專利名稱:氯法二氧化硫廢氣制硫酸工藝及設備的制作方法
本發(fā)明屬二氧化硫廢氣回收的無機化工工藝和設備。
目前，國內外回收二氧化硫廢氣的方法較多，如堿液法，石灰法，氨洗滌法，堿土吸收法，催化氧化還原法等幾十種，但其中有些方法產生大量廢渣(如亞硫酸鈣、硫酸鈣、碳酸鈣等)、廢水，從而造成二次污染，有些方法得到的付產品應用價值不大，有些方法需消耗大量緊缺的化工原料，有些方法清除效率不高，而且多數方法工藝較復雜，設備龐大，投資多，操作費用高。
本發(fā)明的目的在于簡化回收二氧化硫廢氣工藝及設備，并利用目前氯堿工業(yè)中過剩的氯氣或含氯廢氣，達到高效而經濟地回收利用二氧化硫廢氣，使之生成有用的硫酸及鹽酸。
本發(fā)明是利用氯氣或含氯廢氣來處理0.1%以上濃度的二氧化硫廢氣制取硫酸及鹽酸，其工藝過程如附圖所示，分別將二氧化硫廢氣從進氣管(1)、氯氣或含氯廢氣從進氣管(2)按等當量或二氧化硫比氯氣過量0.1%通入混合器(3)混合后，通入反應塔(6)，如是泡帽式反應塔，控制氣流空塔線速度0.03-0.2米/秒，如是改進的篩板式反應塔，則控制氣流空塔線速度為0.1-0.5米/秒，從進水管(4)向反應塔加水，控制反應塔反應溫度在250℃以下，僅經過此反應塔作用，就能達到迅速反應，吸收、濃縮、分離的效果。控制加水量，使通入塔中二氯化硫與氯反應后，能從塔底出料口(11)直接得到70%的硫酸，如只需制得低于70%的硫酸，則加水量相應增加。在得到70%硫酸的同時，從反應塔中可得全部鹽酸及部分硫酸的混合酸，即硫鹽混合酸，讓硫鹽混合酸從出口(7)流出，通入蒸餾塔(8)常壓蒸餾，從鹽酸出口(9)放出鹽酸，從硫酸出口(10)可得到硫酸。將混合酸常壓蒸餾，110℃蒸出全部鹽酸，濃度可達20%，剩余的硫酸濃度為70%，反應塔中尾氣從尾氣出口(5)放出。
反應塔中總反應方程式為
本工藝可應用多種結構類型的氣液鼓泡式反應塔，例如泡帽式反應吸收塔、改進的篩板式反應吸收塔，塔板4-8層便可達到本工藝反應吸收的要求。每種塔的各層塔壁都裝有視鏡、液位計、溫度計、氣壓計、放液管，以便控制操作條件和放出反應吸收生成的酸液。通常的篩板式反應塔放液管是置于塔內的，我們的改進之處是把放液管置于塔外，放液管上裝有閥門，由閥門控制放液量及液層高度，從而使反應達到最佳效果，同時能控制酸液的濃度。
反應塔的材料要選用耐腐蝕的玻璃鋼、聚氯乙烯、聚丙烯或耐酸陶瓷。
本發(fā)明采用的設備和工藝流程簡單高效，其反應塔兼有反應、吸收、濃縮、分離等多種效能，吸收液不必循環(huán)，從而不需要耐酸泵。經反應塔反應吸收，可直接制得70%的硫酸及硫鹽混合酸，硫鹽混合酸經常壓蒸餾可得20%的鹽酸及70%的硫酸，二氧化硫回收率即廢氣中二氧化硫清除率可達98%以上，氯利用率達99%以上，尾氣中二氧化硫含量低于0.02%，氯及氯根總含量約為0.005%。
按照本發(fā)明工藝及設備進行了二氧化硫含量為0.1-0.8%等數種廢氣的擴大試驗六十多次，累計擴大試驗時間約為800小時，分別采用泡帽式反應塔和改進的篩板式反應塔進行試驗，制出了數百公斤65-70%的硫酸，硫鹽混合酸和20%的鹽酸，為大型化生產研究出了本工藝流程及設備。
實施例1某次采用泡帽式反應塔，把含二氧化硫約0.49%的廢氣與過量0.1%的氯氣分別從附圖中進氣管(1)(2)通入混合器(3)混合后通入反應塔(6)反應，控制氣流空塔線速度為0.1米/秒，從進水管(4)加入生成65%的硫酸所需的水，反應塔溫度控制在210℃以下，通過反應、吸收、分離，從出料口(11)得到65%的硫酸，其二氧化硫消除率為99.1%尾氣出口(5)中氯含量為0.005%。
實施例2某次采用改進的篩板式反應塔，把含二氧化硫0.5%的廢氣與等當量的含氯廢氣分別從附圖中進氣管(1)(2)通入混合器(3)混合后，控制氣流空塔線速度為0.3米/秒通入反應塔(6)，從進水管(4)加入使生成70%硫酸所需的水，反應塔最高溫度控制在210℃以下，通過反應吸收、分離，從出料口(11)得70%的硫酸，二氧化硫消除率為99.0%尾氣出口(5)中氯含量為0.004%。
實施例3把實施例2中從反應塔(6)放出的硫鹽混合酸從混合酸出口(7)通入蒸餾塔(8)。采用常壓蒸餾、分離，溫度控制在110℃，從鹽酸出口(9)得20%的鹽酸，硫酸出口(10)得70%的硫酸。
權利要求
1.一種回收二氧化硫廢氣制硫酸工藝，并包括反應氣的混合、反應塔加水反應、氣流速度控制、反應塔反應溫度、蒸餾塔蒸餾溫度和壓力控制，其特征在于用氯氧化二氧化硫制硫酸和鹽酸，將二氧化硫和氯或含氯廢氣按等當量或者二氧化硫比氯過量0.1%混合，向反應塔中加入使二氧化硫生成70%的硫酸與20%的鹽酸所需的水，或所需的低于此濃度的硫酸及鹽酸的相應水，混合氣進入泡帽塔的氣流空塔線速度為0.03-0.2米/秒，進入改進的篩板塔的氣流空塔線速度為0.1-0.5米/秒，反應塔溫度控制在250℃以下，混合酸在蒸餾塔內110℃常壓蒸餾。
2.一種篩板塔，其特征在于把篩板塔的放液管置于塔外，放液管上裝有控制液流量及鼓泡層高度的閥門。
專利摘要
本發(fā)明屬二氧化硫廢氣回收的無機化工工藝及設備。
文檔編號C01B17/00GK86107266SQ86107266
公開日1988年5月4日 申請日期1986年10月14日
發(fā)明者張登云 申請人:湖南師范大學導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan