一种适用于波动型非稳定高浓SO2烟气的预转化装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种适用于波动型非稳定高浓SO2烟气的预转化装置，其圆柱形壳体内填装触媒，烟气总管将高浓SO2烟气送入壳体内触媒的上方，与触媒反应后从触媒的下方排出。圆柱形壳体沿高度方向设置多块隔板将壳体内腔分隔成多个触媒填装段，每个触媒填装段对应的壳体侧壁分别连接有位于触媒上方的烟气进口支管和位于触媒下方的烟气出口支管，各烟气进口支管和烟气出口支管分别与所述烟气进口总管和烟气出口总管连通；烟气进口支管和烟气出口支管上均连接有开关切断阀来控制各触媒层烟气的通断。这样便于根据烟气工况匹配合适的触媒层参与反应，以随时保证各参与反应触媒的出口温度在其能承受的最高温度以下，随时保证正常的高浓转化。

A pre conversion device for volatile unstable high concentration SO2 flue gas

The utility model discloses a pre conversion device suitable for undulation type unstable high concentrated SO2 flue gas. The cylindrical shell is filled with catalyst, and the flue gas main pipe sends high concentrated SO2 smoke to the catalyst above the shell body, and then is discharged from the catalyst below the catalyst. The cylindrical shell along the height direction is provided with a plurality of baffles to the inner cavity of the casing is divided into a plurality of catalyst filling sections, the side wall of the casing of each catalyst filled sections are respectively connected with a gas inlet pipe is located above the catalyst and located below the catalyst flue gas outlet pipe, the flue gas inlet pipe and a flue gas outlet pipe are respectively connected with the flue gas inlet duct and the smoke outlet communicated with the flue gas inlet pipe; and the flue gas outlet pipe is connected with the switch off valve to control the on-off of the catalyst layer of flue gas. So it is easy to participate in the reaction according to the matching of the catalyst layer in the flue gas working condition, so as to ensure that the outlet temperature of each participating catalyst is kept below the maximum temperature that it can bear, so as to ensure normal high concentration conversion at any time.

【技术实现步骤摘要】
一种适用于波动型非稳定高浓SO2烟气的预转化装置
本技术涉及一种接触法硫酸转换装置，具体涉及一种波动型非稳态高浓度SO2烟气预转化装置。
技术介绍
随着有色冶炼行业日渐趋向富氧熔炼、富氧吹炼工艺的不断发展，火法冶炼产生的SO2烟气浓度越来越高，最高达到30％(v％)以上。因此，配套的冶炼烟气制酸也逐步往高浓度SO2烟气制酸的方向发展，并且出现了较为典型的几种高浓SO2烟气制酸工艺，其中有一种称为“非衡态高浓度SO2转化工艺”，它是采用了以触媒的装填量、转化烟气的流速来控制SO2反应进程的技术。这种转化工艺的优点是技术简单、触媒装填量少。只要通过试验掌握好不同SO2浓度下烟气的流速、触媒量和反应速度的关系就能很好实现该工艺。但是，由于触媒只有一层，烟气总量全部通过触媒层，所以该工艺存在一个致命缺陷：对于烟气量波动大的工况无能为力。因为当烟气量小到一定程度，转化烟气的流速过低时，触媒会立刻被高温烧毁，导致高浓转化失效。而只有进入转化器的高浓SO2烟气量保持基本稳定才能使转化器正常运行。另外，由于触媒层只有一层，所以预转化器还存在占地面积较大的缺陷，不利于单系列冶炼烟气制酸装置的大型化趋势。
技术实现思路
本技术的主要目的在于提供一种在烟气量波动大时也能保证高浓SO2烟气正常转化的装置。本技术提供的这种适用于波动型非稳定高浓SO2烟气的预转化装置，包括圆柱形壳体，圆柱形壳体内填装触媒，烟气总管将高浓SO2烟气送入壳体内触媒的上方，与触媒反应后从触媒的下方排出。所述圆柱形壳体沿高度方向设置有多块隔板将壳体内腔分隔成多个触媒填装段，每个触媒填装段对应的壳体侧壁分别连接有位于触媒上方的烟气进口支管和位于触媒下方的烟气出口支管，各烟气进口支管和烟气出口支管分别与所述烟气进口总管和烟气出口总管连通；烟气进口支管和烟气出口支管上均连接有开关切断阀。所述烟气进口支管和烟气出口支管分布于所述圆柱形壳体的两侧。所述烟气进口支管上连接有烟气流量阀。所述隔板的上表面设置有隔热层，以防止隔板变形或者穿孔所述隔热层采用耐火砖砌筑。本技术在壳体的高度方向设置隔板，使触媒的填装分为多层，每层触媒填装段分别设置独立的烟气进口支管和烟气出口支管，并可通过开关切断阀独立快速的控制各触媒层烟气的通和断，所以本装置可根据高浓SO2烟气的工况快速选择参与预转化的触媒层数，以确保每一层触媒的出口温度均低于其能够承受的最高温度，客服了现有技术当烟气量小到一定程度，烟气流速过低时，触媒会立刻被高温烧毁而导致高浓转化失效的缺陷。由于触媒层数量的灵活选取，所以一套本装置可满足不同熔炼、吹炼工艺构成的极端冶炼烟气制酸工况，有利于单系列冶炼烟气制酸装置不断地走向大型化，并对尽量控制硫酸系统的建设投资和运行成本具有十分明显的优势。另外，本装置通过空间位置的利用来缩小壳体的占地面积，使本装置能作为预转化插件增加到现有硫酸转化系统中，以适应SO2烟气浓度不断提高的应用。经过试验验证，本装置跟现有技术相比，可使硫酸转化和干吸设备投资减少约15～20％，运行成本降低约15～30％，同时可更好的适应铜精矿中铜硫比的变化，尤其有利于老制酸装置的扩产改造。附图说明图1为本技术的结构示意图。具体实施方式如图1所示，本技术公开的这种适用于波动型非稳定高浓SO2烟气预转化的装置，包括圆柱形壳体1、隔板2、烟气进口支管3、烟气出口支管4、开关切断阀5、烟气进口总管6、烟气出口总管7，隔热层8。圆弧形壳体1内沿高度方向设置多块隔板2，使圆柱形壳体1的内腔分隔成多个触媒填装段，每个触媒填装段一个触媒层9。多个触媒层的设置使壳体1的占地面积减小。为了避免隔板2因温度影响变形或者穿孔，在隔板的上表面设置隔热层8。本实施例的隔热层采用耐火砖砌筑。每个触媒填装段对应的壳体1上均连接有烟气进口支管3和烟气出口支管4，烟气进口支管3位于触媒的上方，烟气出口支管4位于触媒的下方。高浓SO2烟气从烟气进口总管分支，从各烟气进口支管3进入相应的触媒填装段，与触媒反应后从烟气出口支管4排出，然后进入烟气出口总管，从烟气出口总管进入3+1常规转化装置。每根烟气进口支管3和烟气出口支管4上均连接一个反应灵敏的开关切断阀5，通过控制开关切断阀5的开、闭来实现每一个触媒填装段的烟气通、断。也就是说每个触媒填装段的烟气通、断可独立操作，这样就可以根据烟气量的波动工况随时选择增加或者减少参与反应的触媒层数量，且每一层的触媒装填量可不同，可根据进入每层触媒烟气量的不同填装不同高度的触媒，均以保证该层触媒的出口温度均能控制在触媒能承受的最高温度为准，避免高温烧坏触媒导致高浓SO2烟气转化失效。具体触媒量依据不同厂家生产触媒的性能不同而异，但都以满足预转化率设计值为同一指标。每根烟气支管3上还连接有烟气流量阀9，通过烟气流量阀控制进入每层触媒的烟气量。预转化触媒层数量以进预转化的最大工况气量与最小工况气量(按最高SO2浓度设计)的比值经优化后确定。下面以一种入口烟气SO2浓度为18％(V％)的转化烟气为例来说明本技术的具体应用。经过多级换热器将冷烟气预热至390～400℃的18％SO2烟气进入烟气总管6，然后通过各触媒装填段烟气进口支管3上的开关切断阀5控制进入哪些触媒层进行预转化。最大烟气量时保证烟气能通过所有触媒层，即每层预转化触媒的进、出口支管上的开关切断阀均打开。烟气量变小时，根据设计时烟气不同的变化工况对某一层或某几层预转化触媒层进、出口支管上的开关切断关闭，保证通过其余触媒层的烟气流速在设计范围内，以控制触媒层出口温度不超过635～640℃(触媒能适应的最高温度)。开车时应一段一段逐步开通各预转化触媒层。即先开启某一预转化层的烟气进、出口支管上的阀门，待通入的烟气量为进入该层和另一层烟气量的设计值之和时，再开启另一触媒层的进、出口支管阀门。以此类推，待进入n层触媒的实际总烟气量是进n+1层触媒的设计烟气量之和时，再开启第n+1触媒层的进出口支管阀门，确保每层触媒都不会超温。当烟气量变小时，一旦发现进入n层触媒的总烟气量略小于通过n层触媒的设计烟气量之和时，应该迅速关闭某一层触媒的进出口阀门，确保此时通入烟气的每层触媒不会超温。预转化装置出来的烟气即进入后续常规3+1转化装置，完成两次转化两次吸收的经典制酸流程。经过试验验证，本装置的最大设定预转化率可随进入转化器烟气中SO2浓度的不同而不同，具体参见下表：从表中可见，虽然通过设定不同的预转化率能适应不同SO2的进口烟气，但要出口SO2烟气适宜进后续常规转化系统，出口SO2浓度宜低于15％(15％为预算值，具体值应根据出口O2浓度核算确定。一般情况下，15％SO2时平衡转化率未超过最大设定预转化率)，则进口烟气中SO2浓度不宜超过22.5％。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用于波动型非稳定高浓SO2烟气的预转化装置，包括圆柱形壳体，圆柱形壳体内填装触媒，烟气总管将高浓SO2烟气送入壳体内触媒的上方，与触媒反应从触媒的下方排出，其特征在于：所述圆柱形壳体沿高度方向设置有多块隔板将壳体内腔分隔成多个触媒填装段，每个触媒填装段的壳体侧壁分别连接有位于触媒上方的烟气进口支管和位于触媒下方的烟气出口支管，各烟气进口支管和烟气出口支管分别与所述烟气进口总管和烟气出口总管连通；烟气进口支管和烟气出口支管上均连接有开关切断阀。

【技术特征摘要】
1.一种适用于波动型非稳定高浓SO2烟气的预转化装置，包括圆柱形壳体，圆柱形壳体内填装触媒，烟气总管将高浓SO2烟气送入壳体内触媒的上方，与触媒反应从触媒的下方排出，其特征在于：所述圆柱形壳体沿高度方向设置有多块隔板将壳体内腔分隔成多个触媒填装段，每个触媒填装段的壳体侧壁分别连接有位于触媒上方的烟气进口支管和位于触媒下方的烟气出口支管，各烟气进口支管和烟气出口支管分别与所述烟气进口总管和烟气出口总管连通；烟气进口支管和烟气出口支管上均连接有开关切断阀。2....

【专利技术属性】
技术研发人员：朱智颖，袁爱武，
申请(专利权)人：长沙有色冶金设计研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：湖南,43