CN116022742A - 一种多段固定催化剂床反应器 - Google Patents

Abstract

本发明公开的属于硫酸生产技术领域，具体为一种多段固定催化剂床反应器，包括如下步骤：S1开车、S2空气干燥、S3调配、S4焚硫转化有机以及S5炉气回收催化，出焚硫炉的高温炉气，首先经余热锅炉回收热量，温度降至420℃，进入转化一段催化剂床层进行转化，在催化剂的作用下部分转化为SO3，一段出口温度升至602℃，进入高温过热器降温至440℃，进入转化二段催化剂床层进行反应，二段出口气体温度升至519℃进入热热交换器换热，温度降至440℃，进入转化三段催化剂床层进行反应，三段出口气体温度升至464℃，以增加硫化物的转化率，依次经冷热交换器和省煤器换热后，温度降至175℃，烟气分为两股进入烟酸塔和吸收塔，分别制得98％硫酸和104.5％硫酸。

Description

一种多段固定催化剂床反应器

技术领域

本发明涉及硫酸生产技术领域，具体为一种多段固定催化剂床反应器。

背景技术

在硫酸生产历史上，出现过三种生产方法，即塔式法、铅室法和接触法。

塔式法和铅式法是古老的生产方法。在中间装填瓷圈的塔型结构的设备或中空的铅室中进行，所用催化剂是二氧化氮。

接触法在20世纪50年代后建厂，现在基本上取代了塔式法和铅室法。该法是将焙烧制得的SO2与固体催化剂(开始是铂，后改用V2O3，现为含铯钒催化剂)接触，在焙烧炉气中剩余氧的参与下(通常还需配入适当空气或富氧以控制02/SO2值恒定)，SO2被氧化成SO3，后者与水作用可制得浓硫酸(98.5％)和发烟硫酸(含游离SO320％左右)。

炉气精制目的是除去各种杂质，如三氧化二砷、二氧化硒、氟化氢、矿尘、水蒸气和酸雾等。其中三氧化二砷使钒催化剂中毒和催化剂中的钒逃逸，二氧化硒使钒催化剂中毒和使成品酸带色，氟化氢(由SiF，水解产生)则会腐蚀设备。它们在低温下(30～60C)很容易用水或酸洗涤炉气而除去。

转化精制后的炉气，借助钒催化剂，利用炉气中剩余的氧气(或补充少许空气)将二氧化硫氧化为三氧化硫。通常，SO2的转化率可达99％以上。

吸收用硫酸(浓度为98.5％)吸收三氧化硫制得商品级浓硫酸或发烟硫酸。用浓硫酸吸收比用水吸收SO3更容易，而且不会产生酸雾(一种悬浮在气流中的含酸微小水滴)。若工厂需生产工业级(98.5％)硫酸，只需将吸收后的浓硫酸加水稀释到98.5％，一部分用作吸收剂返回吸收塔，一部分作商品出售。若生产发烟硫酸(硫酸浓度104.5％，含游离S0.20％)，则将SO3气先通入发烟硫酸塔，用浓硫酸吸收，达到产品所需求的游离SO3量后，排出作产品出售，吸收尾气再送去制98.5％浓硫酸。

上述工序中,二氧化硫转化为三氧化硫最为关键，这是因为SO2不能自动被氧氧化为SO3，必须使用催化剂，而催化剂的性能及消耗定耗又直接影响到SO2的利用率和生产成本，因此，提出一种对催化剂利用率高的生产流程。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施方式的一些方面以及简要介绍一些较佳实施方式。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

因此，本发明的目的是提供一种多段固定催化剂床反应器，能够XXXX。为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，本发明提供了如下技术方案：

一种多段固定催化剂床反应器，其包括如下生产流程：

S1：开车，柴油由泵加压后经机械喷嘴喷入焚硫炉中，同时升温风机将空气鼓入焚硫炉中，经燃烧器点燃，柴油燃烧使焚硫炉温度升温至800℃以上。

S2：空气干燥，液硫燃烧所需的干燥空气来自干燥塔，通过塔前风机加压后进入干燥塔，在干燥塔内与98％的浓硫酸逆向接触，使空气中的水份被吸收。

S3：调配，吸收水分后的酸自塔底流出进入公共酸循环泵槽，公共酸循环泵槽内的循环酸加除盐水调配，使其保持为浓度为98％硫酸，部分经酸冷器冷却后循环泵打入干燥塔、第一吸收塔喷淋用，部分由循环泵送至烟酸循环槽。

S4：焚硫转化，液硫通过精硫泵加压经硫磺喷枪机械雾化后喷入焚硫炉，此时焚硫炉经过柴油燃烧温度已达到液硫燃点(223℃)，干燥的空气与液硫混合燃烧生成1050℃左右的高温炉气。

S5：炉气回收催化，出焚硫炉的高温炉气，首先经余热锅炉回收热量，温度降至420℃，进入转化一段催化剂床层进行转化，在催化剂的作用下部分转化为SO3，一段出口温度升至602℃，进入高温过热器降温至440℃，进入转化二段催化剂床层进行反应，二段出口气体温度升至519℃进入热热交换器换热，温度降至440℃，进入转化三段催化剂床层进行反应，三段出口气体温度升至464℃，依次经冷热交换器和省煤器1换热后，温度降至175℃，此时烟气分为两股。

S6：98％硫酸生产过程，一股烟气进入第一吸收塔，塔顶用来自公共酸循环泵槽的98％硫酸喷淋，与烟气进行逆流接触，吸收气体中的SO3，吸收后的循环酸自塔底流出进入公共酸循环泵槽。

S7：104.5％硫酸生产过程，另一股烟气进入烟酸塔，塔顶用来自烟酸循环槽的104.5％发烟硫酸喷淋，与烟气进行逆流接触，吸收气体中的SO3，吸收后的循环酸自塔底流出进入烟酸循环槽。

作为本发明所述的一种多段固定催化剂床反应器的一种优选方案，其中：步骤S6中，烟气中未被吸收的SO2气体通过吸收塔顶的除雾器除去酸雾后，依次通过冷热交换器，热热交换器换热升温至420℃，进入转化四段催化剂床层进行第二次转化，四段出口气体温度升至440℃进入低温过热器和省煤器2降温至155℃进入第二吸收塔，塔顶用来自吸第二吸收塔酸循环槽的98％硫酸喷淋，与烟气进行逆流接触，吸收气体中的SO3，吸收后的循环酸自塔底流出进入第二吸收塔酸循环槽，未被吸收的SO2气体通过塔顶除雾器除去酸雾后，气体送至尾吸塔处理，尾气经塔顶的除雾器除去酸雾后由60m高排气筒排放。

第二吸收塔酸循环槽内的循环酸加除盐水调配，使其保持为浓度为98％硫酸，部分经循环泵打入第二吸收塔喷淋用，部分由循环泵送至98％硫酸成品罐。

作为本发明所述的一种多段固定催化剂床反应器的一种优选方案，其中：所述步骤S7中，未被吸收的SO2气体通过塔顶除雾器除去酸雾后送至第一吸收塔进入转化四段催化剂床层进行第二次转化。

烟酸循环槽内循环酸与来自公共酸循环泵槽内的98％硫酸或汽化后的浓硫酸混合调配，使其保持为浓度为104.5％发烟硫酸，部分经冷却器冷却后由循环泵打入烟酸塔喷淋用，部分经经酸冷器冷却后由循环泵送至104.5％发烟硫酸成品罐。

与现有技术相比：出焚硫炉的高温炉气，首先经余热锅炉回收热量，温度降至420℃，进入转化一段催化剂床层进行转化，在催化剂的作用下部分转化为SO3，一段出口温度升至602℃，进入高温过热器降温至440℃，进入转化二段催化剂床层进行反应，二段出口气体温度升至519℃进入热热交换器换热，温度降至440℃，进入转化三段催化剂床层进行反应，三段出口气体温度升至464℃，依次经冷热交换器和省煤器换热后，温度降至175℃，此时烟气分为两股进入烟酸塔和吸收塔，分别制得98％硫酸和104.5％硫酸。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将结合附图和详细实施方式对本发明进行详细说明，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：

图1为本发明的工艺流程图；

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施方式的限制。

其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施方式时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。

本发明提供一种多段固定催化剂床反应器，包括以下生产流程：

S1：开车，柴油由泵加压后经机械喷嘴喷入焚硫炉中，同时升温风机将空气鼓入焚硫炉中，经燃烧器点燃，柴油燃烧使焚硫炉温度升温至800℃以上。

S2：空气干燥，液硫燃烧所需的干燥空气来自干燥塔，通过塔前风机加压后进入干燥塔，在干燥塔内与98％的浓硫酸逆向接触，使空气中的水份被吸收。

S3：调配，吸收水分后的酸自塔底流出进入公共酸循环泵槽，公共酸循环泵槽内的循环酸加除盐水调配，使其保持为浓度为98％硫酸，部分经酸冷器冷却后循环泵打入干燥塔、第一吸收塔喷淋用，部分由循环泵送至烟酸循环槽。

S4：焚硫转化，液硫通过精硫泵加压经硫磺喷枪机械雾化后喷入焚硫炉，此时焚硫炉经过柴油燃烧温度已达到液硫燃点(223℃)，干燥的空气与液硫混合燃烧生成1050℃左右的高温炉气。

S5：炉气回收催化，出焚硫炉的高温炉气，首先经余热锅炉回收热量，温度降至420℃，进入转化一段催化剂床层进行转化，在催化剂的作用下部分转化为SO3，一段出口温度升至602℃，进入高温过热器降温至440℃，进入转化二段催化剂床层进行反应，二段出口气体温度升至519℃进入热热交换器换热，温度降至440℃，进入转化三段催化剂床层进行反应，三段出口气体温度升至464℃，依次经冷热交换器和省煤器1换热后，温度降至175℃，此时烟气分为两股。

S6：98％硫酸生产过程，一股烟气进入第一吸收塔，塔顶用来自公共酸循环泵槽的98％硫酸喷淋，与烟气进行逆流接触，吸收气体中的SO3，吸收后的循环酸自塔底流出进入公共酸循环泵槽。

S7：104.5％硫酸生产过程，另一股烟气进入烟酸塔，塔顶用来自烟酸循环槽的104.5％发烟硫酸喷淋，与烟气进行逆流接触，吸收气体中的SO3，吸收后的循环酸自塔底流出进入烟酸循环槽。

其中：步骤S6中，烟气中未被吸收的SO2气体通过吸收塔顶的除雾器除去酸雾后，依次通过冷热交换器，热热交换器换热升温至420℃，进入转化四段催化剂床层进行第二次转化，四段出口气体温度升至440℃进入低温过热器和省煤器2降温至155℃进入第二吸收塔，塔顶用来自吸第二吸收塔酸循环槽的98％硫酸喷淋，与烟气进行逆流接触，吸收气体中的SO3，吸收后的循环酸自塔底流出进入第二吸收塔酸循环槽，未被吸收的SO2气体通过塔顶除雾器除去酸雾后，气体送至尾吸塔处理，尾气经塔顶的除雾器除去酸雾后由60m高排气筒排放。

第二吸收塔酸循环槽内的循环酸加除盐水调配，使其保持为浓度为98％硫酸，部分经循环泵打入第二吸收塔喷淋用，部分由循环泵送至98％硫酸成品罐。

步骤S7中，未被吸收的SO2气体通过塔顶除雾器除去酸雾后送至第一吸收塔进入转化四段催化剂床层进行第二次转化。

烟酸循环槽内循环酸与来自公共酸循环泵槽内的98％硫酸或汽化后的浓硫酸混合调配，使其保持为浓度为104.5％发烟硫酸，部分经冷却器冷却后由循环泵打入烟酸塔喷淋用，部分经经酸冷器冷却后由循环泵送至104.5％发烟硫酸成品罐。

虽然在上文中已经参考实施方式对本发明进行了描述，然而在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，本发明所披露的实施方式中的各项特征均可通过任意方式相互结合起来使用，在本说明书中未对这些组合的情况进行穷举性的描述仅仅是出于省略篇幅和节约资源的考虑。因此，本发明并不局限于文中公开的特定实施方式，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (3)

1.一种多段固定催化剂床反应器，其特征在于，包括如下生产流程：

S1：开车，柴油由泵加压后经机械喷嘴喷入焚硫炉中，同时升温风机将空气鼓入焚硫炉中，经燃烧器点燃，柴油燃烧使焚硫炉温度升温至800℃以上。

S2：空气干燥，液硫燃烧所需的干燥空气来自干燥塔，通过塔前风机加压后进入干燥塔，在干燥塔内与98％的浓硫酸逆向接触，使空气中的水份被吸收。

S3：调配，吸收水分后的酸自塔底流出进入公共酸循环泵槽，公共酸循环泵槽内的循环酸加除盐水调配，使其保持为浓度为98％硫酸，部分经酸冷器冷却后循环泵打入干燥塔、第一吸收塔喷淋用，部分由循环泵送至烟酸循环槽。

S4：焚硫转化，液硫通过精硫泵加压经硫磺喷枪机械雾化后喷入焚硫炉，此时焚硫炉经过柴油燃烧温度已达到液硫燃点(223℃)，干燥的空气与液硫混合燃烧生成1050℃左右的高温炉气。

S5：炉气回收催化，出焚硫炉的高温炉气，首先经余热锅炉回收热量，温度降至420℃，进入转化一段催化剂床层进行转化，在催化剂的作用下部分转化为SO3，一段出口温度升至602℃，进入高温过热器降温至440℃，进入转化二段催化剂床层进行反应，二段出口气体温度升至519℃进入热热交换器换热，温度降至440℃，进入转化三段催化剂床层进行反应，三段出口气体温度升至464℃，依次经冷热交换器和省煤器1换热后，温度降至175℃，此时烟气分为两股。

S6：98％硫酸生产过程，一股烟气进入第一吸收塔，塔顶用来自公共酸循环泵槽的98％硫酸喷淋，与烟气进行逆流接触，吸收气体中的SO3，吸收后的循环酸自塔底流出进入公共酸循环泵槽。

S7：104.5％硫酸生产过程，另一股烟气进入烟酸塔，塔顶用来自烟酸循环槽的104.5％发烟硫酸喷淋，与烟气进行逆流接触，吸收气体中的SO3，吸收后的循环酸自塔底流出进入烟酸循环槽。

2.根据权利要求1所述的一种多段固定催化剂床反应器，其特征在于，所述步骤S6中，烟气中未被吸收的SO2气体通过吸收塔顶的除雾器除去酸雾后，依次通过冷热交换器，热热交换器换热升温至420℃，进入转化四段催化剂床层进行第二次转化，四段出口气体温度升至440℃进入低温过热器和省煤器2降温至155℃进入第二吸收塔，塔顶用来自吸第二吸收塔酸循环槽的98％硫酸喷淋，与烟气进行逆流接触，吸收气体中的SO3，吸收后的循环酸自塔底流出进入第二吸收塔酸循环槽，未被吸收的SO2气体通过塔顶除雾器除去酸雾后，气体送至尾吸塔处理，尾气经塔顶的除雾器除去酸雾后由60m高排气筒排放。

第二吸收塔酸循环槽内的循环酸加除盐水调配，使其保持为浓度为98％硫酸，部分经循环泵打入第二吸收塔喷淋用，部分由循环泵送至98％硫酸成品罐。

3.根据权利要求1所述的一种多段固定催化剂床反应器，其特征在于，所述步骤S7中，未被吸收的SO2气体通过塔顶除雾器除去酸雾后送至第一吸收塔进入转化四段催化剂床层进行第二次转化。

烟酸循环槽内循环酸与来自公共酸循环泵槽内的98％硫酸或汽化后的浓硫酸混合调配，使其保持为浓度为104.5％发烟硫酸，部分经冷却器冷却后由循环泵打入烟酸塔喷淋用，部分经经酸冷器冷却后由循环泵送至104.5％发烟硫酸成品罐。

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