CN203061044U

CN203061044U - 含氨酸性气废气处理系统

Info

Publication number: CN203061044U
Application number: CN2013200195903U
Authority: CN
Inventors: 胡惊雷
Original assignee: Meijing (beijing) Environmental Protection Tech Co Ltd
Current assignee: Meijing (beijing) Environmental Protection Tech Co Ltd
Priority date: 2013-01-15
Filing date: 2013-01-15
Publication date: 2013-07-17
Anticipated expiration: 2023-01-15

Abstract

本实用新型提供一种含氨酸性气废气处理系统，其包括酸性气酸洗除氨单元、脱氨酸性气热氧化单元及催化氧化制酸单元，含氨酸性气废气处理系统还包括母液真空蒸发单元；酸性气酸洗除氨单元内的硫酸用于与含氨酸性气接触以脱氨，并生成硫酸铵溶液和含有硫化氢和水的脱氨酸性气；母液真空蒸发单元用于接收及浓缩酸性气酸洗除氨单元产生的硫酸铵溶液，并将溶解在硫酸铵溶液中的硫化氢抽出送到脱氨酸性气热氧化单元；脱氨酸性气热氧化单元用于接收脱氨酸性气、以及来自于母液真空蒸发单元的含硫化氢尾气，并对其进行热氧化生成含SO2和水蒸气的废气；催化氧化制酸单元用于接收废气，对其进行催化氧化形成SO3，并形成硫酸，硫酸被供给至酸性气酸洗除氨单元。

Description

含氨酸性气废气处理系统

技术领域

本实用新型涉及一种含氨酸性气废气处理系统。

背景技术

在石油化工和煤化工等生产过程中，原料中的硫和氮经过加工过程最终形成含氨、含硫化氢的酸性气，对于含氨及硫化氢的酸性气，目前的处理方法主要是采用克劳斯硫磺回收工艺将酸性气中的硫化氢转化成硫磺，同时酸性气中的氨在高温下燃烧成N₂和氮氧化物。对于含硫量较小的酸性气（一般含硫量小于5000吨硫/年），也可以采用络合铁法脱除硫化氢，脱除硫化氢后的含氨尾气再进入燃烧炉在高温下焚烧，使尾气中的氨和氮氧化物达标后排放。

克劳斯硫磺回收工艺的基本原理是含H₂S的酸性气在燃烧炉内与空气进行不完全燃烧，严格控制空气量，使H₂S燃烧后生成的SO₂量满足H₂S/SO₂分子比等于或接近2，H₂S和SO₂在高温、催化剂下反应生成元素硫，受热力学条件的限制，剩余的H₂S和SO₂进入催化反应段在催化剂的作用下，继续反应生成元素硫。生成的元素硫经冷凝分离。

反应的化学方程式如下：

H₂S+3/2O₂---SO₂+H₂O

2H₂S+SO₂---3/2S₂+2H₂O

在石油化工和煤化工实际生产过程中，由于原料中硫、氮含量的不同，脱硫工艺方法各异，产生的酸性气中硫化氢浓度高低不一，根据酸性气中硫化氢含量的不同，克劳斯工艺可以采用分流法和直流法（部分燃烧法），分流法一般处理含较低硫化氢浓度（通常硫化氢浓度15～40%）的酸性气，是将约1/3气量的酸性气在制硫炉中燃烧，使其中的H₂S全部烧成SO₂，另外2/3的酸性气不经燃烧，直接在制硫炉后与SO₂混合，并在随后的催化剂作用下发生克劳斯反应生成硫磺。分流法要求酸性气中不含氨和烃等杂质，如果含有氨和烃等杂质则不宜采用分流法。

对于含较高硫化氢浓度的酸性气（通常硫化氢浓度大于40%），一般采用直流法，直流法是全部酸性气都进入制硫炉，严格控制燃烧所需的氧量，使1/3的硫化氢氧化成SO₂，然后，SO₂与剩余的硫化氢发生克劳斯反应，生成硫磺。酸性气中的氨则在制硫炉中会发生一系列反应，与氨有关的主要反应如下：

2NH₃+3/2O₂---3H₂O+N₂

2NH₃---N₂+3H₂

2NH₃+SO₂---N₂+H₂S+2H₂O

2NH₃+5/2O₂---3H₂O+2NO

NO+1/2O₂---NO₂

NO₂+SO₂---NO+SO₃

在这些反应中，氨的分解反应需要足够高的反应温度，氨的分解温度至少1250℃以上。此外，直流法工艺中，制硫燃烧炉是在缺氧条件下运行，但是要使氨完全燃烧且生成的NO_x最少，则多采用氧微过量，这与克劳斯工艺的配风要求是矛盾的，因此，如果酸性气中氨含量超过一定浓度，会因缺氧及反应温度低而使氨燃烧不完全，造成NO_X超标及铵盐沉积等操作问题。并且，由于氨的燃烧需要消耗氧，随氧带入的N₂、水等降低了硫的回收率。

总之，对于低硫化氢浓度、高含氨的酸性气，采用克劳斯硫回收工艺时，酸性气燃烧炉温度低，不仅影响硫磺回收率，同时氨分解不完全；为使氨分解完全，需要提高炉温，势必在原料酸性气中添加燃料气，这样一方面增加能耗，另一方面在实际操作中，经常由于燃料气在缺氧环境下燃烧不完全，易造成黑硫磺。因此，克劳斯硫回收工艺并不适合处理含氨较高的酸性气。

络合铁法脱除硫化氢的基本原理是：在液体介质中，采用铁离子络合物作为催化剂，在常温下硫化氢直接转化成元素硫，形成几微米至几十微米的硫磺颗粒。同时，铁离子催化剂被还原成亚铁离子，用过的催化剂用空气氧化再生后循环使用。生成的固体硫磺经沉降、过滤后形成含硫约60%的硫磺饼。

当采用络合铁法处理含氨酸性气时，同样需要对进料气中NH₃的含量进行控制，过高的NH₃含量会导致硫磺颗粒细小，沉降效果差，过滤脱水困难。反应过程中生成的硫磺无法脱出系统，最终导致系统无法正常运行，尾气还必须采用专门的燃烧炉焚烧，能耗很高。因此，络合铁法硫化氢脱除工艺同样不适合含氨较高的酸性气处理。

实用新型内容

鉴于目前的含氨酸性气处理工艺中存在的上述问题，本实用新型的目的是提出一种含氨酸性气废气处理系统，能够有效地处理酸性气中的含氨和含硫化合物，使其全部得到资源化的回收利用，同时，满足严格的排放标准，操作弹性好。

本实用新型提供一种含氨酸性气废气处理系统，其包括顺次连接的酸性气酸洗除氨单元、脱氨酸性气热氧化单元，以及催化氧化制酸单元；所述含氨酸性气废气处理系统还包括母液真空蒸发单元，其连接于所述酸性气酸洗除氨单元与所述脱氨酸性气热氧化单元之间；所述酸性气酸洗除氨单元用于接收含氨酸性气，所述酸性气酸洗除氨单元内的硫酸用于与含氨酸性气接触以脱氨，并生成硫酸铵溶液和含有硫化氢和水的脱氨酸性气；所述母液真空蒸发单元用于接收及浓缩所述酸性气酸洗除氨单元产生的硫酸铵溶液，并将溶解在硫酸铵溶液中的硫化氢抽出送到所述脱氨酸性气热氧化单元；所述脱氨酸性气热氧化单元用于接收脱氨酸性气以及来自于母液真空蒸发单元的含硫化氢尾气，并对其进行热氧化生成含SO₂和水蒸气的废气；所述催化氧化制酸单元用于接收所述废气，对其进行催化氧化生成SO₃，并形成硫酸，所述硫酸被供给至所述酸性气酸洗除氨单元，用于脱氨。

其中，所述脱氨酸性气热氧化单元的液硫供应单元，所述液硫供应单元用于为所述脱氨酸性气热氧化单元提供液硫；所述含氨酸性气废气处理系统还包括连接于所述催化氧化制酸单元的硫酸冷却和输送单元，所述硫酸冷却和输送单元用于将所述催化氧化制酸单元产生的硫酸冷却并输送到所述酸性气酸洗除氨单元。

其中，所述酸性气酸洗除氨单元包括酸洗塔、母液槽、循环喷淋泵和冷却器，所述酸洗塔用硫酸将进料酸性气中的氨洗涤下来，并转化成硫酸铵，所述母液槽用于收集从所述酸洗塔的塔顶流下来的硫酸和硫酸铵混合溶液，所述循环喷淋泵用于将所述母液槽内的混合溶液循环到所述酸洗塔顶部的分布器，所述冷却器用于冷却循环溶液，取出浓硫酸稀释过程中以及硫酸与氨反应过程中的热量。

其中，所述母液真空蒸发单元包括真空蒸发器和真空泵，所述真空蒸发器用于接收来自所述母液槽的硫酸铵母液，所述真空蒸发器内设置搅拌器，外层设置蒸汽夹套，使用低压蒸汽对硫酸铵母液进行蒸发浓缩，所述真空泵用于为所述真空蒸发器提供所需要的真空度，并将溶解在硫酸铵溶液中的硫化氢抽出送到所述脱氨酸性气热氧化单元。所述真空蒸发器与所述母液槽之间设置连接管线及流量调节装置，所述流量调节装置能够调节进入所述真空蒸发器的硫酸铵母液的流量，所述真空蒸发器的底部设置流量调节装置，所述流量调节装置能够调节排出真空蒸发器的硫酸铵浓缩液的流量。

其中，所述脱氨酸性气热氧化单元包括燃烧炉，所述燃烧炉包括进气口、及燃烧室，所述脱氨酸性气、来自所述真空蒸发器的含硫化氢的尾气、所述液硫及助燃空气分别从四个进气口进入所述燃烧室内混合燃烧以生成SO₂和水蒸气。

其中，所述催化氧化制酸单元包括反应器和制酸设备，所述反应器内设有催化剂床，在催化剂床内，所述燃烧炉产生的燃烧废气中的SO₂和O₂反应生成SO₃，所述制酸设备内从下至上依次设置了两级玻璃管冷凝器、风机、除雾器以及排烟装置，所述制酸设备用于接收来自所述反应器的含有SO₃和水蒸气的废气，所述两级玻璃管冷凝器用于将来自所述反应器的废气中的SO₃与水冷凝结合成为硫酸，所述风机用于为所述制酸设备的废气冷却提供冷却空气，所述除雾器用于去除所述制酸设备中的剩余酸雾，剩余气体由所述排烟装置排放。

其中，所述硫酸冷却和输送单元包括硫酸储罐、冷却循环泵、硫酸冷却器以及硫酸输送泵，所述硫酸储罐内储存有冷酸，通过进液管道接收来自所述制酸设备的硫酸，与冷酸混合，并将混合后的硫酸通过出液管道输送到所述酸洗塔，所述硫酸冷却器用于将所述硫酸储罐中的硫酸冷却，所述冷却循环泵为所述硫酸储罐内的硫酸循环提供动力，所述硫酸输送泵与所述酸洗塔之间设置流量调节装置，所述流量调节装置能够调节从所述硫酸储罐输送到所述酸洗塔的硫酸物流的流量。

其中，所述液硫供应单元包括液硫池、液硫泵和加热器，所述液硫池用于储存液硫，所述液硫泵用于向所述燃烧炉提供所述液硫，所述加热器用于将固体硫磺熔融并保持在适当的温度。

其中，所述酸洗塔、母液槽、循环喷淋泵和冷却器是一级构成或两级以上的构成。

其中，所述反应器和制酸设备是一级构成或两级以上的构成。

根据本实用新型的含氨酸性气废气处理系统，由于对酸性气预先采取硫酸洗涤脱除了酸性气中的氨并生成硫酸铵，然后对剩余的酸性气进行热氧化和催化氧化制硫酸，并将制取的硫酸用于前端的氨洗涤。因此，本实用新型的废气处理系统对含氨酸性气中的氨和硫化物全部进行了资源化的回收，处理后的尾气满足排放标准，且系统中没有废液排放。

母液真空蒸发单元将硫酸铵溶液中溶解的硫化氢在真空蒸发过程中抽出，并与酸性气一起进入燃烧炉焚烧然后制成硫酸，最大程度的控制了额外的废气排放；另外，还可设置液硫供应单元，当通过酸性气制取的硫酸不足时，采用燃烧硫磺来补充，提高处理效率、使整个系统更加平衡。

附图说明

图1是表示本实用新型含氨酸性气废气处理系统一实施例的示意图。

具体实施方式

下面，结合附图对本实用新型进行详细的说明。

如图1所示，本实用新型一实施例中，含氨酸性气废气处理系统包括酸性气酸洗除氨单元、脱氨酸性气热氧化单元、催化氧化制酸单元、母液真空蒸发单元、硫酸冷却和输送单元、以及液硫供应单元。

酸性气酸洗除氨单元包括：酸洗塔1、母液槽2、循环喷淋泵3和冷却器4。从外部来的酸性气A中包含一定浓度的氨和硫化氢，从酸洗塔1的下部进气口进入酸洗塔1，酸性气A在酸洗塔1内上升，与从塔顶分布器D喷淋下来的硫酸溶液逆流接触，酸性气A中的氨与硫酸发生化学反应并生成硫酸铵，脱除了氨的酸性气，简称脱氨酸性气5从塔顶流出进入后续的脱氨酸性气热氧化单元处理。含硫酸铵的母液在重力作用下流入酸洗塔底部的母液槽2，循环喷淋泵3从母液槽2抽出母液返回到酸洗塔塔顶的分布器D，并通过循环管路上的冷却器4对循环溶液进行冷却，以取出硫酸稀释过程中以及氨与硫酸反应过程中的热量，维持母液的适当温度。分布器D使循环母液在酸洗塔1内均匀分布，来自于硫酸冷却和输送单元的新鲜硫酸33，进入冷却器4与分布器D之间的管线补充到酸性气酸洗除氨单元。用于稀释硫酸的水从母液槽2补充。

图1中，酸性气酸洗除氨单元采用一级酸洗，即所述的酸洗塔1、母液槽2、循环喷淋泵3和冷却器4是一级构成，但并不限于这些，可根据酸性气A中的氨含量，采用二级以上酸洗。当采用两级酸洗时，酸性气A依次通过一级和二级酸洗塔，而补充的硫酸则首先进入二级酸洗塔，然后将部分二级酸洗塔的母液替代新鲜硫酸补充到一级酸洗塔。

上述酸洗塔、母液槽、循环喷淋泵、冷却器并没有特别限定，可以采用本领域公知的同类设备。酸洗塔可以采用填料塔，也可以采用空喷塔，酸洗塔与母液槽可以制造成一体，也可以分开建造，对此并无特别限定。

母液槽中的一部分母液进入母液真空蒸发单元。母液真空蒸发单元包括真空蒸发器7和真空泵8，母液在真空的作用下进入真空蒸发器7，真空蒸发器7是一个内部带搅拌器并且外部带蒸汽夹套的密闭容器，真空蒸发器7通过管线与真空泵8相连，真空泵8为真空蒸发器7提供必要的真空度，在搅拌器的搅拌、蒸汽加热和真空泵8抽真空的共同作用下，母液中的一部分水和溶解在母液中的少量硫化氢从母液中蒸发出来，被真空泵8送到脱氨酸性气热氧化单元。在母液真空蒸发单元中，母液得到净化和浓缩，根据需要以一定浓度从真空蒸发器7的底部排出，以液体硫酸铵产品销售或者进一步结晶后以固体产品销售。进入母液真空蒸发单元的母液流量由流量调节装置6调节，排出真空蒸发器7的流量由流量调节装置35调节，在本实施例中流量调节装置6和35为调节阀。

来自酸洗塔1塔顶的含有硫化氢和水的脱氨酸性气5和来自真空蒸发器7的同样含有硫化氢和水蒸汽的尾气9进入脱氨酸性气热氧化单元。脱氨酸性气热氧化单元包括燃烧炉10。燃烧炉10包括进气口及燃烧室，如图1所示，来自酸洗塔1塔顶的脱氨酸性气5、来自真空蒸发器7的尾气9、来自催化氧化制酸单元的助燃空气12及来自液硫供应单元的液硫14分别从四个进气口进入燃烧室混合燃烧，进行如下反应生成SO₂：

H₂S+3/2O₂--SO₂+H₂O

其中，液硫供应单元包括液硫池36、液硫泵13和加热器34，液硫池36用于储存液硫，液硫泵13用于向燃烧炉10提供液硫14，加热器34一般采用蒸汽盘管，用低压蒸气加热，使固体硫磺熔融，并将液硫池内液硫温度保持在约130～150℃。上述液硫池、液硫泵和加热器并没有特别限定，可以采用本领域公知的同类设备。当通过酸性气制取的硫酸量过少，不足以与进料酸性气A中的氨完全反应时，液硫供应单元向燃烧炉10补充液硫14。液硫14在燃烧炉10进行如下反应生成SO₂：

S+O₂--SO₂

因此，从燃烧炉10的出气口排出的尾气11中的硫化物主要是SO₂形态，并含有O₂和水。尾气11进入随后的催化氧化制酸单元。

对上述燃烧炉并没有特殊的限定，可采用本领域公知的燃烧炉，可根据需要设置燃烧炉的进气口数量。燃烧温度大约800～1000℃，同时，燃烧炉应提供充分的停留时间，并且助燃空气中的氧气应该过量，以便能把硫及硫化物燃烧成SO₂，把其它的可燃烧物，如碳氢化合物、氢和CO焚烧成CO₂和水，并且能够在后续的催化氧化制酸单元中将SO₂全部氧化成SO₃。

催化氧化制酸单元包括反应器15和制酸设备20，反应器15本身为封闭结构。反应器15内从上至下依次设置了换热器16、催化剂床17和冷却器18，换热器16用于将燃烧炉10产生的尾气11的温度调节到催化剂的最佳反应温度，在催化剂床17的催化作用下，燃烧尾气11中的SO₂与氧反应生成SO₃并释放反应热，冷却器18将反应热取出，将温度冷却到260～280℃。

对上述催化剂床中的催化剂并无特别限定，只要能将SO₂催化氧化成SO₃即可，例如可以选择Pt或V₂O₅等，但优选蜂窝Pt涂层催化剂，Pt催化剂具有更低的起始反应温度，其最佳反应温度区间也比V₂O₅低，因此，对于从SO₂到SO₃的放热反应，Pt催化剂的转化率更高，蜂窝结构有利于提供更大的接触表面以及较小的压力损失。当使用Pt涂层催化剂时，反应器内的温度控制在350～400℃。对上述换热器也无特殊限定，可以采用本领域公知的换热器。

从反应器15流出的含有SO₃和水蒸气的废气19随后进入制酸设备20。制酸设备20内从下至上依次设置了分布装置G、两级玻璃管冷凝器21和22、风机23和24、除雾器25以及排烟装置26。废气19从制酸设备20的下方通入，进入分布装置G，以使气体均匀分散，经冷凝器21和22冷却后温度降至80°C左右，废气19中的SO₃与水结合冷凝成为硫酸27，废气19的冷却介质是分别由风机23和24提供的空气，硫酸27在玻璃管冷凝器21和22上冷凝下来，之后在重力作用下流出制酸设备20，以进入后续的硫酸冷却和输送单元。废气19中的剩余酸雾被静电除雾器25去除，然后由排烟装置26排放。风机23提供的空气在冷却反应器内的废气19的同时，自身温度也预热到约200℃，被预热的空气作为助燃空气12进入燃烧炉10助燃，助燃空气的预热能够提高热量利用率。

图1中，反应器15内设置了一级换热器16和一层催化剂床17，但并不限于这些，可根据燃烧尾气11中二氧化硫的含量，设置多层换热器和催化剂床。使燃烧尾气11经过几层催化剂床后，SO₂到SO₃的转化率足够高，经冷凝后从排烟装置26排放的尾气中SO₂浓度能够满足排放标准。

图1中，催化氧化制酸单元是一级反应和冷凝，即所述的反应器15、制酸设备20是一级构成，但并不限于这些，可根据燃烧尾气11中二氧化硫的含量，采用二级以上反应和冷凝。

硫酸27流出制酸设备20后进入硫酸冷却和输送单元。硫酸冷却和输送单元包括硫酸储罐28、硫酸循环泵29、硫酸冷却器30以及硫酸输送泵31。硫酸储罐28内储存有冷酸，通过进液管道接收来自制酸设备20的硫酸27，与冷酸混合，并将混合后的硫酸33通过出液管道输送到酸洗塔1。具体流程为：硫酸27的温度约260～280℃，进入硫酸储罐28后，与罐中的冷酸混合。硫酸储罐28中的硫酸经过硫酸循环泵29加压，经过硫酸冷却器30冷却后，温度被恒定控制在40°C以下。然后使用硫酸输送泵31将混合后的硫酸33从硫酸储罐28中输送到酸洗塔1，输送到酸洗塔1的硫酸33的流量由流量调节装置32调节，在本实施例中流量调节装置32为调节阀。

上述硫酸储罐、硫酸循环泵、硫酸冷却器、硫酸输送泵并没有特别限定，可以采用本领域公知的同类设备。

当然，上述实施例仅用于示例性说明，可对上述系统变形，例如，可省略硫酸冷却和输送单元、以及液硫供应单元，将催化氧化制酸单元产生的硫酸直接供给至酸性气酸洗除氨单元进行脱氨，同样能够有效地处理酸性气中的含氨和含硫化合物，使其全部得到资源化的回收利用。

本实用新型的废气处理系统，由于对酸性气预先采取硫酸洗涤脱除了酸性气中的氨并生成硫酸铵，然后对剩余的酸性气进行热氧化和催化氧化制硫酸，并将制取的硫酸用于前端的氨洗涤，在硫酸铵溶液中溶解的硫化氢在真空蒸发过程中蒸发出来，并与酸性气一起进入燃烧炉焚烧然后制成硫酸，没有额外的废气排放，当通过酸性气制取的硫酸不足时，采用燃烧硫磺来补充，因此，本实用新型的废气处理系统对含氨酸性气中的氨和硫化物全部进行了资源化的回收，处理后的尾气满足排放标准，且系统中没有废液排放。

下面，通过实施例，进一步详细说明本实用新型一实施例的实施方式。该实施方式是按照下述步骤进行含氨酸性气废气处理。

a、原料酸性气的组分和性质为：H₂S含量13.27%（V），CO₂含量0.53%(V)，NH₃含量47.1%(V)，H₂O含量39.1%(V)，温度80℃，压力60KPa；

b、由于酸性气中的氨含量较高，酸性气酸洗除氨单元采用两级，酸性气首先进入第一级酸洗塔，酸洗塔采用填料塔，内装规整填料，酸性气在酸洗塔内与从塔顶分布器喷淋下来的硫酸溶液逆流接触，酸性气中的氨与硫酸发生化学反应并生成硫酸铵，含硫酸铵的酸性溶液在重力作用下流入母液槽，循环喷淋泵从母液槽抽出母液返回到酸洗塔塔顶的分布器，并通过循环管路上的冷却器对循环溶液进行冷却，使母液的温度维持在约50℃，冷却器的冷却介质为循环冷却水。脱除了氨的酸性气从第一级酸洗塔塔顶流出，进入第二级酸洗塔继续处理。为了维持母液酸度为3～4%，将第二级母液槽内的母液补充到第一级母液槽。

c、从第一级酸洗塔顶流出的酸性气进入第二级酸洗塔，同样在酸洗塔内与从塔顶分布器喷淋下来的硫酸溶液逆流接触，酸性气中的氨与硫酸发生化学反应并生成硫酸铵，脱除了氨的酸性气从塔顶流出进入后续的脱氨酸性气热氧化单元处理，含硫酸铵的母液在重力作用下流入酸洗塔底部的母液槽，循环喷淋泵从母液槽抽出母液返回到酸洗塔塔顶的分布器，并通过循环管路上的冷却器对循环溶液进行冷却，母液的温度约50℃，冷却器的冷却介质为循环冷却水。来自于硫酸冷却和输送单元的新鲜硫酸进入冷却器与分布器之间的管线补充到第二级酸洗塔。母液酸度约3～4%。从第二级母液槽排出的母液送到第一级母液槽。

d、第一级母液槽中的一部分母液在真空的作用下、在流量调节阀的控制下，进入真空蒸发器，真空蒸发器内部带搅拌器并且外部带蒸汽夹套，真空蒸发器由真空泵抽真空，真空蒸发器内的温度约70℃，真空度约90KPa，搅拌速度80转/分，在搅拌、加热和真空的共同作用下，母液中的一部分水和溶解在母液中的硫化氢被蒸发出来，并送到燃烧炉；浓缩后的溶液中硫酸铵浓度约60～80%（W/V），在流量调节阀的控制下，从真空蒸发器的底部排出，直接以液体硫酸铵产品销售。

e、从第二级酸洗塔来的脱氨酸性气、来自真空蒸发器的含硫化氢尾气、来自于液硫供应单元的液硫、以及在后续催化氧化制酸单元预热到200℃左右的助燃空气一起进入脱氨酸性气热氧化单元的燃烧炉，在燃烧炉内燃烧，燃烧温度800～1000℃，酸性气、真空蒸发器尾气与液硫中的硫和硫化物被氧化成SO₂。燃烧炉的尾气进入催化氧化制酸单元制取硫酸。

f、从燃烧炉流出的尾气进入催化氧化制酸单元，为了达到较高的SO2转化率，催化氧化制酸单元也采用两级，燃烧炉的尾气首先进入第一级反应器，通过翅片换热器使温度降低到350～400℃，然后依次经过三层蜂窝Pt涂层催化剂床，将SO₂转化成SO₃，并通过每层催化剂床层后设置的换热器将反应热取出，保持反应器内的反应温度。

g、燃烧炉的尾气从第一级反应器流出，温度控制在大约260～280°C，随后进入第一级冷凝器；经过玻璃管冷凝器后，废气冷却到80℃，再经高压静电除雾器除去酸雾，然后进入第二级反应器。玻璃管冷凝器冷却用的空气由风机供给。在玻璃管冷凝器上冷凝下来的硫酸从冷凝器底部流出。

h、尾气进入第二级反应器后，首先通过换热器加热到350～400℃，然后在蜂窝Pt涂层催化剂床层上将剩余SO₂继续氧化成SO₃，再用换热器将温度控制在大约260～280°C，随后进入第二级冷凝器；进行冷却和除酸雾，硫酸从冷凝器底部流出，尾气排放。在第二级反应器和第二级冷凝器中所用的催化剂、换热器、冷凝器、风机、静电除雾器等与第一级反应器和第一级冷凝器内的设备类型相同。

i、从第一级冷凝器和第二级冷凝器流出的硫酸进入硫酸储罐，与罐中的冷酸混合。硫酸储罐中的硫酸经过硫酸循环泵加压，经过硫酸冷却器冷却后，温度被恒定控制在40°C以下。然后使用硫酸输送泵将硫酸从硫酸储罐输送到第二级酸洗塔。

j、将固体硫磺加入液硫池中，液硫池中设置蒸汽盘管加热，用低压蒸气将固体硫磺加热到130～150℃，使硫磺熔融，液硫用液硫泵输送到燃烧炉，用于步骤e中。

经检测，通过上述系统处理后，从冷凝器中排出的硫酸浓度为95～97%，满足国家标准GB/T534-2002，排放尾气中SO₂浓度为230mg/m³，NO_x浓度为95mg/m³，满足国家排放标准。

虽然已参照几个典型实施例描述了本实用新型，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本实用新型能够以多种形式具体实施而不脱离本实用新型的精神或实质，所以应当理解，上述实施例不限于任何前述的细节，而应在所附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为所附权利要求所涵盖。

Claims

1.一种含氨酸性气废气处理系统，其特征在于，包括顺次连接的酸性气酸洗除氨单元、脱氨酸性气热氧化单元、及催化氧化制酸单元，所述含氨酸性气废气处理系统还包括母液真空蒸发单元，其连接于所述酸性气酸洗除氨单元与所述脱氨酸性气热氧化单元之间；所述酸性气酸洗除氨单元用于接收含氨酸性气，所述酸性气酸洗除氨单元内的硫酸用于与含氨酸性气接触以脱氨，并生成硫酸铵溶液和含有硫化氢和水的脱氨酸性气(5)；所述母液真空蒸发单元用于接收及浓缩所述酸性气酸洗除氨单元产生的硫酸铵溶液，并将溶解在硫酸铵溶液中的硫化氢抽出送到所述脱氨酸性气热氧化单元；所述脱氨酸性气热氧化单元用于接收所述脱氨酸性气(5)以及来自于所述母液真空蒸发单元的含硫化氢的尾气(9)，并对其进行热氧化生成含SO₂和水蒸气的废气（11）；所述催化氧化制酸单元用于接收所述废气（11），对其进行催化氧化生成SO₃，并形成硫酸（27），所述硫酸（27）被供给至所述酸性气酸洗除氨单元，用于脱氨。

2.如权利要求1所述的含氨酸性气废气处理系统，其特征在于，所述含氨酸性气废气处理系统还包括连接于所述脱氨酸性气热氧化单元的液硫供应单元，所述液硫供应单元用于为所述脱氨酸性气热氧化单元提供液硫；所述含氨酸性气废气处理系统还包括连接于所述催化氧化制酸单元的硫酸冷却和输送单元，所述硫酸冷却和输送单元用于将所述催化氧化制酸单元产生的硫酸（27）冷却并输送到所述酸性气酸洗除氨单元。

3.如权利要求2所述的含氨酸性气废气处理系统，其特征在于，所述酸性气酸洗除氨单元包括酸洗塔（1）、母液槽（2）、循环喷淋泵（3）和冷却器（4），所述酸洗塔（1）用硫酸将进料酸性气（A）中的氨洗涤下来，并转化成硫酸铵，所述母液槽（2）用于收集从所述酸洗塔（1）的塔顶流下来的硫酸和硫酸铵混合溶液，所述循环喷淋泵（3）用于将所述母液槽（2）内的混合溶液循环到所述酸洗塔（1）顶部的分布器（D），所述冷却器（4）用于冷却循环溶液，取出浓硫酸稀释过程中以及硫酸与氨反应过程中的热量。

4.如权利要求2所述的含氨酸性气废气处理系统，其特征在于，所述母液真空蒸发单元包括真空蒸发器（7）和真空泵（8），所述真空蒸发器（7）用于接收来自所述母液槽（2）的硫酸铵母液，所述真空蒸发器（7）内设置搅拌器，外层设置蒸汽夹套，使用低压蒸汽对硫酸铵母液进行蒸发浓缩，所述真空泵（8）用于为所述真空蒸发器（7）提供所需要的真空度，并将溶解在硫酸铵溶液中的硫化氢抽出送到所述脱氨酸性气热氧化单元；所述真空蒸发器（7）与所述母液槽（2）之间设置连接管线及流量调节装置（6），所述流量调节装置（6）能够调节进入所述真空蒸发器（7）的硫酸铵母液的流量，所述真空蒸发器（7）的底部设置流量调节装置（35），所述流量调节装置（35）能够调节排出真空蒸发器（7）的硫酸铵浓缩液的流量。

5.如权利要求4所述的含氨酸性气废气处理系统，其特征在于，所述脱氨酸性气热氧化单元包括燃烧炉（10），所述燃烧炉（10）包括进气口及燃烧室，所述脱氨酸性气（5）、来自所述真空蒸发器（7）的尾气（9）、所述液硫（14）及助燃空气（12）分别从四个进气口进入所述燃烧室内混合燃烧以生成SO₂和水蒸气。

6.如权利要求5所述的含氨酸性气废气处理系统，其特征在于，所述催化氧化制酸单元包括反应器（15）和制酸设备（20），所述反应器（15）内设有催化剂床（17），在所述催化剂床（17）内，所述燃烧炉（10）产生的燃烧废气（11）中的SO₂和O₂反应转化成SO₃，所述制酸设备（20）内从下至上依次设置了两级玻璃管冷凝器（21、22）、风机（23、24）、除雾器（25）以及排烟装置（26），所述制酸设备（20）用于接收来自所述反应器（15）的含有SO₃和水蒸气的废气（19），所述两级玻璃管冷凝器（21、22）用于将来自所述反应器（15）的废气（19）中的SO₃与水冷凝并结合成为硫酸（27），所述风机（23、24）用于为所述制酸设备（20）的废气（19）进行冷却提供冷却空气，所述除雾器（25）用于去除所述制酸设备（20）中的剩余酸雾，剩余气体由所述排烟装置（26）排放。

7.如权利要求6所述的酸性气废气处理系统，其特征在于，所述硫酸冷却和输送单元包括硫酸储罐（28）、冷却循环泵（29）、硫酸冷却器（30）以及硫酸输送泵（31），所述硫酸储罐（28）内储存有冷酸，通过进液管道接收来自所述制酸设备（20）的硫酸（27），与冷酸混合，并将混合后的硫酸（33）通过出液管道输送到所述酸洗塔（1），所述硫酸冷却器（30）用于将所述硫酸储罐（28）中的硫酸（27）冷却，所述冷却循环泵（29）为所述硫酸储罐（28）内的硫酸循环提供动力，所述硫酸输送泵（31）与所述酸洗塔（1）之间设置流量调节装置（32），所述流量调节装置（32）能够调节从所述硫酸储罐（28）输送到所述酸洗塔（1）的硫酸物流（33）的流量。

8.如权利要求5所述的含氨酸性气废气处理系统，其特征在于，所述液硫供应单元包括液硫池（36）、液硫泵（13）和加热器（34），所述液硫池（36）用于储存液硫（14），所述液硫泵（13）用于向所述燃烧炉（10）提供所述液硫（14），所述加热器（34）用于将固体硫磺熔融并保持在适当的温度。

9.如权利要求2所述的含氨酸性气废气处理系统，其中，所述酸洗塔（1）、母液槽（2）、循环喷淋泵（3）和冷却器（4）是一级构成或两级以上的构成。

10.如权利要求6所述的含氨酸性气废气处理系统，其中，所述反应器（15）和制酸设备（20）是一级构成或两级以上的构成。