CN218107259U - 一种硫磺制酸中尾气循环处理机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及硫酸加工技术领域，具体为一种硫磺制酸中尾气循环处理机构，包括焚硫炉，用于进行硫磺的焚烧；换热组件，用于将尾气进行逐步换热降温；一吸塔和二吸塔，用于进行浓硫酸的逆向接触，进而进行三氧化硫的吸收；循环输送组件，用于向焚硫炉的输入端持续通入含有氧气的气体。该硫磺制酸中尾气循环处理机构中，二吸塔出口SO₂气体，O₂，N、NO化合物的气体循环进入气体混合器与制氧器来的99.9％的氧气混合，喷射进入焚硫炉的液体硫磺与气体混合器出口的氧混合，硫在焚硫炉内充分燃烧生成浓度11％的SO2气体进入废热锅炉、一吸塔、二吸塔等设备，二吸塔吸收后的气体再返回气体混合器补充O₂，尾气循环利用，实现零排放零污染。

Description

一种硫磺制酸中尾气循环处理机构

技术领域

本实用新型涉及硫酸加工技术领域，具体地说，涉及一种硫磺制酸中尾气循环处理机构。

背景技术

硫酸广泛用于冶金、石油、化肥、制药、国防、日常家居等领域，被称为“工业母基”。来自《中商情报网》的数据，2021年全国共生产硫酸8556万吨，云南省作为第一大硫酸生产省共生产1596.68万吨。为了云南的绿水青山及美丽风景，云南云天化作为硫酸生产的龙头企业每年投入大量的科研经费进行创新，为实现硫酸生产零排放，为美丽中国作出贡献。

硫磺是一种易燃物质，它与氧气或空气燃烧反应，生成二氧化硫气体，并释放出大量热量。二氧化硫在一定温度下(400℃～600℃)并在钒触媒催化的作用下与氧气进行反应，生成三氧化硫气体，并释放出大量热量。三氧化硫在吸收塔内被浓硫酸吸收，并加适量水制得所需浓硫酸。但是现行硫酸生产工艺存在的问题如下：

1、尾气不能完全回收，排放的SO₂气体造成环境污染，导致酸雨腐蚀；

2、尾气洗涤吸收需要液氨，存在中毒及爆炸风险，产品硫氨处理困难；

3、尾气洗涤回收设备多，增加能源消耗及生产成本；

4、尾气烟囱高达90米，维护维修成本高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种硫磺制酸中尾气循环处理机构，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种硫磺制酸中尾气循环处理机构，包括焚硫炉，用于进行硫磺的焚烧，所述焚硫炉的输入端连接有液硫贮槽，用于液硫向焚硫炉的输入；换热组件，位于焚硫炉的输出端且依次连接，用于将尾气进行逐步换热降温；一吸塔和二吸塔，所述一吸塔和二吸塔分别位于换热组件的中部和尾部，用于进行浓硫酸的逆向接触，进而进行三氧化硫的吸收；循环输送组件，所述循环输送组件位于焚硫炉的输入端，用于向焚硫炉的输入端持续通入含有氧气的气体。

作为优选，所述循环输送组件包括制氧器，用于生产氧气；气体混合器，所述气体混合器通过管道与制氧器的输出端连接，所述气体混合器还通过管道与焚硫炉连接，所述气体混合器还通过管道与外界空气连接，且管道上安装有第一控制阀，所述气体混合器用于将制氧器产生的氧气与其他混合；主风机和开车风机，所述主风机和开车风机的输入端与气体混合器的输出端连接，用于将气体混合器输出的气体进行干燥；干燥塔，所述干燥塔的输入端与主风机和开车风机的输出端连接，所述干燥塔的输出端与焚硫炉的输入端连接，用于将主风机和开车风机送入的气体进行干燥，并通入焚硫炉进行焚烧。

作为优选，换热组件包括依次连接的废热锅炉、高温过热器、第一热热换热器、第一冷热换热器、第一省煤器、第二冷热换热器、第二热热换热器、低温过热器、第二省煤器。

作为优选，所述一吸塔安装在第一省煤器和第二冷热换热器之间，所述二吸塔安装第二省煤器的尾部，且输出端通过管道与循环输送组件连通。

作为优选，所述开车风机与气体混合器之间的管道上安装有第二控制阀，所述主风机与干燥塔之间的管道上安装有第三控制阀，所述开车风机干燥塔之间的管道上安装有第四控制阀。

作为优选，所述高温过热器的输入端和输出端上分别安装有转化一段和转化二段。

作为优选，所述第一冷热换热器的输入端上安装有转化三段，所述第二热热换热器的输入端上安装有转化四段。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果：

该硫磺制酸中尾气循环处理机构中，取消尾气洗涤工序及尾气烟囱，增加制氧器，二吸塔出口SO₂气体，O₂，N、NO化合物的气体循环进入气体混合器与制氧器来的99.9％的氧气混合，混合气体经风机加压到40-54KPa进入干燥塔，喷射进入焚硫炉的液体硫磺与气体混合器出口的氧混合，硫在焚硫炉内充分燃烧生成浓度11％的SO2气体进入废热锅炉、一吸塔、二吸塔等设备，二吸塔吸收后的气体再返回气体混合器补充O₂，尾气循环利用，实现零排放零污染。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型中循环输送组件的结构示意图。

图中各个标号意义为：

1、焚硫炉；2、废热锅炉；3、高温过热器；31、转化一段；32、转化二段；4、第一热热换热器；5、第一冷热换热器；51、转化三段；6、第一省煤器；7、一吸塔；8、第二冷热换热器；9、第二热热换热器；91、转化四段；10、低温过热器；11、第二省煤器；12、二吸塔；13、循环输送组件；131、干燥塔；132、主风机；133、气体混合器；134、制氧器；135、开车风机；136、第一控制阀；137、第二控制阀；138、第三控制阀；139、第四控制阀；14、液硫贮槽。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型提供一种硫磺制酸中尾气循环处理机构，如图1-图2所示，包括焚硫炉1，用于进行硫磺的焚烧，焚硫炉1的输入端连接有液硫贮槽14，用于液硫向焚硫炉1的输入；换热组件，位于焚硫炉1的输出端且依次连接，用于将尾气进行逐步换热降温；一吸塔7和二吸塔12，一吸塔7和二吸塔12分别位于换热组件的中部和尾部，用于进行浓硫酸的逆向接触，进而进行三氧化硫的吸收；循环输送组件13，循环输送组件13位于焚硫炉1的输入端，用于向焚硫炉1的输入端持续通入含有氧气的气体。

本实施例中，循环输送组件13包括制氧器134，用于生产氧气；气体混合器133，气体混合器133通过管道与制氧器134的输出端连接，气体混合器133还通过管道与焚硫炉1连接，气体混合器133还通过管道与外界空气连接，且管道上安装有第一控制阀136，气体混合器133用于将制氧器134产生的氧气与其他混合；主风机132和开车风机135，主风机132和开车风机135的输入端与气体混合器133的输出端连接，用于将气体混合器133输出的气体进行干燥；干燥塔131，干燥塔131的输入端与主风机132和开车风机135的输出端连接，干燥塔131的输出端与焚硫炉1的输入端连接，用于将主风机132和开车风机135送入的气体进行干燥，并通入焚硫炉1进行焚烧。

具体的，换热组件包括依次连接的废热锅炉2、高温过热器3、第一热热换热器4、第一冷热换热器5、第一省煤器6、第二冷热换热器8、第二热热换热器9、低温过热器10、第二省煤器11，用于进行逐步换热。

进一步的，一吸塔7安装在第一省煤器6和第二冷热换热器8之间，二吸塔12安装第二省煤器11的尾部，且输出端通过管道与循环输送组件13连通，用于进行浓硫酸的逆向接触，进而进行三氧化硫的吸收。

进一步的，开车风机135与气体混合器133之间的管道上安装有第二控制阀137，主风机132与干燥塔131之间的管道上安装有第三控制阀138，开车风机135干燥塔131之间的管道上安装有第四控制阀139，用于开车风机135输入风量的控制。

进一步的，高温过热器3的输入端和输出端上分别安装有转化一段31和转化二段32。

进一步的，第一冷热换热器5的输入端上安装有转化三段51，第二热热换热器9的输入端上安装有转化四段91。

值得注意的是，硫磺与干燥空气燃烧生成二氧化硫烟气S+O₂＝＝＝SO₂↑+Q，二氧化硫烟气与氧气在钒触媒催化剂的作用下生成三氧化硫气体；SO₂+1/2O₂＝＝＝SO₃↑+Q；三氧化硫气体由浓酸吸收生成成品硫酸；SO₃+H₂O＝＝＝H₂SO₄+Q；尾气脱硫原理为：进入吸收塔的尾气SO₂浓度≤800mg/Nm3，通过吸收塔吸收后SO₂浓度≤100mg/Nm3排放到大气中，吸收过程：吸收过程主要在尾吸塔进行，含二氧化硫的烟气与吸收液充分接触，并按下列反应式反应：

SO₂+H2O＝＝＝H₂SO₃；H₂SO₃+NH₄OH＝＝＝NH₄HSO₃+H₂O；H₂SO₃+2NH₄OH＝＝＝(NH₄)2SO₃+2H₂O；H₂SO₃+(NH₄)2SO₃＝＝＝2NH₄HSO₃；

本实用新型的硫磺制酸中尾气循环处理机构在使用时，首先来自熔硫的液体硫磺通过泵输送液硫贮槽15，再经喷磺泵加压后由磺枪雾化喷入焚硫炉1，在焚硫炉1内与来自于干燥塔131的空气(水分≤0.1g/Nm3)充分混合燃烧，生成10％左右的SO₂气体(含SO3约0.3％左右)，同时释放出大量的热量，SO₂气温度高达1050℃左右。经过废热锅炉2换热降温后，温度由1050℃左右下降到380℃左右，经锅炉旁路阀调整，控制转化一段进口气温为415℃，送入转化一段31经催化剂转化。转化为SO3的反应过程为放热反应，一段转化气出口气温升至620℃左右进入高温过热器3内冷却换热，降温至435℃左右(通过旁路阀控制)进入转化二段32进行反应，二氧化硫进一步转化为三氧化硫并产生大量的热量，转化二段出口气温升至512℃左右进入第一热热换热器4冷却、换热，降温至435℃左右(通过旁路阀控制)送入转化三段51继续转化。三段催化剂床层出口气温升至464℃左右，依次经过冷热换热器5和第一省煤器6换热冷却后，降温至170℃左右进入一吸塔7与98.0％的浓硫酸逆向接触进行三氧化硫的第一次吸收。

一次转化气通过一吸塔7吸收三氧化硫后经塔顶纤维除沫器除去酸雾，进入第二冷热换热器8内与三段出口转化气间接换热升温至309℃左右，再进入第二热热换热器9与二段出口转化气间接换热升温至420℃左右，进入转化四段91进行二氧化硫的二次转化，经四段转化后出口气温升至436℃左右依次进入低温过热器10、第二省煤器11内与饱和蒸汽、锅炉给水间接换热冷却，温度降至150℃左右进入二吸塔12吸收。二吸塔12吸收后的气体经尾气吸收工序吸收后通过管道循环输送至气体混合器131内，经过气体混合器131将氧气混合，并经过主风机132和开车风机135循环通入干燥塔131内，保证气体的循环处理。

最后，需要说明的是，本实施例中的气体混合器133、制氧器134等，上述部件中的电子元器件均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本领域技术人员可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知，在本装置空闲处，将上述中所有电器件分别通过导线进行连接，具体连接手段，应参考上述工作原理中，各电器件之间先后工作顺序完成电性连接，其均为本领域公知技术。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本实用新型的优选例，并不用来限制本实用新型，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种硫磺制酸中尾气循环处理机构，其特征在于：包括

焚硫炉(1)，用于进行硫磺的焚烧，所述焚硫炉(1)的输入端连接有液硫贮槽(14)，用于液硫向焚硫炉(1)的输入；

换热组件，位于焚硫炉(1)的输出端且依次连接，用于将尾气进行逐步换热降温；

一吸塔(7)和二吸塔(12)，所述一吸塔(7)和二吸塔(12)分别位于换热组件的中部和尾部，用于进行浓硫酸的逆向接触，进而进行三氧化硫的吸收；

循环输送组件(13)，所述循环输送组件(13)位于焚硫炉(1)的输入端，用于向焚硫炉(1)的输入端持续通入含有氧气的气体。

2.根据权利要求1所述的硫磺制酸中尾气循环处理机构，其特征在于：所述循环输送组件(13)包括

制氧器(134)，用于生产氧气；

气体混合器(133)，所述气体混合器(133)通过管道与制氧器(134)的输出端连接，所述气体混合器(133)还通过管道与焚硫炉(1)连接，所述气体混合器(133)还通过管道与外界空气连接，且管道上安装有第一控制阀(136)，所述气体混合器(133)用于将制氧器(134)产生的氧气与其他混合；

主风机(132)和开车风机(135)，所述主风机(132)和开车风机(135)的输入端与气体混合器(133)的输出端连接，用于将气体混合器(133)输出的气体进行干燥；

干燥塔(131)，所述干燥塔(131)的输入端与主风机(132)和开车风机(135)的输出端连接，所述干燥塔(131)的输出端与焚硫炉(1)的输入端连接，用于将主风机(132)和开车风机(135)送入的气体进行干燥，并通入焚硫炉(1)进行焚烧。

3.根据权利要求2所述的硫磺制酸中尾气循环处理机构，其特征在于：换热组件包括依次连接的废热锅炉(2)、高温过热器(3)、第一热热换热器(4)、第一冷热换热器(5)、第一省煤器(6)、第二冷热换热器(8)、第二热热换热器(9)、低温过热器(10)、第二省煤器(11)。

4.根据权利要求3所述的硫磺制酸中尾气循环处理机构，其特征在于：所述一吸塔(7)安装在第一省煤器(6)和第二冷热换热器(8)之间，所述二吸塔(12)安装第二省煤器(11)的尾部，且输出端通过管道与循环输送组件(13)连通。

5.根据权利要求2所述的硫磺制酸中尾气循环处理机构，其特征在于：所述开车风机(135)与气体混合器(133)之间的管道上安装有第二控制阀(137)，所述主风机(132)与干燥塔(131)之间的管道上安装有第三控制阀(138)，所述开车风机(135)干燥塔(131)之间的管道上安装有第四控制阀(139)。

6.根据权利要求3所述的硫磺制酸中尾气循环处理机构，其特征在于：所述高温过热器(3)的输入端和输出端上分别安装有转化一段(31)和转化二段(32)。

7.根据权利要求6所述的硫磺制酸中尾气循环处理机构，其特征在于：所述第一冷热换热器(5)的输入端上安装有转化三段(51)，所述第二热热换热器(9)的输入端上安装有转化四段(91)。

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