專(zhuān)利名稱：一種硫化氫分步反應(yīng)制硫酸工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提供一種硫化氫分步反應(yīng)制硫酸工藝，屬于煤化工領(lǐng)域。
2.
背景技術(shù)：
目前，煤化工副產(chǎn)的硫化氫主要用克勞斯法制取硫磺，即首先用空氣將部分硫化氫氧化 成二氧化硫，在H2S/S02摩爾比為2: 1的條件下，與催化劑上反應(yīng)生成硫磺；為了防止對(duì)環(huán)
境的污染，還需要配套建設(shè)龐大的尾氣處理裝置，所以硫磺生產(chǎn)裝置的建設(shè)投資和生產(chǎn)費(fèi)用
都很高。然而，用這么高代價(jià)所生產(chǎn)出來(lái)的硫磺，90%以上用作生產(chǎn)硫酸的原料。如果用硫化 氫直接生產(chǎn)硫酸，可以省去許多復(fù)雜的工藝過(guò)程，使硫酸的生產(chǎn)成本大大降低。
現(xiàn)有的硫化氫直接制備硫酸代表性工藝主要有魯奇公司的康開(kāi)特法和托普索公司的 WSA-2濕解觸法?？甸_(kāi)特法適用于低濃度的硫化氫制硫酸，采用兩級(jí)文丘里冷凝器、冷凝塔 和絲網(wǎng)和纖維除沫器回收硫酸，得到93%濃硫酸，工藝復(fù)雜，流程長(zhǎng)，硫酸濃度低。WSA-2濕 解觸法適用于高濃度處理40%-50%的硫化氫氣體，硫化氫的燃燒和二氧化硫的氧化在同一個(gè) 反應(yīng)器中進(jìn)行，流程較短，但為了防止反應(yīng)溫度過(guò)高，在反應(yīng)器中設(shè)有硝酸鈉、亞硝酸鈉熔 鹽冷卻管，操作難度和投資有大大提高。
由于硫化氫在空氣中的爆炸極限為5.9%-27.2%，現(xiàn)有高濃度的硫化氫和空氣直接完全燃 燒正好落在硫化氫在空氣中的爆炸極限范圍內(nèi)，難以采用硫化氫直接制備硫酸工藝。
3.

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足而提供一種硫化氫分步反應(yīng)制硫酸工 藝。該工藝流程簡(jiǎn)單合理、熱量回收率高，使用硫化氫濃度范圍廣、反應(yīng)轉(zhuǎn)化率和回收率高， 投資低、易于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
本發(fā)明的技術(shù)方案
原料硫化氫氣體和大約是40%硫化氫氣體燃燒生成二氧化硫的空氣通過(guò)燃燒器在氣冷式 反應(yīng)器前部發(fā)生不完全燃燒，產(chǎn)生的混合氣與沿氣冷式反應(yīng)器內(nèi)壁進(jìn)入的冷卻空氣進(jìn)一步反 應(yīng)燃燒，硫化氫完全轉(zhuǎn)化為二氧化硫；二氧化硫產(chǎn)品氣經(jīng)過(guò)廢熱鍋爐產(chǎn)生高壓蒸汽回收熱量 后，進(jìn)入轉(zhuǎn)化器；二氧化硫產(chǎn)品氣經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)化器的3段或4段催化劑床層催化氧化生成三氧化 硫，每層反應(yīng)放出的熱量均通過(guò)層間2個(gè)或3個(gè)急冷空氣入口的空氣稀釋冷卻，保持反應(yīng)溫 度400 60(TC;三氧化硫氣進(jìn)吸收提濃塔，流過(guò)塔中吸收段被通過(guò)稀硫酸分布器加入20%-70% 的稀硫酸吸收了氣體中的三氧化硫，尾氣通過(guò)塔頂脫霧段后凈化外排；吸收三氧化硫的稀硫 酸通過(guò)吸收段填料蒸餾提濃，在塔底得到97%以上的硫酸；塔底硫酸經(jīng)硫酸泵通過(guò)水冷后部 分外送，部分和稀釋水入口注入的水混合得到稀硫酸作為吸收劑。
4.


附圖是本發(fā)明的工藝流程圖。
其中1-燃燒器，2-氣冷式反應(yīng)器，3-氣冷式反應(yīng)器內(nèi)壁，4-轉(zhuǎn)化器，5-急冷空氣入口，6-催化劑床層，7-提濃吸收塔，8-硫酸泵，9-吸收段，10-脫霧段，11-稀釋水入口， 12-稀硫 酸分布器，13-廢熱鍋爐。 5.
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)的介紹原料硫化氫氣體和大約是40%硫化氫氣體燃燒生 成二氧化硫的空氣通過(guò)燃燒器1在氣冷式反應(yīng)器2前部發(fā)生不完全燃燒，產(chǎn)生的混合氣與沿 氣冷式反應(yīng)器內(nèi)壁3進(jìn)入的冷卻空氣進(jìn)一步反應(yīng)燃燒，硫化氫完全轉(zhuǎn)化為二氧化硫；二氧化 硫產(chǎn)品氣經(jīng)過(guò)廢熱鍋爐13產(chǎn)生高壓蒸汽回收熱量后，進(jìn)入轉(zhuǎn)化器4; 二氧化硫產(chǎn)品氣經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn) 化器4的3段或4段催化劑床層6催化氧化生成三氧化硫，每層反應(yīng)放出的熱量均通過(guò)層間 2個(gè)或3個(gè)急冷空氣入口 5的空氣稀釋冷卻，保持反應(yīng)溫度400 60(TC;三氧化硫氣進(jìn)吸收提 濃塔7，流過(guò)塔中吸收段9被通過(guò)稀硫酸分布器12加入20%-70%的稀硫酸吸收了氣體中的三 氧化硫，尾氣通過(guò)塔頂脫霧段IO后凈化外排；吸收三氧化硫的稀硫酸通過(guò)吸收段9填料蒸餾 提濃，在塔底得到97%以上的硫酸；塔底硫酸經(jīng)硫酸泵8通過(guò)水冷后部分外送，部分和稀釋 水入口 11注入的水混合得到稀硫酸作為吸收劑。 本工藝硫酸的濃度可達(dá)98%，總收率為99.7%。
權(quán)利要求
1. 本發(fā)明提供一種硫化氫分步反應(yīng)制硫酸工藝，其特征在于原料硫化氫氣體和大約是40％硫化氫氣體燃燒生成二氧化硫的空氣通過(guò)燃燒器在氣冷式反應(yīng)器前部發(fā)生不完全燃燒，產(chǎn)生的混合氣與沿氣冷式反應(yīng)器內(nèi)壁進(jìn)入的冷卻空氣進(jìn)一步反應(yīng)燃燒，硫化氫完全轉(zhuǎn)化為二氧化硫；二氧化硫產(chǎn)品氣經(jīng)過(guò)廢熱鍋爐產(chǎn)生高壓蒸汽回收熱量后，進(jìn)入轉(zhuǎn)化器；二氧化硫產(chǎn)品氣經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)化器的3段或4段催化劑床層催化氧化生成三氧化硫，每層反應(yīng)放出的熱量均通過(guò)層間2個(gè)或3個(gè)急冷空氣入口的空氣稀釋冷卻，保持反應(yīng)溫度400～600℃；三氧化硫氣進(jìn)吸收提濃塔，流過(guò)塔中吸收段被通過(guò)稀硫酸分布器加入20％-70％的稀硫酸吸收了氣體中的三氧化硫，尾氣通過(guò)塔頂脫霧段后凈化外排；吸收三氧化硫的稀硫酸通過(guò)吸收段填料蒸餾提濃，在塔底得到97％以上的硫酸；塔底硫酸經(jīng)硫酸泵通過(guò)水冷后部分外送，部分和稀釋水入口注入的水混合得到稀硫酸作為吸收劑。
全文摘要
本發(fā)明提供一種硫化氫分步反應(yīng)制硫酸工藝。原料硫化氫和部分空氣通過(guò)燃燒器在氣冷式反應(yīng)器前部發(fā)生不完全燃燒，產(chǎn)生的混合氣與沿反應(yīng)器內(nèi)壁進(jìn)入的冷卻空氣進(jìn)一步燃燒，硫化氫完全轉(zhuǎn)化為二氧化硫；二氧化硫產(chǎn)品氣經(jīng)過(guò)廢熱鍋爐產(chǎn)生高壓蒸汽回收熱量后，進(jìn)入轉(zhuǎn)化器；在轉(zhuǎn)化器中采用分段空氣急冷的方式催化氧化為三氧化硫；三氧化硫氣進(jìn)吸收提濃塔，塔底得到97％以上的硫酸，塔頂尾氣凈化外排。
文檔編號(hào)C01B17/69GK101481094SQ20081000061
公開(kāi)日2009年7月15日 申請(qǐng)日期2008年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月11日
發(fā)明者喬英云, 鵬 梁, 田原宇, 蓋希坤, 偉 黃 申請(qǐng)人:山東科技大學(xué)