[实用新型]一种浓废酸生产硫酸净化原料气系统

说明书

技术领域

本发明属于废酸液处理领域和硫酸生产领域。本发明涉及一种浓废酸生产硫酸净化原料气系统。

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、净化和降温除水工序，除水后的气体送硫酸生产的干燥、转化和吸收工序生产硫酸。

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。

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，更多地生产硫酸净化原料气。

一种浓废酸生产硫酸净化原料气系统，是以硫磺为还原剂，浓废酸为氧化剂进行部分氧化还原反应生产硫酸净化原料气，未反应的高固含量的废酸进一步送气化分解，回收废酸中硫元素，分离废酸中固相渣；包括控温气化分解工序，氧化还原反应工序、热能回收工序和硫磺溶解工序。

所述控温气化分解工序由燃烧装置、烟道、气化室组成；

所述氧化还原反应工序由文丘里反应混合器、反应分离器和高固废酸泵组成；

所述热能回收工序由文丘里混合器、分离器和热废酸泵组成；

所述硫磺熔解工序由熔硫釜和熔料泵组成。

应用本申请的一种浓废酸生产硫酸净化原料气系统，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工序；

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的烟气混合，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，反生氧化还原反应，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工序，反应后液固混合物用高固浓酸泵送控温气化工序；

c、控温气化分解

以燃煤或燃气为能源，在燃烧装置中燃烧，高温烟气通过烟道进入气化室，气化室中烟气进口温度600～900℃，出口温度调节至300～500℃；高固浓酸泵送来的高固废酸在气化室中喷雾与烟气接触，高固含量的废酸反生气化分离，气化气相送氧化还原工序，固相为酸渣从气化室底部排放；

d、热能回收与净化

氧化还原反应工序产生的硫酸原料气与烟气混合气中含有少量酸气，在文丘里混合器中与输入的浓废酸混合，混合气温度降低，混合气中少量酸气被吸收，与此同时，浓废酸回收了混合气的热能，温度提高，物料在分离器中实现气液分离，净化的硫酸原料气送后续过程；液相用热废酸泵输送到硫磺熔解工序。

本发明具体体现在以下几点：

(1)通过加入硫磺，发生氧化还原反应，进入气化室的废酸量大幅下降，有效降低了气化热能消耗；大幅提高了硫酸原料气的产量；

(2)控温气化比高温气化气化温度低，能耗低；更是确保了氧化还原反应工序的硫酸浓度，从而保障了氧化还原反应的顺利进行；