一種硫化氫分步反應制硫酸工藝的製作方法
2023-10-22 19:19:17 1
專利名稱：一種硫化氫分步反應制硫酸工藝的製作方法
技術領域：
本發明提供一種硫化氫分步反應制硫酸工藝，屬於煤化工領域。
2.
背景技術：
目前，煤化工副產的硫化氫主要用克勞斯法製取硫磺，即首先用空氣將部分硫化氫氧化 成二氧化硫，在H2S/S02摩爾比為2: 1的條件下，與催化劑上反應生成硫磺；為了防止對環
境的汙染，還需要配套建設龐大的尾氣處理裝置，所以硫磺生產裝置的建設投資和生產費用
都很高。然而，用這麼高代價所生產出來的硫磺，90%以上用作生產硫酸的原料。如果用硫化 氫直接生產硫酸，可以省去許多複雜的工藝過程，使硫酸的生產成本大大降低。
現有的硫化氫直接製備硫酸代表性工藝主要有魯奇公司的康開特法和託普索公司的 WSA-2溼解觸法。康開特法適用於低濃度的硫化氫制硫酸，採用兩級文丘裡冷凝器、冷凝塔 和絲網和纖維除沫器回收硫酸，得到93%濃硫酸，工藝複雜，流程長，硫酸濃度低。WSA-2溼 解觸法適用於高濃度處理40%-50%的硫化氫氣體，硫化氫的燃燒和二氧化硫的氧化在同一個 反應器中進行，流程較短，但為了防止反應溫度過高，在反應器中設有硝酸鈉、亞硝酸鈉熔 鹽冷卻管，操作難度和投資有大大提高。
由於硫化氫在空氣中的爆炸極限為5.9%-27.2%，現有高濃度的硫化氫和空氣直接完全燃 燒正好落在硫化氫在空氣中的爆炸極限範圍內，難以採用硫化氫直接製備硫酸工藝。
3.
發明內容
本發明的目的就是為了克服現有技術存在的不足而提供一種硫化氫分步反應制硫酸工 藝。該工藝流程簡單合理、熱量回收率高，使用硫化氫濃度範圍廣、反應轉化率和回收率高， 投資低、易於大規模工業化生產。
本發明的技術方案
原料硫化氫氣體和大約是40%硫化氫氣體燃燒生成二氧化硫的空氣通過燃燒器在氣冷式 反應器前部發生不完全燃燒，產生的混合氣與沿氣冷式反應器內壁進入的冷卻空氣進一步反 應燃燒，硫化氫完全轉化為二氧化硫；二氧化硫產品氣經過廢熱鍋爐產生高壓蒸汽回收熱量 後，進入轉化器；二氧化硫產品氣經過轉化器的3段或4段催化劑床層催化氧化生成三氧化 硫，每層反應放出的熱量均通過層間2個或3個急冷空氣入口的空氣稀釋冷卻，保持反應溫 度400 60(TC;三氧化硫氣進吸收提濃塔，流過塔中吸收段被通過稀硫酸分布器加入20%-70% 的稀硫酸吸收了氣體中的三氧化硫，尾氣通過塔頂脫霧段後淨化外排；吸收三氧化硫的稀硫 酸通過吸收段填料蒸餾提濃，在塔底得到97%以上的硫酸；塔底硫酸經硫酸泵通過水冷後部 分外送，部分和稀釋水入口注入的水混合得到稀硫酸作為吸收劑。
4.
附圖是本發明的工藝流程圖。
其中1-燃燒器，2-氣冷式反應器，3-氣冷式反應器內壁，4-轉化器，5-急冷空氣入口，6-催化劑床層，7-提濃吸收塔，8-硫酸泵，9-吸收段，10-脫霧段，11-稀釋水入口， 12-稀硫 酸分布器，13-廢熱鍋爐。 5.
具體實施例方式
下面結合附圖對本發明作詳細的介紹原料硫化氫氣體和大約是40%硫化氫氣體燃燒生 成二氧化硫的空氣通過燃燒器1在氣冷式反應器2前部發生不完全燃燒，產生的混合氣與沿 氣冷式反應器內壁3進入的冷卻空氣進一步反應燃燒，硫化氫完全轉化為二氧化硫；二氧化 硫產品氣經過廢熱鍋爐13產生高壓蒸汽回收熱量後，進入轉化器4; 二氧化硫產品氣經過轉 化器4的3段或4段催化劑床層6催化氧化生成三氧化硫，每層反應放出的熱量均通過層間 2個或3個急冷空氣入口 5的空氣稀釋冷卻，保持反應溫度400 60(TC;三氧化硫氣進吸收提 濃塔7，流過塔中吸收段9被通過稀硫酸分布器12加入20%-70%的稀硫酸吸收了氣體中的三 氧化硫，尾氣通過塔頂脫霧段IO後淨化外排；吸收三氧化硫的稀硫酸通過吸收段9填料蒸餾 提濃，在塔底得到97%以上的硫酸；塔底硫酸經硫酸泵8通過水冷後部分外送，部分和稀釋 水入口 11注入的水混合得到稀硫酸作為吸收劑。 本工藝硫酸的濃度可達98%，總收率為99.7%。
權利要求
1. 本發明提供一種硫化氫分步反應制硫酸工藝，其特徵在於原料硫化氫氣體和大約是40％硫化氫氣體燃燒生成二氧化硫的空氣通過燃燒器在氣冷式反應器前部發生不完全燃燒，產生的混合氣與沿氣冷式反應器內壁進入的冷卻空氣進一步反應燃燒，硫化氫完全轉化為二氧化硫；二氧化硫產品氣經過廢熱鍋爐產生高壓蒸汽回收熱量後，進入轉化器；二氧化硫產品氣經過轉化器的3段或4段催化劑床層催化氧化生成三氧化硫，每層反應放出的熱量均通過層間2個或3個急冷空氣入口的空氣稀釋冷卻，保持反應溫度400～600℃；三氧化硫氣進吸收提濃塔，流過塔中吸收段被通過稀硫酸分布器加入20％-70％的稀硫酸吸收了氣體中的三氧化硫，尾氣通過塔頂脫霧段後淨化外排；吸收三氧化硫的稀硫酸通過吸收段填料蒸餾提濃，在塔底得到97％以上的硫酸；塔底硫酸經硫酸泵通過水冷後部分外送，部分和稀釋水入口注入的水混合得到稀硫酸作為吸收劑。
全文摘要
本發明提供一種硫化氫分步反應制硫酸工藝。原料硫化氫和部分空氣通過燃燒器在氣冷式反應器前部發生不完全燃燒，產生的混合氣與沿反應器內壁進入的冷卻空氣進一步燃燒，硫化氫完全轉化為二氧化硫；二氧化硫產品氣經過廢熱鍋爐產生高壓蒸汽回收熱量後，進入轉化器；在轉化器中採用分段空氣急冷的方式催化氧化為三氧化硫；三氧化硫氣進吸收提濃塔，塔底得到97％以上的硫酸，塔頂尾氣淨化外排。
文檔編號C01B17/69GK101481094SQ20081000061
公開日2009年7月15日 申請日期2008年1月11日 優先權日2008年1月11日
發明者喬英雲, 鵬 梁, 田原宇, 蓋希坤, 偉 黃 申請人:山東科技大學