[发明专利]一种浓废酸制液态SO2系统

说明书

技术领域

本发明属于废酸液处理领域和液态SO₂生产领域。本发明涉及一种浓废酸制液态SO₂系统。更进一步说，是以硫磺为还原剂还原浓废酸制SO₂气体，未反应的高固含量的废酸进一步送惰性气氛的气化分解，回收废酸中硫元素，分离废酸中固相渣；制备的浓SO₂气体通过除水干燥，加压冷却分离制得液态SO₂。

背景技术

一些工业生产使用硫酸产生浓废酸，如电石法PVC生产中混合气干燥用酸和乙炔清净用酸，都产生高浓度黑废硫酸(浓度为70％～95％)，其外观黑粘、组成复杂，难以回收利用，给生态环保造成很大的压力。

关于浓废酸的相关专利有：

CN1751984公开了一种废硫酸高温裂解、绝热增湿酸洗净化、两转两吸工艺，即烷基化废硫酸经高温裂解生产硫酸处理工艺，分废酸裂解净化工段、转化工段、干吸工段三部分，通过废酸处理工艺，使废硫酸在1000～1100℃高温下裂解，经过酸洗净化、两次接触法转化及两次吸收，生产出合格的硫酸产品，以供烷基化装置再次使用，同时达到保护环境的目的，本工艺过程所使用的原料是单一的85～90％的烷基化废硫酸，废硫酸回收率可达到90％。

该专利很好地解决了单一的85～90％的烷基化废硫酸的回收问题，但该工艺存在以下问题：(1)废酸裂解炉直接喷酸气化易使燃气燃烧不稳定、不完全；(2)高温裂解气经废热锅炉，温度降至350℃，易造成局部酸气冷凝，腐蚀废热锅炉；(3)废热锅炉回收热量后，直接采用稀酸洗涤降温，未能充分利用这一部分热能，还要因此增加废稀酸的量；(4)用稀酸洗涤后进一步用间冷器冷却，间冷器设备大，传热效率低。

CN102745653A公开了一种浓废酸生产硫酸净化原料气工艺，是以燃煤或燃气为能源，通过高温气化分解、余热回收、净化和除水干燥系统，除水后的气体送硫酸生产的干燥、转化和吸收系统生产硫酸。

该专利具有工艺流程设计合理，高温气化稳定，无酸气冷凝腐蚀废热锅炉，热能利用充分，废酸回收率高，传热传质效率高的优点。但废酸依然是全部气化，气化热较大，能源消耗依然有改进的余地。

液态SO₂具有广泛应用，制备液态SO₂需要浓SO₂气源，一般采用吸收浓缩、再生提浓方法，该方案能耗大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种浓废酸(浓度≥70％)的综合回收方法，进一步降低能源消耗，生产液态SO₂。

一种浓废酸制液态SO₂系统，是以硫磺为还原剂还原浓废酸制SO₂气体，未反应的高固含量的废酸进一步送惰性气氛下气化分解，回收废酸中硫元素，分离废酸中固相渣；制备的浓SO₂气体通过除水干燥，加压冷却分离制得液态SO₂；包括控温气化分解系统，氧化还原反应系统、热能回收系统、硫磺熔解系统、除水干燥系统和压缩分离系统组成。

所述控温气化分解系统由电加热装置和气化室组成；

所述氧化还原反应系统由文丘里反应混合器、反应分离器和高固废酸泵组成；

所述热能回收系统由文丘里混合器、分离器和热废酸泵组成；

所述硫磺熔解系统由熔硫釜和熔料泵组成；

所述除水干燥系统由冷却器、水分离器和干燥塔组成；

所述压缩分离系统由压缩机、冷热换热器和液态SO₂分离器组成。

应用本申请的一种浓废酸制液态SO₂系统，包括以下步骤：

a、硫磺熔解

用热的废酸在熔硫釜中熔解硫磺，熔硫釜中液相温度控制在110^～150℃，熔硫后用熔料泵输送到氧化还原反应系统；

b、氧化还原反应

熔料泵输送来的反应混合料进入文丘里反应混合器的喉部，与含SO₃的惰性气体混合，反应混合料吸收SO₃气体，硫酸浓度得到提高，同时吸收烟气的热，温度得到升高，在热的浓硫酸氛围下，发生氧化还原反应，生产得到SO₂；在反应分离器中进一步发生氧化还原反应并实现气液分离，反应气相送热能回收系统，反应后液固混合物用高固浓酸泵送控温气化系统；

c、控温气化分解