将冶炼烟气制备成硫磺的方法和系统技术方案

本发明专利技术提出了一种将冶炼烟气制备成硫磺的方法和系统，其中，将冶炼烟气制备成硫磺的方法包括：将所述冶炼烟气进行提纯处理，以便得到二氧化硫气体；使所述二氧化硫气体在装有催化剂的固定床反应器中与生成的还原剂发生多级氧化还原反应，以便获得所述硫磺。采用本发明专利技术实施例的将冶炼烟气制备成硫磺的方法可以有效解决制酸工业中较难解决的硫酸的储存和运输问题。

Method and system for the preparation of sulfur from smelting flue gas

The invention provides a preparation method of smelting flue gas and sulfur system, which will be prepared by smelting gas including sulfur method: the smelting flue gas purification treatment, in order to obtain the sulfur dioxide gas; the sulfur dioxide gas in a fixed bed reactor containing catalyst in reducing agent and generation occurrence of multistage redox reaction, in order to obtain the sulfur. The method for preparing the smelting flue gas by adopting the embodiment of the invention can effectively solve the problem of the storage and transportation of the sulfuric acid which is difficult to solve in the acid making industry.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于制酸领域，具体而言，本专利技术涉及将冶炼烟气制备成硫磺的方法和系统。
技术介绍
硫酸由于腐蚀性强，现有制酸工程中关于产品硫酸的储存是行业内人士比较关注和不容易解决的难题。经过各种经济对比，做成固体硫磺是最好的解决办法。如果利用冶炼烟气直接做固体硫磺，烟气量大，设备庞大，烟气中氧气、惰性气体成分高，运行成本太高。一般冶炼烟气中SO2浓度大约在6～15％左右，采用富氧冶炼，烟气中SO2浓度可达25％。但是由于冶炼烟气中的氧气含量太高，在SO2还原的过程中会消耗掉大量还原剂，增加运行成本；同时烟气中其他惰性气体太多，一般还原反应温度都在1000℃左右，加热这些惰性气体需要大量能量；由于烟气量太大，设备直接投资也大。因此需要开发新的工艺来解决固体硫磺的制备。
技术实现思路
本专利技术旨在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种将冶炼烟气制备成硫磺的方法和系统，该方法和系统解决了传统的由冶炼烟气直接制备成硫酸带来的硫酸不易储备的问题和运输问题。根据本专利技术的一个方面，本专利技术提出了一种将冶炼烟气制备成硫磺的方法，包括：将所述冶炼烟气进行提纯处理，以便得到二氧化硫气体；使所述二氧化硫气体在装有催化剂的固定床反应器中与生成的还原剂发生多级氧化还原反应，以便获得所述硫磺。利用该方法可以有效地将冶炼烟气直接制备成容易储存的硫磺，由此避免了直接储备硫酸带来的问题。另外，由于硫酸属于危险化工产品，不适合长距离运输，其市场有很强的区域性。一旦硫酸滞销，将会导致上游冶炼系统的停产。因此，本专利技术上述实施例的将冶炼烟气制备成硫磺的方法将冶炼烟气直接制备成硫磺，相比于常规的液态浓硫酸产品更容易长距离运输。另外，根据本专利技术上述实施例的将冶炼烟气制备成硫磺的方法还可以具有如下附加的技术特征：根据本专利技术的一些实施例，所述提纯处理包括：采用有机溶剂吸收所述冶炼烟气中的二氧化硫，得到含有二氧化硫的吸收液；采用低压蒸汽对所述含有二氧化硫的吸收液进行解吸，以便获得所述二氧化硫气体。根据本专利技术的一些实施例，所述二氧化硫气体的纯度为99％(该纯度为干基，干基就是以单位质量的干空气或干气体为基准表示湿空气或湿气体的性质)。由此可以进一步提高制备硫磺的效率。根据本专利技术的一些实施例，所述还原剂为硫化氢气体，所述硫化氢气体是通过向所述固定床反应器中通入天然气、水煤气、煤和焦炭中的一种与硫磺反应获得。由此可以进一步提高还原反应效率。根据本专利技术的一些实施例，所述多级氧化还原反应为三级氧化还原反应。由此可以进一步提高硫磺产率。根据本专利技术的一些实施例，以标准状态计，所述二氧化硫气体体积为所述冶炼烟气体积的1～25％。由此可以避免由于烟气量太大的导致的设备投资大等问题。根据本专利技术的一些实施例，所述二氧化硫气体与所述硫化氢气体的摩尔比为1：2。根据本专利技术的一些实施例，所述多级氧化还原反应中的第一级氧化还原反应的温度为500～700摄氏度，其他级氧化还原反应的温度均为180～330摄氏度。第一级氧化反应产生的工艺气体参与后续其他级氧化还原反应，因此其他级氧化还原反应的温度可以为180～330摄氏度。根据本专利技术另一方面，本专利技术还提出了一种将冶炼烟气制备成硫磺的系统，包括：提纯装置，所述提纯装置具有冶炼烟气入口、吸收液入口、蒸汽入口和二氧化硫气体出口；串联的多个固定床反应器，所述多个固定床反应器均具有还原剂原料入口、工艺气体出口和硫磺出口，所述多个固定床反应器内均设置有催化剂存储件，所述串联的多个固定床反应器中的第一级固定床反应器具有硫磺入口，所述串联的多个固定床反应器中的第二级固定床反应器具有二氧化硫气体入口，所述二氧化硫气体入口与所述提纯装置的二氧化硫气体出口相连，所述串联的多个固定床反应器中的位于下级固定床反应器上的还原剂原料入口与上一级固定床反应器上的工艺气体出口相连。利用该系统可以有效地将冶炼烟气直接制备成容易储存的硫磺，由此避免了直接储备硫酸带来的问题，同时也有效地解决了液态硫酸不易长途运输而导致上游冶炼系统的停产的问题。根据本专利技术的一些实施例，所述提纯装置包括：吸收塔、再生塔、泵和再沸器，所述再生塔与所述吸收塔相连，所述泵和再沸器分别与所述再生塔相连，任选地，所述吸收塔为填料塔、空塔或者筛板塔，所述再生塔为填料塔，所述泵为耐腐蚀泵，所述再沸器为管壳式换热器。根据本专利技术的一些实施例，所述吸收液入口与有机溶剂储罐相连通。由此可以采用有机溶剂吸收所述冶炼烟气中的二氧化硫，进而对冶炼烟气进行提纯。根据本专利技术的一些实施例，所述还原剂原料入口与天然气储罐、水煤气储罐、煤储罐和焦炭储罐中的一个相连通。优选地，所述多个固定床反应器中的第一个固定床反应器上的还原剂原料入口与天然气储罐、水煤气储罐、煤储罐和焦炭储罐相连通。由此可以利用通入的天然气、水煤气、煤和焦炭中的一种与硫磺反应获得硫化氢气体，进而将硫化氢气体作为还原剂与二氧化硫气体反应生成硫磺。根据本专利技术的一些实施例，所述串联的多个固定床反应器为串联的四个固定床反应器。附图说明图1是根据本专利技术的一个实施例的将冶炼烟气制备成硫磺的方法的流程图。图2是根据本专利技术的一个实施例的将冶炼烟气制备成硫磺的系统的结构示意图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。根据本专利技术的一个方面，本专利技术提出了一种将冶炼烟气制备成硫磺的方法，包括：将所述冶炼烟气进行提纯处理，以便得到二氧化硫气体；使所述二氧化硫气体与还原剂在装有催化剂的固定床反应器中发生多级氧化还原反应，以便获得所述硫磺。由此，利用上述方法可以有效地将冶炼烟气直接制备成硫磺，省去了储备大量的硫酸，有效解决了制酸领域中硫酸不易储存的问题，同时也有效地解决了液态硫酸不易长途运输而导致上游冶炼系统的停产的问题。并且通过上述方法对冶炼烟气进行提纯处理，可以显著缩小制备硫磺的有效气体二氧化硫的体积，进而减小还原反应的设备投资；同时提高了二氧化硫的纯度，进而可以还原反应效率，提高硫磺产率。下面参考图1详细描述本专利技术上述实施例的将冶炼烟气制备成硫磺的方法。S100：提纯处理根据本专利技术的具体实施例，首先，将冶炼烟气进行提纯处理，以便得到高浓度二氧化硫气体。由此可以显著缩小冶炼烟气本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种将冶炼烟气制备成硫磺的方法，其特征在于，包括：将所述冶炼烟气进行提纯处理，以便得到二氧化硫气体；使所述二氧化硫气体在装有催化剂的固定床反应器中与生成的还原剂发生多级氧化还原反应，以便获得所述硫磺。

【技术特征摘要】
1.一种将冶炼烟气制备成硫磺的方法，其特征在于，包括：
将所述冶炼烟气进行提纯处理，以便得到二氧化硫气体；
使所述二氧化硫气体在装有催化剂的固定床反应器中与生成的还原剂发生多级氧化还
原反应，以便获得所述硫磺。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述提纯处理包括：
采用有机溶剂吸收所述冶炼烟气中的二氧化硫，得到含有二氧化硫的吸收液；
采用低压蒸汽对所述含有二氧化硫的吸收液进行解吸，以便获得所述二氧化硫气体。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述二氧化硫气体的纯度为99％。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述还原剂为硫化氢气体，所述硫化氢
气体是通过向所述固定床反应器中通入天然气、水煤气、煤和焦炭中的一种与硫磺反应获
得。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多级氧化还原反应为三级氧化还原
反应。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，以标准状态计，所述二氧化硫气体体积
为所述冶炼烟气体积的1～25％。
7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述二氧化硫气体与所述硫化氢气体的
摩尔比为1：2。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多级氧化还原反应中的第一级氧化
还原反应的温度为500～700摄氏度，其他级氧化还原反应的温度均为180～330摄氏度。
9.一种将冶炼烟气制备成硫磺的系统，所述系统适于实施权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏甲明，李立军，刘君，秦嬴，
申请(专利权)人：中国恩菲工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11