[发明专利]一种硫磺气体还原废硫酸制液体二氧化硫和硫酸的方法

摘要

本发明涉及一种硫磺气体还原废硫酸制液体二氧化硫和硫酸的方法，将硫磺气化为高温硫磺气体，将原料废硫酸洗涤蒸发浓缩、裂解为气体，两股气体在还原炉内反应，使废硫酸裂解气中的三氧化硫与气体硫磺反应生成二氧化硫气体，废硫酸裂解气中的有机物、炭粉等生成二氧化硫、二氧化碳、一氧化碳、氮气、氯化氢以及水等，还原炉气经氧化燃烧，余热回收、净化、干燥得到二氧化硫气体，部分二氧化硫液化制得高纯度液体二氧化硫产品，没有液化的含二氧化硫气体与另一部分二氧化硫气体混合经转化吸收制浓硫酸。与现有技术相比，本发明方法是用较低的温度将废硫酸净化提浓再生资源化利用制取高品质液体二氧化硫和浓硫酸产品，同时将其中的有机物、盐等杂质得到妥善无害化处理，不产生二次污染物，实现资源循环利用和环境友好。

主权项

1.一种硫磺气体还原废硫酸制液体二氧化硫和硫酸的方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步，硫磺气体制备将固体或液体硫磺加热至120～160℃，过滤，送入气化器内雾化，雾化的硫磺在气化器中加热至450～550℃气化，并进一步过热至500～800℃制得高温硫磺气体，经气化器后端文丘里引射器送入硫酸还原单元；第二步，废硫酸浓缩和预热将原料废硫酸经过自清洗过滤、蒸发浓缩至硫酸浓度w(H2SO4)＞65％，进入除尘净化单元，与余热锅炉系统来的热炉气逆流循环洗涤，使废硫酸浓度提浓到75～90％，并吸收炉气中的粉尘和热量，温度升高，送入废硫酸气化裂解炉；第三步，废硫酸气化热裂解保持气化裂解炉内温度在450‑600℃，第二步得到的热废硫酸经喷枪机械雾化，雾化的废硫酸在气化裂解炉中气化，并进一步过热至450～650℃热裂解；第四步，SO3还原将第一步得到的硫磺气体与第三步得到的硫酸热裂解气，按液体硫磺与硫酸的摩尔比为0.0～0.6:1，输入还原炉，二股气体混合并迅速发生气体三氧化硫与气体硫磺反应生成二氧化硫气体，随硫酸热裂解气带来的有机物、炭粉与三氧化硫气体进一步发生反应生成二氧化硫、二氧化碳、一氧化碳、氮气、氯化氢以及水，反应时间为2～15秒，检测并控制还原炉出口炉气中三氧化硫浓度v(SO3)＜0.05％；还原反应后的炉气由还原炉气体出口排出，进入燃烧室；第五步，氧化燃烧在还原炉与余热锅炉之间设置一个燃烧室，第四步得到的还原炉气进入燃烧室氧化燃烧，向燃烧室通入经过预热的空气或富氧空气，将还原炉气中过量硫磺、残余有机物、炭尘与氧气进行燃烧氧化反应，反应时间为3～20秒，燃烧后的炉气温度进一步升高到550～850℃，进入余热锅炉；第六步，余热回收由第五步得到的高温热炉气进入余热锅炉进行热能回收，产生中压饱和蒸气并经高温转化气过热后进入余热发电；出余热锅炉的炉气温度降至300℃，进入除尘净化单元；第七步，除尘净化单元余热锅炉来的炉气在除尘净化单元进行洗涤、冷却、除雾、干燥，得到浓度v(SO2)15～95％的干二氧化硫气体；第八步，液体二氧化硫的制备将第七步得到的二氧化硫气体经机械压缩或冷冻盐水进行冷冻使部分二氧化硫液化制得高纯度液体二氧化硫产品；第九步，硫酸的制备将第七步得到的二氧化硫气体直接作为制硫酸的原料气，或者将第八步没有液化的含二氧化硫气体与另一部分二氧化硫气体混合作为后续制硫酸的原料气，控制其二氧化硫浓度v(SO2)为10～28％；原料气与干燥后的空气按氧硫比1:1配制，采用常规工艺制成硫酸。