專利名稱：利用燃?xì)廨啓C(jī)的硫磺制備硫酸的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于無機(jī)化工生產(chǎn)領(lǐng)域，具體涉及一種利用燃?xì)廨啓C(jī)的硫磺制備硫酸的方法。
背景技術(shù)：
目前，國內(nèi)外硫磺制酸的工藝流程為熔硫、焚燒、余熱鍋爐降溫、觸媒轉(zhuǎn)化、吸收塔吸收。余熱鍋爐系統(tǒng)產(chǎn)過熱蒸汽，進(jìn)蒸汽輪機(jī)裝置發(fā)電。這里面的主要問題是供電效率低，即發(fā)電利用的是蒸汽膨脹做功，而水變成蒸汽的潛熱就根本得不到利用，使得整個(gè)硫磺制酸的供電效率極低，世界上供電效率高的蒸汽輪機(jī)裝置也僅為40％左右。那么，如果這種工藝流程不改變，目前硫酸工業(yè)內(nèi)的各種努力也無法使硫磺制酸的供電效率得到明顯的提高。
而燃?xì)廨啓C(jī)裝置做為一種高效的熱動(dòng)力裝置越來越得到廣泛的應(yīng)用。目前世界上供電效率高的燃?xì)廨啓C(jī)裝置可達(dá)56％，并且還有很大的提高空間。簡(jiǎn)單的定壓燃?xì)廨啓C(jī)裝置主要設(shè)備有燃?xì)廨啓C(jī)、壓氣機(jī)和燃燒室。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是將燃?xì)廨啓C(jī)應(yīng)用于硫磺制酸，從而提供了一種硫磺制酸新工藝。它最大的作用是較簡(jiǎn)單的就可提高硫磺制酸的供電效率。另外，由于進(jìn)燃?xì)廨啓C(jī)需要的是高壓燃?xì)?，這就使得SO2和O2無需觸媒，直接生成SO3，從而省去了復(fù)雜的轉(zhuǎn)化工段。
本發(fā)明是這樣來實(shí)現(xiàn)的制備方法是液體硫磺加壓到2.0Mpa以上，進(jìn)入焚硫爐，與壓力2.0Mpa以上的氧氣反應(yīng)生成SO2，在2.0Mpa以上壓力下，SO2進(jìn)一步和氧氣反應(yīng)生成SO3，反應(yīng)后的溫度在700℃以上，此煙氣進(jìn)入燃?xì)廨啓C(jī)做功，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，燃?xì)廨啓C(jī)排出的煙氣進(jìn)吸收系統(tǒng)，SO3被吸收生成硫酸。
燃?xì)廨啓C(jī)出口的煙氣溫度高于120℃，燃?xì)廨啓C(jī)出口的煙氣壓力(表壓)高于100mmH2O。


附圖1為本發(fā)明實(shí)施例利用燃?xì)廨啓C(jī)的硫磺制酸流程示意圖。附圖1中，1為熔硫槽，2為焚硫爐，3為壓氣機(jī)，4為燃?xì)廨啓C(jī)，5為發(fā)電機(jī)，6為吸收系統(tǒng)。2、3、4共同構(gòu)成燃?xì)廨啓C(jī)裝置。3、4、5在同一軸線上。這樣當(dāng)煙氣膨脹做功推動(dòng)4旋轉(zhuǎn)時(shí)，可同時(shí)帶動(dòng)3、5旋轉(zhuǎn)。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明加以詳細(xì)描述。
從附圖1可以看出，普通工業(yè)硫磺在熔硫槽1內(nèi)熔化成140℃的液體硫磺，澄清后由磺泵加壓到3.0Mpa以上，噴入焚硫爐2(即燃燒室)與氧氣燃燒，反應(yīng)生成SO2，由于爐內(nèi)的高壓，在2.0Mpa以上，SO2和氧氣進(jìn)一步反應(yīng)生成SO3，轉(zhuǎn)化率在80％以上。爐內(nèi)溫度控制在700～1500℃。高溫高壓煙氣進(jìn)入燃?xì)廨啓C(jī)4，推動(dòng)葉片旋轉(zhuǎn)，一方面帶動(dòng)發(fā)電機(jī)5發(fā)電，一方面帶動(dòng)壓氣機(jī)3壓縮原料氣。做完功的煙氣降溫(高于120℃)降壓(表壓高于100mmH2O)，進(jìn)入吸收系統(tǒng)6。吸收系統(tǒng)SO3的吸收率超過99.95％。由于系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)會(huì)混入一部分惰性氣體。則在吸收系統(tǒng)將部分尾氣排空。尾氣中二氧化硫含量小于960mg/Nm3。吸收過的氣體主要成分為氧氣和二氧化硫，再次進(jìn)入壓氣機(jī)。原料氧氣進(jìn)入吸收系統(tǒng)，干燥和增溫后，進(jìn)入壓氣機(jī)，被壓縮到高于2.0Mpa后進(jìn)入焚硫爐。
以30萬噸硫磺制酸裝置為例。熔硫槽用蒸汽每小時(shí)熔硫12.3噸，液體硫磺溫度控制在140℃左右。臥式泵將流量為12.3t/h的液體硫磺增壓至3.0Mpa以上噴入焚硫爐。13000m3/h流量的純氧經(jīng)吸收系統(tǒng)干燥增溫后，進(jìn)入壓氣機(jī)被壓縮進(jìn)入焚硫爐。硫磺和氧氣在爐內(nèi)發(fā)生劇烈地燃燒，反應(yīng)生成SO2，由于爐內(nèi)的高壓，在3.0Mpa以上，SO2和氧氣進(jìn)一步反應(yīng)生成SO3，轉(zhuǎn)化率在80％以上。爐內(nèi)溫度控制在900～1500℃。煙氣然后被導(dǎo)入燃?xì)廨啓C(jī)，不斷膨脹做功，推動(dòng)葉片旋轉(zhuǎn)。一方面帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，供電效率超過47％，即每噸酸發(fā)電量在400度以上。一方面帶動(dòng)壓氣機(jī)壓縮氣體，即相對(duì)于傳統(tǒng)的硫磺制酸，每小時(shí)可節(jié)電1875度。做完功的煙氣降溫(高于160℃)降壓(表壓高于400mmH2O)，進(jìn)入吸收系統(tǒng)。吸收系統(tǒng)產(chǎn)濃硫酸(100％H2SO4計(jì))37.5噸/小時(shí)。SO3的吸收率超過99.95％。由于系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)會(huì)混入一部分惰性氣體。則在吸收系統(tǒng)將部分尾氣排空。尾氣中二氧化硫含量小于960mg/Nm3。吸收過的氣體主要成分為氧氣和二氧化硫，再次進(jìn)入壓氣機(jī)。
權(quán)利要求
1.一種利用燃?xì)廨啓C(jī)的硫磺制備硫酸的方法，其特征是液體硫磺加壓到2.0Mpa以上，進(jìn)入焚硫爐，壓力2.0Mpa以上的氧氣反應(yīng)生成SO2，在2.0Mpa以上壓力下，SO2進(jìn)一步和氧氣反應(yīng)生成SO3，反應(yīng)后的溫度在700℃以上，此煙氣進(jìn)入燃?xì)廨啓C(jī)做功，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，燃?xì)廨啓C(jī)排出的煙氣進(jìn)吸收系統(tǒng)，SO3被吸收生成硫酸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述制備硫酸的方法，其特征是燃?xì)廨啓C(jī)出口的煙氣溫度高于120℃。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述制備硫酸的方法，其特征是燃?xì)廨啓C(jī)出口的煙氣壓力(表壓)高于100mmH2O。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用燃?xì)廨啓C(jī)的硫磺制備硫酸的方法，屬無機(jī)化工技術(shù)領(lǐng)域。液體硫磺加壓后進(jìn)入焚硫爐，與壓氣機(jī)壓縮的原料氧氣反應(yīng)，生成SO
文檔編號(hào)C01B17/74GK1749154SQ200510094748
公開日2006年3月22日 申請(qǐng)日期2005年10月13日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月13日
發(fā)明者吳衛(wèi)民 申請(qǐng)人:中國石油化工集團(tuán)公司, 南化集團(tuán)研究院