CN203922727U - 一种浓废酸生产硫酸净化原料气系统 - Google Patents

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陶俊
陶陶
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Abstract

一种浓废酸生产硫酸净化原料气系统,属于废酸处理和硫酸生产领域。是以硫磺为还原剂,浓废酸为氧化剂进行部分氧化还原反应生产硫酸净化原料气,未反应的高固含量的废酸进一步送气化分解,回收废酸中硫元素,分离废酸中固相渣;包括控温气化分解工序,氧化还原反应工序、热能回收工序和硫磺溶解工序。本实用新型的有益效果是:(1)通过加入硫磺,发生氧化还原反应,进入气化室的废酸量大幅下降,有效降低了气化热能消耗;大幅提高了硫酸原料气的产量;(2)控温气化比高温气化气化温度低,能耗低;(3)能源回收充分;(4)废固以干的固态渣形式排出,减少了污染。

Description

一种浓废酸生产硫酸净化原料气系统
技术领域
[0001] 本发明属于废酸液处理领域和硫酸生产领域。本发明涉及一种浓废酸生产硫酸净化原料气系统。
背景技术
[0002] 一些工业生产使用硫酸产生浓废酸,如电石法PVC生产中混合气干燥用酸和乙炔清净用酸,都产生高浓度黑废硫酸(浓度为70%〜95% ),其外观黑粘、组成复杂,难以回收利用,给生态环保造成很大的压力。
[0003] 关于浓废酸的相关专利有:
[0004] CN1751984公开了一种废硫酸高温裂解、绝热增湿酸洗净化、两转两吸工艺,即烷基化废硫酸经高温裂解生产硫酸处理工艺,分废酸裂解净化工段、转化工段、干吸工段三部分,通过废酸处理工艺,使废硫酸在1000〜1100°c高温下裂解,经过酸洗净化、两次接触法转化及两次吸收,生产出合格的硫酸产品,以供烷基化装置再次使用,同时达到保护环境的目的,本工艺过程所使用的原料是单一的85〜90%的烷基化废硫酸,废硫酸回收率可达到90%。
[0005] 该专利很好地解决了单一的85〜90%的烷基化废硫酸的回收问题,但该工艺存在以下问题:(I)废酸裂解炉直接喷酸气化易使燃气燃烧不稳定、不完全;(2)高温裂解气经废热锅炉,温度降至350°C,易造成局部酸气冷凝,腐蚀废热锅炉;(3)废热锅炉回收热量后,直接采用稀酸洗涤降温,未能充分利用这一部分热能,还要因此增加废稀酸的量;(4)用稀酸洗涤后进一步用间冷器冷却,间冷器设备大,传热效率低。
[0006] CN102745653A公开了一种浓废酸生产硫酸净化原料气工艺,是以燃煤或燃气为能源,通过高温气化分解、余热回收、净化和降温除水工序,除水后的气体送硫酸生产的干燥、转化和吸收工序生产硫酸。
[0007] 该专利具有工艺流程设计合理,高温气化稳定,无酸气冷凝腐蚀废热锅炉,热能利用充分,废酸回收率高,传热传质效率高的优点。但废酸依然是全部气化,气化热较大,能源消耗依然有改进的余地。
发明内容
[0008] 本发明的目的在于提供一种浓废酸(浓度> 70% )的综合回收方法,进一步降低能源消耗,更多地生产硫酸净化原料气。
[0009] 一种浓废酸生产硫酸净化原料气系统,是以硫磺为还原剂,浓废酸为氧化剂进行部分氧化还原反应生产硫酸净化原料气,未反应的高固含量的废酸进一步送气化分解,回收废酸中硫元素,分离废酸中固相渣;包括控温气化分解工序,氧化还原反应工序、热能回收工序和硫磺溶解工序。
[0010] 所述控温气化分解工序由燃烧装置、烟道、气化室组成;
[0011] 所述氧化还原反应工序由文丘里反应混合器、反应分离器和高固废酸泵组成;
[0012] 所述热能回收工序由文丘里混合器、分离器和热废酸泵组成;
[0013] 所述硫磺熔解工序由熔硫釜和熔料泵组成。
[0014] 应用本申请的一种浓废酸生产硫酸净化原料气系统,包括以下步骤:
[0015] a、硫磺熔解
[0016] 用热的废酸在熔硫釜中熔解硫磺,熔硫釜中液相温度控制在110〜150°C,熔硫后用熔料泵输送到氧化还原反应工序;
[0017] b、氧化还原反应
[0018] 熔料泵输送来的反应混合料进入文丘里反应混合器的喉部,与含SO3的烟气混合,反应混合料吸收SO3气体,硫酸浓度得到提高,同时吸收烟气的热,温度得到升高,在热的浓硫酸氛围下,反生氧化还原反应,生产得到SO2;在反应分离器中进一步发生氧化还原反应并实现气液分离,反应气相送热能回收工序,反应后液固混合物用高固浓酸泵送控温气化工序;
[0019] C、控温气化分解
[0020] 以燃煤或燃气为能源,在燃烧装置中燃烧,高温烟气通过烟道进入气化室,气化室中烟气进口温度600〜900°C,出口温度调节至300〜500°C ;高固浓酸泵送来的高固废酸在气化室中喷雾与烟气接触,高固含量的废酸反生气化分离,气化气相送氧化还原工序,固相为酸渣从气化室底部排放;
[0021] d、热能回收与净化
[0022] 氧化还原反应工序产生的硫酸原料气与烟气混合气中含有少量酸气,在文丘里混合器中与输入的浓废酸混合,混合气温度降低,混合气中少量酸气被吸收,与此同时,浓废酸回收了混合气的热能,温度提高,物料在分离器中实现气液分离,净化的硫酸原料气送后续过程;液相用热废酸泵输送到硫磺熔解工序。
[0023] 本发明具体体现在以下几点:
[0024] (I)通过加入硫磺,发生氧化还原反应,进入气化室的废酸量大幅下降,有效降低了气化热能消耗;大幅提闻了硫酸原料气的广量;
[0025] (2)控温气化比高温气化气化温度低,能耗低;更是确保了氧化还原反应工序的硫酸浓度,从而保障了氧化还原反应的顺利进行;
[0026] (3)能源回收充分,氧化还原反应工序是在吸收烟气热的前提下进行的,吸收热的同时也净化了烟气;用原料浓废酸进一步回收热量,也同时进一步净化了硫酸生产原料气。
[0027] (4)废固以干的固态渣形式排出,减少了污染也便于进一步处理。
附图说明
[0028] 附图1是本发明的工艺流程示意图
[0029] 图1中1-燃烧装置,2-烟道,3-气化室,4-文丘里反应混合器,5-反应分离器,6-高固废酸泵,7-文丘里混合器,8-分离器,9-热废酸泵,10-熔硫釜,11-熔料泵;A-空气,B-燃煤或燃气,C-净化原料气,D-浓废酸,E-硫磺,F-酸渣G。
[0030] 以下具体实施方式结合附图对本发明的生产工艺作进一步说明。
具体实施方式
[0031] 实施例1
[0032] 参照图1,一种浓废酸生产硫酸净化原料气系统,是以硫磺为还原剂,浓废酸为氧化剂进行部分氧化还原反应生产硫酸净化原料气,未反应的高固含量的废酸进一步送气化分解,回收废酸中硫元素,分离废酸中固相渣;包括控温气化分解工序,氧化还原反应工序、热能回收工序和硫磺溶解工序。
[0033] 所述控温气化分解工序由燃烧装置1、烟道2、气化室3组成;
[0034] 所述氧化还原反应工序由文丘里反应混合器4、反应分离器5和高固废酸泵6组成;
[0035] 所述热能回收工序由文丘里混合器7、分离器8和热废酸泵9组成;
[0036] 所述硫磺熔解工序由熔硫釜10和熔料泵11组成。
[0037] 应用本申请的一种浓废酸生产硫酸净化原料气系统,包括以下步骤:
[0038] a、硫磺熔解
[0039] 用热的废酸在熔硫釜10中熔解硫磺E,熔硫釜10中液相温度控制在90〜110°C,熔硫后用熔料泵11输送到氧化还原反应工序;
[0040] b、氧化还原反应
[0041] 熔料泵11输送来的反应混合料进入文丘里反应混合器4的喉部,与含SO3的烟气混合,反应混合料吸收SO3气体,硫酸浓度得到提高,同时吸收烟气的热,温度得到升高,在热的浓硫酸氛围下,反生氧化还原反应,生产得到SO2 ;在反应分离器5中进一步发生氧化还原反应并实现气液分离,反应气相送热能回收工序,反应后液固混合物用高固浓酸泵6送控温气化工序;
[0042] C、控温气化分解
[0043] 以燃煤或燃气B为能源,通入助燃空气A,在燃烧装置I中燃烧,高温烟气通过烟道2进入气化室3,气化室3中烟气进口温度600〜900°C,出口温度调节至300〜500°C ;高固浓酸泵送来的高固废酸在气化室3中喷雾与燃烧烟气接触,高固含量的废酸反生气化分离,气化气相送氧化还原工序,固相为酸渣F从气化室3底部排放;
[0044] d、热能回收与净化
[0045] 氧化还原反应工序产生的硫酸原料气与烟气混合气中含有少量酸气,在文丘里混合器7中与输入的浓废酸D混合,混合气温度降低,混合气中少量酸气被吸收,与此同时,浓废酸回收了混合气的热能,温度提高,物料在分离器8中实现气液分离,净化的硫酸原料气C送后续过程;液相用热废酸泵9输送到硫磺熔解工序。
[0046] 实施效果:废硫酸回收率> 99%。
[0047] 本发明的有益效果是:(I)通过加入硫磺,发生氧化还原反应,进入气化室的废酸量大幅下降,有效降低了气化热能消耗;大幅提高了硫酸原料气的产量;(2)控温气化比高温气化气化温度低,能耗低;(3)能源回收充分;(4)废固以干的固态渣形式排出,减少了污染。

Claims (3)

1.一种浓废酸生产硫酸净化原料气系统,是以硫磺为还原剂,浓废酸为氧化剂进行部分氧化还原反应生产硫酸净化原料气,未反应的高固含量的废酸进一步送气化分解,回收废酸中硫元素,分离废酸中固相渣;包括控温气化分解工序,氧化还原反应工序、热能回收工序和硫磺溶解工序。
2.根据权利要求1所述的浓废酸生产硫酸净化原料气系统,其特征在于: 所述控温气化分解工序由燃烧装置、烟道、气化室组成; 所述氧化还原反应工序由文丘里反应混合器、反应分离器和高固废酸泵组成; 所述热能回收工序由文丘里混合器、分离器和热废酸泵组成; 所述硫磺熔解工序由熔硫釜和熔料泵组成。
3.根据权利要求1所述的浓废酸生产硫酸净化原料气系统,其特征在于:包括以下步骤: a、硫磺熔解 用热的废酸在熔硫釜中熔解硫磺,熔硫釜中液相温度控制在110〜150°C,熔硫后用熔料泵输送到氧化还原反应工序; b、氧化还原反应 熔料泵输送来的反应混合料进入文丘里反应混合器的喉部,与含SO3的烟气混合,反应混合料吸收SO3气体,硫酸浓度得到提高,同时吸收烟气的热,温度得到升高,在热的浓硫酸氛围下,反生氧化还原反应,生产得到SO2 ;在反应分离器中进一步发生氧化还原反应并实现气液分离,反应气相送热能回收工序,反应后液固混合物用高固浓酸泵送控温气化工序; C、控温气化分解 以燃煤或燃气为能源,在燃烧装置中燃烧,高温烟气通过烟道进入气化室,气化室中烟气进口温度600〜900°C,出口温度调节至300〜500°C ;高固浓酸泵送来的高固废酸在气化室中喷雾与烟气接触,高固含量的废酸反生气化分离,气化气相送氧化还原工序,固相为酸渣从气化室底部排放; d、热能回收与净化 氧化还原反应工序产生的硫酸原料气与烟气混合气中含有少量酸气,在文丘里混合器中与输入的浓废酸混合,混合气温度降低,混合气中少量酸气被吸收,与此同时,浓废酸回收了混合气的热能,温度提高,物料在分离器中实现气液分离,净化的硫酸原料气送后续过程;液相用热废酸泵输送到硫磺熔解工序。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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