專利名稱：硫化氫干濕法組合制高濃度硫酸工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種生產(chǎn)高濃度硫酸工藝，特別是一種硫化氫干濕法組合制高濃度硫酸工藝。用于合成氨工業(yè)、石油化工、冶煉、煤氣化等行業(yè)產(chǎn)生的含硫化氫酸性尾氣處理。
背景技術(shù)：
硫化氫廣泛存在于天然氣和石油精煉過(guò)程中，在煤氣化、煉焦及某些化工產(chǎn)品生產(chǎn)也產(chǎn)生大量的硫化氫。
硫化氫是硫的主要資源。硫化氫是氣態(tài)，又有劇毒，難于儲(chǔ)存和運(yùn)輸。過(guò)去受技術(shù)發(fā)展的限制，一般用硫化氫采用克勞斯法制硫磺。二十世紀(jì)九十年代國(guó)外開(kāi)發(fā)出了用硫化氫直接制硫酸的新型催化劑及工藝，大大降低了處理硫化氫氣體的成本。現(xiàn)有的硫化氫直接制硫酸一般采用一轉(zhuǎn)一吸的“濕接觸法”工藝，生產(chǎn)78％～98％的硫酸。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種硫化氫干濕法組合制高濃度硫酸的工藝方法。
本發(fā)明主要包括以下連續(xù)工藝步驟①硫化氫酸性氣體與經(jīng)噴嘴機(jī)械霧化的高溫液硫和凈化空氣一起送入焚燒爐內(nèi)混合焚燒，燃燒溫度600℃～1100℃，生成含二氧化硫、水等組分的高溫反應(yīng)氣體，回收熱量使反應(yīng)氣體的溫度降至410℃～430℃后，直接進(jìn)入轉(zhuǎn)化工序；②反應(yīng)氣體在干濕組合轉(zhuǎn)化器中進(jìn)行轉(zhuǎn)化，在轉(zhuǎn)化器前三段采用濕法轉(zhuǎn)化，一次轉(zhuǎn)化氣溫度降至255℃～270℃，進(jìn)入吸收工序除去三氧化硫和水，一次轉(zhuǎn)化氣經(jīng)內(nèi)部反應(yīng)熱換熱至410℃～420℃進(jìn)入轉(zhuǎn)化器后兩段，采用干法進(jìn)行二次轉(zhuǎn)化，將余下的二氧化硫氣體轉(zhuǎn)化成三氧化硫；
③一次轉(zhuǎn)化氣在干吸工序進(jìn)入冷凝成酸塔、煙酸塔和第一吸收塔等系統(tǒng)，氣體中的水、三氧化硫被冷凝、吸收成酸，再經(jīng)過(guò)除霧器除去其中的酸霧回到轉(zhuǎn)化工序；④二次轉(zhuǎn)化氣體被降溫至160℃后進(jìn)入干吸工序第二吸收塔，在第二吸收塔中氣體中的三氧化硫被吸收后，尾氣經(jīng)過(guò)除霧器除去其中的酸霧，經(jīng)煙囪放空。
本發(fā)明對(duì)含硫化氫酸性氣體處理時(shí)有以下特點(diǎn)1)合理組織燃燒工藝，采用焚燒爐，操作靈活，不受酸性尾氣中硫化氫濃度變化的影響，使硫化氫酸性氣體反應(yīng)完全。
2)采用先進(jìn)的干濕組合轉(zhuǎn)化工藝和組合轉(zhuǎn)化器，提高轉(zhuǎn)化率，合理設(shè)置換熱流程，同時(shí)使過(guò)程的大量的反應(yīng)熱盡量回收利用，與干法制酸工藝相比較，每噸酸可多回收0.22t～0.26t蒸汽。
3)組織合理的冷凝、吸收成酸和除霧工藝流程，采用高效冷凝成酸塔將一次轉(zhuǎn)化氣中的三氧化硫和水進(jìn)行有效處理。
4)工藝過(guò)程強(qiáng)化除霧功能，其除霧效率和可靠性優(yōu)于通常的除霧工藝，保證尾氣排放低于國(guó)家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。
5)三氧化硫被吸收后可以生成濃度為78％～108％的濃硫酸和20％的煙酸，硫資源得到很好利用。
本發(fā)明采用硫化氫酸性氣體與硫磺混合燃燒、濕法與干法相結(jié)合轉(zhuǎn)化、低溫冷凝成酸生產(chǎn)高濃度硫酸的工藝，其流程合理先進(jìn)，運(yùn)行可靠、平穩(wěn)，反應(yīng)熱得到有效回收利用，裝置“三廢”處理完善，尾氣排放低于國(guó)家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。
四

圖1為本發(fā)明工藝流程示意圖。
工藝流程簡(jiǎn)述如下合成氨工業(yè)、石油化工、冶煉、煤氣化等行業(yè)產(chǎn)生的含硫化氫酸性尾氣與熔硫工序的經(jīng)機(jī)械霧化高溫液硫噴入焚燒爐內(nèi)混合焚燒。為了使酸性氣體燃燒完全，采用過(guò)氧燃燒，燃燒溫度控制在600℃～1100℃，生成含二氧化硫、水等組分的高溫反應(yīng)氣體。出焚燒爐的高溫反應(yīng)氣體，首先進(jìn)入廢熱鍋爐回收熱量，反應(yīng)氣體的溫度降至410℃～420℃后直接進(jìn)入轉(zhuǎn)化工序，轉(zhuǎn)化率≥99.8％。
主要反應(yīng)式
含有二氧化硫、水等組分的反應(yīng)氣體進(jìn)入轉(zhuǎn)化工序轉(zhuǎn)化成三氧化硫，反應(yīng)氣體在干濕組合轉(zhuǎn)化器中的前三段采用濕法轉(zhuǎn)化，一次轉(zhuǎn)化氣溫度降至255℃～270℃，進(jìn)入干吸工序除去三氧化硫和水。該部分的反應(yīng)熱加熱脫鹽水或蒸汽，以保證反應(yīng)正常進(jìn)行，同時(shí)副產(chǎn)蒸汽。
一次轉(zhuǎn)化氣與反應(yīng)熱換熱至415℃進(jìn)入組合轉(zhuǎn)化器后兩段，采用干法進(jìn)行二次轉(zhuǎn)化，將余下的二氧化硫氣體轉(zhuǎn)化成三氧化硫，轉(zhuǎn)化率≥99.8％。
主要反應(yīng)式
一次轉(zhuǎn)化氣進(jìn)入干吸工序高效冷凝成酸塔底部，在塔內(nèi)被上部噴淋下來(lái)的煙酸冷卻并吸收，轉(zhuǎn)化氣中的H2SO4冷凝成煙酸，部分三氧化硫被吸收成酸，其余三氧化硫經(jīng)煙酸塔、第一吸收塔等系統(tǒng)吸收成酸，再經(jīng)過(guò)除霧器除去其中的酸霧回到轉(zhuǎn)化工序。
二次轉(zhuǎn)化氣體被降溫至160℃后進(jìn)入干吸工序第二吸收塔系統(tǒng)吸收成酸，尾氣經(jīng)過(guò)除霧器除去其中的酸霧，經(jīng)煙囪放空。
五具體實(shí)施例方式現(xiàn)以150kt/a硫化氫和硫磺聯(lián)合制酸裝置為例，具體說(shuō)明本發(fā)明的干濕法制酸工藝。
含硫化氫30％的酸性氣體5900Nm3/h，與經(jīng)噴嘴機(jī)械霧化的高溫液硫3.622t/h和凈化空氣一起送入焚燒爐內(nèi)焚燒產(chǎn)生SO2和水，酸性氣體中的其它成份如HCN、NH3、H2等在焚燒爐內(nèi)燃燒生成氮的氧化物、CO2和水分，為了使酸性氣體燃燒完全，采用過(guò)氧燃燒，燃燒溫度控制在1080℃以下。
出焚燒爐的高溫反應(yīng)氣體(含有二氧化硫、水等組分)進(jìn)入轉(zhuǎn)化工序轉(zhuǎn)化成三氧化硫，干濕轉(zhuǎn)化工藝中組合轉(zhuǎn)化器前三段為濕法轉(zhuǎn)化，后兩段為干法轉(zhuǎn)化。
經(jīng)濕法轉(zhuǎn)化的一次轉(zhuǎn)化氣與104℃脫鹽水和4.2MPa飽和蒸汽換熱后副產(chǎn)25t/h(4.2MPa，380℃)中壓蒸汽，其溫度降至260℃，再進(jìn)入吸收工序除去三氧化硫和水。脫除三氧化硫和水的一次轉(zhuǎn)化氣與內(nèi)部反應(yīng)熱換熱至415℃進(jìn)入轉(zhuǎn)化器后兩段，進(jìn)行干法二次轉(zhuǎn)化，將余下的二氧化硫氣體盡量轉(zhuǎn)化成三氧化硫，轉(zhuǎn)化率≥99.8％。
一次轉(zhuǎn)化氣進(jìn)入干吸工序高效冷凝成酸塔底部，在塔內(nèi)被上部噴淋下來(lái)的20％煙酸冷卻并吸收，轉(zhuǎn)化氣中的H2SO4氣體冷凝成煙酸，部分三氧化硫被吸收成酸，轉(zhuǎn)化氣由頂部出來(lái)后依此進(jìn)入煙酸塔、第一吸收塔等系統(tǒng)，得20％煙酸和98％硫酸產(chǎn)品。
二次轉(zhuǎn)化氣體被降溫至160℃后進(jìn)入干吸工序第二吸收塔，在第二吸收塔中三氧化硫被吸收后，尾氣經(jīng)過(guò)除霧器除去其中的酸霧，經(jīng)煙囪放空。
權(quán)利要求
1.一種硫化氫干濕法組合制高濃度硫酸工藝，其特征在于主要包括以下工藝步驟①硫化氫酸性氣體與經(jīng)噴嘴機(jī)械霧化的高溫液硫和凈化空氣一起送入焚燒爐內(nèi)混合焚燒，燃燒溫度600℃～1100℃，生成含二氧化硫、水等組分的高溫反應(yīng)氣體，回收熱量使反應(yīng)氣體的溫度降至410℃～430℃后，直接進(jìn)入轉(zhuǎn)化工序；②反應(yīng)氣體在干濕組合轉(zhuǎn)化器中進(jìn)行轉(zhuǎn)化，在轉(zhuǎn)化器前三段采用濕法轉(zhuǎn)化，一次轉(zhuǎn)化氣溫度降至255℃～270℃，進(jìn)入吸收工序除去三氧化硫和水，一次轉(zhuǎn)化氣經(jīng)內(nèi)部反應(yīng)熱換熱至415℃進(jìn)入轉(zhuǎn)化器后兩段，采用干法進(jìn)行二次轉(zhuǎn)化，將余下的二氧化硫氣體轉(zhuǎn)化成三氧化硫；③一次轉(zhuǎn)化氣在干吸工序進(jìn)入冷凝成酸塔、煙酸塔和第一吸收塔等系統(tǒng)，氣體中的水、三氧化硫被冷凝、吸收成酸，再經(jīng)過(guò)除霧器除去其中的酸霧回到轉(zhuǎn)化工序；④二次轉(zhuǎn)化氣體被降溫至160℃后進(jìn)入干吸工序第二吸收塔，在第二吸收塔中氣體中的三氧化硫被吸收后，尾氣經(jīng)過(guò)除霧器除去其中的酸霧，經(jīng)煙囪放空。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種硫化氫干濕法組合制高濃度硫酸工藝，適合于含有硫化氫酸性氣體的尾氣處理。本發(fā)明利用含硫化氫酸性氣體與硫磺和空氣混合焚燒制取SO
文檔編號(hào)C01B17/00GK1636866SQ20041004701
公開(kāi)日2005年7月13日 申請(qǐng)日期2004年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月3日
發(fā)明者劉少武, 達(dá)健 申請(qǐng)人:湖南百利工程科技有限公司