CN215027472U

CN215027472U - 一种利用含so3干烟气提高常规浓度硫酸浓度的装置

Info

Publication number: CN215027472U
Application number: CN202023290442.4U
Authority: CN
Inventors: 宋小良; 李淑全; 陈敬军
Original assignee: Shuangdun Environment Technology Co ltd
Current assignee: Shuangdun Environment Technology Co ltd
Priority date: 2020-12-30
Filing date: 2020-12-30
Publication date: 2021-12-07
Anticipated expiration: 2030-12-30

Abstract

本实用新型公开了一种利用含SO₃干烟气提高常规浓度硫酸浓度的装置，所述的装置包括多个串联的吸收塔，其中初级吸收塔的烟气进口输入含SO₃干烟气且初级吸收塔的塔顶出气口通过管路连接后一级吸收塔的烟气进口、直至末级吸收塔的烟气进口，末级吸收塔的常规浓度硫酸进口输入质量百分浓度为92%～98%硫酸且末级吸收塔的塔底硫酸出口通过管路连接前一级吸收塔的硫酸进口、直至初级吸收塔的硫酸进口；因此，含SO₃干烟气运行方向为初级吸收塔至末级吸收塔，需提高浓度的常规浓度硫酸的运行方向为末级吸收塔至初级吸收塔。本发明的装置能够将含SO₃干烟气和92%～98%硫酸提高至99.5%以上，并保证SO₃吸收率在99.9%以上。

Description

一种利用含SO3干烟气提高常规浓度硫酸浓度的装置

技术领域

本实用新型涉及属于有机化工技术领域，尤其涉及接触吸收法提高硫酸浓度的技术，具体地说是一种利用含SO₃干烟气提高常规浓度硫酸浓度的装置。

背景技术

在芳烃硝化、石油原油加工、甲基丙烯酸甲酯（MMA）和磺化等有机化工生产过程中，会产生大量的含有有机物的废硫酸。采用高温裂解处理含有有机物的废硫酸是一种合理高效的处置方式，高温裂解后的烟气经转化后会产生含有SO₃的工艺干烟气，在上述的有机化工生产过程中在产生废硫酸的同时需要浓度大于98%的硫酸甚至是发烟硫酸，而外购或厂家自行生产的硫酸均以93%或98%浓度居多。因此，利用含SO₃干烟气和92%～98%硫酸如何提高硫酸浓度技术成为有机化工行业的重要课题。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种利用含SO₃烟气提高常规浓度硫酸浓度的装置。

本实用新型的目的是通过以下技术方案解决的：

所述的装置包括多个串联的吸收塔，其中初级吸收塔的烟气进口输入含SO₃干烟气且初级吸收塔的塔顶出气口通过管路连接后一级吸收塔的烟气进口、直至末级吸收塔的烟气进口，末级吸收塔的常规浓度硫酸进口输入质量百分浓度为92%～98%硫酸且末级吸收塔的塔底硫酸出口通过管路连接前一级吸收塔的硫酸进口、直至初级吸收塔的硫酸进口；因此，含SO₃干烟气运行方向为初级吸收塔至末级吸收塔、最后经末级吸收塔吸收SO₃后排出，需提高浓度的常规浓度硫酸的运行方向为末级吸收塔至初级吸收塔、最后在初级吸收塔内吸收SO₃后调节为最终浓度的硫酸排出并作为初级吸收塔的吸收液。

任一级吸收塔皆配备吸收塔泵槽、吸收塔循环泵和吸收塔酸冷器构成硫酸循环系统，吸收塔的塔底硫酸出口通过管路连接吸收塔泵槽，配置在吸收塔泵槽上的吸收塔循环泵通过管路连接吸收塔酸冷器，吸收塔酸冷器通过管路与相应吸收塔内腔顶部的喷淋器连接以输出喷淋的硫酸；任一级吸收塔产出的硫酸自塔底输送至相应的吸收塔泵槽并在吸收塔泵槽内调节至适当浓度、然后经吸收塔循环泵输送至吸收塔酸冷器冷却后送至相应的吸收塔上部的喷淋器喷淋吸收SO₃，提高浓度的硫酸回流至相应的吸收塔泵槽，构成一个相应吸收塔的硫酸循环系统。

输送质量百分浓度为92%～98%的常规浓度硫酸管道直接与末级吸收塔泵槽相连接，使得输入至末级吸收塔的常规浓度硫酸需要先在末级吸收塔泵槽内调节至适当浓度、然后经末级吸收塔循环泵输送至末级吸收塔酸冷器冷却后送至末级吸收塔上部的喷淋器喷淋吸收SO₃，提高浓度的硫酸回流至末级吸收塔泵槽。

初级吸收塔酸冷器通过管道分别与初级吸收塔上部的喷淋器和成品酸外排管相连接，使得初级吸收塔酸冷器冷却后的硫酸送至初级吸收塔上部的喷淋器喷淋吸收SO₃且作为成品酸外排。

所述的末级吸收塔酸冷器通过管路与前一级吸收塔泵槽相连接、前一级吸收塔酸冷器通过管路与再前一级吸收塔泵槽相连接、直至连接到初级吸收塔泵槽。

所述的吸收塔酸冷器采用循环冷却水对硫酸降温。

吸收塔均为填料塔，且在末级吸收塔的顶部设有纤维除雾器。

末级吸收塔之前的各级吸收塔顶部设置丝网除雾器。

吸收塔内的液气比为4～10；初级吸收塔的空塔工况气速为0.8～1.3m/s、入塔酸温为40～55℃，初级吸收塔内的循环酸质量百分浓度为99%～120%；末级吸收塔内的空塔工况气速为1.0～1.8m/s，入塔酸温为40～65℃，末级吸收塔内的循环酸浓度为98%～98.5%。

初级吸收塔的烟气进口输入的含SO₃干烟气中的SO₃体积浓度为3%～30%。

本实用新型相比现有技术有如下优点：

本实用新型的装置通过设置多级吸收塔，且将含SO₃干烟气依次通过初级吸收塔直至末级吸收塔、需提高浓度的硫酸依次通过末级吸收塔直至初级吸收塔，通过酸冷器与循环水间接换热降低各级吸收循环系统的硫酸温度，通过设置合理的串酸方式控制各级硫酸循环系统硫酸的浓度和泵槽液位；与常规的一级吸收工艺相比较，采用多级吸收工艺技术，既可以有效的把92%～98%硫酸的浓度提高至99.5%以上甚至是发烟硫酸的要求，同时可以保证SO₃吸收率在99.9%以上且尾气中的酸雾含量达到常规硫酸吸收工艺的标准。

本发明的装置利用含SO₃干烟气与92%～98%浓度的硫酸反应提高硫酸浓度，以满足有机化工生产过程中需要高浓度硫酸的要求，同时有效的处理了废酸处理在高温裂解后经转化的含SO3干烟气，从而降低运行成本和工程总投资，是一种经济合理的技术。

附图说明

附图1为本实用新型的利用含SO₃干烟气提高常规浓度硫酸浓度的装置的结构示意图。

其中：10—一级吸收塔；11—一级吸收塔泵槽；12—一级吸收塔循环泵；13—一级吸收塔酸冷器；20—二级吸收塔；21—二级吸收塔泵槽；22—二级吸收塔循环泵；23—二级吸收塔酸冷器；30—三级吸收塔；31—三级吸收塔泵槽；32—三级吸收塔循环泵；33—三级吸收塔酸冷器。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步的说明。

如图1所示，以三级吸收塔为例来说明本发明所提供的利用含SO₃干烟气提高常规浓度硫酸浓度的方法。一级吸收塔10的顶部烟气出口通过管道与二级吸收塔20的烟气进口相连接、二级吸收塔20的顶部烟气出口通过管道与三级吸收塔30的烟气进口相连接，三级吸收塔30的烟气出口与后续流程的尾气处理管道相连接。一级吸收塔10的塔底通过管道与一级吸收塔泵槽11相连接，设置在一级吸收塔泵槽11上的一级吸收塔循环泵12通过管路连接一级吸收塔酸冷器13，一级吸收塔酸冷器13通过管路分别连接成品酸外排管和一级吸收塔10内腔的上部的喷淋器；且一级吸收塔泵槽11通过管路与二级吸收塔酸冷器23相连接。二级吸收塔20的塔底通过管道与二级吸收塔泵槽21相连接，设置在二级吸收塔泵槽21上的二级吸收塔循环泵22通过管路连接二级吸收塔酸冷器23，二级吸收塔酸冷器23通过管路分别连接一级吸收塔泵槽11和二级吸收塔20内腔的上部的喷淋器。三级吸收塔30的塔底通过管道与三级吸收塔泵槽31相连接，设置在三级吸收塔泵槽31上的三级吸收塔循环泵32通过管路连接三级吸收塔酸冷器33，三级吸收塔酸冷器33通过管路分别连接二级吸收塔泵槽21和三级吸收塔30内腔的上部的喷淋器。

使用时，含SO₃干烟气首先进入一级吸收塔10，一级吸收塔10的塔顶用最终浓度的硫酸进行吸收，吸收SO₃后硫酸的浓度和温度均会升高，自一级吸收塔10的塔底流出进入一级吸收塔泵槽11，在一级吸收塔泵槽11内与二级吸收塔酸冷器23串入的硫酸进行混合调节，使得一级吸收塔泵槽11内的硫酸浓度至最终浓度；一级吸收塔泵槽11的硫酸通过一级吸收塔循环泵12输送至一级吸收塔酸冷器13，经循环水冷却后送至一级吸收塔10内腔顶部的喷淋器进行喷淋，同时通过产出成品硫酸以控制一级吸收塔泵槽11的液位。

经一级吸收塔吸10吸收后的含SO₃烟气进入二级吸收塔20，二级吸收塔20的塔顶用二级吸收塔酸冷器23输出的硫酸进行吸收，吸收SO₃后硫酸的浓度和温度均会升高，自二级吸收塔20的塔底流出进入二级吸收塔泵槽21，在二级吸收塔泵槽21内与三级吸收塔酸冷器33串入的硫酸进行混合调节，使得二级吸收塔泵槽21内的硫酸浓度至适当浓度；二级吸收塔泵槽21的硫酸通过二级吸收塔循环泵22输送至二级吸收塔酸冷器23，经循环水冷却后送至二级吸收塔20内腔顶部的喷淋器进行喷淋，同时二级吸收塔酸冷器23通过向一级吸收塔泵槽11输出二级吸收塔泵槽21内的硫酸以控制二级吸收塔泵槽21的液位。

经二级吸收塔20吸收后的含SO₃烟气进入三级吸收塔30，三级吸收塔30的塔顶用三级吸收塔酸冷器33输出的硫酸进行吸收，吸收SO₃后硫酸的浓度和温度均会升高，自三级吸收塔30的塔底流出进入三级吸收塔泵槽31，在三级吸收塔泵槽31内与输入的常规浓度硫酸行混合调节，使得三级吸收塔泵槽31内的硫酸浓度至适当浓度；三级吸收塔泵槽31的硫酸通过三级吸收塔循环泵32输送至三级吸收塔酸冷器33，经循环水冷却后送至三级吸收塔30内腔顶部的喷淋器进行喷淋，同时三级吸收塔酸冷器33通过向二级吸收塔泵槽21输出三级吸收塔泵槽31内的硫酸以控制三级吸收塔泵槽21的液位。

二级吸收塔20和三级吸收塔20的硫酸循环系统与一级吸收塔10的硫酸循环系统的循环硫酸方式、硫酸冷却方式、槽内硫酸液位的控制方式均类似。含SO₃干烟气经一级吸收塔10、二级吸收塔20、三级吸收塔30吸收后，总的吸收率达到工艺要求后去尾气处理系统。

进入系统的92%～98%硫酸加至三级吸收塔泵槽31，再分别经三级吸收塔30、二级吸收塔20、一级吸收塔10吸收SO₃后把硫酸浓度提高到使用要求后从一级吸收塔10的硫酸循环系统排出。在一级吸收塔10和二级吸收塔20内设置丝网除雾器或不设置除雾器，在三级吸收塔30内设置纤维除雾器，以保证尾气中的硫酸雾含量指标。

本装置中的吸收塔的级数，既可以是二级、也可以是三级以上，根据进入装置中的含SO₃干烟气中的SO₃含量、原始硫酸的浓度和从一级吸收塔10产出的最终硫酸的浓度、各级吸收塔的吸收酸温度等各项参数决定了需要的吸收塔的级数。具体需根据工艺条件和工艺要求确定需要的吸收塔的级数。

一级吸收塔10内的空塔工况气速为0.8～1.3m/s，循环酸量（塔内液气比4～10）根据出塔酸温进行具体设计，入塔酸温为40～55℃，一级吸收塔10内的循环酸浓度约等于需要产出的最终酸的浓度（99%～120%）。二级吸收塔20内的空塔工况气速为0.8～1.5m/s，循环酸量（塔内液气比4～10）根据出塔酸温进行具体设计，入塔酸温为40～65℃，二级吸收塔20内的循环酸浓度界于需要产出的最终酸的浓度（99%～120%）与进入系统的硫酸浓度（92%～98%）之间。三级吸收塔30内的空塔工况气速为1.0～1.8m/s，循环酸量（塔内液气比4～10）根据出塔酸温进行具体设计，入塔酸温为40～65℃，三级吸收塔30内的循环酸浓度为98%～98.5%。

实施例

本实施例的工艺条件如下：工艺烟气量为27870Nm³/h、含SO₃体积浓度为11.84%、温度为180℃的干烟气，进入系统的98%酸的量为30289kg/h、温度为40℃。利用三级吸收把98%酸的酸浓提高至104.5%,其产量为42070kg/h，同时保证对烟气中的SO₃吸收率达到99.9%以上。

具体工艺说明如下：含SO₃干烟气进入装置后,首先进入一级吸收塔10，烟气在一级吸收塔10内的空塔工况气速为1.2m/s，塔顶用浓度104.5%、温度为40℃、流量为240m³/h的硫酸喷淋，吸收SO₃后的酸浓度升至104.8%、温度升至60℃自塔底流出进入一级吸收塔泵槽11，在一级吸收塔泵槽11中与二级吸收塔酸冷器23串入的浓度为101.8%的发烟酸混合，调节一级吸收塔泵槽11中的酸浓度至104.5%；一级吸收塔泵槽11内的酸由一级吸收塔循环泵12送入一级吸收塔酸冷器13，冷却至40℃后进入一级吸收塔10进行喷淋。一级吸收塔泵槽11的液位高时，通过阀门调节往外产104.5%的成品发烟硫酸42070kg/h。

一级吸收塔10出口的烟气进入二级吸收塔20，烟气在二级吸收塔20内的空塔工况气速为1.2m/s，塔顶用浓度101.8%、温度为40℃、流量为160m³/h的硫酸喷淋，吸收SO₃后的酸浓度升至102%、温度升至49℃自塔底流出进入二级吸收塔泵槽21，在二级吸收塔泵槽21中与三级吸收塔酸冷器33串入的98.3%酸混合，调节二级吸收塔泵槽21中的酸浓度至101.8%；二级吸收塔泵槽21内的酸由二级吸收塔循环泵22送入二级吸收塔酸冷器23，冷却至40℃后进入二级吸收塔20进行喷淋。二级吸收塔泵槽21的液位高时，通过阀门调节送至一级吸收塔泵槽11,串至一级吸收塔泵槽11的101.8%酸量平均为35590kg/h。

二级吸收塔20出口的烟气进入三级吸收塔30，烟气在三级吸收塔30内的空塔工况气速为1.4m/s，塔顶用浓度98.3%、温度为40℃、流量为155m³/h的硫酸喷淋，吸收SO₃后的酸浓度升至99.41%、温度升至46℃自塔底流出进入三级吸收塔泵槽31，在三级吸收塔泵槽31中与加入系统的需提高浓度的98%酸混合，调节三级吸收塔泵槽31中的酸浓度至98.3%；三级吸收塔泵槽31内的酸由三级吸收塔循环泵32送入三级吸收塔酸冷器33，冷却至40℃后进入三级吸收塔30进行喷淋。三级吸收塔泵槽31的液位高时，酸送至二级吸收塔泵槽21，串至二级吸收塔泵槽21的98.3%酸量为32144kg/h。

本发明通过设置多级吸收塔，且将含SO₃干烟气依次通过初级吸收塔直至末级吸收塔、需提高浓度的硫酸依次通过末级吸收塔直至初级吸收塔，通过酸冷器与循环水间接换热降低各级吸收循环系统的硫酸温度，通过设置合理的串酸方式控制各级硫酸循环系统硫酸的浓度和泵槽液位；与常规的一级吸收装置相比较，采用多级吸收装置，既可以有效的把92%～98%硫酸的浓度提高至99.5%以上甚至是发烟硫酸的要求，同时可以保证SO₃吸收率在99.9%以上且尾气中的酸雾含量达到常规硫酸吸收工艺的标准。

以上实施例仅为说明本实用新型的技术思想，不能以此限定本实用新型的保护范围，凡是按照本实用新型提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本实用新型保护范围之内；本实用新型未涉及的技术均可通过现有技术加以实现。

Claims

1.一种利用含SO₃干烟气提高常规浓度硫酸浓度的装置，其特征在于：所述的装置包括多个串联的吸收塔，其中初级吸收塔的烟气进口输入含SO₃干烟气且初级吸收塔的塔顶出气口通过管路连接后一级吸收塔的烟气进口、直至末级吸收塔的烟气进口，末级吸收塔的常规浓度硫酸进口输入质量百分浓度为92%～98%硫酸且末级吸收塔的塔底硫酸出口通过管路连接前一级吸收塔的硫酸进口、直至初级吸收塔的硫酸进口；因此，含SO₃干烟气运行方向为初级吸收塔至末级吸收塔、最后经末级吸收塔吸收SO₃后排出，需提高浓度的常规浓度硫酸的运行方向为末级吸收塔至初级吸收塔、最后在初级吸收塔内吸收SO₃后调节为最终浓度的硫酸排出并作为初级吸收塔的吸收液。

2.根据权利要求1所述的利用含SO₃干烟气提高常规浓度硫酸浓度的装置，其特征在于：任一级吸收塔皆配备吸收塔泵槽、吸收塔循环泵和吸收塔酸冷器构成硫酸循环系统，吸收塔的塔底硫酸出口通过管路连接吸收塔泵槽，配置在吸收塔泵槽上的吸收塔循环泵通过管路连接吸收塔酸冷器，吸收塔酸冷器通过管路与相应吸收塔内腔顶部的喷淋器连接以输出喷淋的硫酸；任一级吸收塔产出的硫酸自塔底输送至相应的吸收塔泵槽并在吸收塔泵槽内调节至适当浓度、然后经吸收塔循环泵输送至吸收塔酸冷器冷却后送至相应的吸收塔上部的喷淋器喷淋吸收SO₃，提高浓度的硫酸回流至相应的吸收塔泵槽，构成一个相应吸收塔的硫酸循环系统。

3.根据权利要求2所述的利用含SO₃干烟气提高常规浓度硫酸浓度的装置，其特征在于：输送质量百分浓度为92%～98%的常规浓度硫酸管道直接与末级吸收塔泵槽相连接，使得输入至末级吸收塔的常规浓度硫酸需要先在末级吸收塔泵槽内调节至适当浓度、然后经末级吸收塔循环泵输送至末级吸收塔酸冷器冷却后送至末级吸收塔上部的喷淋器喷淋吸收SO₃，提高浓度的硫酸回流至末级吸收塔泵槽。

4.根据权利要求2或3所述的利用含SO₃干烟气提高常规浓度硫酸浓度的装置，其特征在于：初级吸收塔酸冷器通过管道分别与初级吸收塔上部的喷淋器和成品酸外排管相连接，使得初级吸收塔酸冷器冷却后的硫酸送至初级吸收塔上部的喷淋器喷淋吸收SO₃且作为成品酸外排。

5.根据权利要求2或3所述的利用含SO₃干烟气提高常规浓度硫酸浓度的装置，其特征在于：所述的末级吸收塔酸冷器通过管路与前一级吸收塔泵槽相连接、前一级吸收塔酸冷器通过管路与再前一级吸收塔泵槽相连接、直至连接到初级吸收塔泵槽。

6.根据权利要求2所述的利用含SO₃干烟气提高常规浓度硫酸浓度的装置，其特征在于：所述的吸收塔酸冷器采用循环冷却水对硫酸降温。

7.根据权利要求1所述的利用含SO₃干烟气提高常规浓度硫酸浓度的装置，其特征在于：吸收塔均为填料塔，且在末级吸收塔的顶部设有纤维除雾器。

8.根据权利要求7所述的利用含SO₃干烟气提高常规浓度硫酸浓度的装置，其特征在于：末级吸收塔之前的各级吸收塔顶部设置丝网除雾器。

9.根据权利要求1所述的利用含SO₃干烟气提高常规浓度硫酸浓度的装置，其特征在于：吸收塔内的液气比为4～10。