[发明专利]用于生产三氧化硫的方法

说明书

在包含焚化炉、废热锅炉、稀释空气加热器、除尘吸收器和SO₂转化器的设备中，从包含含硫化合物和溶解的金属例如碱金属的进料流生产三氧化硫。该设备可以进一步包含硫酸冷凝器，用于生产硫酸。

本发明涉及一种用于从含硫进料生产待用于硫酸生产的三氧化硫的方法，该含硫进料具有形成所谓的粘性粉尘的高潜力，该粘性粉尘可以堵塞传统的废热锅炉，从而迫使整个硫酸设备的意外关闭。

更具体地，本发明提供了由包含含硫化合物和溶解的金属如碱金属的进料流生产三氧化硫的方法，所述方法包括以下步骤：

在富含O₂的流的存在下焚烧，由此将进料流中的含硫化合物转化为SO₂，

在废热锅炉中将气体冷却，从而以高压蒸汽的形式回收热量，其中废热锅炉中负荷的至少50％被气体和颗粒辐射传递，

在稀释空气加热器中将离开废热锅炉的工艺气体进一步冷却，

向工艺气体中添加稀释空气，以便为SO₂转化器中的SO₂氧化成SO₃提供足够的氧气，以及

将稀释后的工艺气体进料至SO₂转化器，该SO₂转化器由多个催化剂层组成，在催化剂层之间安装有热交换器。

本发明还涉及一种用于通过上述方法生产三氧化硫的设备，所述设备包括焚化炉、废热锅炉、稀释空气加热器和除尘吸收器。具体地，为了用于硫酸生产，该设备还包括SO₂转化器和硫酸冷凝器。

进料流可以是来自烷基化工艺的废硫酸，在该烷基化工艺中硫酸已经作为用于生产烷基化物(即燃料添加剂)的催化剂。在烷基化工艺中，硫酸被以下物质污染：水和酸溶性油以及在某种程度上的来自工厂设备的腐蚀产物(Fe、Cr、Ni离子)和碱性(Na、K)离子的侵入，例如，来自烷基化物纯化设备。该酸从烷基化工艺中排出，在单独的硫酸设备中再生成浓硫酸并返回烷基化工艺。

进料流的另一个实例是来自焦炉煤气清洁工艺的产物，其中焦炉煤气中存在的H₂S和HCN被吸收到碱性水溶液中并被转化成元素硫(S)以及SCN^-、S₂O₃^2-和SO₄^2-的盐。通常，相应的阳离子是NH₄⁺或Na⁺，这取决于碱度是如何控制的，例如，是通过NH₃还是NaOH。这种焦炉煤气清洁工艺的商品名称是例如HPF、PDS、Perox和Stretford。这些产品的质量和价值低，并且可以被转化成浓硫酸，以提高硫的质量和价值。

在下文中，参考附图更详细地描述了本发明，其中

图1是用于将进料流转化成浓硫酸的已知工艺布局，

图2显示了根据本发明使用的具有新型辐射式锅炉的硫酸工艺，以及

图3至6显示了根据本发明使用的不同的替代辐射式热交换器。

用于将这些进料转化成浓硫酸的常用工艺布局如图1所示。在第一步中，将包含硫化合物和溶解的金属和碱金属的进料流1进料到在900-1100℃下操作的炉3中。在该炉中，根据进料的确切组成，发生以下反应：

H₂SO₄-SO₂+0.5O₂+H₂O

酸溶性油+O₂-CO₂+H₂O+SO₂

S+O₂-SO₂