CN203112502U - 一种制取硫酸的设备 - Google Patents

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白玮
戴成武
蔡承祐
于义林
张素利
吕成
苑松柏
刘卓
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    • Y02P20/129—Energy recovery, e.g. by cogeneration, H2recovery or pressure recovery turbines

Abstract

本实用新型涉及一种制取硫酸的设备，包括焚烧炉、废热锅炉、动力波增湿塔、冷却塔、电除雾器、转化器、酸气冷凝器，所述的焚烧炉、废热锅炉、动力波增湿塔、冷却塔、电除雾器、转化器、酸气冷凝器依次通过连接通道相连通。该设备及工艺彻底解决了以HPF、PDS、ZL等醌钴铁类物质为催化剂的焦炉煤气湿式氧化脱硫工艺产生的脱硫废液处理及低品质硫磺出路问题，使该脱硫工艺得以完善；生产出的硫酸既可用做本厂煤气脱氨，生产硫酸铵的原料，也可作为商品硫酸外销，实现了资源再利用和环境保护的双重目标。

Description

一种制取硫酸的设备
技术领域
本实用新型涉及一种制取硫酸的设备，特别是采用以氨为碱源的，HPF等醌、钴、铁类组合物为催化剂的焦炉煤气湿式氧化脱硫工艺产生的低品质硫磺及含有硫元素的盐类废液为原料，通过焚烧、余热回收、湿法净化、湿接触法转化及冷凝成酸工序制取硫酸的设备。
背景技术
煤气中含有的硫化氢是一种有害物质。未经脱硫的煤气用于炼钢及民用时，不仅会降低钢的质量，而且燃烧产生的二氧化硫会破坏环境，影响人的健康。因此，为满足冶金工业的需要，减少煤气燃烧后对大气的污染，必须对煤气中的硫化氢进行脱除。
以HPF、PDS、ZL等醌钴铁类复合型催化剂为代表的焦炉煤气湿式氧化脱硫工艺，是我国焦化行业自己开发、具有完全自主知识产权的煤气脱硫新工艺。该工艺具有脱硫脱氰效率高、不需外加碱源、投资及运行费用较低等优点，因而在我国焦化行业获得了广泛应用。但该脱硫工艺目前仍不完善：第一，脱硫后生成的产品硫磺纯度低、质量差，销售困难；第二，脱硫过程中产生的废液缺乏较完善的处理工艺，容易造成新的环境污染。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种采用以焦炉煤气经湿式氧化脱硫生成的低品质硫磺及含有硫元素的盐类废液为原料，经焚烧制取硫酸的设备，以彻底解决以HPF、PDS、ZL等醌钴铁类物质为催化剂的焦炉煤气湿式氧化脱硫工艺产生的脱硫废液处理及低品质硫磺出路问题，使该脱硫工艺得以完善；生产出的硫酸既可用做本厂煤气脱氨，生产硫酸铵的原料，也可作为商品硫酸外销，实现了资源再利用和环境保护的双重目标。
为实现上述目的，本实用新型通过以下技术方案实现：
一种制取硫酸的设备，包括焚烧炉、废热锅炉、动力波增湿塔、冷却塔、电除雾器、转化器、酸气冷凝器，所述的焚烧炉、废热锅炉、动力波增湿塔、冷却塔、电除雾器、转化器、酸气冷凝器依次通过连接通道相连通。
与现有技术相比，本实用新型的优点是：
将低品质硫磺及含有硫元素的盐类废液经预处理后作为制取硫酸的原料，经焚烧制取硫酸，彻底解决了现有脱硫工艺生产的低品质硫磺销路难及脱硫废液后处理产生的环保问题，实现了硫资源循环利用及环境保护的双重目标；工艺流程短，运行费用低，SO2转化率高，尾气夹带酸雾少，环保效果好。
附图说明
图1是本实用新型的设备结构图。
图中1-焚烧炉2-废热锅炉3-脱气塔4-动力波增湿塔5-冷却塔6-电除雾器7-转化器8-酸气冷凝器9-烟囱
具体实施方式
下面结合附图说明详细叙述本实用新型的具体实施例。
见图1，一种制取硫酸的设备，包括焚烧炉1、废热锅炉2、动力波增湿塔4、冷却塔5、电除雾器6、转化器7、酸气冷凝器8，所述的焚烧炉1、废热锅炉2、动力波增湿塔4、冷却塔5、电除雾器6、转化器7、酸气冷凝器8依次通过连接通道相连通，酸气冷凝器8出口与烟囱9连通。
采用上述设备的制取硫酸的工艺，该工艺是以焦炉煤气湿式氧化脱硫后生成的低品质硫磺及含有硫元素的盐类废液为原料，通过焚烧、余热回收、湿式净化、湿式接触转化、冷凝成酸工艺过程，制取浓硫酸。
1、硫磺及废液焚烧过程
用泵将焦炉煤气湿式氧化脱硫生成的硫磺及含有硫元素的盐类废液混合形成的浆液送至焚烧炉喷嘴，经压缩空气雾化后送入焚烧炉内，炉内通入助燃空气及燃料气，原料浆液在约1000～1200℃温度下进行两段焚烧，一段为进行良好燃烧，二段为控制NOX生成的燃烧，燃烧的主要产物为SO2、N2、CO2及H2O等组份，尚有1～4%的SO3。控制燃烧炉外壁温度≥260℃，高于SO3的露点温度（180～230℃），避免气体穿过砖缝后冷凝腐蚀炉壁。主要反应如下：
Figure BDA00002774343800021
Figure BDA00002774343800023
Figure BDA00002774343800031
Figure BDA00002774343800032
Figure BDA00002774343800034
2、余热回收过程：
从焚烧炉出来的约1000～1200℃的含有SO2的高温过程气进入废热锅炉，对其热量进行回收，产生约3.0MPa蒸汽，废热锅炉出口过程气温度降至400～600℃。
控制水管外壁温度高于SO3的露点温度。锅炉内部设有吹灰装置，并设有时间控制器，自动定期用高压过热蒸汽除去锅炉炉管表面附着的灰尘，防止锅炉堵塞。锅炉给水经化学试剂除盐、蒸汽除氧后送入锅炉汽包。
3、湿式净化过程：
从废热锅炉出来的400～600℃过程气，依次通过动力波增湿塔、冷却塔，用稀硫酸分别对其进行增湿降温及冷却至约40～60℃，以脱除其中含有的大量水汽及矿尘，最后经电除雾器，进一步脱除其中夹带的酸雾及砷、硒、氟等对催化剂有害的杂质。
4、湿式接触转化过程：
从湿式净化过程除雾器出来的过程气经SO2风机加压后，送至换热器，与转化器出来的过程气换热至转化适宜温度后进入转化器，使用钒触媒作催化剂，采用湿式接触法，利用过程气中的O2将SO2氧化转化为SO3：
Figure BDA00002774343800035
转化器内填充高活性湿接触法转化催化剂，使SO2转化率达到99.7％以上。上层出来的温度较高的过程气经与低温SO2过程气换热后，进入下层转化器。转化器底层出来的SO3工艺气经与SO2过程气进一步换热冷却后，使其中部分SO3水合，生成气态硫酸：
SO3+H2O→H2SO4(g)+25kcal/mol。
5、冷凝成酸过程：
从转化器出来的含有SO3和气态硫酸的过程气进入酸汽冷凝冷却器，用冷空气对其进行间接冷却，使过程气中的SO3全部水合生成硫酸，在冷凝冷却器底部浓缩成约93～98%的浓硫酸。冷凝冷却器底部出来的浓硫酸自流入酸中间槽，用酸循环泵抽出，送经酸冷却器冷却到30～50℃后，大部分用做循环冷却酸，送至酸中间槽入口，其余作为产品送入产品硫酸贮槽。
从酸气冷凝冷却器出来的洁净尾气，经烟囱直接排入大气。

Claims (1)

1.一种制取硫酸的设备，其特征在于，包括焚烧炉、废热锅炉、动力波增湿塔、冷却塔、电除雾器、转化器、酸气冷凝器，所述的焚烧炉、废热锅炉、动力波增湿塔、冷却塔、电除雾器、转化器、酸气冷凝器依次通过连接通道相连通。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107934920A (zh) * 2017-11-29 2018-04-20 中石化南京工程有限公司 一种废硫酸和硫化氢废气综合处理的装置

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