一種濃廢酸生產硫酸淨化原料氣系統的製作方法

2023-06-26 13:52:56

一種濃廢酸生產硫酸淨化原料氣系統的製作方法
【專利摘要】一種濃廢酸生產硫酸淨化原料氣系統，屬於廢酸處理和硫酸生產領域。是以硫磺為還原劑，濃廢酸為氧化劑進行部分氧化還原反應生產硫酸淨化原料氣，未反應的高固含量的廢酸進一步送氣化分解，回收廢酸中硫元素，分離廢酸中固相渣；包括控溫氣化分解工序，氧化還原反應工序、熱能回收工序和硫磺溶解工序。本實用新型的有益效果是：(1)通過加入硫磺，發生氧化還原反應，進入氣化室的廢酸量大幅下降，有效降低了氣化熱能消耗；大幅提高了硫酸原料氣的產量；(2)控溫氣化比高溫氣化氣化溫度低，能耗低；(3)能源回收充分；(4)廢固以幹的固態渣形式排出，減少了汙染。
【專利說明】一種濃廢酸生產硫酸淨化原料氣系統

【技術領域】
[0001]本發明屬於廢酸液處理領域和硫酸生產領域。本發明涉及一種濃廢酸生產硫酸淨化原料氣系統。

【背景技術】
[0002]一些工業生產使用硫酸產生濃廢酸，如電石法PVC生產中混合氣乾燥用酸和乙炔清淨用酸，都產生高濃度黑廢硫酸(濃度為70%?95% )，其外觀黑粘、組成複雜，難以回收利用，給生態環保造成很大的壓力。
[0003]關於濃廢酸的相關專利有:
[0004]CN1751984公開了一種廢硫酸高溫裂解、絕熱增溼酸洗淨化、兩轉兩吸工藝，即烷基化廢硫酸經高溫裂解生產硫酸處理工藝，分廢酸裂解淨化工段、轉化工段、幹吸工段三部分，通過廢酸處理工藝，使廢硫酸在1000?1100°c高溫下裂解，經過酸洗淨化、兩次接觸法轉化及兩次吸收，生產出合格的硫酸產品，以供烷基化裝置再次使用，同時達到保護環境的目的，本工藝過程所使用的原料是單一的85?90%的烷基化廢硫酸，廢硫酸回收率可達到90%。
[0005]該專利很好地解決了單一的85?90%的烷基化廢硫酸的回收問題，但該工藝存在以下問題:(I)廢酸裂解爐直接噴酸氣化易使燃氣燃燒不穩定、不完全；(2)高溫裂解氣經廢熱鍋爐，溫度降至350°C，易造成局部酸氣冷凝，腐蝕廢熱鍋爐；(3)廢熱鍋爐回收熱量後，直接採用稀酸洗滌降溫，未能充分利用這一部分熱能，還要因此增加廢稀酸的量；(4)用稀酸洗滌後進一步用間冷器冷卻，間冷器設備大，傳熱效率低。
[0006]CN102745653A公開了一種濃廢酸生產硫酸淨化原料氣工藝，是以燃煤或燃氣為能源，通過高溫氣化分解、餘熱回收、淨化和降溫除水工序，除水後的氣體送硫酸生產的乾燥、轉化和吸收工序生產硫酸。
[0007]該專利具有工藝流程設計合理，高溫氣化穩定，無酸氣冷凝腐蝕廢熱鍋爐，熱能利用充分，廢酸回收率高，傳熱傳質效率高的優點。但廢酸依然是全部氣化，氣化熱較大，能源消耗依然有改進的餘地。


【發明內容】

[0008]本發明的目的在於提供一種濃廢酸(濃度> 70% )的綜合回收方法，進一步降低能源消耗，更多地生產硫酸淨化原料氣。
[0009]一種濃廢酸生產硫酸淨化原料氣系統，是以硫磺為還原劑，濃廢酸為氧化劑進行部分氧化還原反應生產硫酸淨化原料氣，未反應的高固含量的廢酸進一步送氣化分解，回收廢酸中硫元素，分離廢酸中固相渣；包括控溫氣化分解工序，氧化還原反應工序、熱能回收工序和硫磺溶解工序。
[0010]所述控溫氣化分解工序由燃燒裝置、煙道、氣化室組成；
[0011]所述氧化還原反應工序由文丘裡反應混合器、反應分離器和高固廢酸泵組成；
[0012]所述熱能回收工序由文丘裡混合器、分離器和熱廢酸泵組成；
[0013]所述硫磺熔解工序由熔硫釜和熔料泵組成。
[0014]應用本申請的一種濃廢酸生產硫酸淨化原料氣系統，包括以下步驟:
[0015]a、硫磺熔解
[0016]用熱的廢酸在熔硫釜中熔解硫磺，熔硫釜中液相溫度控制在110?150°C，熔硫後用熔料泵輸送到氧化還原反應工序；
[0017]b、氧化還原反應
[0018]熔料泵輸送來的反應混合料進入文丘裡反應混合器的喉部，與含SO3的煙氣混合，反應混合料吸收SO3氣體，硫酸濃度得到提高，同時吸收煙氣的熱，溫度得到升高，在熱的濃硫酸氛圍下，反生氧化還原反應，生產得到SO2;在反應分離器中進一步發生氧化還原反應並實現氣液分離，反應氣相送熱能回收工序，反應後液固混合物用高固濃酸泵送控溫氣化工序；
[0019]C、控溫氣化分解
[0020]以燃煤或燃氣為能源，在燃燒裝置中燃燒，高溫煙氣通過煙道進入氣化室，氣化室中煙氣進口溫度600?900°C，出口溫度調節至300?500°C ;高固濃酸泵送來的高固廢酸在氣化室中噴霧與煙氣接觸，高固含量的廢酸反生氣化分離，氣化氣相送氧化還原工序，固相為酸渣從氣化室底部排放；
[0021]d、熱能回收與淨化
[0022]氧化還原反應工序產生的硫酸原料氣與煙氣混合氣中含有少量酸氣，在文丘裡混合器中與輸入的濃廢酸混合，混合氣溫度降低，混合氣中少量酸氣被吸收，與此同時，濃廢酸回收了混合氣的熱能，溫度提高，物料在分離器中實現氣液分離，淨化的硫酸原料氣送後續過程；液相用熱廢酸泵輸送到硫磺熔解工序。
[0023]本發明具體體現在以下幾點:
[0024](I)通過加入硫磺，發生氧化還原反應，進入氣化室的廢酸量大幅下降，有效降低了氣化熱能消耗；大幅提聞了硫酸原料氣的廣量；
[0025](2)控溫氣化比高溫氣化氣化溫度低，能耗低；更是確保了氧化還原反應工序的硫酸濃度，從而保障了氧化還原反應的順利進行；
[0026](3)能源回收充分，氧化還原反應工序是在吸收煙氣熱的前提下進行的，吸收熱的同時也淨化了煙氣；用原料濃廢酸進一步回收熱量，也同時進一步淨化了硫酸生產原料氣。
[0027](4)廢固以幹的固態渣形式排出，減少了汙染也便於進一步處理。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]附圖1是本發明的工藝流程示意圖
[0029]圖1中1-燃燒裝置，2-煙道，3-氣化室，4-文丘裡反應混合器，5-反應分離器，6-高固廢酸泵，7-文丘裡混合器，8-分離器，9-熱廢酸泵，10-熔硫釜，11-熔料泵；A-空氣，B-燃煤或燃氣，C-淨化原料氣，D-濃廢酸，E-硫磺，F-酸渣G。
[0030]以下【具體實施方式】結合附圖對本發明的生產工藝作進一步說明。

【具體實施方式】
[0031]實施例1
[0032]參照圖1，一種濃廢酸生產硫酸淨化原料氣系統，是以硫磺為還原劑，濃廢酸為氧化劑進行部分氧化還原反應生產硫酸淨化原料氣，未反應的高固含量的廢酸進一步送氣化分解，回收廢酸中硫元素，分離廢酸中固相渣；包括控溫氣化分解工序，氧化還原反應工序、熱能回收工序和硫磺溶解工序。
[0033]所述控溫氣化分解工序由燃燒裝置1、煙道2、氣化室3組成；
[0034]所述氧化還原反應工序由文丘裡反應混合器4、反應分離器5和高固廢酸泵6組成；
[0035]所述熱能回收工序由文丘裡混合器7、分離器8和熱廢酸泵9組成；
[0036]所述硫磺熔解工序由熔硫釜10和熔料泵11組成。
[0037]應用本申請的一種濃廢酸生產硫酸淨化原料氣系統，包括以下步驟:
[0038]a、硫磺熔解
[0039]用熱的廢酸在熔硫釜10中熔解硫磺E，熔硫釜10中液相溫度控制在90?110°C，熔硫後用熔料泵11輸送到氧化還原反應工序；
[0040]b、氧化還原反應
[0041]熔料泵11輸送來的反應混合料進入文丘裡反應混合器4的喉部，與含SO3的煙氣混合，反應混合料吸收SO3氣體，硫酸濃度得到提高，同時吸收煙氣的熱，溫度得到升高，在熱的濃硫酸氛圍下，反生氧化還原反應，生產得到SO2 ;在反應分離器5中進一步發生氧化還原反應並實現氣液分離，反應氣相送熱能回收工序，反應後液固混合物用高固濃酸泵6送控溫氣化工序；
[0042]C、控溫氣化分解
[0043]以燃煤或燃氣B為能源，通入助燃空氣A，在燃燒裝置I中燃燒，高溫煙氣通過煙道2進入氣化室3，氣化室3中煙氣進口溫度600?900°C，出口溫度調節至300?500°C ;高固濃酸泵送來的高固廢酸在氣化室3中噴霧與燃燒煙氣接觸，高固含量的廢酸反生氣化分離，氣化氣相送氧化還原工序，固相為酸渣F從氣化室3底部排放；
[0044]d、熱能回收與淨化
[0045]氧化還原反應工序產生的硫酸原料氣與煙氣混合氣中含有少量酸氣，在文丘裡混合器7中與輸入的濃廢酸D混合，混合氣溫度降低，混合氣中少量酸氣被吸收，與此同時，濃廢酸回收了混合氣的熱能，溫度提高，物料在分離器8中實現氣液分離，淨化的硫酸原料氣C送後續過程；液相用熱廢酸泵9輸送到硫磺熔解工序。
[0046]實施效果:廢硫酸回收率> 99%。
[0047]本發明的有益效果是:(I)通過加入硫磺，發生氧化還原反應，進入氣化室的廢酸量大幅下降，有效降低了氣化熱能消耗；大幅提高了硫酸原料氣的產量；(2)控溫氣化比高溫氣化氣化溫度低，能耗低；(3)能源回收充分；(4)廢固以幹的固態渣形式排出，減少了汙染。
【權利要求】
1.一種濃廢酸生產硫酸淨化原料氣系統，是以硫磺為還原劑，濃廢酸為氧化劑進行部分氧化還原反應生產硫酸淨化原料氣，未反應的高固含量的廢酸進一步送氣化分解，回收廢酸中硫元素，分離廢酸中固相渣；包括控溫氣化分解工序，氧化還原反應工序、熱能回收工序和硫磺溶解工序。
2.根據權利要求1所述的濃廢酸生產硫酸淨化原料氣系統，其特徵在於: 所述控溫氣化分解工序由燃燒裝置、煙道、氣化室組成； 所述氧化還原反應工序由文丘裡反應混合器、反應分離器和高固廢酸泵組成； 所述熱能回收工序由文丘裡混合器、分離器和熱廢酸泵組成； 所述硫磺熔解工序由熔硫釜和熔料泵組成。
3.根據權利要求1所述的濃廢酸生產硫酸淨化原料氣系統，其特徵在於:包括以下步驟: a、硫磺熔解 用熱的廢酸在熔硫釜中熔解硫磺，熔硫釜中液相溫度控制在110?150°C，熔硫後用熔料泵輸送到氧化還原反應工序； b、氧化還原反應 熔料泵輸送來的反應混合料進入文丘裡反應混合器的喉部，與含SO3的煙氣混合，反應混合料吸收SO3氣體，硫酸濃度得到提高，同時吸收煙氣的熱，溫度得到升高，在熱的濃硫酸氛圍下，反生氧化還原反應，生產得到SO2 ;在反應分離器中進一步發生氧化還原反應並實現氣液分離，反應氣相送熱能回收工序，反應後液固混合物用高固濃酸泵送控溫氣化工序; C、控溫氣化分解 以燃煤或燃氣為能源，在燃燒裝置中燃燒，高溫煙氣通過煙道進入氣化室，氣化室中煙氣進口溫度600?900°C，出口溫度調節至300?500°C ;高固濃酸泵送來的高固廢酸在氣化室中噴霧與煙氣接觸，高固含量的廢酸反生氣化分離，氣化氣相送氧化還原工序，固相為酸渣從氣化室底部排放； d、熱能回收與淨化 氧化還原反應工序產生的硫酸原料氣與煙氣混合氣中含有少量酸氣，在文丘裡混合器中與輸入的濃廢酸混合，混合氣溫度降低，混合氣中少量酸氣被吸收，與此同時，濃廢酸回收了混合氣的熱能，溫度提高，物料在分離器中實現氣液分離，淨化的硫酸原料氣送後續過程；液相用熱廢酸泵輸送到硫磺熔解工序。
【文檔編號】C01B17/74GK203922727SQ201420313259
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年6月9日 優先權日:2014年6月9日
【發明者】陶俊, 陶陶, 徐繼紅 申請人:淮南市明月環保科技有限責任公司