專利名稱：持續(xù)移熱二氧化硫轉(zhuǎn)化器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種持續(xù)移熱二氧化硫轉(zhuǎn)化器。
背景技術(shù)：
有色冶煉企業(yè)火法冶煉諸如銅、鎳、鉛、鋅等，原料多為硫化礦，其冶煉后尾氣傳統(tǒng)處理方法是將其凈化除塵后通過氧化制取硫酸。隨著冶煉技術(shù)的進步，冶煉企業(yè)普遍采用了富氧或工業(yè)空氣的連續(xù)冶煉工藝，因此產(chǎn)生了高濃度S02的煙氣，這對煙氣制酸裝置提出了更高的要求。如按現(xiàn)有制酸工藝，需將冶煉煙氣稀釋到S02濃度為12%左右，這就會使制酸裝置的尺寸增大3 5倍，相應(yīng)的制酸裝置的建設(shè)投資及運行費用都會大幅度增加。如果不將煙氣濃度稀釋，含S0230% 60%的煙氣進入轉(zhuǎn)化系統(tǒng)，需要有足夠的氧氣含量，同時要求反應(yīng)載體(觸媒及轉(zhuǎn)化器)能承受很高的溫度。足夠的氧氣含量可以通過補入空氣或氧氣來實現(xiàn)，而氧化反應(yīng)所放出的熱量卻無法控制，因為如果煙氣中S02濃度超過12%， 轉(zhuǎn)化器一層出口溫度就會超過640°C。一般情況下，用來進行S02氧化反應(yīng)的催化劑的熱穩(wěn)定上限為630°C，用來制作轉(zhuǎn)化器的常用材料，碳鋼及304不銹鋼等也不能在600°C以上長期運行，因此溫度控制也是高濃度煙氣轉(zhuǎn)化技術(shù)的難點與瓶頸?；?S02+02 = 2S03為一可逆放熱反應(yīng)的原理，為了得到更高的轉(zhuǎn)化率就需要使該反應(yīng)盡量向正反應(yīng)方向進行，即通過降低反應(yīng)溫度來達到。正常的硫酸系統(tǒng)操作中降低反應(yīng)溫度實現(xiàn)起來難度較大，主要由于該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率越高，放出的反應(yīng)熱也就越大，這就給降低反應(yīng)溫度帶來難度。傳統(tǒng)轉(zhuǎn)化器的殼體內(nèi)腔中放置有觸媒，觸媒由格柵支撐，轉(zhuǎn)化工藝是通過在轉(zhuǎn)化器后設(shè)置換熱器來實現(xiàn)將每段反應(yīng)后的溫度降低到適宜溫度后再進行一個反應(yīng)段，但是當 S02濃度超過12%甚至更高時，一段的溫度是無法控制在一個較低的范圍內(nèi)的，這時就會導(dǎo)致一段反應(yīng)熱過大，使反應(yīng)氣體的溫度超過640°C這個觸媒及鋼材都無法承受的極限溫度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決了高濃度S02煙氣轉(zhuǎn)化過程中熱量過多難以移出的難題，提供了一種理論先進、結(jié)構(gòu)簡單、加工難度小、工藝操作簡單、工程建設(shè)投資少的高效持續(xù)移熱二氧化硫轉(zhuǎn)化器。主要創(chuàng)新在于在轉(zhuǎn)化器殼體內(nèi)的觸媒層里成排密布若干內(nèi)移熱管，各內(nèi)移熱管的兩端穿出殼體后由套絲法蘭連接移熱總管，這樣，可將2S02+02 = 2S03放熱反應(yīng)放出的大量的熱通過設(shè)置在觸媒層中的內(nèi)移熱管及時移出。具體是這樣實施的持續(xù)移熱二氧化硫轉(zhuǎn)化器，包括殼體、殼體內(nèi)的觸媒層，觸媒層由格柵支撐，格柵下方的殼體上設(shè)有煙氣出口，其特征在于觸媒層里成排密布有若干內(nèi)移熱管，各內(nèi)移熱管的兩端穿出殼體后與移熱總管連接。本裝置中，各內(nèi)移熱管的兩端穿出殼體后由套絲法蘭與移熱總管連接，通過套絲法蘭，為轉(zhuǎn)化器輸送冷卻用空氣或低壓蒸汽，套絲法蘭的設(shè)置也方便了內(nèi)移熱管的抽取。
為了簡化傳統(tǒng)轉(zhuǎn)化流程，大大縮小設(shè)備尺寸，減少占地面積，本發(fā)明在殼體內(nèi)腔中設(shè)置若干隔板，所述的隔板將殼體分成若干層，至少第一層殼體中的觸媒層里設(shè)置有內(nèi)移熱管，其它層殼體中的觸媒層里可以設(shè)置內(nèi)移熱管，也可以采用傳統(tǒng)轉(zhuǎn)化器的結(jié)構(gòu)，組合使用。進入轉(zhuǎn)化器殼體上部得的S02煙氣在通過觸媒層時，同時也通過了設(shè)置在觸媒層中的內(nèi)移熱管，內(nèi)移熱管內(nèi)可通空氣或低壓蒸汽來實現(xiàn)熱量的轉(zhuǎn)移，有效抑制反應(yīng)溫度的持續(xù)上升，同時將空氣或蒸汽加熱，使熱能得到再次利用。通過觸媒層及內(nèi)移熱管的煙氣經(jīng)支撐觸媒的格柵后進入轉(zhuǎn)化器的該層的下部，在隔板的上部，通過殼體上開的煙氣出口，離開轉(zhuǎn)化器的該層，進入換熱器換熱后再進入轉(zhuǎn)化器的下一層。本發(fā)明主要靠內(nèi)移熱管將2S02+02 = 2S03這一放熱反應(yīng)放出的大量的熱通過設(shè)置在觸媒層中的內(nèi)移熱管移出，內(nèi)移熱管內(nèi)可以通入冷空氣，冷空氣加熱后送去鍋爐、省煤器、過熱器等設(shè)備進行熱量的回收；內(nèi)移熱管內(nèi)也可直接通入低壓蒸汽，生產(chǎn)的過熱蒸汽可直接去發(fā)電，使硫酸生產(chǎn)中轉(zhuǎn)化反應(yīng)產(chǎn)生的熱能可以較容易的得到充分利用。本發(fā)明的這種進行熱回收方式可確保設(shè)備不被腐蝕，簡化了傳統(tǒng)轉(zhuǎn)化流程，大大縮小了設(shè)備尺寸，減少占地面積。


圖1為本發(fā)明的單層結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為A-A剖面圖。
具體實施例方式實施例1，持續(xù)移熱二氧化硫轉(zhuǎn)化器，包括殼體1、殼體內(nèi)的觸媒層3，觸媒層3由格柵5支撐，格柵5下方的殼體上設(shè)有煙氣出口，觸媒層3里成排密布有若干內(nèi)移熱管2，各內(nèi)移熱管2的兩端穿出殼體1后由套絲法蘭與移熱總管4連接。實施例2，參考實施例1，殼體1內(nèi)腔中設(shè)置若干隔板6，所述的隔板6將殼體1分成若干層，至少第一層殼體中的觸媒層3里設(shè)置有內(nèi)移熱管2，第一層外的其它層殼體中的觸媒層里可以設(shè)置或不設(shè)置內(nèi)移熱管。
權(quán)利要求
1.持續(xù)移熱二氧化硫轉(zhuǎn)化器，包括殼體、殼體內(nèi)的觸媒層，觸媒層由格柵支撐，格柵下方的殼體上設(shè)有煙氣出口，其特征在于觸媒層里成排密布有若干內(nèi)移熱管，各內(nèi)移熱管的兩端穿出殼體后與移熱總管連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的持續(xù)移熱二氧化硫轉(zhuǎn)化器，其特征在于各內(nèi)移熱管的兩端穿出殼體后通過套絲法蘭與移熱總管連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的持續(xù)移熱二氧化硫轉(zhuǎn)化器，其特征在于殼體內(nèi)腔中設(shè)置若干隔板，所述的隔板將殼體分成若干層，至少第一層殼體中的觸媒層里設(shè)置有內(nèi)移熱管。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的持續(xù)移熱二氧化硫轉(zhuǎn)化器，其特征在于除第一層外的其它層殼體中的觸媒層里設(shè)置或不設(shè)置內(nèi)移熱管。
全文摘要
持續(xù)移熱二氧化硫轉(zhuǎn)化器，包括殼體、殼體內(nèi)的觸媒層，觸媒層由格柵支撐，格柵下方的殼體上設(shè)有煙氣出口，觸媒層里成排密布有若干內(nèi)移熱管，各內(nèi)移熱管的兩端穿出殼體后與移熱總管連接，通過內(nèi)移熱管將反應(yīng)放出的大量的熱量移出并得到充分利用，設(shè)備不被腐蝕，簡化了傳統(tǒng)轉(zhuǎn)化流程，大大縮小了設(shè)備尺寸，減少占地面積。
文檔編號C01B17/80GK102336397SQ20111030316
公開日2012年2月1日 申請日期2011年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月27日
發(fā)明者宋小良 申請人:宜興市化工成套設(shè)備有限公司