[发明专利]一种硫酸的制备方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种硫酸的制备方法，具体涉及采用硫浆燃烧制备硫酸的方法，还涉及实现该方法的装置。

背景技术

请参见图1。工业上传统的硫酸的制备方法的流程是：煤气脱硫装置(图中未示出)产生的硫浆，用压缩空气进行雾化后，在燃烧炉1中燃烧生成以SO₂气体为主的烟气；然后将烟气通入废热锅炉2，经废热锅炉2回收烟气中部分热量；接着将烟气通入增湿塔3内用稀硫酸降温增湿除尘，烟气中的S、粉尘和微量SO₃气体被去除；除尘后得到的SO₂过程气体通入冷却塔4进一步降温冷却，降低SO₂过程气体中水分含量；再将SO₂过程气体通入洗净塔5进行洗净和再冷却；然后将SO₂过程气体通入除雾器6，除去颗粒和水雾；接着在干燥塔7内用95％H₂SO₄将SO₂过程气体干燥脱水；然后SO₂风机(图中未示出)将SO₂过程气体送入转化器8，在转化器8内V₂O₅干式触媒将SO₂过程气体转化为SO₃气体；SO₃气体经换热器(图中未示出)后通入吸收塔9，用98％H₂SO₄吸收SO₃气体，生成98.5％的浓硫酸；浓硫酸经过脱硝反应槽(图中未示出)与磺酸胺反应，进行脱硝；脱硝后的浓硫酸进成品酸槽(图中未示出)。

吸收塔9出来的尾气含有少量SO_X、NO_X等有害气体，通过排烟脱硫塔(图中未示出)与氨水进行中和反应，生成的(NH₄)₂SO₃、(NH₄)₂SO₄等盐类送硫铵吸收装置(图中未示出)，出排烟脱硫塔的含氨尾气进中和塔10用稀硫酸进行中和，除氨后的尾气外排，稀硫酸及硫酸铵溶液送到硫铵装置(图中未示出)或废水处理装置(图中未示出)。

在国内硫酸制造工艺中，包括日本的硫酸工艺，都是采用湿法除尘，湿法除尘势必降低过程气体的温度。除尘后的SO₂过程气体水分含量高，需要对SO₂过程气体进行低温干燥，将水分含量控制在0.01％左右，才能保证V₂O₅干式触媒不被粉化而失效。另外，V₂O₅干式触媒将SO₂过程气体转化为SO₃气体必须有一定活化温度才能反应，又需要将除尘、干燥后的SO₂过程气体加热到420～450℃，从除尘、冷却干燥到加热转化，不仅能源不能得到有效利用，而且造成能源的巨大浪费。同时，在除尘、冷却、洗净、干燥过程中产生大量的废酸需要后续处理，增加了环境的负荷。

参见图2。WSA制酸方法(又称湿式烟气制酸法)流程是：以H₂S气体为主要成分的酸性气体在燃烧炉1燃烧后生成SO₂过程气体；SO₂过程气体经废热锅炉2回收烟气中部分热量后，温度降低到420～450℃；然后SO₂过程气体通入脱销反应器3中脱除硝基；接着SO₂过程气体通入转化器4。在转化器4内V₂O₅湿式触媒将SO₂过程气体转化为SO₃气体；然后SO₃气体通入酸冷凝冷却器5内生产93～98wt％的硫酸产品。通过99％的转化和98％的吸收后尾气中少量含有SO_X、NO_X等气体，与空气混兑后达标通过烟囱6排放到大气中。