CN206858168U - 一种用浓硫酸制备发烟浓硫酸的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用浓硫酸制备发烟浓硫酸的装置，该装置包括酸循环槽、酸循环泵、酸冷却器和吸收塔；所述酸循环槽设有外部循环管道，所述酸循环泵、酸冷却器和吸收塔依次串联在所述外部循环管道上；所述酸循环槽一端设有水进料管，另一端设有浓硫酸通入管；利用该装置能在不影响原硫酸装置生产的前提下，将额外的工业硫酸提浓制备成含游离三氧化硫20％的发烟硫酸，提高装置发烟硫酸的产能，同时可以降低外加水量，降低能源损耗与生产成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种在原硫酸生产装置基础上，用浓硫酸额外制备发烟硫酸的新工艺，属于硫酸工艺技术领域。
背景技术
现有的硫酸装置制烟酸通常采用燃烧原料硫磺的方式，将产生的SO3通过吸收塔以发烟硫酸作为吸收剂进行吸收，同时通入一定比例的工艺水混合制成特定浓度的发烟硫酸。例如湖南巴陵石化现有的硫磺制酸装置设计年产量15万吨，全年投硫磺(固磺或液硫)3万吨，工艺加水量达1500余吨，循环水用量1300万立方；浙江巴陵恒逸现有的硫磺制酸装置设计年产量30万吨，全年投硫磺(固磺或液硫)6万吨，由于装置所在地区空气湿度相对南方较小，工艺加水量达4000余吨，循环水用量2500万立方，水与SO3的结合剧烈放热，对高工业价值的SO3烟气是一种变相损失与浪费，且这种工艺特点是，来自外部的加水量大，通过水反应能耗损失大，生产成本相对较高。中国专利CN201410437855.0公开了一种发烟硫酸生产设备，具体包括烟酸塔、浓硫酸吸收塔、循环槽和循环泵，烟酸塔由三级吸收塔组成，浓硫酸吸收塔由两级吸收塔组成，自转化器出来的三氧化硫进入烟酸塔的三级吸收塔和浓硫酸吸收塔的二级吸收塔，发烟硫酸的吸收率提高了30％，发烟硫酸的产量增大一倍，浓硫酸作为发烟硫酸稀释酸，或作为成品酸销售。中国专利CN201010003826.5公开了一种发烟硫酸系统两级吸收工艺及其设备，其利用带有两级吸收塔的烟酸塔，将制酸工段转化器三段出来的三氧化硫先进入烟酸塔的第一级吸收塔，然后进入第二级吸收塔，残余的三氧化硫气体进入第一吸收塔，在烟酸塔第一、二级吸收塔中采用烟酸循环吸收三氧化硫气体，吸收三氧化硫气体后的烟酸根据浓度的高低分别进入浓烟酸循环槽、稀烟酸循环槽，进行烟酸循环吸收和烟酸蒸发。通过实行二级吸收，三氧化硫吸收率由50-55％提高到60-65％，全年增加三氧化硫产量7000吨。这些烟酸制备装置及工艺虽然提高了发烟硫酸的生产量，但是没有解决工业供水量大，能量损耗大的技术问题。
实用新型内容
针对现有技术存在的缺陷，本实用新型的目的是在于提供一种用浓硫酸制备发烟浓硫酸的装置，该装置简单、能有效提高发烟硫酸的产能，且降低发烟硫酸的生产能耗及成本。
为了实现上述技术目的，本实用新型提供了一种用浓硫酸制备发烟浓硫酸的装置，该装置包括酸循环槽、酸循环泵、酸冷却器和吸收塔；所述酸循环槽设有外部循环管道；所述酸循环泵、酸冷却器和吸收塔依次串联在所述外部循环管道上；所述酸循环槽一端设有水进料管，另一端设有浓硫酸通入管。
优选的方案，所述浓硫酸通入管上设有调节阀和流量计。较优选的方案，所述调节阀设置在流量计和酸循环槽之间。为使装置在接收浓硫酸过程中时便于控制与观察，在浓硫酸通入管上设置流量计。同时，为合理控制浓硫酸加入量及系统酸浓度的稳定性，在流量计后设置一个远程流量调节阀。调节阀的信号与流量计连接，实现实时自动操控与调节。
较优选的方案，所述调节阀和所述流量计之间的浓硫酸通入管上设有导淋管。
优选的方案，所述酸冷却器和吸收塔之间的循环管道上设有发烟硫酸出料管。通过设置有发烟硫酸出料管使一部分达到要求的发烟硫酸通过发烟硫酸出料管送出装置。
优选的方案，所述吸收塔下部设有三氧化硫进料管。
本装置中调节阀的内衬材料为聚四氟乙烯。
现有的装置生产发烟硫酸的过程主要为炉气(SO3)与水按特定比例进行结合生成发烟硫酸，其反应过程为xSO3+yH2O(外部添加的水)＝(x-y)SO3·yH2SO4。而本实用新型通过改进装置从而改变发烟硫酸的制备途径，利用额外补充进装置的98％浓硫酸中包含的少量水与三氧化硫反应，从而提高这部分98％浓硫酸的浓度，在装置原产能基础上，转化成额外的发烟硫酸，如xH2SO4+zSO3+yH2O(少量98％浓硫酸中的水，也可以外部添加适量水，根据发烟硫酸的浓度而定)＝(z-y)SO3·(y+x)H2SO4。
本装置采用的浓硫酸质量百分比浓度为93％～98％；最优选采用98％浓硫酸。
本装置的酸循环系统中酸温度维持在40～80℃。
本装置制备发烟硫酸为含游离三氧化硫20％的104.5％发烟硫酸。
相对现有技术，本实用新型带来的有益技术效果：
现有技术中，一般的硫酸装置在生产发烟硫酸过程中，通常在系统中要补充一定量的水，主要用水稀释三氧化硫，以调节三氧化硫的浓度获得合格浓度的发烟硫酸。在此过程中，水耗量大，且水与三氧化硫进行放热反应，其能量损耗大。而本实用新型，巧妙地在酸循环槽上设置浓硫酸通入管，通过在酸循环槽内计量通入部分98％浓硫酸代替现有装置中的补水，与发烟硫酸混合，利用98％浓硫酸中少量的水调节发烟硫酸中SO3的浓度(同时也可以从外部加入少量补水，可以获得低浓度发烟硫酸)，可以将外部加入的98％浓硫酸提浓生产为发烟硫酸，提高了发烟硫酸的生产能力，由于发烟硫酸品质相对98％浓硫酸高，较98％浓硫酸具有更高的工业价值，两者之间差价约为70～95元/吨，可以提高硫酸的生产效益。98％浓硫酸的引入，降低了外部水的加入量，且98％浓硫酸稀释发烟硫酸过程主要为物理稀释过程，能量损失低。通过该装置生产发烟硫酸过程中无需发生剧烈化学反应，提浓过程主要是一个物理变化过程，也不会给装置的焚烧、转化等反应工序带来任何负担，仅是利用该装置已有的工艺生产的SO3烟气对98％酸进行提浓，从而相当于增加了整套装置的发烟硫酸产量。按照硫含量守恒的原理，增加的产量相当于最终补加进系统的98％酸中的硫转换成发烟硫酸的量。
本实用新型提供的装置可平稳顺利的接收98％酸进入酸循环系统，满足酸循环系统液位及酸浓的工艺稳定，最终实现合理消耗98％浓硫酸转制成发烟硫酸。
附图说明
【图1】为本实用新型用于用浓硫酸制备发烟浓硫酸的装置简图：
其中，1为水进料管，2为酸循环槽，3为酸循环泵，4为酸冷却器，5为发烟硫酸出料管，6为吸收塔、7为三氧化硫进料管，8为浓硫酸通入管，9为调节阀，10为流量计，11为导淋管。
具体实施方式
以下实施例旨在结合说明书附图对本实用新型进行进一步详细说明，而不是限制本实用新型的保护范围。
以下具体实施例中的用浓硫酸制备发烟浓硫酸的装置如图1所示。装置主体包括酸循环槽2、酸循环泵3、酸冷却器4和吸收塔6。酸循环槽设有外部循环管道，酸循环泵、酸冷却器和吸收塔依次串联在所述外部循环管道上。酸循环槽通过循环管道与循环泵连接，循环泵通过循环管道与酸冷却器连接，酸冷却器通过循环管道与吸收塔顶部连接，吸收塔底部通过循环管道与酸循环槽连接，构成发烟硫酸循环体系。所述酸循环槽一端设有水进料管1，另一端设有浓硫酸通入管8；浓硫酸通入管上设有调节阀9和流量计10，调节阀设置在流量计和酸循环槽之间。流量计是为使装置在接收浓硫酸过程中时便于控制与观察，同时，通过设计调节阀来控制浓硫酸加入量及系统酸浓度的稳定性，调节阀的信号与流量计连接，实现实时自动操控与调节。调节阀9和所述流量计10之间的浓硫酸通入管上设有导淋管11，导淋管主要用于排净和放空。所述酸冷却器和吸收塔之间的循环管道上设有发烟硫酸出料管5。所述吸收塔下部设有三氧化硫进料管7。
采用本实用新型的装置制备发烟硫酸的方法，从装置外部配98％浓硫酸通过硫酸输送管输送至酸循环槽内，与从吸收塔底部进入的发烟硫酸混合，对发烟硫酸进行稀释，酸循环槽内的发烟硫酸通过循环酸泵，加压送至酸冷却器冷却后降温，一部分通过发烟硫酸出料管送出装置，作为发烟硫酸产品回收，另一部分发烟硫酸进入吸收塔顶端通过喷淋方式吸收从三氧化硫进料管送来的SO3，出塔浓度温度均提高后，从吸收塔底部回到酸循环槽内，再次与98％浓硫酸混合稀释，或者也可以通过从水进料管内引入少量水调节发烟硫酸的浓度，得到工业所需浓度的发烟硫酸。
实施例1
某年产15万吨硫酸装置，硫磺投料量为6t/h，产0.9MPa蒸汽量为17t/h，尾气SO2排放量30～50ppm，未采用本发明，干吸工段工艺水补充量2～4t/h，硫酸日产450吨；
实施例2
某年产15万吨硫酸装置，硫磺投料量为6t/h，产0.9MPa蒸汽量为17t/h，采用本发明，尾气SO2排放量30～50ppm，干吸工段工艺水补充量0.5～1.5t/h，硫酸日产750吨。
Claims (6)
1.一种用浓硫酸制备发烟浓硫酸的装置，其特征在于：包括酸循环槽(2)、酸循环泵(3)、酸冷却器(4)和吸收塔(6)；所述酸循环槽(2)设有外部循环管道，所述酸循环泵(3)、酸冷却器(4)和吸收塔(6)依次串联在所述外部循环管道上；所述酸循环槽(2)一端设有水进料管(1)，另一端设有浓硫酸通入管(8)。
2.根据权利要求1所述的用浓硫酸制备发烟浓硫酸的装置，其特征在于：所述浓硫酸通入管(8)上设有调节阀(9)和流量计(10)。
3.根据权利要求2所述的用浓硫酸制备发烟浓硫酸的装置，其特征在于：所述调节阀(9)设置在流量计(10)和酸循环槽(2)之间。
4.根据权利要求1所述的用浓硫酸制备发烟浓硫酸的装置，其特征在于：所述调节阀(9)和所述流量计(10)之间的浓硫酸通入管(8)上设有导淋管(11)。
5.根据权利要求1所述的用浓硫酸制备发烟浓硫酸的装置，其特征在于：所述酸冷却器(4)和吸收塔(6)之间的循环管道上设有发烟硫酸出料管(5)。
6.根据权利要求1所述的用浓硫酸制备发烟浓硫酸的装置，其特征在于：所述吸收塔下部设有三氧化硫进料管(7)。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN108910835A (zh) * | 2018-07-25 | 2018-11-30 | 安徽华尔泰化工股份有限公司 | 一种三氧化硫增产操作控制优化装置 |
| CN111071996A (zh) * | 2019-12-31 | 2020-04-28 | 惠州市百利宏晟安化工有限公司 | 一种硫酸的制造方法 |
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