[其他]氯法二氧化硫废气制硫酸工艺及设备

说明书

氯法回收二氧化硫废气制硫酸工艺及设备。本发明属二氧化硫废气回收的无机化工工艺及设备。本发明用氯或含氯废气氧化二氧化硫废气制硫酸和盐酸的工艺及设备简单高效，其反应塔兼有反应、吸收、浓缩、分离等多种效能，吸收液不必循环，从而不需酸泵。经反应塔反应吸收，可直接制得７０％的硫酸及硫盐混合酸，废气中二氧化硫清除率达９８％以上，氯利用率在９９％以上，尾气中二氧化硫含量低于０．０２％、氯及氯根总含量约等于０．００５％。

本发明属二氧化硫废气回收的无机化工工艺和设备。

目前，国内外回收二氧化硫废气的方法较多，如碱液法，石灰法，氨洗涤法，碱土吸收法，催化氧化还原法等几十种，但其中有些方法产生大量废渣（如亚硫酸钙、硫酸钙、碳酸钙等）、废水，从而造成二次污染，有些方法得到的副产品应用价值不大，有些方法需消耗大量紧缺的化工原料，有些方法清除效率不高，而且多数方法工艺较复杂，设备庞大，投资多，操作费用高。

本发明的目的在于简化回收二氧化硫废气工艺及设备，并利用目前氯碱工业中过剩的氯气或含氯废气，达到高效而经济地回收利用二氧化硫废气，使之生成有用的硫酸及盐酸。

本发明是利用氯气或含氯废气来处理0.1%以上浓度的二氧化硫废气制取硫酸及盐酸，其工艺过程如附图所示，分别将二氧化硫废气从进气管[1]、氯气或含氯废气从进气管[2]按等当量或二氧化硫比氯气过量0.1%通入混合器[3]混合后，通入反应塔[6]，如是泡帽式反应塔，控制气流空塔线速度0.03～0.2米/秒，如是改进的筛板式反应塔，则控制气流空塔线速度为0.1～0.5米/秒，从进水管[4]向反应塔加水，控制反应塔反应温度在250℃以下，仅经过此反应塔作用，就能达到迅速反应，吸收、浓缩、分离的效果。控制加水量，使通入塔中二氧化硫与氯反应后，能从塔底出料口[11]直接得到70%的硫酸，如只需制得低于70%的硫酸，则加水量相应增加。在得到70%硫酸的同时，从反应塔中可得全部盐酸及部分硫酸的混合酸，即硫盐混合酸，让硫盐混合酸从出口[7]流出，通入蒸馏塔[8]常压蒸馏，从盐酸出口[9]放出盐酸，从硫酸出口[10]可得到硫酸。将混合酸常压蒸馏，110℃蒸出全部盐酸，浓度可达20%，剩余的硫酸浓度为70%，反应塔中尾气从尾气出口[5]放出。

反应塔中总反应方程式为：

SO₂+CL₂+2H₂O＝H₂SO₄+2HCL

本工艺可应用多种结构类型的气液鼓泡式反应塔，例如泡帽式反应吸收塔、改进的筛板式反应吸收塔，塔板4～8层便可达到本工艺反应吸收的要求。每种塔的各层塔壁都装有视镜、液位计、温度计、气压计、放液管，以便控制操作条件和放出反应吸收生成的酸液。通常的筛板式反应塔放液管是置于塔内的，我们的改进之外是把放液管置于塔外，放液管上装有阀门，由阀门控制放液量及液层高度，从而使反应达到最佳效果，同时能控制酸液的浓度。

反应塔的材料要选用耐腐蚀的玻璃钢、聚氯乙烯、聚丙烯或耐酸陶瓷。

本发明采用的设备和工艺流程简单高效，其反应塔兼有反应、吸收、浓缩、分离等多种效能，吸收液不必循环，从而不需要耐酸泵。经反应塔反应吸收，可直接制得70%的硫酸及硫盐混合酸，硫盐混合酸经常压蒸馏可得20%的盐酸及70%的硫酸，二氧化硫回收率即废气中二氧化硫清除率可达98%以上，氯利用率达99%以上，尾气中二氧化硫含量低于0.02%，氯及氯根总含量约为0.005%。

按照本发明工艺及设备进行了二氧化硫含量为0.1～0.8%等数种废气的扩大试验六十多次，累计扩大试验时间约为800小时，分别采用泡帽式反应塔和改进的筛板式反应塔进行试验，制出了数百公斤65～70%的硫酸，硫盐混合酸和20%的盐酸，为大型化生产研究推出了本工艺流程及设备。