CN205527748U - 一种废硫酸再生装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种废硫酸再生装置，包括依次相连通的高温裂解单元、洗涤单元、催化氧化单元、冷凝产酸单元以及吸附催化单元；其中，所述高温裂解单元用以将废硫酸中的硫酸在高温下裂解为SO₂、O₂和H₂O，形成过程气；所述催化氧化单元用以将所述过程气中的SO₂催化氧化为SO₃；所述冷凝产酸单元用于将SO₃与H₂O反应生成气态硫酸，并将所述气态硫酸冷凝浓缩为浓硫酸；所述吸附催化单元用于将所述过程气经所述冷凝产酸单元后剩余的SO₂转化为硫酸。本实用新型的废硫酸再生装置，可处理各种浓度的废硫酸，得到93～98wt％的工业级硫酸；排放尾气中SO₂浓度低于100mg/Nm³，能够符合严格的排放标准。

Description

一种废硫酸再生装置

技术领域

本实用新型涉及一种废硫酸再生设备，具体为一种废硫酸再生装置。

背景技术

在化肥厂、煤气脱硫厂、火力发电厂、钢铁厂、石油化工厂的生产过程中，用高浓度的硫酸作为催化剂或进行吸收净化、洗涤等，会使水分、硫、氮化合物以及副反应物不断进入硫酸中，从而使硫酸的浓度逐渐降低，最终无法满足生产工艺的要求，由此这些含有大量杂质的硫酸废液被排出生产体系并进入环境中。废硫酸被排放到环境中不仅仅浪费了大量的资源，还会对生态环境带来严重的危害，例如其会使土壤或水体酸化。随着这些危害的出现，废硫酸再生技术也得到了迅速的发展。

现有的废硫酸进行再生的方法主要有：结晶法、萃取法、氧化法、浓缩法及高温裂解法。其中应用最多的为高温裂解法，高温裂解法具体是将废硫酸经过机械雾化后，在高温下裂解，裂解所需热量由燃料气或废硫酸中的有机物燃烧供给，化学反应式如下：

H₂SO₄(l)→SO₃(g)+H₂O(g) ΔH＝-176kJ/mol

SO₃(g)→SO₂(g)+1/2O₂(g) ΔH＝-99kJ/mol

或H₂SO4(l)→SO₂(g)+1/2O₂(g)+H₂O(g) ΔH＝-275kJ/mol

C_nH_2n+2+O₂→CO₂+H₂O+Q

废硫酸裂解为吸热反应，所以需要消耗大量的燃料。现有的废硫酸高温裂解技术已经能够将废硫酸进行处理再生为合格的硫酸产品，例如申请号为201510429749.2的专利申请公开了一种以硫磺作为燃料、空气作为助燃剂处理烷基化废硫酸的工艺，可得到98％的成品硫酸，但其未提及尾气中SO₂的排放浓度。同时还有申请号为201410182027.7的专利申请公开了一种废硫酸再生方法及所得的硫酸，得到的H₂SO₄产品浓度可达93wt％～98wt％，转化率最高仅能达到99.2％。

然而，随着新标准《石油化学工业污染物排放标准(GB31571-2015)》、《石油炼制工业污染物排放标准(GB-31570-2015)》的颁布与实施，现有的废硫酸高温裂解技术排放的尾气已经不能够满足排放标准。特别是低浓度SO₂的尾气，采用化学吸收法，受反应动力学的限制，需要吸收剂的喷淋量特别大，增加了循环泵的电耗。

SO₂的催化氧化为放热反应，为了提供转化率，需要设层间换热器，层间换热器采用中压饱和蒸汽作为冷却介质。中压饱和蒸气的压力高达几个兆帕，这就使得在现有制酸装置这样具有高腐蚀性的操作环境下，增加了安全隐患。

同时，在一些装置中采用硫磺、硫化氢作为燃料，在焚烧炉进行燃烧，一旦操作失误，造成炉内氧气不足，燃料不完全燃烧，会导致过程气中夹带硫化氢。而现有的催化反应器内装填的催化剂均为V₂O₅(如CN201410182027)，其对硫化氢无催化作用，从而降低了总硫的转化率以及硫回收率。

实用新型内容

本实用新型的一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种废硫酸再生装置，包括依次相连通的高温裂解单元、洗涤单元、催化氧化单元、冷凝产酸单元以及吸附催化单元；其中，所述高温裂解单元用以将废硫酸中的硫酸在高温下裂解为SO₂、O₂和H₂O，形成过程气；所述洗涤单元用以除去所述过程气中的杂质；所述催化氧化单元用以将所述过程气中的SO₂催化氧化为SO₃；所述冷凝产酸单元用于将SO₃与H₂O反应生成气态硫酸，并将所述气态硫酸冷凝浓缩为浓硫酸；所述吸附催化单元用于将所述过程气经所述冷凝产酸单元后剩余的SO₂转化为硫酸。

根据本实用新型的一实施方式，所述高温裂解单元包括燃烧器、裂解炉以及废热回收换热器。

根据本实用新型的另一实施方式，所述洗涤单元包括洗涤塔以及设置于所述洗涤塔外的废液循环系统；所述洗涤塔包括喷淋段和静电除雾段；所述废液循环系统包括循环通路以及依次设置于所述循环通路的废液循环泵、过滤器以及废液换热器。

根据本实用新型的另一实施方式，所述催化氧化单元包括过程气再热器以及与所述过程气再热器相连的催化氧化反应器；在所述催化氧化反应器内自上而下设置有第一组反应-冷却段及第二组反应-冷却段。

根据本实用新型的另一实施方式，所述过程气再热器与所述催化氧化反应器的顶部相连，所述第一组反应-冷却段包括第一催化剂床层，所述第一催化剂床层装填的催化剂为Pt；所述第二组反应-冷却段包括第二催化剂床层，所述第二催化剂床层装填的催化剂为V₂O₅。

根据本实用新型的另一实施方式，所述冷凝产酸单元包括硫酸冷凝器和与所述硫酸冷凝器相连通的硫酸冷却系统；所述硫酸冷凝器包括自下而上依次排布的浓缩段、第一冷凝段、第二冷凝段以及静电除雾段；所述硫酸冷却系统包括硫酸储罐、硫酸冷却循环泵和硫酸冷却换热器。

根据本实用新型的另一实施方式，所述浓缩段包括陶瓷蜂窝砖，所述陶瓷蜂窝砖的孔径为5～25mm，所述陶瓷蜂窝砖的孔隙率为72～85％。

根据本实用新型的另一实施方式，所述吸附催化单元包括吸附催化反应器和与所述吸附催化反应器相连的再生系统。

根据本实用新型的另一实施方式，还包括废热回收单元，所述废热回收单元包括熔盐储罐、用以将所述熔盐储罐中的熔盐抽出的熔盐泵以及与所述熔盐储罐相连通的废热锅炉。

根据本实用新型的另一实施方式，所述高温裂解单元包括废热回收换热器，所述催化氧化单元包括过程气再热器、第一层间换热器和第二层间换热器；所述熔盐储罐、所述废热回收换热器、所述过程气再热器、所述第一层间换热器、所述第二层间换热器以及所述废热锅炉依次连通形成一废热回收通路。

本实用新型一实施方式的废硫酸再生装置，可处理各种浓度的废硫酸，得到93～98wt％的工业级硫酸；硫回收率可达99.95％以上，排放尾气中SO₂浓度低于100mg/Nm³，能够符合严格的排放标准。

附图说明

通过结合附图考虑以下对本实用新型的优选实施例的详细说明，本实用新型的各种目标、特征和优点将变得更加显而易见。附图仅为本实用新型的示范性图解，并非一定是按比例绘制。在附图中，同样的附图标记始终表示相同或类似的部件。其中：

图1为本实用新型一实施方式的废硫酸再生装置的结构示意图。

具体实施方式

体现本实用新型特征与优点的典型实施方式将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本实用新型能够在不同的实施方式上具有各种的变化，其皆不脱离本实用新型的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非用以限制本实用新型。其中，本实用新型中所涉及的“上”“下”等方位名词仅是表示装置在正常作业时的方位，并非是对本实用新型的限定。

用于本实用新型一实施方式的废硫酸再生装置的废硫酸可包含有无机盐、无机酸、有机物以及其它杂质。所述无机盐可以是硫酸盐、磷酸盐等。所述无机酸可以是磷酸、砷酸等。所述有机物可以是烃类、酯类等。其它杂质可包括金属粉尘、炭黑、灰尘等。本实用新型对废硫酸中的杂质不限于以上描述。

如图1所示，本实用新型一实施方式的废硫酸再生装置，包括依次相连通的高温裂解单元、洗涤单元、催化氧化单元、冷凝产酸单元、以及吸附催化单元。

高温裂解单元可包括燃烧器110、与燃烧器110相连通的裂解炉120以及废热回收换热器130。高温裂解单元可用于将废硫酸中的硫酸在高温下，例如850～1200℃下裂解为SO₂、O₂和H₂O。通过发生燃烧反应进而为废硫酸的裂解提供热量的燃烧气可以为天然气，助燃气可以为空气。待废硫酸的裂解完成后，天然气中的烃类化合物也可完全燃烧为CO₂和H₂O，具体反应式如下：

H₂SO₄→SO₂+1/2O₂+H₂O-Q

C_nH_2n+2+(3n+1)/2O₂→nCO₂+(n+1)H₂O+Q

发生于高温裂解单元的具体工艺流程可以为：先将燃料气和助燃气通入到燃烧器110中燃烧放热，产生CO₂与H₂O，同时向燃烧器110中送入硫酸并雾化，雾化后的废硫酸在裂解炉120内高温条件下发生裂解生成SO₂、H₂O、O₂。因此，裂解后的气体(过程气)中主要为SO₂、CO₂和H₂O。为使废硫酸能够完全裂解，燃烧器110的温度优选为850～1200℃，待裂解完成后，可将高温的过程气经回收换热器130降温，降温后的过程气温度例如可以为350～400℃。待过程气降温后，可将其通入洗涤单元。其中，燃烧器110的设置不仅为燃烧气的燃烧反应提供了场所，还有助于废硫酸的完全雾化，以使雾化的废硫酸进入裂解炉120进行裂解。

洗涤单元用于洗涤除去过程气中的杂质，其可包括洗涤塔210以及设置于洗涤塔210外的废液循环系统。进一步地，洗涤塔210可包括喷淋段211和位于喷淋段211上部的静电除雾段212；废液循环系统可包括循环通路221以及依次设置于循环通路221的废液循环泵222、过滤器223以及废液换热器224。其中，循环通路221的一端可连接于喷淋段211的底部，另一端连接于喷淋段211的顶部。在循环通路221上还可设置喷淋剂进口2211以及废液出口2212，喷淋剂进口2211可位于换热器224与洗涤塔210之间，废液出口2212可位于换热器224与过滤器223之间。喷淋剂进口2211用于通过循环通路221向喷淋段211输送洗涤过程气的喷淋剂，该喷淋剂例如可以是除盐水。废液出口2212用于将废液，例如废水排出循环通路221。

作业时，来自高温裂解单元的过程气可通过位于喷淋段211的端口进入到洗涤塔喷淋段211，该端口的位置优选为位于喷淋段211的下半段。同时，可通过喷淋段211喷洒的喷淋剂来洗涤过程气，过程气中的杂质，例如无机盐随洒落的喷淋剂降落到洗涤塔210的底部，形成废液。该废液在废液循环泵222的作用下进入循环通路221，经过滤器223除杂质、废液换热器224降温后，重新进入喷淋段211进行喷淋洗涤。如此反复，最后可通过废液出口2212将废液排出循环通路221。另一方面，除去杂质的过程气可沿喷淋段211上升到静电除雾段212，并通过设置于静电除雾段212的静电除雾器除去酸雾后进入到催化氧化单元。通过静电除雾器的处理，可使过程气中SO₃的含量保持在小于5mg/Nm³。

优选地，自洗涤单元排出的过程气的温度保持在30～80℃之间，进一步优选为35～45℃之间。在上述温度范围内，水蒸气的饱和分压为4.2～47.3KPa，由于洗涤单元出口气体的相对湿度为100％，所以排出气体中水蒸气的含量为4.1～46.7％。温度过低时，出口气体中水蒸气含量太低，难以满足后续单元SO₃+H₂O＝H₂SO₄的要求。温度过高时，会使出口气体中水蒸气含量过高，进而导致烟气的露点升高，一旦温度控制失误，会导致冷凝酸的形成，造成装置腐蚀。因此，可通过控制洗涤单元的排出气体温度，来控制排出气体的水蒸气含量，使得装置的运行不受到废硫酸中酸浓度的影响，从而提高装置运行的稳定性。

催化氧化单元用于将过程气中的SO₂催化氧化为SO₃，转化率可达99％。

SO₂(g)+1/2O₂(g)→SO₃(g)

催化氧化单元可包括过程气再热器310以及与过程气再热器310相连的催化氧化反应器320。催化氧化反应器320内自上而下可设有第一组反应-冷却段及第二组反应-冷却段，第一组反应-冷却段包括第一催化剂床层321和位于第一催化剂床层321下方的第一层间换热器322；第二组反应-冷却段位于第一组冷却段之下，可包括第二催化剂床层323和位于第二催化剂床层323下方的第二层间换热器324。

优选地，过程气再热器310可与催化氧化反应器320的顶部相连通，使得过程气可自顶部进入催化氧化反应器320，并自上而下的依次通过第一催化剂床层321、第二催化剂床层323。第一催化剂床层321装填的催化剂可以为Pt，Pt催化剂的结构为多孔蜂窝陶瓷，Pt可负载于多孔蜂窝陶瓷上。第二催化剂床层323装填的催化剂可以为V₂O₅。本实用新型一实施方式中，将Pt催化剂和V₂O₅催化剂分层装填，使得即使高温裂解单元由于误操作导致燃烧不完全，Pt催化剂也能直接将硫元素氧化为SO₃，以保证尾气的达标排放。本实用新型另一实施方式中，通过在第一催化剂床层321装填Pt催化剂，可有效的解决因焚烧炉内含硫燃料不完全燃烧生成的H₂S，导致硫转化率降低和总硫回收率下降的问题。

自洗涤塔210排出的过程气温度为30～80℃，而催化剂的活性温度大于350℃。为了达到催化剂的活性温度，可将过程气先预热到200℃左右。优选地，可将自洗涤塔210排出的过程气通入到冷凝产酸单元的第一冷凝段412进行加热，如此既预热了过程气，又提高了装置的热利用率，降低了装置能耗。预热后，再将过程气通过过程气再热器310加热到350～450℃，之后送入到催化氧化反应器320，经过在两组反应-冷却段的反应后，约有99％的SO₂被氧化为SO₃。由于该反应为放热反应，为了维持适宜的反应温度，可采用第一层间换热器322、第二层间换热器324对过程气进行冷却，将反应热移除。

待催化氧化反应器320内的反应完成后，包含反应产物SO₃的过程气自催化氧化单元进入冷凝产酸单元。冷凝产酸单元用于将过程气中的SO₃与H₂O水合生成气态硫酸，并冷凝浓缩为浓硫酸：

SO₃(g)+H₂O(g)→H₂SO₄(g)

H₂SO₄(g)→H₂SO₄(l)

冷凝产酸单元可包括硫酸冷凝器410和硫酸冷却系统。其中，硫酸冷凝器410可包括自下而上依次排布的浓缩段411、第一冷凝段412、第二冷凝段413以及静电除雾段414，其中在第二冷凝段413及静电除雾段414之间还可设置喷淋层415。硫酸冷却系统可包括硫酸储罐421、硫酸冷却循环泵422和硫酸冷却换热器423。其中，硫酸冷却系统通过硫酸储罐421与硫酸冷凝器410的浓缩段411相连通。

浓缩段411起到蓄热浓缩硫酸的作用，其温度可以为255～280℃。本实用新型的一实施方式中，浓缩段411包括陶瓷蜂窝砖，其孔径可以为大于1mm，优选为5～25mm，例如20mm。陶瓷蜂窝砖的孔径太小会导致阻力过大可能或是酸性气、浓硫酸不易通过，孔径过大不利于气流的均匀分布。陶瓷蜂窝砖孔隙率优选为不低于65％，以利于降低酸性气、硫酸通过蓄热单元的阻力，该孔隙率进一步优选为72～85％，例如75％。陶瓷蜂窝砖的材质可以为TiO₂。

来自催化氧化单元的过程气温度例如可以为260～280℃，过程气自位于硫酸冷凝器410底部的浓缩段411进入硫酸冷凝器410中，并在硫酸冷凝器410中由下往上移动。在该移动过程中，过程气中的SO₃和H₂O水合生成硫酸，硫酸通过第一冷凝段412、第二冷凝段413冷凝为液体，并在重力的作用下降落于硫酸冷凝器410底部的浓缩段411。由于浓缩段411的温度较高，硫酸溶液在此浓缩为93～98wt％的浓硫酸，并进入到硫酸冷却系统的硫酸储罐421。第一冷凝段412、第二冷凝段413可采用玻璃管换热器进行热交换，同时可将所获得的热量用于加热前述的来自洗涤塔210的过程气。玻璃管换热器可以采用横式、立式或横式和立式组合，且不局限于布置的形式。

自硫酸冷凝器410进入硫酸储罐421的浓硫酸的温度例如可以为240～260℃，为了维持硫酸储罐421的温度低于50℃，可通过冷却系统进行降温。具体地，可以将硫酸储罐421的部分硫酸通过硫酸冷却循环泵422打入到硫酸冷却换热器423，经过硫酸冷却换热器423降温至35～40℃后重新返回到硫酸储罐421。将硫酸冷却系统的循环量保持足够大，可使硫酸储罐421的温度维持在50℃以下。

另一方面，硫酸冷凝器410内，SO₃与H₂O反应后剩余的过程气通过第二冷凝段413进入静电除雾段414。优选地，可在第二冷凝段413设置用于向第二冷凝段413提供冷却空气的鼓风机4131，以使过程气的温度降低到符合静电除雾段414的入口要求，例如60～80℃。经静电除雾段414的静电除雾器除去酸雾后，可使处理后气体中SO₃的含量保持在小于5mg/Nm³。过程气经去酸雾后，在过程气风机430的作用下进入到吸附催化单元。另外，冷凝产酸单元的过程气如果压力不够，也可由过程气风机引入到吸附催化单元。

吸附催化单元用于将冷凝产酸之后的过程气中的SO₂在催化剂的作用下直接与O₂和H₂O反应，生成稀硫酸：

SO₂(g)+1/2O₂(g)→SO₃(g)

SO₃(g)+H₂O(g)→H₂SO₄(l)

吸附催化单元包括可吸附催化反应器510和再生系统，吸附催化反应器510可包括两段独立的第一催化剂床层511和第二催化剂床层512，第一催化剂床层511可位于第二催化剂床层512的下方，两段催化剂床层可交替使用。再生系统可包括再生泵521、再生池522、成品池523以及成品酸泵524。

来自冷凝产酸单元的过程气由吸附催化反应器510的下端进入，在第一催化剂床层511和第二催化剂床层512中催化剂的作用下，过程气中剩余的少量SO₂与O₂首先生成SO₃，而后SO₃与过程气中的H₂O反应生成H₂SO₄，所形成的H₂SO₄富集于催化剂载体中。由于催化剂载体的容量有限，工作一段时间后催化剂载体的H₂SO₄容量饱和，需进行再生使其恢复脱硫能力。优选地，可采用水洗涤的方法对第一催化剂床层511、第二催化剂床层512中的催化剂进行再生。

具体地，首先在再生池522中加入除盐水作为再生初液，在再生泵521的作用下，分别对第一催化剂床层511、第二催化剂床层512进行循环喷淋洗涤，催化剂载体中吸附的H₂SO₄随着再生液返回至再生池522，催化剂从而实现再生。随着循环喷淋的进行，再生池522内再生液中的硫酸浓度逐渐提高，当浓度达到例如20～25％左右时，一部分再生液作为成品稀硫酸进入成品池523，而后在成品酸泵524的作用下返回至硫酸冷凝器410的喷淋层415，在硫酸冷凝器410中，20～25wt％的稀硫酸可被浓缩为93～98wt％的浓硫酸。

另一方面，吸附催化反应器510出口的尾气可直接通过烟囱排放到环境中，SO₂含量少，尾气可实现达标排放。

本实用新型一实施方式中，通过吸附催化单元将过程气中剩余的少量SO₂转化为20～25wt％的稀硫酸，并将该硫酸输送到硫酸冷凝器410，不仅降低了尾气SO₂含量，还解决了稀硫酸的处理问题。

进一步地，为将高温裂解单元和催化氧化单元回收的热量进行回收利用，本实用新型一实施方式的废硫酸再生装置还可包括废热回收单元。

废热回收单元可包括熔盐储罐610、熔盐泵620和废热锅炉630。其中，熔盐可作为废热回收单元的导热媒介，该熔盐例如可以为KNO₃、NaNO₃或NaNO₂。作业时，首先通过熔盐泵620将熔盐储罐610中的熔盐依次打入到废热回收换热器130、第一层间换热器322、第二层间换热器324中。按照作业方式，可在熔盐储罐610、废热回收换热器130、过程气再热器310、第一层间换热器322、第二层间换热器324以及废热锅炉630之间形成一废热回收通路。具体地，熔岩在废热回收换热器130中与过程气进行换热后温度会升高，因此从废热回收换热器130流出的熔盐由于具有较高的温度，可将熔盐先通过过程气再热器310给过程气升温后，再与来自于第一层间换热器322和第二层间换热器324的熔盐一起进入废热锅炉630。在废热锅炉630中，熔盐与锅炉给水换热后温度降低并返回到熔盐储罐610进行重复使用。而锅炉给水则生成1～2MPag的饱和低压蒸气，输送至蒸气管网。

本实用新型一实施方式中，通过设置废热回收单元，可在回收装置热量的同时，有效控制气体通过催化氧化反应器的温度，从而提高SO₂的转化率，并最终提高硫的回收率。

本实用新型一实施方式中，废热回收单元采用熔盐作为换热介质，不仅热量回收率高，还降低了换热器内的压力，减少了安全隐患，提高了装置的安全性；同时装置放出的热量可传递给水并产生低压蒸气，使热量得到有效回收。

本实用新型一实施方式的废硫酸再生装置，通过控制所述洗涤单元的排出气体温度，来控制排出气体的水蒸气含量，使得装置的运行不受到废硫酸中酸浓度的影响，提高装置运行的稳定性；

本实用新型一实施方式的废硫酸再生装置工作时，工艺流程如下：

首先，在高温裂解单元，废硫酸在高温下发生裂解生成SO₂、H₂O、O₂；

然后，裂解后的过程气进入到洗涤单元，通过洗涤塔210除去气体中的杂质，再进入到催化氧化单元；

在催化剂的作用下，过程气中的SO₂在催化氧化单元被氧化为SO₃；

之后，过程气进入冷凝产酸单元，在硫酸冷凝器410中SO₃与水反应生成硫酸，并冷凝浓缩为合格的工业级硫酸，进入到硫酸储罐421储存；

冷凝产酸单元出来的过程气再进入到吸附催化反应器510，进一步将气体中剩余的少量SO₂直接催化反应生成稀硫酸；吸附催化反应器510排出的气体可以直接通过烟囱排放到环境中。

在上述过程中，还可利用废热回收单元将高温裂解单元和催化氧化单元回收的热量用于生产低压蒸气，进行热量回收利用。

下面，通过具体实施例对本实用新型的废硫酸再生装置的结构及工艺流程进行进一步描述。

实施例

所用废硫酸的组成如下：

(1)将燃料气天然气和助燃气空气一起通入到燃烧器110，发生燃烧反应，维持裂解炉120温度为1000℃，废酸雾化后喷入燃烧器110，将裂解炉120出口的氧气浓度维持在6％。反应完全的过程气经过废热回收换热器130降温至350℃进入洗涤塔210。废热回收换热器130使用的是光管换热器，换热介质采用熔盐。

(2)来自高温裂解单元的过程气进入洗涤塔210，通过喷淋，过程气中的杂质进入液相，过程气进入静电除雾段212，经静电除雾器除去酸雾后，排出洗涤塔210，排出洗涤塔210的过程气温度降为35℃。

(3)将来自洗涤单元的过程气先通过第一冷凝段412的玻璃管换热器升温至200℃后通入到过程气再热器310，继续升温至400℃，进入到催化氧化反应器320。经过两组反应-冷却段，约有99％的SO₂被氧化为SO₃。催化氧化反应器320出口的过程气温度为280℃。其中，第一层催化剂床层321使用Pt催化剂，第二层催化剂床层323使用V₂O₅催化剂，第一层间换热器322、第二层间换热器324为翅片管式换热器，换热介质采用熔盐。

(4)来自催化氧化单元的过程气进入到硫酸冷凝器410，过程气中的SO₃与水反应后冷凝形成98wt％的浓硫酸，98wt％的浓硫酸进入到硫酸储罐421。硫酸冷凝器410出口过程气的温度为70℃。

(5)来自冷凝产酸单元的过程气被过程气风机430鼓入到吸附催化反应器510，过程气中含有剩余SO₂，约有95％的剩余SO₂直接与O₂、H₂O反应形成25wt％的稀硫酸。25wt％稀硫酸输送到硫酸冷凝器中继续浓缩为98wt％浓硫酸。最后，吸附催化反应器出口的尾气温度为71℃，SO₂浓度为41mg/Nm³。

另外，从废热回收换热器130(经过过程气再热器310)和两个层间换热器(第一层间换热器322、第二层间换热器324)取热的熔盐进入到废热锅炉630，副产1.5MPag、198℃蒸气191kg/h。

由实施例可知，废硫酸再生装置的硫回收率为99.95％，排放到环境中的尾气中SO₂≤100mg/Nm³，副产1.5MPa、198℃蒸气191kg/h。

本实用新型一实施例的废硫酸再生装置，脱硫效率高，排放尾气中SO₂浓度低于100mg/Nm³，硫回收率可达99.95％以上，能够满足严格的排放的标准。

除非特别限定，本实用新型所用术语均为本领域技术人员通常理解的含义。

本实用新型所描述的实施方式仅出于示例性目的，并非用以限制本实用新型的保护范围，本领域技术人员可在本实用新型的范围内作出各种其他替换、改变和改进，因而，本实用新型不限于上述实施方式，而仅由权利要求限定。

Claims (10)

1.一种废硫酸再生装置，其特征在于，包括依次相连通的：

高温裂解单元，用以将废硫酸中的硫酸在高温下裂解为SO₂、O₂和H₂O，形成过程气；

洗涤单元，用以除去所述过程气中的杂质；

催化氧化单元，用以将所述过程气中的SO₂催化氧化为SO₃；

冷凝产酸单元，用于将SO₃与H₂O反应生成气态硫酸，并将所述气态硫酸冷凝浓缩为浓硫酸；以及

吸附催化单元，用于将所述过程气经所述冷凝产酸单元后剩余的SO₂转化为硫酸。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述高温裂解单元包括燃烧器、裂解炉以及废热回收换热器。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述洗涤单元包括洗涤塔以及设置于所述洗涤塔外的废液循环系统；所述洗涤塔包括喷淋段和静电除雾段；所述废液循环系统包括循环通路以及依次设置于所述循环通路的废液循环泵、过滤器以及废液换热器。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述催化氧化单元包括过程气再热器以及与所述过程气再热器相连的催化氧化反应器；在所述催化氧化反应器内自上而下设置有第一组反应-冷却段及第二组反应-冷却段。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述过程气再热器与所述催化氧化反应器的顶部相连，所述第一组反应-冷却段包括第一催化剂床层，所述第一催化剂床层装填的催化剂为Pt；所述第二组反应-冷却段包括第二催化剂床层，所述第二催化剂床层装填的催化剂为V₂O₅。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述冷凝产酸单元包括硫酸冷凝器和与所述硫酸冷凝器相连通的硫酸冷却系统；所述硫酸冷凝器包括自下而上依次排布的浓缩段、第一冷凝段、第二冷凝段以及静电除雾段；所述硫酸冷却系统包括硫酸储罐、硫酸冷却循环泵和硫酸冷却换热器。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述浓缩段包括陶瓷蜂窝砖，所述陶瓷蜂窝砖的孔径为5～25mm，所述陶瓷蜂窝砖的孔隙率为72～85％。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述吸附催化单元包括吸附催化反应器和与所述吸附催化反应器相连的再生系统。

9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括废热回收单元，所述废热回收单元包括熔盐储罐、用以将所述熔盐储罐中的熔盐抽出的熔盐泵以及与所述熔盐储罐相连通的废热锅炉。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述高温裂解单元包括废热回收换热器，所述催化氧化单元包括过程气再热器、第一层间换热器和第二层间换热器；所述熔盐储罐、所述废热回收换热器、所述过程气再热器、所述第一层间换热器、所述第二层间换热器以及所述废热锅炉依次连通形成一废热回收通路。