制造硫酸的方法、設備及系統技術方案

制造硫酸的方法、設備及系統。一種制造硫酸的方法，包括：提供固態硫磺，于熔硫液化槽中，將固態硫磺熱熔成液態硫磺；燃燒硫磺，以產生產物；回收燃燒硫磺所產生的高階熱能并提供至蒸餾塔；回收燃燒液態硫磺所產生的低階熱能并提供至熔硫液化槽；于吸收反應塔中提供過氧化氫或含過氧化氫的硫酸來反應生成硫酸產品；以及對硫酸產品進行提濃或純化，以提升其濃度或純度。本發明專利技術的有益效果是可制作出符合業界需求的中高濃度產品，并且因為運輸時極少的比例是水，系統產生的熱能可回收回系統再利用，大幅降低使用額外提供的能源，非常具有成本優勢。

【技術實現步驟摘要】
制造硫酸的方法、設備及系統
本專利技術為一種制造硫酸的方法、設備及系統，尤其涉及一種可充分回收熱能的制造硫酸的方法、設備及系統。
技術介紹
硫酸是一種非常重要的化學品，其具有非常廣泛的工業用途，不僅可以用來制造肥料、非堿性清潔劑、護膚品、油漆添加劑，還可以用來制作炸藥。硫酸是許多工業所仰賴的基礎原料，其需求量之大，早已反映在龐大的生產量上，并吸引世界上多個區域的業者投入。但是，各業者在順利量產的同時，仍然得投入一些努力繼續改良，以期能夠增加設備效率、降低能耗、降低生產成本，進而提升經濟效益與企業競爭力。同時，隨著科技的進步，不僅傳統工業持續發展，愈來愈多的創新工業也快速發展，產能不斷擴大，在制造的過程中，可能會產生硫酸的廢液或是廢酸。例如在半導體的清洗制程中，需要采用極高純度的硫酸，并且添加一定比例的雙氧水，以加速反應和提升清凈效果，而使用過的廢酸，在此情形之下包括有硫酸與雙氧水。當產能到達一定水平時，所產生硫酸廢液或是廢酸的數量勢必可觀，這些不僅占了成本的一部分，也必需由業者花費心血做適當的回收處理，以符合法規的規范，并避免污染環境。因此，如何能發展出一種硫酸的制造方法及設備，其不僅能夠生產出高濃度的硫酸，以滿足產業上使用的需求，尤其適用于將從工廠回收的廢液、廢酸再生為具經濟價值的高濃度硫酸，同時又能借由充分回收熱能以降低能耗，進而降低整體成本，便成為十分重要的課題。
技術實現思路
因此，本專利技術的目的是提供一種制造硫酸的方法，利用充分回收熱能再加以妥善運用，以有效降低能耗解決能量浪費的問題。本專利技術的另一目的是提供一種制造硫酸的設備，將工廠所排放出的廢液、廢酸重制成新的硫酸產品。本專利技術的再一目的是提供一種制造硫酸的系統，以達到節能減碳、友善環境、降低地球負荷的目的。本專利技術提供一種制造一硫酸產品的方法，其包括以下步驟：提供至少一固態硫磺，于一熔硫液化槽中，將該固態硫磺熱熔以轉變成液態硫磺，燃燒該液態硫磺，以產生至少一產物，回收燃燒該液態硫磺所產生的一高階熱能，提供該高階熱能至一第一蒸餾塔與一第二蒸餾塔，回收燃燒該液態硫磺所產生的一低階熱能，提供該低階熱能至該熔硫液化槽，于一吸收反應塔中提供過氧化氫或含過氧化氫的硫酸以生成該硫酸產品，對該硫酸產品進行提濃或純化，以提升該硫酸產品的濃度或純度。本專利技術另提供一種制造一硫酸產品的設備，其包括有一熔硫液化槽、一燃燒爐、一集塵器、一第一熱交換器、一第二熱交換器、一吸收反應塔、一第一蒸餾塔、一第二蒸餾塔以及一氣提塔。該熔硫液化槽，用以將至少一固態硫磺轉變成液態硫磺。該燃燒爐用以燃燒該硫磺，并將至少一產物輸入第一熱交換器。該第一熱交換器用以回收燃燒該液態硫磺所產生的一高階熱能，并將該高階熱能經由一第一管線傳遞至第一蒸餾塔和第二蒸餾塔。該第二熱交換器用以回收燃燒該液態硫磺所產生的一低階熱能，并將該低階熱能經由一第二管線傳遞至該熔硫液化槽。該產物是與該吸收反應塔中的過氧化氫反應，以生成該硫酸產品。該第一蒸餾塔和第二蒸餾塔用以對該硫酸產品進行提濃及純化，以提升該硫酸產品的濃度及純度。氣提塔用來去除硫酸產品中的二氧化硫。本專利技術再提供一種制造一硫酸產品的系統，其包括有一熔硫液化槽、一燃燒爐、至少一熱交換器、一吸收反應塔、至少一蒸餾塔以及一氣提塔。該熔硫液化槽，用以將至少一固態硫磺轉變成液態硫磺。該燃燒爐用以燃燒該液態硫磺，并將至少一產物輸入一吸收熱交換器。該熱交換用以回收燃燒該液態硫磺所產生的至少一熱能。該產物是與該吸收反應塔中的過氧化氫反應，以生成該硫酸產品。該至少一蒸餾塔用以對該硫酸產品進行提濃或純化，以提升該硫酸產品的濃度或純度。氣提塔用來去除硫酸產品中的二氧化硫。其中，該熔硫液化槽與至少一蒸餾塔運作所需的能源由回收的該熱能所供給。相較于常用技術，本專利技術的硫酸制造方法、設備及系統，是利用過氧化氫與二氧化硫產生硫酸。如此一來，不僅作為氧化劑的過氧化氫，經由反應而消失，免除了后續處理廢棄物的麻煩，同時隨著反應時間增加，反應吸收塔內的硫酸濃度只會愈來愈高，且隨著雙氧水反應耗盡，硫酸濃度將不再增加，并不會像一般氧化還原反應因為生成水，而將產品愈來愈稀釋。此外，本專利技術的硫酸制造方法及設備，于充分回收硫磺燃燒所產生的大量熱能的后，再將高階熱能以及低階熱能分別供應至蒸餾塔以及熔硫液化槽，以供硫酸產品提濃及純化的用以及硫磺熱熔之用，甚至于當高階熱能與低階熱能有剩余時，還可以再提供用于發電或是其他用途。因此，本專利技術的硫酸制造設備自成一個系統，并且在此系統中，熔硫液化槽與蒸餾塔運作所需的能源可借由熱能回收再利用，以大幅降低外加的能源，完全是節能的操作。本專利技術的硫酸制造方法、設備及系統，非常適用于將工廠所排放出的廢液、廢酸重制成新的硫酸產品。不僅可以穩定提升硫酸濃度及純度，更能使在廢酸中的過氧化氫被有效去除及安定化。而所生成新的硫酸產品，能廣泛應用于多種工業制程，可達節能減碳、友善環境、降低地球負荷的目的，并減少事業單位(即廢液或廢酸產出源)處理廢酸所增加的費用，而回收再利用所新生的產品，除了取代新品原的耗用，更可以降低生產成本。本專利技術的有益效果是，可制作出符合業界需求的中高濃度產品，并且因為運輸時極少的比例是水，系統產生的熱能可回收回系統再利用，大幅降低使用額外提供的能源，非常具有成本優勢。為讓本專利技術的上述目的、特征和優點更能明顯易懂，下文將以實施例并配合所附圖式，作詳細說明如下。需注意的是，所附圖式中的各組件僅是示意，并未按照各組件的實際比例進行繪示。附圖說明圖1為本專利技術一較佳實施例的一制造硫酸的方法流程圖。圖2為本專利技術一較佳實施例的一制造硫酸的設備示意圖。具體實施方式請參考圖1，圖1為本專利技術一較佳實施例的一制造硫酸的方法流程圖。如圖1所示，本實施例的制造硫酸的方法，是先提供固態硫磺(步驟S101)。然后，將固態硫磺用粉碎機處理(步驟S101a)，調整顆粒大小，再置入熔硫液化槽。之后，將固態硫磺置入熔硫液化槽熱熔(步驟S102)，以促進硫磺的熱熔，一般而言，熔硫液化槽的溫度是被控制著，以使熔硫的溫度落在149℃左右，如此才可避免產生高黏滯度的液態硫而造成設備損毀。接著將液態硫磺進行粗濾處理(步驟S103)，通常是利用籃式過濾器將液態硫磺進行粗濾，使潔凈的液體通過，但是將固體雜質阻擋在濾籃里。然后將經過粗濾的液態硫磺進行霧化處理(步驟S104)。所謂霧化處理，即是將硫磺分子處理成為更小的分子，有助于燃燒時更完全、更均勻。再進行燃燒(步驟S105)，將經過霧化處理的硫磺在燃燒爐中燃燒，于此步驟中，欲達到良好的效果，溫度的控制相對重要。若是在冷爐使用的情況之下，必需先將爐溫升溫，才可以進料，由于燃燒就是一種劇烈的氧化反應，有氧參與反應，并放出大量的光和熱，造成此步驟的燃燒溫度約為1093℃。而由于氧的參與反應，硫磺與氧將會反應并生成二氧化硫(SO2)，以供后續步驟與過氧化氫(H2O2)反應再制作成硫酸。此外，當一個特定反應的自由能變化小于零時(ΔG＜0)，此反應必定為自發反應。而自由能變化的計算如下：ΔG＝ΔH-TΔS其中，ΔH為反應熱，T為絕對溫度，ΔS為熵(entropy)的變化。如前所述，硫磺的燃燒放出大量的熱，所以是放熱反應，亦即ΔH＜0。并且熵可視為亂度的指標，燃燒使亂度增加，亦即本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種制造硫酸的方法，其特征在于，適用于制造一硫酸產品，該方法包括以下步驟：a.提供至少一固態硫磺；b.于一熔硫液化槽中，將該固態硫磺熱熔以轉變成液態硫磺；c.燃燒該液態硫磺，以產生至少一產物；d.回收燃燒該液態硫磺所產生的一高階熱能；e.提供該高階熱能至一第一蒸餾塔或一第二蒸餾塔；f.回收燃燒該液態硫磺所產生的一低階熱能；g.提供該低階熱能至該熔硫液化槽；h.于一吸收反應塔中提供過氧化氫或含過氧化氫的硫酸，與該產物反應以生成該硫酸產品；i.對該硫酸產品進行提濃，以提升該硫酸產品的濃度；j.對該硫酸產品進行純化，以提升該硫酸產品的純度；k.若該硫酸產品中的二氧化硫含量太高，可借由氣提塔去除二氧化硫；以及l.將各等級的該硫酸產品儲存灌裝。

【技術特征摘要】
2013.11.20 TW 1021423611.一種制造硫酸的方法，其特征在于，適用于制造一硫酸產品，該方法包含以下步驟：a.提供至少一固態硫磺；b.于一熔硫液化槽中，將該固態硫磺熱熔以轉變成液態硫磺；c.燃燒該液態硫磺，以產生至少一產物；d.回收燃燒該液態硫磺所產生的一高階熱能；e.提供該高階熱能至一第一蒸餾塔或一第二蒸餾塔；f.回收燃燒該液態硫磺所產生的一低階熱能；g.提供該低階熱能至該熔硫液化槽；h.于一吸收反應塔中提供過氧化氫或含過氧化氫的硫酸，與該產物反應以生成該硫酸產品；i.對該硫酸產品進行提濃，以提升該硫酸產品的濃度；j.對該硫酸產品進行純化，以提升該硫酸產品的純度；k.若該硫酸產品中的二氧化硫含量太高，可借由氣提塔去除二氧化硫；以及1.將各等級的該硫酸產品儲存灌裝。2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，于步驟a另包含以下步驟：利用一粉碎機處理該固態硫磺，以調整顆粒大小。3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，于步驟b之后，另包含以下步驟：將該液態硫磺進行粗濾處理；以及將經過粗濾處理的該液態硫磺進行霧化處理。4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，該產物是包含有二氧化硫。5.如權利要求1所述的方法，其特征在于，該低階熱能是提供至該熔硫液化槽，以用來熱熔該固態硫磺并轉變成該液態硫磺。6.如權利要求1所述的方法，其特征在于，于步驟d之后，另包含以下步驟：去除該產物的灰份；以及將已去除灰份的該產物輸入該吸收反應塔。7.如權利要求1所述的方法，其特征在于，該過氧化氫是來自于一工廠所排出的廢酸或新鮮過氧化氫。8.如權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟i是將對該硫酸產品導入該第一蒸餾塔進行蒸餾，以提升該硫酸產品的濃度。9.如權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟j是將對該硫酸產品導入該第二蒸餾塔進行蒸餾，以提升該硫酸產品的純度。10.如權利要求1所述的方法，其中步驟k是將對該硫酸產品導入該氣提塔，以去除該硫酸產品中的二氧化硫。11.如權利要求1所述的方法，其特征在于，于步驟e之后另包含提供該高階熱能至一第一蒸餾塔或第二蒸餾塔，步驟i、j將對該硫酸產品依序導入該第一蒸餾塔及該第二蒸餾塔進行蒸餾，以提升該硫酸產品的濃度及降低重沸物和金屬含量以提升該硫酸產品的純度。12.如權利要求1所述的方法，其特征在于，于步驟a～g可直接使用外購二氧化硫及外部能源取代。13.一種制造硫酸的設備，其特征在于，適用于制造一硫酸產品，該設備包含：一熔硫液化槽，用以將至少一固態硫磺轉變成液態硫磺；一燃燒爐，用以燃燒該液態硫磺，并將至少一產物輸入一吸收反應塔；一第一熱交換器，用以回收燃燒該液態硫磺所產生的一高階熱能，并將該高階熱能經由一第一管線傳遞至一第一蒸餾塔與一第二蒸餾塔；一第二熱交換器，用以回收燃燒該液態硫磺所產生的一低階熱能，并將該低階熱能經由一第二管線傳遞至該熔硫液化槽；該吸收反應塔，該產物是與該吸收反應塔中的過氧化氫反應...

【專利技術屬性】
技術研發人員：邱顯評，高銓卿，
申請(專利權)人：綠美企業有限公司，
類型：發明
國別省市：中國臺灣;71