循环、分离出的蒸汽冷凝水经冷凝水管输送至冷凝池；
S6、二级硫磺分离罐将步骤S5制得的二氧化硫气体通过二次气液分离出二氧化硫气体输送给去硫磺氧化器、分离出的液体硫磺连通排硫管输送回液硫池供步骤S2循环、分离出的蒸汽冷凝水连通冷凝水管输送至冷凝池；
S7、去硫磺氧化器将步骤S6制得的二氧化硫气体化学除硫后将二氧化硫气体内未完全分离的硫磺去除制得高浓度二氧化硫气体，并将制得高浓度二氧化硫气体送至硫酸净化塔；
S8、硫酸净化塔将步骤S7制得的高浓度二氧化硫气体吸收三氧化硫净化并降温加压后制得高浓度二氧化硫气体产品。
采用上述技术方案，使焚硫炉出来的92％左右SO2气体先通过换热模组换热后，将生产低压或中压蒸汽用于厂房其它工序加热或发电，进而回收余热，然后进入气液分离模组气液分离后，然后进入去硫磺氧化器进行化学除硫，再进入硫酸净化塔进行吸收SO3净化，获得高浓度二氧化硫气体。
本发明的有益效果：通过设置空分制氧机组与空气压缩机将原先用于燃烧的空气的含氧量从21％提升到35％，实现硫磺在高氧环境下充分燃烧，提高燃烧后产生的高温炉气内二氧化硫浓度，为后续生产高浓度二氧化硫气体产品创造条件，高温炉气再通过换热模组生产低压或中压蒸汽用于其它工序加热或发电，充分利用余热，使得其能用于厂房其它工序加热或发电，提高热能回收率，并通过后续的气液分离模组、去硫磺氧化器、硫酸净化塔对炉气进行分离、除硫、净化、冷却，全流程自动化加工，并将系统中产生的热能、冷凝水、液体硫磺等产品回收循环利用，提高经济价值。
下面结合附图对本发明作进一步描述。
附图说明
图1为本发明实施例制备系统的原理框图。
图2为本发明实施例制备二氧化硫气体的流程图。
图3为本发明实施例制备系统的设备连接示意图。
具体实施方式
如图1-图3所示，二氧化硫气体的制备系统，包括焚硫炉1，还包括液硫池2、冷凝水池3、空分制氧机组4、空气压缩机5、空气缓冲罐6、换热模组7、气液分离模组8、蒸汽管组9、去硫磺氧化器10以及硫酸净化塔(图中未展出)，所述空分制氧机组4的氧气与空气压缩机5的压缩空气经混气管41与空气缓冲罐6连接，所述空气缓冲罐6将混合后的高氧气体经送风管42与焚硫炉1的进气端连接，所述焚硫炉1的进料端经送料管11与液硫池2连接，所述焚硫炉1的排气端与换热模组7连接，所述换热模组7的进水口与脱盐水管A连接，所述换热模组7的蒸汽出口与蒸汽管组9连接，所述换热模组7的出硫口与液硫池2连接，所述换热模组7经主排气管70与气液分离模组8连接，所述气液分离模组8的出气口与去硫磺氧化器10连接，所述气液分离模组8的出水口经冷凝水管31与冷凝池3连接，所述气液分离模组8的排硫口经排硫管80与液硫池2连接，所述去硫磺氧化器10的出气端连接硫酸净化塔(图中未展出)，所述换热模组7包括一级废热锅炉71、一级废气包72、二级废热锅炉73、与二级废气包74，所述焚硫炉1的排气端与一级废热锅炉71连接，所述脱盐水管A分别连接一级废气包72与二级废气包74的进水口，所述蒸汽管组9分别连接一级废气包72与二级废气包74的出气口，所述一级废热锅炉71的进水口连接一级废气包72的出水口，所述一级废热锅炉71的出气口连接一级废气包72的进气口，所述一级废热锅炉71经一级排气管75与二级废热锅炉73连接，所述二级废热锅炉73的进水口连接二级废气包74的出水口，所述二级废热锅炉73的出气口连接二级废气包74的进气口，所述二级废热锅炉73的出硫口与液硫池2连接，所述二级废热锅炉73经主排气管70与气液分离模组8连接，所述气液分离模组8包括一级硫磺分离罐81与二级硫磺分离罐82，所述一级硫磺分离罐81的进气端与主排气管70连接，所述一级硫磺分离罐81经分离气管83与二级硫磺分离罐82的进气端连接，所述一级硫磺分离罐81、二级硫磺分离罐82与二级废热锅炉73的出水口均经冷凝水管31与冷凝池3连接，所述一级硫磺分离罐81与二级硫磺分离罐82的排硫口均经排硫管80与液硫池2连接，所述二级硫磺分离罐82的出气口与硫磺氧化器10连接，所述蒸汽管组9包括低压饱和蒸汽管91与中压饱和蒸汽管92，所述中压饱和蒸汽管92分别与一级废气包72、液硫池2、二级废热锅炉73、一级硫磺分离罐81以及二级硫磺分离罐82连接，所述低压饱和蒸汽管92与二级废气包74连接。
使用二氧化硫气体的制备系统制备高浓度二氧化硫气体的方法，包括如下步骤：
S1、空分制氧机组的800Nm3/h 93％氧气与空气压缩机的6000Nm3/h的压缩空气经混气管进入到与空气缓冲罐内制得含氧量为35％的高氧气体；
S2、液硫池内的液体硫磺通过液硫泵雾化后喷入焚硫炉内与步骤S1制得的高氧气体混合后充分燃烧，获得含二氧化硫的高温炉气；
S3、脱盐水管将脱盐水输送给一级废气包后，再由一级废气包输送给一级废热锅炉内，步骤S2制得的高温炉气经一级废热锅炉换热后向二级废热锅炉输出换热降温后二氧化硫炉气，并将生成的中压蒸汽通过一级废气包输送给中压饱和蒸汽管；
S4、脱盐水管将脱盐水输送给二级废气包后，再由二级废气包输送给二级废热锅炉内，二级废热锅炉将步骤S3制得的二氧化硫炉气二次换热降温，并给一级硫磺分离罐内输送二次换热冷却后的二氧化硫炉气，并将生产的低压蒸汽通过二级废气包输送给低压饱和蒸汽管；
S5、一级硫磺分离罐将步骤S4制得的二氧化硫炉气通过气液分离出二氧化硫气体输送给二级硫磺分离罐、分离出的液体硫磺经排硫管输送回液硫池供步骤S2循环、分离出的蒸汽冷凝水经冷凝水管输送至冷凝池；
S6、二级硫磺分离罐将步骤S5制得的二氧化硫气体通过二次气液分离出二氧化硫气体输送给去硫磺氧化器、分离出的液体硫磺连通排硫管输送回液硫池供步骤S2循环、分离出的蒸汽冷凝水连通冷凝水管输送至冷凝池；
S7、去硫磺氧化器将步骤S6制得的二氧化硫气体化学除硫后将二氧化硫气体内未完全分离的硫磺去除制得高浓度二氧化硫气体，并将制得高浓度二氧化硫气体送至硫酸净化塔；
S8、硫酸净化塔将步骤S7制得的高浓度二氧化硫气体吸收三氧化硫净化并降温加压后制得高浓度二氧化硫气体产品。
Claims (5)
1.二氧化硫气体的制备系统，包括焚硫炉，其特征在于：还包括液硫池、冷凝水池、空分制氧机组、空气压缩机、空气缓冲罐、换热模组、气液分离模组、蒸汽管组、去硫磺氧化器以及硫酸净化塔，所述空分制氧机组的氧气与空气压缩机的压缩空气经混气管与空气缓冲罐连接，所述空气缓冲罐将混合后的高氧气体经送风管与焚硫炉的进气端连接，所述焚硫炉的进料端经送料管与液硫池连接，所述焚硫炉的排气端与换热模组连接，所述换热模组的进水口与脱盐水管连接，所述换热模组的蒸汽出口与蒸汽管组连接，所述换热模组的出硫口与液硫池连接，所述换热模组经主排气管与气液分离模组连接，所述气液分离模组的出气口与去硫磺氧化器连接，所述气液分离模组的出水口经冷凝水管与冷凝池连接，所述气液分离模组的排硫口经排硫管与液硫池连接，所述去硫磺氧化器的出气端连接硫酸净化塔。
2.根据权利要求1所述的二氧化硫气体的制备系统，其特征在于：所述换热模组包括一级废热锅炉、一级废气包、二级废热锅炉、与二级废气包，所述焚硫炉的排气端与一级废热锅炉连接，所述脱盐水管分别连接一级废气包与二级废气包的进水口，所述蒸汽管组分别连接一级废气包与二级废气包的出气口，所述一级废热锅炉的进水口连接一级废气包的出水口，所述一级废热锅炉的出气口连接一级废气包的进气口，所述一级废热锅炉经一级排气管与二级废热锅炉连接，所述二级废热锅炉的进水口连接二级废气包的出水口，所述二级废热锅炉的出气口连接二级废气包的进气口，所述二级废热锅炉的出硫口与液硫池连接，所述二级废热锅炉经主排气管与气液分离模组连接。
3.根据权利要求2所述的二氧化硫气体的制备系统，其特征在于：所述气液分离模组包括一级硫磺分离罐与二级硫磺分离罐，所述一级硫磺分离罐的进气端与主排气管连接，所述一级硫磺分离罐经分离气管与二级硫磺分离罐的进气端连接，所述一级硫磺分离罐与二级硫磺分离罐的出水口均经冷凝水管与冷凝池连接，所述一级硫磺分离罐与二级硫磺分离罐的排硫口均经排硫管与液硫池连接，所述二级硫磺分离罐的出气口与硫磺氧化器连接。
4.根据权利要求3所述的二氧化硫气体的制备系统，其特征在于：所述蒸汽管组包括低压饱和蒸汽管与中压饱和蒸汽管，所述中压饱和蒸汽管分别与一级废气包、液硫池、二级废热锅炉、一级硫磺分离罐以及二级硫磺分离罐连接，所述低压饱和蒸汽管与二级废气包连接。
5.一种采用权利要求1-4任一项二氧化硫气体的制备系统制备高浓度二氧化硫气体的方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、空分制氧机组的800Nm3/h 93％氧气与空气压缩机的6000Nm3/h的压缩空气经混气管进入到与空气缓冲罐内制得含氧量为35％的高氧气体；
S2、液硫池内的液体硫磺通过液硫泵雾化后喷入焚硫炉内与步骤S1制得的高氧气体混合后充分燃烧，获得含二氧化硫的高温炉气；
S3、脱盐水管将脱盐水输送给一级废气包后，再由一级废气包输送给一级废热锅炉内，步骤S2制得的高温炉气经一级废热锅炉换热后向二级废热锅炉输出换热降温后二氧化硫炉气，并将生成的中压蒸汽通过一级废气包输送给中压饱和蒸汽管；
S4、脱盐水管将脱盐水输送给二级废气包后，再由二级废气包输送给二级废热锅炉内，二级废热锅炉将步骤S3制得的二氧化硫炉气二次换热降温，并给一级硫磺分离罐内输送二次换热冷却后的二氧化硫炉气，并将生产的低压蒸汽通过二级废气包输送给低压饱和蒸汽管；
S5、一级硫磺分离罐将步骤S4制得的二氧化硫炉气通过气液分离出二氧化硫气体输送给二级硫磺分离罐、分离出的液体硫磺经排硫管输送回液硫池供步骤S2循环、分离出的蒸汽冷凝水经冷凝水管输送至冷凝池；
S6、二级硫磺分离罐将步骤S5制得的二氧化硫气体通过二次气液分离出二氧化硫气体输送给去硫磺氧化器、分离出的液体硫磺连通排硫管输送回液硫池供步骤S2循环、分离出的蒸汽冷凝水连通冷凝水管输送至冷凝池；
S7、去硫磺氧化器将步骤S6制得的二氧化硫气体化学除硫后将二氧化硫气体内未完全分离的硫磺去除制得高浓度二氧化硫气体，并将制得高浓度二氧化硫气体送至硫酸净化塔；
S8、硫酸净化塔将步骤S7制得的高浓度二氧化硫气体吸收三氧化硫净化并降温加压后制得高浓度二氧化硫气体产品。
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| CN202211115742.XA Active CN115340072B (zh) | 2022-09-14 | 2022-09-14 | 二氧化硫气体的制备系统及其方法 |
Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN115340072B (zh) |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20090235669A1 (en) * | 2006-09-19 | 2009-09-24 | Bogdan Wojak | Gas Turbine Topping in Sulfuric Acid Manufacture |
| CN103920365A (zh) * | 2014-04-21 | 2014-07-16 | 广西大学 | 变频变压吸附回收焙烧硫铁矿炉气中的氮气和二氧化硫的方法 |
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-
2022
- 2022-09-14 CN CN202211115742.XA patent/CN115340072B/zh active Active
Patent Citations (8)
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Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 苗苗: "流化床富氧气氛对SO2排放特性的影响", 洁净煤技术 * |
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| CN115340072B (zh) | 2024-01-26 |
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