專利名稱：利用含硫化氫的酸性氣體制取高濃度硫酸的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬環(huán)境保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及利用含硫化氫的酸性氣體制取高濃度硫酸的方法。
背景技術(shù)：
與本發(fā)明相關(guān)的技術(shù)有1.CN1163858，從含硫化氫氣體中回收硫磺的工藝，該方法將硫化氫回收為硫磺，目前該技術(shù)存在如下三方面問題a.尾氣排放不達(dá)標(biāo)。b.運行成本高。c.裝置投資大。
2.CN1077433，硫酸生產(chǎn)的冷凝成酸工藝，目前該技存在如下問題a.設(shè)備腐蝕嚴(yán)重。b.濕法轉(zhuǎn)化制酸部分只能采用一轉(zhuǎn)一吸，硫利用率低，必須采用尾氣吸收裝置，否則不能達(dá)到環(huán)保要求c.制得的酸產(chǎn)品濃度有限制，一般酸濃度不能超過97％。
3.CN1339400A，利用含硫化氫的酸性氣體與硫磺聯(lián)合制取高濃度硫酸，該工藝中要用硫磺和硫化氫一起制取高濃度硫酸，投資高，工藝較復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種對合成氨工業(yè)、石油化工和煉焦化工等行業(yè)產(chǎn)生的含有硫化氫的酸性氣體進(jìn)行處理，生產(chǎn)高濃度硫酸并消除環(huán)境污染的方法。
本發(fā)明是這樣來實現(xiàn)的1.含硫化氫的酸性氣體經(jīng)燃燒、降溫、酸霧脫除和干燥工序。鼓風(fēng)機(jī)抽氣時，硫化氫燃燒爐內(nèi)是負(fù)壓操作，含硫化氫的酸性氣體進(jìn)入燃燒爐，與空氣一起在燃燒爐內(nèi)燃燒，燃燒溫度控制在500℃-1300℃，經(jīng)換熱設(shè)備降溫到150℃-600℃，經(jīng)過增濕、降溫和除霧等處理，除去20％-100％的酸霧，含有水蒸氣的煙氣進(jìn)入洗滌塔，進(jìn)一步降溫和除霧，以10℃-60℃進(jìn)入電除霧器，經(jīng)除霧后氣體與空氣(或富氧氣體)一起進(jìn)入干燥循環(huán)系統(tǒng)，使出干燥塔的氣體中水分含量小于1g/Nm3。增濕、降溫和除霧過程中產(chǎn)生的1～70％稀硫酸部分去吸收系統(tǒng)，其余作為付產(chǎn)品或去水處理中和裝置。
2.轉(zhuǎn)化與吸收工序自干燥循環(huán)系統(tǒng)來的氣體經(jīng)換熱設(shè)備預(yù)熱至一定的溫度后進(jìn)入轉(zhuǎn)化系統(tǒng)的轉(zhuǎn)化器，經(jīng)第一次轉(zhuǎn)化，工藝氣體中大部分二氧化硫轉(zhuǎn)化成三氧化硫，用硫酸吸收掉其中的三氧化硫后，工藝氣體再經(jīng)換熱設(shè)備預(yù)熱至一定的溫度進(jìn)入轉(zhuǎn)化器進(jìn)行二次轉(zhuǎn)化，再次用硫酸吸收工藝氣體的三氧化硫。工藝氣體中的三氧化硫被吸收生成濃度高、品質(zhì)好的硫酸產(chǎn)品。最終外排的尾氣中SO2含量低，達(dá)到國家規(guī)定的GB16297-1996排放標(biāo)準(zhǔn)。
本發(fā)明在對含硫化氫的酸性氣體處理時具有這樣的特點a.制酸部分可以采用兩轉(zhuǎn)兩吸工藝，硫利用率高，不要采用尾氣吸收裝置就能達(dá)到環(huán)保要求，制得的酸產(chǎn)品濃度為78％-110％。b.運行成本低。c.裝置投資小。d.操作簡便。e.設(shè)備腐蝕不嚴(yán)重。
流程說明如下合成氨工業(yè)、石油化工、煉焦化工等行業(yè)產(chǎn)生的含有硫化氫的酸性氣體在主鼓風(fēng)機(jī)抽氣時，硫化氫燃燒爐內(nèi)是負(fù)壓操作，硫化氫進(jìn)入燃燒爐，與空氣一起在燃燒爐內(nèi)燃燒，燃燒溫度控制在500℃-1300℃，經(jīng)換熱設(shè)備降溫到150℃-500℃，進(jìn)入絕熱、增濕、降溫設(shè)備，除去30-100％的酸霧，含有飽和水蒸氣的工藝氣體進(jìn)入洗滌塔，進(jìn)一步降溫和除霧，以10℃-60℃進(jìn)入電除霧器，經(jīng)除霧后氣體進(jìn)入干燥循環(huán)系統(tǒng)。
主要反應(yīng)是
(以氣溶膠的形式存在，俗稱酸霧)自換熱設(shè)備來的工藝氣以此350～500℃進(jìn)入轉(zhuǎn)化系統(tǒng)，經(jīng)第一次轉(zhuǎn)化，工藝氣體中60～97％的二氧化硫轉(zhuǎn)化成三氧化硫，用硫酸吸收掉其中的三氧化硫后，工藝氣體再經(jīng)換熱設(shè)備預(yù)熱至350～500℃后再次進(jìn)入轉(zhuǎn)化系統(tǒng)進(jìn)行二次轉(zhuǎn)化后，再用硫酸吸收工藝氣體的三氧化硫。工藝氣體中的三氧化硫被吸收生成濃度高達(dá)78～110％的硫酸產(chǎn)品。最終外排的尾氣中SO2含量低，達(dá)到GB16297-1996排放標(biāo)準(zhǔn)。
主要反應(yīng)是
(即產(chǎn)品的主要成分)本發(fā)明不僅杜絕了硫化氫對環(huán)境的污染，而且充分利用了硫化氫資源，熱量回收充分，設(shè)備腐蝕性小，工藝連續(xù)穩(wěn)定，安全性好。所得硫酸產(chǎn)品質(zhì)量好、濃度高、應(yīng)用廣泛。本發(fā)明對硫化氫的處理方法是綠色環(huán)保工藝。
具體實施例方式實施例煤炭焦化過程中產(chǎn)生的含有硫化氫的酸性氣體，氣體成分為H2S 32％；CO265％；N23％，氣量6300 Nm3/h。在主鼓風(fēng)機(jī)抽氣時，硫化氫燃燒爐內(nèi)是負(fù)壓操作，含有硫化氫的酸性氣體進(jìn)入燃燒爐，與空氣一起在燃燒爐內(nèi)燃燒，經(jīng)換熱設(shè)備降溫，進(jìn)入增濕、降溫設(shè)備，除去50％的酸霧，含有飽和水蒸氣的煙氣進(jìn)入洗滌塔，進(jìn)一步降溫和除霧，以25～60℃進(jìn)入電除霧器，經(jīng)除霧后氣體與一定量的空氣進(jìn)入干燥循環(huán)系統(tǒng)。
自干燥循環(huán)系統(tǒng)來的工藝氣體經(jīng)換熱設(shè)備預(yù)熱后進(jìn)入轉(zhuǎn)化系統(tǒng)，經(jīng)第一次轉(zhuǎn)化，工藝氣體中80～97％的二氧化硫轉(zhuǎn)化成三氧化硫，用93～110％硫酸吸收掉其中的三氧化硫后，工藝氣體被預(yù)熱到催化劑起燃溫度之上，再次進(jìn)入轉(zhuǎn)化系統(tǒng)進(jìn)行二次轉(zhuǎn)化后，再用93～110％硫酸吸收工藝氣體的三氧化硫。工藝氣體中的三氧化硫被吸收生成93～110％硫酸產(chǎn)品，產(chǎn)量8.5～9t/h。最終外排的尾氣中SO2含量低，達(dá)到GB16297-1996排放標(biāo)準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.利用含硫化氫的酸性氣體制取高濃度硫酸，其特征在于它主要包括以下工藝流程步驟①硫化氫在燃燒爐內(nèi)燃燒，控制燃燒溫度為500～1300℃，爐氣出口二氧化硫含量3～15％，氧含量為0～15％，硫化氫燃燒后的氣體經(jīng)移熱、增濕、降溫、除霧后與一定量的空氣或富氧氣體一起進(jìn)入干燥循環(huán)系統(tǒng)脫除水分；②脫除水分后的氣體經(jīng)換熱設(shè)備換熱后進(jìn)入轉(zhuǎn)化系統(tǒng)，工藝氣體中二氧化硫70～97％轉(zhuǎn)化成三氧化硫，在第一吸收循環(huán)系統(tǒng)中用硫酸吸收掉氣體中的三氧化硫后，氣體經(jīng)換熱設(shè)備換熱后再去轉(zhuǎn)化系統(tǒng)進(jìn)行二次轉(zhuǎn)化，二氧化硫80～100％轉(zhuǎn)化成三氧化硫，再在第二吸收循環(huán)系統(tǒng)中用硫酸吸收掉氣體中的三氧化硫，然后氣體達(dá)標(biāo)排放；③三氧化硫被吸收后生成高品質(zhì)、高濃度、應(yīng)用廣泛的硫酸。
2.一種如權(quán)利要求1所述的利用含硫化氫的酸性氣體制取高濃度硫酸，其特征是工藝步驟①將含硫化氫酸性氣體與空氣在硫化氫燃燒爐中一起燃燒，生成含二氧化硫的溫度500℃-1300℃的高溫?zé)煔?，高溫?zé)煔庥脫Q熱設(shè)備移熱、降溫，使氣體溫度為150℃-600℃，再將氣體進(jìn)行增濕、移熱和酸霧脫除處理，然后與空氣或富氧氣體一起進(jìn)入干燥循環(huán)系統(tǒng)，用78％-100％的硫酸進(jìn)行干燥。
3.一種如權(quán)利要求1所述的利用含硫化氫的酸性氣體制取高濃度硫酸，其特征在于工藝步驟②中經(jīng)干燥循環(huán)系統(tǒng)干燥后的含二氧化硫的氣體經(jīng)換熱設(shè)備升溫后進(jìn)入轉(zhuǎn)化系統(tǒng)，工藝氣體中二氧化硫80～97％轉(zhuǎn)化成三氧化硫，在第一吸收循環(huán)系統(tǒng)中用硫酸吸收掉氣體中的三氧化硫后，氣體經(jīng)換熱設(shè)備換熱后再去轉(zhuǎn)化系統(tǒng)進(jìn)行二次轉(zhuǎn)化，二氧化硫80～100％轉(zhuǎn)化成三氧化硫，再在第二吸收循環(huán)系統(tǒng)中用硫酸吸收掉氣體中的三氧化硫，然后氣體達(dá)標(biāo)排放。
4.一種如權(quán)利要求1所述的利用含硫化氫的酸性氣體制取高濃度硫酸，其特征在于工藝步驟③中濃硫酸吸收轉(zhuǎn)化后工藝氣中的三氧化硫生成高濃度硫酸的濃度為78％～110％，生成硫酸需要的工藝水主要工藝步驟①中硫化氫燃燒后煙氣中的水分來補充。
全文摘要
本發(fā)明屬環(huán)境保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域,適用于合成氨、石油化工、煉焦化工等行業(yè)產(chǎn)生的含有硫化氫的酸性氣體的處理。含硫化氫的氣體經(jīng)燃燒、降溫、除霧后進(jìn)入干燥循環(huán)系統(tǒng)用硫酸脫除水分,含有二氧化硫的爐氣經(jīng)換熱設(shè)備升溫后去轉(zhuǎn)化系統(tǒng)進(jìn)行第一次轉(zhuǎn)化,生成三氧化硫,用硫酸吸收掉氣體中的三氧化硫后再去進(jìn)行第二次轉(zhuǎn)化,使二氧化硫盡量轉(zhuǎn)化成三氧化硫,再用硫酸吸收掉氣體中的三氧化硫,然后氣體達(dá)標(biāo)排放,三氧化硫被吸收后生成硫酸(硫酸濃度78%～110%)。本發(fā)明杜絕了硫化氫對環(huán)境的污染,充分利用了硫化氫資源,熱量回收充分,設(shè)備腐蝕性小,工藝連續(xù)穩(wěn)定,安全性好,工藝簡單。所得硫酸產(chǎn)品質(zhì)量好、濃度高、應(yīng)用廣泛。
文檔編號C01B17/00GK1385364SQ02137839
公開日2002年12月18日 申請日期2002年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月25日
發(fā)明者劉漢, 丁健華, 經(jīng)紀(jì)根 申請人:南化集團(tuán)研究院