【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及硫酸制備工藝，具體涉及一種濕法酸性氣體制備硫酸的裝置和工藝。
技術(shù)介紹
1、進(jìn)入21世紀(jì)以來，我國(guó)依托丹麥托普索公司的wsa專利技術(shù)建設(shè)了幾十套wsa硫酸生產(chǎn)裝置，使得濕法制備硫酸工藝在我國(guó)得到了較快的發(fā)展。這些wsa硫酸生產(chǎn)裝置主要作為處理脫硫單元酸性氣體的環(huán)保裝置，一般裝置規(guī)模較小，用于將生產(chǎn)中的含硫酸性氣體直接制成酸液，多分布于煉油、有色金屬冶煉、化肥、粘膠纖維、煤焦化、煤化工等行業(yè)，用于低含硫氣體的處理，得到商品級(jí)的濃硫酸，并且尾氣達(dá)標(biāo)排放。該工藝在水蒸氣存在的情況下將二氧化硫催化轉(zhuǎn)化成三氧化硫，并直接凝結(jié)成硫酸，無需洗滌、干燥，具有流程簡(jiǎn)單、硫回收率高、能效高、不產(chǎn)生廢水、操作彈性大、運(yùn)行成本低、對(duì)環(huán)境沒有污染等優(yōu)點(diǎn)。
2、現(xiàn)有傳統(tǒng)的濕法酸性氣體制酸裝置中的一轉(zhuǎn)一冷工藝，其考慮到床層壓降的問題，so2轉(zhuǎn)化器中催化劑床層數(shù)量最多為三層，而想要提高so2總轉(zhuǎn)化率可采用兩轉(zhuǎn)兩冷工藝，但這又會(huì)增加設(shè)備成本。此外，不論是一轉(zhuǎn)一冷模式還是兩轉(zhuǎn)兩冷模式，都在設(shè)計(jì)初始時(shí)只能適應(yīng)一種原料氣組分工況，或原料氣組分僅能有輕微變動(dòng)，使得上游工況若發(fā)生較大變動(dòng)，例如，上游燃煤從低硫煤變成高硫煤后，進(jìn)入so2轉(zhuǎn)化器入口的濃度增加幅度較大，從而導(dǎo)致so2總轉(zhuǎn)化率將發(fā)生較大的波動(dòng)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)目的在于提供一種濕法酸性氣體制備硫酸的裝置和工藝。
2、為達(dá)成上述目的，本專利技術(shù)提出如下技術(shù)方案：
3、一種濕法酸性氣體制備硫酸的裝置，包括通過
4、所述二氧化硫轉(zhuǎn)化器包括從上到下依次設(shè)置的第一催化劑床層、第二催化劑床層、第三催化劑床層和第四催化劑床層，所述第二催化劑床層的入口和出口分別設(shè)有用于補(bǔ)充氧氣和緊急冷卻的第一補(bǔ)風(fēng)閥和第二補(bǔ)風(fēng)閥，所述第二催化劑床層與第三催化劑床層之間，以及第三催化劑床層與第四催化劑床層之間均設(shè)有層間換熱器；
5、所述冷凝器通過第一支管與所述第一補(bǔ)風(fēng)閥連接；
6、所述活性炭反應(yīng)器內(nèi)部設(shè)有活性炭催化床層和第一噴淋裝置，所述第一噴淋裝置用于噴淋除鹽水，所述活性炭反應(yīng)器與所述冷凝器之間連通有回流管，所述回流管用于將活性炭反應(yīng)器中的稀硫酸回流至冷凝器中對(duì)其內(nèi)部的三氧化硫進(jìn)行噴淋。
7、作為本專利技術(shù)的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述冷凝器包括第三外殼、第三換熱管和第二噴淋裝置；
8、所述第三外殼的內(nèi)腔通過管道分別與所述第二廢熱鍋爐和所述活性炭反應(yīng)器連通；
9、所述第三換熱管設(shè)置于所述第三外殼的內(nèi)腔中，所述第三換熱管的出口與所述第一補(bǔ)風(fēng)閥之間通過所述第一支管連接；
10、所述第二噴淋裝置設(shè)置于所述第三外殼的內(nèi)腔頂端，所述第二噴淋裝置的進(jìn)口與所述回流管的出口連接。
11、作為本專利技術(shù)的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述焚燒爐上設(shè)有進(jìn)氣管和燃料補(bǔ)充管，所述進(jìn)氣管與所述第三換熱管的出口之間設(shè)有第二支管；
12、所述第二催化劑床層的入口和出口分別設(shè)有第一橫向多孔空氣列管和第二橫向多孔空氣列管；
13、所述第一補(bǔ)風(fēng)閥將所述第三換熱管出來的熱空氣通入所述第一橫向多孔空氣列管，熱空氣與從第一催化劑床層出來的工藝氣混合后進(jìn)入第二催化劑床層，用于給第二催化劑床層補(bǔ)充氧氣及緊急冷卻；
14、所述第二補(bǔ)風(fēng)閥將冷空氣通入所述第二橫向多孔空氣列管，冷空氣與從第二催化劑床層出來的工藝氣混合后進(jìn)入第三催化劑床層，用于給第三催化劑床層補(bǔ)充氧氣及緊急冷卻；
15、所述第一補(bǔ)風(fēng)閥和所述第二補(bǔ)風(fēng)閥的進(jìn)風(fēng)口處均設(shè)有空氣濾網(wǎng)。
16、作為本專利技術(shù)的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述第一廢熱鍋爐包括第一外殼、第一換熱管和第一汽包，所述第一換熱管設(shè)置于所述第一外殼的內(nèi)腔中，第一換熱管的進(jìn)口和出口分別與焚燒爐和二氧化硫轉(zhuǎn)化器連接，所述第一汽包與所述第一外殼的內(nèi)腔連通；
17、所述第二廢熱鍋爐包括第二外殼、第二換熱管和第二汽包，所述第二換熱管設(shè)置于所述第二外殼的內(nèi)腔中，第二換熱管的進(jìn)口和出口分別與二氧化硫轉(zhuǎn)化器和冷凝器連接，所述第二汽包與所述第二外殼的內(nèi)腔連通；
18、所述層間換熱器的進(jìn)口與所述第一汽包和/或第二汽包的出口連接，使所述第一汽包和/或第二汽包產(chǎn)生的水蒸氣進(jìn)入層間換熱器中與所述第一工藝氣和第二工藝氣進(jìn)行換熱。
19、作為本專利技術(shù)的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述第一催化劑床層裝填鉑基催化劑，所述第一催化劑床層高度為500～1000mm；
20、所述鉑基催化劑的外形尺寸為150*150*600mm或150*150*300mm的60孔蜂窩狀催化劑，所述鉑基催化劑使用的載體為二氧化鈦；
21、所述第二催化劑床層、第三催化劑床層和第四催化劑床層均裝填釩基催化劑，所述第二催化劑床層、第三催化劑床層和第四催化劑床層的高度為500～600mm。
22、作為本專利技術(shù)的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述活性炭催化床層的活性炭裝填量為80～100m3。
23、作為本專利技術(shù)的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述冷凝器頂端設(shè)有靜電除霧器，所述靜電除霧器用于除去酸霧。
24、本專利技術(shù)提供一種濕法酸性氣體制備硫酸的工藝，采用如上所述的濕法酸性氣體制備硫酸的裝置制備硫酸，所述工藝包括如下步驟：
25、(1)含有硫化氫的酸性氣體和空氣進(jìn)入焚燒爐內(nèi)燃燒，生成富含二氧化硫的第一工藝氣；
26、(2)所述第一工藝氣進(jìn)入所述第一廢熱鍋爐中進(jìn)行換熱降溫后進(jìn)入所述二氧化硫轉(zhuǎn)化器中；
27、(3)所述第一工藝氣中的二氧化硫在所述二氧化硫轉(zhuǎn)化器中轉(zhuǎn)化成三氧化硫，得到富含三氧化硫的第二工藝氣；根據(jù)第一工藝氣中二氧化硫的濃度通過第一補(bǔ)風(fēng)閥調(diào)節(jié)進(jìn)入第二催化劑床層的熱空氣流量，通過熱空氣進(jìn)行補(bǔ)充氧氣和移熱，在第三催化劑床層發(fā)生超溫現(xiàn)象時(shí)，通過第二補(bǔ)風(fēng)閥向第三催化劑床層通入冷空氣，通過冷空氣進(jìn)行緊急降溫；
28、(4)所述第二工藝氣進(jìn)入所述第二廢熱鍋爐進(jìn)行換熱降溫后，接著進(jìn)入所述冷凝器中與空氣換熱進(jìn)行冷凝，使得所述第二工藝氣中的三氧化硫被冷凝并在稀硫酸的噴淋下形成硫酸，同時(shí)得到的第三工藝氣進(jìn)入所述活性炭反應(yīng)器中，經(jīng)冷凝器加熱后的熱空氣通過所述第一支管經(jīng)所述第一補(bǔ)風(fēng)閥進(jìn)入所述第二催化劑床層；
29、(5)第三工藝氣中的二氧化硫在所述活性炭催化床層的催化氧化下轉(zhuǎn)化成三氧化硫，生成的三氧化硫與除鹽水接觸后得到稀硫酸，剩余尾氣中的二氧化硫達(dá)標(biāo)排放；
30、(6)在活性炭反應(yīng)器生成的稀硫酸通過回流管進(jìn)入所述冷凝器中對(duì)其內(nèi)部的三氧化硫進(jìn)行噴淋，使三氧化硫轉(zhuǎn)化成硫酸，無廢水產(chǎn)生。
31、作為本專利技術(shù)的一種優(yōu)選技術(shù)方案，經(jīng)冷凝器加熱后的熱空氣一部分通過第二支管與含有硫化氫的酸性氣體混合后進(jìn)入焚燒爐中；
32、所述第一廢熱鍋爐和/或所述第二廢熱鍋爐產(chǎn)生的水蒸氣進(jìn)入所述層間換熱器中。
33、作為本專利技術(shù)的一種優(yōu)選技術(shù)方案，含有硫化氫的本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種濕法酸性氣體制備硫酸的裝置，其特征在于，包括通過管道順次連接的焚燒爐、第一廢熱鍋爐、二氧化硫轉(zhuǎn)化器、第二廢熱鍋爐、冷凝器和活性炭反應(yīng)器；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濕法酸性氣體制備硫酸的裝置，其特征在于，所述冷凝器包括第三外殼、第三換熱管和第二噴淋裝置；
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的濕法酸性氣體制備硫酸的裝置，其特征在于，所述焚燒爐上設(shè)有進(jìn)氣管和燃料補(bǔ)充管，所述進(jìn)氣管與所述第三換熱管的出口之間設(shè)有第二支管；
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的濕法酸性氣體制備硫酸的裝置，其特征在于，所述第一廢熱鍋爐包括第一外殼、第一換熱管和第一汽包，所述第一換熱管設(shè)置于所述第一外殼的內(nèi)腔中，第一換熱管的進(jìn)口和出口分別與焚燒爐和二氧化硫轉(zhuǎn)化器連接，所述第一汽包與所述第一外殼的內(nèi)腔連通；
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濕法酸性氣體制備硫酸的裝置，其特征在于，所述第一催化劑床層裝填鉑基催化劑，所述第一催化劑床層高度為500～1000mm；
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濕法酸性氣體制備硫酸的裝置，其特征在于，所述活性炭催化床層的活性炭裝填量為80～100m3。p>
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濕法酸性氣體制備硫酸的裝置，其特征在于，所述冷凝器頂端設(shè)有靜電除霧器，所述靜電除霧器用于除去酸霧。
8.一種濕法酸性氣體制備硫酸的工藝，其特征在于，采用如權(quán)利要求3所述的濕法酸性氣體制備硫酸的裝置制備硫酸，所述工藝包括如下步驟：
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的濕法酸性氣體制備硫酸的工藝，其特征在于，經(jīng)冷凝器加熱后的熱空氣一部分通過第二支管與含有硫化氫的酸性氣體混合后進(jìn)入焚燒爐中；
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的濕法酸性氣體制備硫酸的工藝，其特征在于，含有硫化氫的酸性氣體在焚燒爐內(nèi)燃燒時(shí)，通過燃料補(bǔ)充管向焚燒爐補(bǔ)充燃料，所述燃料為天然氣、烴類化合物的任意一種或一種以上。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種濕法酸性氣體制備硫酸的裝置，其特征在于，包括通過管道順次連接的焚燒爐、第一廢熱鍋爐、二氧化硫轉(zhuǎn)化器、第二廢熱鍋爐、冷凝器和活性炭反應(yīng)器；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濕法酸性氣體制備硫酸的裝置，其特征在于，所述冷凝器包括第三外殼、第三換熱管和第二噴淋裝置；
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的濕法酸性氣體制備硫酸的裝置，其特征在于，所述焚燒爐上設(shè)有進(jìn)氣管和燃料補(bǔ)充管，所述進(jìn)氣管與所述第三換熱管的出口之間設(shè)有第二支管；
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的濕法酸性氣體制備硫酸的裝置，其特征在于，所述第一廢熱鍋爐包括第一外殼、第一換熱管和第一汽包，所述第一換熱管設(shè)置于所述第一外殼的內(nèi)腔中，第一換熱管的進(jìn)口和出口分別與焚燒爐和二氧化硫轉(zhuǎn)化器連接，所述第一汽包與所述第一外殼的內(nèi)腔連通；
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濕法酸性氣體制備硫酸的裝置，其特征在于，所述第一催化劑床層裝填鉑基催化劑，...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：殷惠琴，吳琳，賀健，董天雷，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中國(guó)石油化工股份有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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