一種硫酸制備工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及化學(xué)領(lǐng)域，特別涉及一種硫酸制備工藝。
【背景技術(shù)】
[0002] 在傳統(tǒng)的硫酸工業(yè)中，其生產(chǎn)工藝為:含硫礦石焙燒、降溫、除塵、洗滌、除霧、氧 化、吸收，采用氧氣與二氧化硫接觸氧化的方法將二氧化硫轉(zhuǎn)化為三氧化硫。在這個過程中 二氧化硫在高溫高壓催化劑存在的條件下轉(zhuǎn)化為三氧化硫，然后被硫酸溶液吸收。然而，由 于高能量和催化劑的要求所在，在常溫常壓下，氧氣將二氧化硫由氣相轉(zhuǎn)化為三氧化硫就 變得很困難。但若液相中有臭氧、雙氧水等存在時，能夠顯著加快二氧化硫的氧化速度，而 且可以在常溫常壓下進(jìn)行氧化，大大減少能量的消耗，節(jié)省生產(chǎn)成本，因此，液相氧化可作 為二氧化硫轉(zhuǎn)化為三氧化硫的一種有效途徑。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種硫酸制備工藝，解決了在硫酸生產(chǎn)工藝 中，氧氣將二氧化硫由氣相轉(zhuǎn)化為三氧化硫，需要高溫高壓，不僅浪費(fèi)能量，增加生產(chǎn)成本， 而且反應(yīng)溫度和壓力不易控制的問題。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供以下的技術(shù)方案：一種硫酸制備工藝，其中，所述制 備工藝包括： (1) 將硫鐵礦在900-1000°C下焙燒l_1.5h后形成高溫爐氣N，將所述高溫爐氣N進(jìn)行除 雜處理； (2) 開啟氧氣鋼瓶，調(diào)節(jié)其流量為5-10L/min，將氧氣輸送至臭氧生成器，將生成的臭氧 以1.5-3L/min輸送至裝有質(zhì)量濃度為5-10%硫酸溶液的反應(yīng)器中； (3) 將高溫爐氣N與保護(hù)氣體混合形成混合氣體Μ，將混合氣體Μ通入干燥設(shè)備進(jìn)行干燥 處理，之后通入反應(yīng)器中的硫酸溶液中，形成硫酸溶液。
[0005]優(yōu)選的，所述步驟(1)中所述除雜處理為旋風(fēng)除塵或電除塵。
[0006] 優(yōu)選的，所述步驟(1)中高溫爐氣Ν在除雜處理前，需將溫度降至200-280°C。
[0007] 優(yōu)選的，所述步驟（1)中，通過除雜處理，所述高溫爐氣N的含塵量不高于0.15g/ m3〇
[0008]優(yōu)選的，所述干燥設(shè)備中設(shè)有干燥劑，所述干燥劑包括硫酸鈣、碳酸鈣和氯化鈣中 的一種或多種。
[0009]優(yōu)選的，所述步驟(3)中的保護(hù)氣體為氮?dú)?、氦氣和氬氣中的一種或多種。
[0010] 優(yōu)選的，所述步驟(3)中高溫氣體N和保護(hù)氣體按1:3的體積比混合。
[0011] 優(yōu)選的，所述步驟(3)中混合氣體Μ通入所述反應(yīng)器中的流量為2-4L/min。
[0012] 優(yōu)選的，所述反應(yīng)器中的硫酸溶液中還加有雙氧水。
[0013] 有益效果:本發(fā)明提供了一種硫酸生產(chǎn)工藝，包括:將硫鐵礦在900-1000°C下焙燒 1-1.5h后形成高溫爐氣N，將所述高溫爐氣N進(jìn)行除雜處理;開啟氧氣鋼瓶，調(diào)節(jié)其流量為5- lOL/min，將氧氣輸送至臭氧生成器，將生成的臭氧以1.5-3L/min輸送至裝有質(zhì)量濃度為5-10%硫酸溶液的反應(yīng)器中；將高溫爐氣N與保護(hù)氣體混合形成混合氣體M，將混合氣體Μ通入 干燥設(shè)備進(jìn)行干燥處理，之后通入反應(yīng)器中的硫酸溶液中，形成硫酸溶液，和傳統(tǒng)的生產(chǎn)工 藝不同之處在于，傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝包括含硫礦石焙燒、降溫、除塵、洗滌、除霧、氧化、吸收， 采用氧氣與二氧化硫接觸氧化的方法將二氧化硫轉(zhuǎn)化為三氧化硫。但是，在這個過程中二 氧化硫在高溫高壓催化劑存在的條件下轉(zhuǎn)化為三氧化硫，然后被硫酸溶液吸收。然而，由于 高能量和催化劑的要求所在，在常溫常壓下，氧氣將二氧化硫由氣相轉(zhuǎn)化為三氧化硫就變 得很困難，高溫高壓使得整個生產(chǎn)工藝能耗較大，增加了生產(chǎn)成本，本發(fā)明提供的硫酸生產(chǎn) 工藝，由于臭氧相對于二氧化硫而言，臭氧在水溶液中的溶解度較小，為了延緩二氧化硫在 水溶液中的溶解速度，同時考慮到臭氧在酸性溶液中的穩(wěn)定性，本發(fā)明采用硫酸溶液作為 吸收介質(zhì)，用硫酸溶液作為吸收介質(zhì)，將臭氧和雙氧水協(xié)同氧氣分別作為氧化劑引入硫酸 工藝中，利用其強(qiáng)氧化性，促使溶液中的二氧化硫迅速氧化為硫酸，此反應(yīng)可以在常溫常壓 下進(jìn)行，不僅能耗小，而且可以大大減少生產(chǎn)成本。在本法明的一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，為 了保持高溫爐氣Ν的純凈，有效的去除內(nèi)部粉塵，所述步驟（1)中所述除雜處理為旋風(fēng)除塵 或電除塵，除雜處理前，需將溫度降至200-280°C，通過除雜處理，所述高溫爐氣Ν的含塵量 不高于〇. 15g/m3。為了防止其他氣體進(jìn)入硫酸溶液中，進(jìn)一步提高制得硫酸的純度，所述步 驟(3)中的保護(hù)氣體為氮?dú)?、氦氣和氬氣中的一種或多種。為了防止保護(hù)氣體過多，造成高 溫氣體N的溶解度下降，所述步驟(3)中高溫氣體N和保護(hù)氣體按1:3的體積比混合。為了使 高溫氣體N能更好的溶入所述硫酸溶液中，所述步驟(3)中混合氣體Μ通入所述反應(yīng)器中的 流量為2_4L/min。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面詳細(xì)說明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式。
[0015] 實(shí)施例1 將硫鐵礦在900°C下焙燒lh后形成高溫爐氣N，將所述高溫爐氣N進(jìn)行旋風(fēng)除塵;開啟氧 氣鋼瓶，調(diào)節(jié)其流量為5L/min，將氧氣輸送至臭氧生成器，將生成的臭氧以1.5L/min輸送至 裝有質(zhì)量濃度為5%硫酸溶液的反應(yīng)器中；將高溫爐氣N將溫至200°C并與氮?dú)獍凑阵w積比為 1:3混合形成混合氣體M，將混合氣體Μ通入干燥設(shè)備進(jìn)行干燥處理，之以2L/min的流量通入 反應(yīng)器中的硫酸溶液中，形成硫酸溶液，其中，所述干燥設(shè)備中設(shè)有干燥劑，所述干燥劑包 括硫酸鈣。
[0016] 實(shí)施例2 將硫鐵礦在950°C下焙燒1.2h后形成高溫爐氣N，將所述高溫爐氣N進(jìn)行電除塵;開啟氧 氣鋼瓶，調(diào)節(jié)其流量為7L/min，將氧氣輸送至臭氧生成器，將生成的臭氧以2L/min輸送至裝 有質(zhì)量濃度為7%硫酸溶液的反應(yīng)器中；將高溫爐氣N將溫至240°C并與氦氣按照體積比為1: 3混合形成混合氣體M，將混合氣體Μ通入干燥設(shè)備進(jìn)行干燥處理，之以3L/min的流量通入反 應(yīng)器中的硫酸溶液中，形成硫酸溶液，其中，所述干燥設(shè)備中設(shè)有干燥劑，所述干燥劑包括 碳酸鈣和氯化鈣。
[0017] 實(shí)施例3 將硫鐵礦在l〇〇〇°C下焙燒1.5h后形成高溫爐氣N，將所述高溫爐氣N進(jìn)行旋風(fēng)除塵;開 啟氧氣鋼瓶，調(diào)節(jié)其流量為l〇L/min，將氧氣輸送至臭氧生成器，將生成的臭氧以3L/min輸 送至裝有質(zhì)量濃度為10%硫酸溶液的反應(yīng)器中；將高溫爐氣N將溫至280°C并與氮?dú)獍凑阵w 積比為1:3混合形成混合氣體M，將混合氣體Μ通入干燥設(shè)備進(jìn)行干燥處理，之以4L/min的流 量通入反應(yīng)器中的硫酸溶液中，形成硫酸溶液，其中，所述干燥設(shè)備中設(shè)有干燥劑，所述干 燥劑包括硫酸鈣和氯化鈣。
[0018] 表1
通過表1可以看出，在本發(fā)明提供的硫酸生產(chǎn)工藝，在工藝中，二氧化硫的轉(zhuǎn)化率為92-95%，高于現(xiàn)有的硫酸生產(chǎn)工藝的二氧化硫轉(zhuǎn)化率，同時，本發(fā)明中，二氧化硫氧化時的溫度 為25°C，壓力為105KPa，相對于現(xiàn)有技術(shù)的55-75°C和1000_2000KPa，本發(fā)明的工藝要節(jié)省 大量的能耗。
[0019]本發(fā)明提供了一種硫酸生產(chǎn)工藝，和傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝不同之處在于，傳統(tǒng)的生產(chǎn) 工藝包括含硫礦石焙燒、降溫、除塵、洗滌、除霧、氧化、吸收，采用氧氣與二氧化硫接觸氧化 的方法將二氧化硫轉(zhuǎn)化為三氧化硫。但是，在這個過程中二氧化硫在高溫高壓催化劑存在 的條件下轉(zhuǎn)化為三氧化硫，然后被硫酸溶液吸收。然而，由于高能量和催化劑的要求所在， 在常溫常壓下，氧氣將二氧化硫由氣相轉(zhuǎn)化為三氧化硫就變得很困難，高溫高壓使得整個 生產(chǎn)工藝能耗較大，增加了生產(chǎn)成本，本發(fā)明提供的硫酸生產(chǎn)工藝，由于臭氧相對于二氧化 硫而言，臭氧在水溶液中的溶解度較小，為了延緩二氧化硫在水溶液中的溶解速度，同時考 慮到臭氧在酸性溶液中的穩(wěn)定性，本發(fā)明采用硫酸溶液作為吸收介質(zhì)，用硫酸溶液作為吸 收介質(zhì)，將臭氧和雙氧水協(xié)同氧氣分別作為氧化劑引入硫酸工藝中，利用其強(qiáng)氧化性，促使 溶液中的二氧化硫迅速氧化為硫酸，此反應(yīng)可以在常溫常壓下進(jìn)行，不僅能耗小，而且可以 大大減少生產(chǎn)成本。
[0020] 以上所述的僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員 來說，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明 的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種硫酸制備工藝，其特征在于，所述制備工藝包括： (1) 將硫鐵礦在900-1000°C下焙燒l_1.5h后形成高溫爐氣N，將所述高溫爐氣N進(jìn)行除 雜處理； (2) 開啟氧氣鋼瓶，調(diào)節(jié)其流量為5-10L/min，將氧氣輸送至臭氧生成器，將生成的臭氧 以1.5-3L/min輸送至裝有質(zhì)量濃度為5-10%硫酸溶液的反應(yīng)器中； (3) 將高溫爐氣N與保護(hù)氣體混合形成混合氣體Μ，將混合氣體Μ通入干燥設(shè)備進(jìn)行干燥 處理，之后通入反應(yīng)器中的硫酸溶液中，形成硫酸溶液。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的硫酸制備工藝，其特征在于，所述步驟（1)中所述除雜處理為 旋風(fēng)除塵或電除塵。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的硫酸制備工藝，其特征在于，所述步驟（1)中高溫爐氣Ν在除雜 處理前，需將溫度降至200-280°C。4. 根據(jù)權(quán)利要求1-3任意一項(xiàng)所述的硫酸制備工藝，其特征在于，所述步驟（1)中，通過 除雜處理，所述高溫爐氣N的含塵量不高于0.15g/m3。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的硫酸制備工藝，其特征在于，所述干燥設(shè)備中設(shè)有干燥劑，所 述干燥劑包括硫酸鈣、碳酸鈣和氯化鈣中的一種或多種。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的硫酸制備工藝，其特征在于，所述步驟(3)中的保護(hù)氣體為氮 氣、氦氣和氬氣中的一種或多種。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的硫酸制備工藝，其特征在于，所述步驟(3)中高溫氣體N和保護(hù) 氣體按1:3的體積比混合。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的硫酸制備工藝，其特征在于，所述步驟(3)中混合氣體Μ通入所 述反應(yīng)器中的流量為2-4L/min。9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的硫酸制備工藝，其特征在于，所述反應(yīng)器中的硫酸溶液中還加 有雙氧水。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種硫酸制備工藝，其中，所述制備工藝包括：將硫鐵礦在900-1000℃下焙燒1-1.5h后形成高溫爐氣N，將所述高溫爐氣N進(jìn)行除雜處理；開啟氧氣鋼瓶，調(diào)節(jié)其流量為5-10L/min，將氧氣輸送至臭氧生成器，將生成的臭氧以1.5-3L/min輸送至裝有質(zhì)量濃度為5-10%硫酸溶液的反應(yīng)器中；將高溫爐氣N與保護(hù)氣體混合形成混合氣體M，將混合氣體M通入干燥設(shè)備進(jìn)行干燥處理，之后通入反應(yīng)器中的硫酸溶液中，形成硫酸溶液。解決了在硫酸生產(chǎn)工藝中，氧氣將二氧化硫由氣相轉(zhuǎn)化為三氧化硫，需要高溫高壓，不僅浪費(fèi)能量，增加生產(chǎn)成本，而且反應(yīng)溫度和壓力不易控制的問題。
【IPC分類】C01B17/74
【公開號】CN105439103
【申請?zhí)枴緾N201510842859
【發(fā)明人】李莉玲
【申請人】惠州衛(wèi)生職業(yè)技術(shù)學(xué)院
【公開日】2016年3月30日
【申請日】2015年11月29日