專利名稱：一種硫酸的制備方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種硫酸的制備方法，具體涉及采用硫漿燃燒制備硫酸的方法，還涉
及實(shí)現(xiàn)該方法的裝置。
背景技術(shù)：
請參見圖1。工業(yè)上傳統(tǒng)的硫酸的制備方法的流程是煤氣脫硫裝置(圖中未示出)產(chǎn)生的硫漿，用壓縮空氣進(jìn)行霧化后，在燃燒爐1中燃燒生成以S02氣體為主的煙氣；然后將煙氣通入廢熱鍋爐2，經(jīng)廢熱鍋爐2回收煙氣中部分熱量；接著將煙氣通入增濕塔3內(nèi)用稀硫酸降溫增濕除塵，煙氣中的S、粉塵和微量S03氣體被去除；除塵后得到的S(^過程氣體通入冷卻塔4進(jìn)一步降溫冷卻，降低S02過程氣體中水分含量；再將S02過程氣體通入洗凈塔5進(jìn)行洗凈和再冷卻；然后將S02過程氣體通入除霧器6，除去顆粒和水霧；接著在
干燥塔7內(nèi)用95% H2S04將S02過程氣體干燥脫水；然后S02風(fēng)機(jī)(圖中未示出)將S02過程氣體送入轉(zhuǎn)化器8，在轉(zhuǎn)化器8內(nèi)V205干式觸媒將S02過程氣體轉(zhuǎn)化為S03氣體；S03氣體經(jīng)換熱器(圖中未示出)后通入吸收塔9，用98%112504吸收503氣體，生成98. 5%的濃硫酸；濃硫酸經(jīng)過脫硝反應(yīng)槽(圖中未示出)與磺酸胺反應(yīng)，進(jìn)行脫硝；脫硝后的濃硫酸進(jìn)成品酸槽(圖中未示出)。 吸收塔9出來的尾氣含有少量S0X、 N0X等有害氣體，通過排煙脫硫塔(圖中未示出)與氨水進(jìn)行中和反應(yīng)，生成的(NH4)2S03、 (NH》2S04等鹽類送硫銨吸收裝置(圖中未示出)，出排煙脫硫塔的含氨尾氣進(jìn)中和塔10用稀硫酸進(jìn)行中和，除氨后的尾氣外排，稀硫酸及硫酸銨溶液送到硫銨裝置(圖中未示出)或廢水處理裝置(圖中未示出)。
在國內(nèi)硫酸制造工藝中，包括日本的硫酸工藝，都是采用濕法除塵，濕法除塵勢必降低過程氣體的溫度。除塵后的S02過程氣體水分含量高，需要對S02過程氣體進(jìn)行低溫干燥，將水分含量控制在0. 01%左右，才能保證V205干式觸媒不被粉化而失效。另外，V205干式觸媒將S02過程氣體轉(zhuǎn)化為S03氣體必須有一定活化溫度才能反應(yīng)，又需要將除塵、干燥后的S02過程氣體加熱到420 450°C ，從除塵、冷卻干燥到加熱轉(zhuǎn)化，不僅能源不能得到有效利用，而且造成能源的巨大浪費(fèi)。同時，在除塵、冷卻、洗凈、干燥過程中產(chǎn)生大量的廢酸需要后續(xù)處理，增加了環(huán)境的負(fù)荷。 參見圖2。 WSA制酸方法(又稱濕式煙氣制酸法)流程是以H2S氣體為主要成分的酸性氣體在燃燒爐1燃燒后生成S02過程氣體；S02過程氣體經(jīng)廢熱鍋爐2回收煙氣中部分熱量后，溫度降低到420 450°C ;然后S02過程氣體通入脫銷反應(yīng)器3中脫除硝基；接著S02過程氣體通入轉(zhuǎn)化器4。在轉(zhuǎn)化器4內(nèi)V205濕式觸媒將S02過程氣體轉(zhuǎn)化為S03氣體；然后S03氣體通入酸冷凝冷卻器5內(nèi)生產(chǎn)93 98wt %的硫酸產(chǎn)品。通過99 %的轉(zhuǎn)化和98%的吸收后尾氣中少量含有S0X、 N0X等氣體，與空氣混兌后達(dá)標(biāo)通過煙囪6排放到大氣中。 WSA制酸方法是丹麥王國托普索公司(Topsoe)的技術(shù)，其V205濕式觸媒在水分較高的情況下，不粉化不失效。WSA制酸方法能夠充分利用H2S等酸性氣體燃燒后產(chǎn)生的熱量，滿足V205濕式觸媒所需要的420 450°C的轉(zhuǎn)化溫度，其轉(zhuǎn)化和吸收效率高，尾氣中少量S0pN0x含量低，環(huán)境友好。但是，WSA制酸方法由于受到煙氣除塵的限制，目前在硫漿燃燒制酸工藝中還沒有應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的的第一方面在于提出一種硫酸的制備方法，以解決工業(yè)上傳統(tǒng)的硫酸的制備方法，采用濕法除塵方法將煙氣除塵，導(dǎo)致后續(xù)步驟流程長，能量浪費(fèi)嚴(yán)重，產(chǎn)生的廢酸多，所需設(shè)備占地面積大的問題。 本發(fā)明采用以下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問題，達(dá)到本發(fā)明的目的。
—種硫酸的制備方法，包括以下步驟 a)將硫漿燃燒成煙氣； b)將所述煙氣換熱； c)將所述煙氣除塵得到S02過程氣體； d)將所述S02過程氣體制備成硫酸； 所述步驟c)采用太棉高溫氣體過濾器干法除塵的方法將所述煙氣除塵。
本發(fā)明的硫酸的制備方法，采用太棉高溫氣體過濾器干法除塵的方法將煙氣除塵，省去了增濕、冷卻、洗凈、干燥、S02風(fēng)機(jī)送入轉(zhuǎn)化器等步驟，流程相應(yīng)縮短，無需相關(guān)的設(shè)備，也不會產(chǎn)生相應(yīng)的廢酸，也無需重新將S02過程氣體加熱到V205催化劑的活化溫度，節(jié)省了大量的能量。 作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述步驟d)包括以下步驟 d》將所述S02過程氣體脫銷； d2)將所述S02過程氣體轉(zhuǎn)化為S03氣體； d3)將所述S03氣體轉(zhuǎn)化為硫酸。 在上述優(yōu)選方案中，所述步驟d》可以采用WSA制酸方法中的脫銷方法將所述S02過程氣體脫銷。 在上述優(yōu)選方案中，所述步驟d2)可以采用WSA制酸方法中的轉(zhuǎn)化方法將所述S02過程氣體轉(zhuǎn)化為S(^氣體。 在上述優(yōu)選方案中，所述步驟d3)可以采用WSA制酸方法中的轉(zhuǎn)化方法將所述S03氣體轉(zhuǎn)化為硫酸。 作為本發(fā)明的另一種優(yōu)選方案，所述步驟d)采用WSA制酸方法將所述S02過程氣體制備成硫酸，所述WSA制酸方法是先將所述S02過程氣體脫銷，然后將所述S02過程氣體轉(zhuǎn)化為S03氣體，最后將所述S03氣體轉(zhuǎn)化為硫酸。相對于采用工業(yè)上傳統(tǒng)的硫酸的制備方法將S02過程氣體制備成硫酸，采用WSA制酸方法將S02過程氣體制備成硫酸，S02過程氣體的轉(zhuǎn)化和吸收效率高，尾氣中少量SOx、NOx含量低，環(huán)境友好。 在上述另一種優(yōu)選方案中，所述WSA制酸方法中采用、05濕式觸媒將所述502過程氣體轉(zhuǎn)化為S03氣體，所述步驟b)中將所述S02過程氣體換熱后S02過程氣體溫度為420 450°C。 、05濕式觸媒在水分較高的情況下，不粉化不失效。將所述S02過程氣體換熱后S02過程氣體溫度控制為420 450°C，即可滿足V205濕式觸媒的活化需求。
本發(fā)明目的的另一方面在于，提出一種實(shí)現(xiàn)本發(fā)明所述的硫酸的制備方法的裝
5置。 —種實(shí)現(xiàn)上述方法的硫酸的制備裝置，包括
實(shí)現(xiàn)將硫漿燃燒成煙氣的燃燒爐； 實(shí)現(xiàn)將所述煙氣換熱的廢熱鍋爐，所述廢熱鍋爐與所述燃燒爐通過管道連通；
實(shí)現(xiàn)將所述煙氣除塵的太棉高溫氣體過濾器，所述太棉高溫氣體過濾器與所述廢熱鍋爐通過管道連通； 實(shí)現(xiàn)將所述S02過程氣體制備成硫酸的設(shè)備，該設(shè)備與所述太棉高溫氣體過濾器通過管道連通。 本發(fā)明的硫酸的制備裝置，采用太棉高溫氣體過濾器實(shí)現(xiàn)煙氣除塵，省去了增濕、冷卻、洗凈、干燥、將S02送入轉(zhuǎn)化器等相關(guān)設(shè)備，節(jié)省了占地面積。
進(jìn)一步，實(shí)現(xiàn)將所述S02過程氣體制備成硫酸的設(shè)備包括 實(shí)現(xiàn)將所述S02過程氣體脫銷的脫銷裝置，所述脫銷裝置與所述太棉高溫氣體過濾器通過管道連通； 實(shí)現(xiàn)將所述S02過程氣體轉(zhuǎn)化為S03氣體的轉(zhuǎn)化裝置，所述轉(zhuǎn)化裝置與所述脫銷裝置通過管道連通； 實(shí)現(xiàn)將所述S03氣體轉(zhuǎn)化為硫酸的吸收裝置，所述吸收裝置與所述轉(zhuǎn)化裝置通過管道連通。 又進(jìn)一步，所述脫銷裝置、轉(zhuǎn)化裝置、吸收裝置采用WSA制酸方法中的脫銷反應(yīng)器、轉(zhuǎn)化器、酸冷凝冷卻器。 再進(jìn)一步，所述轉(zhuǎn)化器中的催化劑采用、05濕式觸媒。 本發(fā)明的方法和裝置，可以廣泛用于利用硫漿燃燒生產(chǎn)硫酸的場所，特別適合于焦化行業(yè)中濕法脫硫產(chǎn)生的硫漿，硫漿再處理生產(chǎn)硫酸的工藝。


圖1是工業(yè)上傳統(tǒng)的硫酸的制備裝置的示意圖。
圖2是WSA制酸裝置的示意圖。
圖3是本發(fā)明的硫酸的制備的方法的流程圖。
圖4是本發(fā)明的硫酸的制備裝置的示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。 請參見圖3、圖4。 一種硫酸的制備方法，先將硫漿燃燒成煙氣；然后將煙氣換熱；接著采用太棉高溫氣體過濾器干法除塵的方法將煙氣除塵得到S02過程氣體；接下來采用WSA制酸方法將S02過程氣體制備成硫酸。WSA制酸方法是先將所述S02過程氣體脫銷，然后將S02過程氣體轉(zhuǎn)化為S03氣體，最后將所述S03氣體轉(zhuǎn)化為硫酸。 —種硫酸的制備裝置，包括燃燒爐1、廢熱鍋爐2、太棉高溫氣體過濾器3、脫銷反應(yīng)器4、轉(zhuǎn)化器5、酸冷凝冷卻器6、尾氣洗凈裝置7。脫銷反應(yīng)器4、轉(zhuǎn)化器5、酸冷凝冷卻器6采用WSA制酸方法中的脫銷反應(yīng)器、轉(zhuǎn)化器、酸冷凝冷卻器。廢熱鍋爐2與燃燒爐1之間，太棉高溫氣體過濾器3與廢熱鍋爐2之間，脫銷反應(yīng)器4與太棉高溫氣體過濾器3之間，轉(zhuǎn)
6化器5與脫銷反應(yīng)器4之間，酸冷凝冷卻器6與轉(zhuǎn)化器5之間，都是通過管道連通。
太棉高溫過濾器3選用英國TENMAT (音譯太棉)公司的產(chǎn)品，該過濾器在市場上可以購買到，該過濾器主要根據(jù)氣體的流量、溫度、氣體中顆粒物的大小來設(shè)計過濾器的面積和過濾速度，達(dá)到本發(fā)明的過濾的工藝要求。 具體生產(chǎn)時，將含水量50wt^左右的硫漿通過壓縮空氣霧化后，在燃燒爐1內(nèi)燃燒生成溫度110(TC左右的煙氣。煙氣中以S(^氣體為主，其中含少量的S和粉塵。煙氣通入廢熱鍋爐2， IIO(TC左右的煙氣經(jīng)過廢熱鍋爐2回收部分熱量后(即煙氣換熱)，溫度降低到420 450°C 。接著煙氣進(jìn)入太棉高溫氣體過濾器3，太棉高溫氣體過濾器3將420 45(TC煙氣中0. 5微米上的固體粉塵99. 6%以上脫除掉。太棉高溫氣體過濾器3的主要操作參數(shù)是操作溫度400 500度，過濾速度2. 0 4. Ocm/S，過濾氣量10000 40000m3/h。除塵是為了保證顆粒粉塵不沉積在^05濕式觸媒表面。除塵后的煙氣稱為S(^過程氣體。S02過程氣體計入脫銷反應(yīng)器4脫銷后，進(jìn)入轉(zhuǎn)化器5，在轉(zhuǎn)化器5內(nèi)V205濕式觸媒將S02過程氣體轉(zhuǎn)化為S03氣體，S03氣體通入酸冷凝冷卻器6生產(chǎn)93 98wt^的產(chǎn)品硫酸；含有少量S0X、 N0X的尾氣，經(jīng)過尾氣洗凈裝置7除害洗滌后排放到大氣中，減少對大氣的污染。少量廢液排出后由廢液處理裝置(圖中未示出)處理。 本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，以上的實(shí)施例僅是用來說明本發(fā)明，而并非用作為對本發(fā)明的限定，只要在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)精神范圍內(nèi)，對以上所述實(shí)施例的變化、變型都將落在本發(fā)明的權(quán)利要求書范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
一種硫酸的制備方法，包括以下步驟a)將硫漿燃燒成煙氣；b)將所述煙氣換熱；c)將所述煙氣除塵得到SO2過程氣體；d)將所述SO2過程氣體制備成硫酸；其特征在于所述步驟c)采用太棉高溫氣體過濾器干法除塵的方法將所述煙氣除塵。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種硫酸的制備方法，其特征在于，所述步驟d)包括以下步驟d》將所述S02過程氣體脫銷；d2)將所述S02過程氣體轉(zhuǎn)化為S03氣體；d3)將所述S03氣體轉(zhuǎn)化為硫酸。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種硫酸的制備方法，其特征在于所述步驟d》采用WSA制酸方法中的脫銷方法將所述so2過程氣體脫銷。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種硫酸的制備方法，其特征在于所述步驟cg采用WSA制 酸方法中的轉(zhuǎn)化方法將所述S02過程氣體轉(zhuǎn)化為S03氣體。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種硫酸的制備方法，其特征在于所述步驟cQ采用WSA制 酸方法中的轉(zhuǎn)化方法將所述S03氣體轉(zhuǎn)化為硫酸。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種硫酸的制備方法，其特征在于，所述步驟d)采用WSA制 酸方法將所述S02過程氣體制備成硫酸，所述WSA制酸方法是先將所述S02過程氣體脫銷， 然后將所述S02過程氣體轉(zhuǎn)化為S03氣體，最后將所述S03氣體轉(zhuǎn)化為硫酸。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種硫酸的制備方法，其特征在于所述WSA制酸方法中采 用V205濕式觸媒將所述S02過程氣體轉(zhuǎn)化為S03氣體，所述步驟b)中將所述S02過程氣體 換熱后S02過程氣體溫度為420 450°C 。
8. —種實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1所述方法的硫酸的制備裝置，其特征在于，包括 實(shí)現(xiàn)將硫漿燃燒成煙氣的燃燒爐；實(shí)現(xiàn)將所述煙氣換熱的廢熱鍋爐，所述廢熱鍋爐與所述燃燒爐通過管道連通； 實(shí)現(xiàn)將所述煙氣除塵的太棉高溫氣體過濾器，所述太棉高溫氣體過濾器與所述廢熱鍋 爐通過管道連通；實(shí)現(xiàn)將所述S02過程氣體制備成硫酸的設(shè)備，該設(shè)備與所述太棉高溫氣體過濾器通過 管道連通。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的硫酸的制備裝置，其特征在于，實(shí)現(xiàn)將所述S02過程氣體制備 成硫酸的設(shè)備包括實(shí)現(xiàn)將所述S02過程氣體脫銷的脫銷裝置，所述脫銷裝置與所述太棉高溫氣體過濾器 通過管道連通；實(shí)現(xiàn)將所述S02過程氣體轉(zhuǎn)化為S03氣體的轉(zhuǎn)化裝置，所述轉(zhuǎn)化裝置與所述脫銷裝置通 過管道連通；實(shí)現(xiàn)將所述S03氣體轉(zhuǎn)化為硫酸的吸收裝置，所述吸收裝置與所述轉(zhuǎn)化裝置通過管道 連通。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的硫酸的制備裝置，其特征在于所述脫銷裝置、轉(zhuǎn)化裝置、吸收裝置采用WSA制酸方法中的脫銷反應(yīng)器、轉(zhuǎn)化器、酸冷凝冷卻器。
11.根據(jù)權(quán)利要求IO所述的硫酸的制備裝置，其特征在于所述轉(zhuǎn)化器中的催化劑采用^05濕式觸媒。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種硫酸的制備方法，還涉及實(shí)現(xiàn)該方法的裝置。該方法包括以下步驟a)將硫漿燃燒成煙氣；b)將所述煙氣換熱；c)采用太棉高溫氣體過濾器干法除塵的方法將所述煙氣除塵得到SO2過程氣體；d)將所述SO2過程氣體制備成硫酸。該裝置包括燃燒爐、廢熱鍋爐、太棉高溫氣體過濾器、實(shí)現(xiàn)將所述SO2過程氣體制備成硫酸的設(shè)備。本發(fā)明解決了采用濕法除塵方法將煙氣除塵，導(dǎo)致后續(xù)步驟流程長、能量浪費(fèi)嚴(yán)重、產(chǎn)生的廢酸多以及所需的裝置占地面積大的問題。
文檔編號C01B17/00GK101746737SQ20081020443
公開日2010年6月23日 申請日期2008年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月11日
發(fā)明者任巍, 張雄文, 顏長青 申請人:上海寶鋼化工有限公司