SO3是由新鲜和循环SO2的补充循环存量形成。并且，补充SO2的进料流是通过与SO2和SO3热流的间接热交换受热，从而使热流冷却以分离成两种气体。受热的补充SO2的进料流用作硫燃烧器的热气态进料。将此SO2进料分成两条进料流，一条被纯氧氧化，而另一条仍作为SO2进料。同时并单独地将这些进料和熔融硫进料引入硫燃烧器中，其中额外的SO2是通过连续的放热反应形成。虽然受热，但是经氧化的SO2进料带入反应所需的氧气，且经氧化的和非经氧化的SO2进料在硫燃烧器中用作散热器以降低其中温度。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】SO3是由新鲜和循环SO2的补充循环存量形成。并且，补充SO2的进料流是通过与SO2和SO3热流的间接热交换受热，从而使热流冷却以分离成两种气体。受热的补充SO2的进料流用作硫燃烧器的热气态进料。将此SO2进料分成两条进料流，一条被纯氧氧化，而另一条仍作为SO2进料。同时并单独地将这些进料和熔融硫进料引入硫燃烧器中，其中额外的SO2是通过连续的放热反应形成。虽然受热，但是经氧化的SO2进料带入反应所需的氧气，且经氧化的和非经氧化的SO2进料在硫燃烧器中用作散热器以降低其中温度。【专利说明】专利技术背景已知多种制备二氧化硫(SO2)和三氧化硫(SO3)的方法。一般来说，已知的方法需要大量的资金，因为硫与空气或氧气之间形成二氧化硫的放热反应涉及极高温。虽然推荐了多种降低制备所涉温度的方法，但这些方法常涉及复杂的相对昂贵的装置。大多数S02、SO3和硫酸(H2SO4)设备使用空气来稀释和降低放热效应。这些设备需要昂贵的氮气分离和洗涤装置。如果空气在制备时泄漏，则制备S02、SO3和H2SO4将需要具有高温操作区的硫燃烧器。因为燃烧器的操作温度，所以目前的设备需要耐火材料衬里的后置冷却器和/或废热加热炉。此外，时常，需将过量气体从气态三氧化硫产物中移除并洗涤以除去杂质。在一些情况中，先前所推荐的方法中需要复杂且昂贵的自动循环系统。之前所使用的用于由SO2制备SO3的相对小型装置在图3中示意性绘出。不幸地是，这种装置受限于可利用的SO2原材料的“不明”来源。因此，持续制造SO3的能力强烈地依赖于经济的当地SO2来源。尝试着利用点SO2来源在产能过剩(涉及超出设计生产量)下操作例如图3中所示的设备变得不经济。为满足对SO3的必要需求，则会依赖于从外界购买SO3，此也使操作不经济。专利技术概要根据本专利技术，发现新颖 方法技术可制备二氧化硫(SO2)和三氧化硫(SO3)，而避免了对制备这些产物所需的复杂且昂贵装置的需求。进而，当建立由元素硫制备二氧化硫和三氧化硫的工业级设备时，降低了对大量资金的需求。将实施本专利技术时所产生的SO2连同来自外部来源的新鲜补充的SO2完全地用于本方法，进而降低了原料成本。而且，本专利技术优选方法的实施方案的设计可使设备的SO3设计输出产量通过简单的追加系统轻易地且廉价地增加50%。在本专利技术的一个实施方案中，新鲜和循环二氧化硫的持续补充循环存量用于持续形成so3。此实施方案的另一个特点是通过与方法中形成的SO2和SO3热流进行热交换来加热补充的SO2进料流，进而使热流冷却，分成两种气体，且补充的SO2进料流达到适宜温度以用作硫燃烧器的热气体进料。将此受热的SO2气体进料分成至少两种进料流，其中至少一种通过纯氧进料氧化而另一种仍作为SO2进料。将这些进料和至少一种熔融硫进料同时并单独地引入硫燃烧器中，在硫燃烧器中通过持续的放热反应形成额外的so2。另外，虽然受热的经氧化的SO2进料带入反应所需的氧，但是经氧化的和未经氧化的SO2进料作为硫燃烧器的散热器以降低否则极热的放热反应的温度。根据此实施方案，提供了一种由二氧化硫的补充循环存量制备三氧化硫的方法，此方法包括:A)将SO2气流分成第一 SO2气流和第二 SO2气流，将受控量的纯氧加入第一 SO2气流，且同时并单独地将所得的经氧化的第一 SO2气流和第二 SO2气流送入硫燃烧器中，同时将熔融硫送入硫燃烧器中，以通过在硫燃烧器中进行的连续放热反应，在所述的硫燃烧器中形成额外的SO2，所述的第一和第二进料降低了硫燃烧器中放热反应的温度，且送入硫燃烧器中的纯氧与硫的比例得到气态SO2和游离氧的流出气流；B)将所述的流出气流送入催化的SO3R化器中，其消耗了所有的进入氧气并将转化器中一部分SO2转化成SO3，以形成摩尔比在约7: I至约25: I范围内的SO2和SCV流出流；C)通过与A)中SO2循环气流的间接热交换冷却SOjPSCUA流出流，进而使A)中循环流的温度升高，以确保硫燃烧器持续操作，并形成SO2和SO3的冷却流出流；D)将SO2和SO3的冷却流分成SO3气流或液流以回收或使用和SO2循环气流；E)将新鲜补充的SO2送入所述的SO2循环气流，并通过热交换来调节所得SO2流的温度以形成在A)中遭划分的SO2气流。本专利技术的另一个实施方案是一种双区或两阶段硫燃烧器，其具有被一个或多个耐热挡板部分分开的一个热区和一个冷却器区。发生放热反应的第一阶段热区接收(i)熔融硫进料，其被转化为气态硫，和(ii)SO2和氧气进料，SO2进料用作散热器以降低第一阶段热区的放热反应的温度，而氧气与硫反应形成so2。优选地，第一阶段下游的冷却器区接收一种或多种二氧化硫进料， 其也用作散热器以移除流向出口的来自通向催化三氧化硫转化器的硫的气流的额外热量。本专利技术的这些和其它实施方案和特点将从随后的说明书、附图和随附权利要求中了解到。图示的简单说明图1是制备SO2和SO3的本专利技术方法的示意性流程图。图1A是图1流程图中一部分的流程图，其描述了追加以增加SO3产量。图2是截面正视图，其示出本专利技术的硫燃烧器的一个布置。图3是制备SO2和SO3的先前方法的示意性流程图。就图1A而言，应注意，利用本专利技术的设备的生产能力取决于SO2循环流速。定型增加SO2循环流的装置是得到更大生产能力的另一种方法。【具体实施方式】本专利技术优选的实施方案是通过图1、1A和2阐述。就图1而言，硫燃烧器10(优选两阶段燃烧器)通过管线21接收熔融硫进料，送入硫燃烧器10的第一阶段(优选燃烧器顶端)以使熔融硫落入燃烧器。在所示的实施方案中，硫燃烧器10还在第一阶段通过管线22接收气态二氧化硫和纯氧的组合进料。此进料温度一般在约300° F至约700° F范围内，以确保硫在硫燃烧器中将氧化自燃。可进一步升高进口温度，但这将不利于生产能力。来自管线21和22的进料在硫燃烧器的第一阶段相遇，以将硫转化成气态形式并与氧气发生强放热反应以生成二氧化硫。除非本专利技术加以控制，否则此强放热反应的温度可高达2500° F。优选地，来自管线21的物流进入硫燃烧器10底部在熔融硫的下行进入流下方，以使形成的气态硫和来自管线22的物流中纯氧逆流。虽然优选利用如图2所示的涓流或级联硫燃烧器，但也可使用雾化型燃烧器来将硫递送到硫燃烧器。但是，这需要高压SO2来源作为雾化气体。此外，通过管线23将温度在约300° F至约700° F范围内的大量气态SO2送入硫燃烧器10中，一般送入硫燃烧器10的第一阶段下游的第二阶段。此进料与来自管线22的进料一起用作燃烧器中的散热器以降低在传统硫燃烧器中进行的一般强烈的放热反应的温度。因此，通过管线24流出温度在约750° F至约1400° F范围内的二氧化硫和氧的混合物，该混合物通过热交换器25，该热交换器通过管线26接收来自风箱48的冷却大气空气以使二氧化硫和氧气的混合流通过管线27进入催化的三氧化硫转化器30时温度降至约750° F与约1200° F之间。三氧化硫转化器30包括传统的催化系统，其将二氧化硫转化成三氧化硫。传统的催化系统一般需要约750° F的最低活化温度作为最低进口温度。限制管线22中氧气量，以使其在三氧化硫转化器中完全消耗。因此，三氧化硫转化器30的流出流是二氧本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：TJ霍尔，JM塞尔泽，UR瓦塞瓦拉，
申请(专利权)人：阿尔比马尔公司，
类型：
国别省市：
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