一种湿法硫化物制备硫酸的装置及工艺制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种湿法硫化物制备硫酸的装置，其包括顺次连接的硫化物燃烧部、二氧化硫催化氧化部和硫酸蒸汽冷凝部，其中：硫化物燃烧部：包括相互连接的酸气燃烧炉和高温废热锅炉；酸气燃烧炉的炉膛连通高温废热锅炉的第一列管的进口；二氧化硫催化氧化部：包括反应器，该反应器包括至少三个反应床层，反应床层之间设置有床层换热器；高温废热锅炉的第一列管的出口连通反应器的进料口；硫酸蒸汽冷凝部：包括反应气换热器和硫酸冷凝器；反应器的出料口经反应气换热器的第一热媒通道后连通硫酸冷凝器的第二热媒通道的酸气进口。本发明专利技术还公开了利用上述装置的制酸工艺。本发明专利技术具有减少工艺设备、精简流程的优势。

A Device and Technology for Preparing Sulfuric Acid from Wet Sulfide

【技术实现步骤摘要】
一种湿法硫化物制备硫酸的装置及工艺
本专利技术具体涉及一种湿法硫化物制备硫酸的装置及工艺
技术介绍
硫化物主要为硫化氢(H2S)，硫化氢是一种无机化合物，正常情况下是一种无色、易燃的酸性气体，浓度低时带恶臭，气味如臭蛋；浓度高时反而没有气味(因为高浓度的硫化氢可以麻痹嗅觉神经)，硫化氢产生于天然气净化、石油炼制，以及制煤气、制革、制药、造纸、合成化学纤维等生产过程。硫化氢是无色气体，有刺激性恶臭，易挥发，燃烧时呈蓝色火焰。硫化氢是大气的主要污染物之一，不仅危害人体健康，还会严重腐蚀设备等。硫化氢废气不能直接排放于环境中，现有工艺技术中，一般采用克劳斯工艺处理硫化氢并回收得到硫磺，这种工艺方法，工艺条件比较复杂，流程长，设备也多，尾气污染物残留量高，不能满足环保排放标准。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述缺陷，减少工艺设备、精简流程及降低尾气污染残留，为此，本申请首先提出如下方案：一种湿法硫化物制备硫酸的装置，其包括顺次连接的硫化物燃烧部、二氧化硫催化氧化部和硫酸蒸汽冷凝部，其中：硫化物燃烧部：包括相互连接的酸气燃烧炉和高温废热锅炉；该高温废热锅炉包括第一外壳、设置在第一外壳的内腔中的第一列管、以及连通第一外壳的内腔的第一汽包；酸气燃烧炉的炉膛连通高温废热锅炉的第一列管的进口；二氧化硫催化氧化部：包括反应器，该反应器为立式多段催化反应器，沿竖直方向，该反应器包括至少三个反应床层，相邻的反应床层之间设置有床层换热器；该反应器设置有进料口和出料口；高温废热锅炉的第一列管的出口连通反应器的进料口；硫酸蒸汽冷凝部：包括反应气换热器和硫酸冷凝器；其中，反应气换热器具有第一冷媒通道和第一热媒通道，硫酸冷凝器具有第二冷媒通道和第二热媒通道；该硫酸冷凝器的第二热媒通道设置有酸气进口、酸液排出口和不凝气排放口；反应器的出料口经反应气换热器的第一热媒通道后连通硫酸冷凝器的第二热媒通道的酸气进口。优选地，酸气燃烧炉和高温废热锅炉为一体式结构，即酸气燃烧炉和高温废热锅炉两者为一整体结构；第一列管为陶瓷管。利用本专利技术，酸气在完成燃烧后直接进入到反应器内进行氧化，生成三氧化硫，并形成硫酸，利用硫酸蒸汽冷凝部将硫酸进行冷凝，并与酸气燃烧炉的进风进行换热，以保证酸气的充分燃烧。利用本专利技术，可以直接将酸气制成硫酸，相对于现有技术，可有效地减少设备，缩短工艺流程。进一步，为便于硫酸的存储和运输，该装置还包括硫酸降温部，该硫酸降温部包括硫酸水冷器，该硫酸水冷器具有第三冷媒通道和第三热媒通道；硫酸冷凝器的第二热媒通道的酸液排出口连通该第三热媒通道的进口。进一步，该装置还包括洗涤塔和排液泵，该洗涤塔包括筒式塔体，在塔体内沿竖直方向设置有至少两级脱酸部，每级脱酸部包括一支撑板和布置在支撑板上方的喷淋管；支撑板上安装有沿上下方向贯穿该支撑板的通气管，在通气管的顶部安装有管帽，每一支撑板与塔体之间形成一溶液腔，在塔体上安装有连通该溶液腔的出液管，该出液管经一循环泵连通该喷淋管；在塔体的底部设置有一进气腔，该进气腔位于最下一级脱酸部的下侧，在该塔体上安装有连通该进气腔的进气管和排液管，该排液管连接所述排液泵的进口，该排液泵的出口连接有洗涤液循环管，在该洗涤液循环管上连接有一连通进气管的洗涤液循环管；硫酸冷凝器的第二热媒通道的不凝气排放口连通该进气管。为减少洗涤塔排出气体的含水量，在洗涤塔的顶部设置有纤维除雾器。该设计可以将从硫酸冷凝器排出的酸雾进一步净化，以将酸雾中的有害成分降低到排放标准以下。为提高对硫酸冷凝器排出酸雾的吸收效果，在进气管上串联有一气液混合器，该洗涤液循环管经该气液混合器连通进气管。设置气液混合器后，可以在气液混合器中保留一定液位的液体量，酸雾在进入到该气液混合器内后，液体即可对酸雾进行吸收，有利于提高酸雾的吸收效果。至少在位于最下侧的脱酸部上设置有用于补充洗涤剂的补充管。该设计可以使洗涤液能够及时地与进入到洗涤塔内的酸雾进行接触，以吸收酸雾中的有害成分。具体地，所述硫酸冷凝器包括壳体，在壳体内沿上下方向设置有两块分割板，两块分割板将壳体的内腔从下向上分割为布气腔、冷却腔和不凝气收集腔，在壳体上设置有连通布气腔的酸气进口和酸液排出口，连通冷却腔的进风口和出风口，以及连通不凝气收集腔的不凝气排放口；在壳体内还设置有连通布气腔和不凝气收集腔的冷凝玻璃管。在该硫酸冷凝器中设置了冷凝玻璃管用于酸气流动，利用玻璃材料的优异抗酸腐蚀性能，以提高设备的使用寿命，由于冷凝玻璃管连通布气腔和不凝气收集腔，使冷凝玻璃管沿竖直方向或大致沿竖直方向延伸，酸气在冷凝玻璃管中冷凝后，会沿管壁快速地向下流动到布气腔中，并从酸液排出口排出，光滑的冷凝玻璃管内壁有利于酸液向下流动，避免在内壁上附着过多的酸液，影响冷凝效果。进一步，第一汽包的蒸汽出口连通反应器的床层换热器的进口。将第一汽包中所产生的蒸汽重新进入到反应器中，以吸收反应热，生产高品位的过热蒸汽。进一步，所述反应气换热器为一中温废热锅炉，该中温废热锅炉包括第二外壳、设置在第二外壳的内腔中的第二列管、以及连通第二外壳的内腔的第二汽包；该第二列管形成为所述第一热媒通道，第二外壳的内腔形成为所述第一冷媒通道；该第二汽包的蒸汽出口连通反应器的床层换热器的进口。将第二汽包中所产生的蒸汽进入到反应器中，以吸收反应热，生产高品位的过热蒸汽。为防止连通第二列管与硫酸冷凝器的第二热媒通道之间的酸气管被酸气腐蚀，在该酸气管上设置有伴热管，该伴热管用于在开车时提供热能，以防止酸气管的腐蚀。在刚开车时，由于酸气管处于常温状态，在酸气经过时，部分酸气会被冷凝为液体，对酸气管造成较大的腐蚀，在开车前，首先利用伴热管将酸气管升温到酸气冷凝温度以上，再通入酸气，进行正常生产，在酸气能够维持在冷凝温度以上时，停止伴热管的工作。利用该装置，能够使排放尾气中的二氧化硫小于5mg/Nm3。为达到上述目的，本申请还提出了一种湿法硫化物制备硫酸的工艺，其采用上述的湿法硫化物制备硫酸的装置，该工艺包括如下步骤：(1)含硫化氢的酸性气体进入到酸气燃烧炉内进行燃烧，生产富含二氧化硫的燃烧气，该燃烧气经高温废热锅炉换热降温后排出；(2)从高温废热锅炉排出的燃烧气进入到反应器内，进行催化反应，燃烧气中的二氧化硫转化为三氧化硫，形成反应后气；(3)反应后气依次经中温废热锅炉和硫酸冷凝器冷凝后形成硫酸；(4)空气经硫酸冷凝器加热后与酸性气体混合后一起进入到酸气燃烧炉内；(5)从第一汽包和第二汽包中排出的蒸汽进入到反应器的床层换热器；(6)对从硫酸冷凝器的不凝气排放口排出的酸雾采用洗涤液进行清洗。洗涤液可以采用氨水、氢氧化钠溶液、双氧水或其它易于吸收酸气的洗涤液。该工艺中，酸性气体在经过燃烧、催化氧化后转化为含三氧化硫的酸气，该酸气在经中温废热锅炉和硫酸冷凝器进行硫酸回收后，利用洗涤塔对尾气中微量的酸性物质进行脱除，使尾气能够达标排放。在该工艺中，为有效利用燃烧中所产生的热能，将作为助燃气体的空气经硫酸冷凝器进行加热，并在酸气燃烧炉前与酸性气体混合，以保证燃烧温度，避免燃烧温度产生较大的波动，使部分硫化氢被氧化为硫磺，堵塞管道。该工艺能够充分地将硫化氢转化为三氧化硫，并冷凝为硫酸，达到资源回收，相比现有技术具有更优化的工艺流程以及更高效的热能回收体系，能够本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种湿法硫化物制备硫酸的装置，其特征在于，包括顺次连接的硫化物燃烧部、二氧化硫催化氧化部和硫酸蒸汽冷凝部，其中：硫化物燃烧部：包括相互连接的酸气燃烧炉和高温废热锅炉；该高温废热锅炉包括第一外壳、设置在第一外壳的内腔中的第一列管、以及连通第一外壳的内腔的第一汽包；酸气燃烧炉的炉膛连通高温废热锅炉的第一列管的进口；二氧化硫催化氧化部：包括反应器，该反应器为立式多段催化反应器，沿竖直方向，该反应器包括至少三个反应床层，相邻的反应床层之间设置有床层换热器；该反应器设置有进料口和出料口；高温废热锅炉的第一列管的出口连通反应器的进料口；硫酸蒸汽冷凝部：包括反应气换热器和硫酸冷凝器；其中，反应气换热器具有第一冷媒通道和第一热媒通道，硫酸冷凝器具有第二冷媒通道和第二热媒通道；该硫酸冷凝器的第二热媒通道设置有酸气进口、酸液排出口和不凝气排放口；反应器的出料口经反应气换热器的第一热媒通道后连通硫酸冷凝器的第二热媒通道的酸气进口。

【技术特征摘要】
1.一种湿法硫化物制备硫酸的装置，其特征在于，包括顺次连接的硫化物燃烧部、二氧化硫催化氧化部和硫酸蒸汽冷凝部，其中：硫化物燃烧部：包括相互连接的酸气燃烧炉和高温废热锅炉；该高温废热锅炉包括第一外壳、设置在第一外壳的内腔中的第一列管、以及连通第一外壳的内腔的第一汽包；酸气燃烧炉的炉膛连通高温废热锅炉的第一列管的进口；二氧化硫催化氧化部：包括反应器，该反应器为立式多段催化反应器，沿竖直方向，该反应器包括至少三个反应床层，相邻的反应床层之间设置有床层换热器；该反应器设置有进料口和出料口；高温废热锅炉的第一列管的出口连通反应器的进料口；硫酸蒸汽冷凝部：包括反应气换热器和硫酸冷凝器；其中，反应气换热器具有第一冷媒通道和第一热媒通道，硫酸冷凝器具有第二冷媒通道和第二热媒通道；该硫酸冷凝器的第二热媒通道设置有酸气进口、酸液排出口和不凝气排放口；反应器的出料口经反应气换热器的第一热媒通道后连通硫酸冷凝器的第二热媒通道的酸气进口。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括硫酸降温部，该硫酸降温部包括硫酸水冷器，该硫酸水冷器具有第三冷媒通道和第三热媒通道；硫酸冷凝器的第二热媒通道的酸液排出口连通该第三热媒通道的进口。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括洗涤塔和排液泵，该洗涤塔包括筒式塔体，在塔体内沿竖直方向设置有至少两级脱酸部，每级脱酸部包括一支撑板和布置在支撑板上方的喷淋管；支撑板上安装有沿上下方向贯穿该支撑板的通气管，在通气管的顶部安装有管帽，每一支撑板与塔体之间形成一溶液腔，在塔体上安装有连通该溶液腔的出液管，该出液管经一循环泵连通该喷淋管；在塔体的底部设置有一进气腔，该进气腔位于最下一级脱酸部的下侧，在该塔体上安装有连通该进气腔的进气管和排液管，该排液管连接所述排液泵的进口，该排液泵的出口连接有洗涤液循环管，在该洗涤液循环管上连接有一连通进气管的洗涤液循环管；硫酸冷凝器的第二热媒通道的不凝气排放口连通该进气管。4.根据权利要求3所述的装置，...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢健，王雪林，王智，蒋金花，殷明松，
申请(专利权)人：南京聚拓化工科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32