一种含氨的H2S酸性气制备低含量NO制造技术

本发明专利技术涉及一种含氨的H2S酸性气制备低含量NO

【技术实现步骤摘要】
一种含氨的H2S酸性气制备低含量NO
x
硫酸的焚烧炉及方法


[0001]本专利技术涉及合成气酸性气体回收
，具体涉及一种含氨的H2S酸性气制备低含量NOx硫酸的焚烧炉及方法。

技术介绍

[0002]在石油化工、天然气化工及煤化工行业领域内，因原料含有硫，在上述原料加工生产高附加值产品过程中会产生H2S，形成含H2S的酸性气。因H2S有毒且易燃易爆，不能直接排放，必须回收处理。尤其以煤为原料的气化工艺，因煤中含有氮元素，氮会转化为氨，并随硫化氢进入尾气。
[0003]含硫化氢的酸性气目前的处理手段主要为焚烧制硫磺、焚烧制硫酸来进行资源化回收处理。以硫化氢酸性气为原料制硫酸的焚烧炉进料除H2S的酸性气、空气外，还需补充燃料气。例如CN108675271A公开了将含H2S酸性气与燃料气、空气充分混合，混合后工艺气在900℃
‑
1000℃条件下进行燃烧，保证硫化氢充分燃烧完全转化为二氧化硫，再将烟气中二氧化硫进一步转化为硫酸。该方法可有效降低H2S酸性气湿法制硫酸的成本消耗，并且减少燃烧过程中水的生成，可以有效提高硫酸浓度至98.5wt％以上，但其未揭示氨的存在对制得硫酸的产品性能和应用的影响。
[0004]以煤为原料制备的合成气，因氨会大量进入到硫化氢酸性气中，其中氨含量高达300
‑
600mg/Nm3，该部分氨进入到制硫酸焚烧炉中会有大量的NO
x
生成，进而导致尾气NO
x
含量超过100mg/Nm3，同时硫酸中NO
x
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超过50ppmw。
[0005]硫酸是一种重要的工业原料，可用于制造肥料、药物、炸药、颜料、洗涤剂、蓄电池等，也广泛应用于净化石油、金属冶炼以及染料等工业中。另外因硫酸具有强烈的吸水性，常用作脱水剂。其中氯气干燥领域因氯气具有吸水性且遇到常规的碱性干燥剂会发生反应，因此氯气干燥主要使用硫酸作为干燥剂。如硫酸中含有氨，存在氨与氯气反应生成NCl3爆炸化合物的风险。目前氯气干燥用硫酸对于硫酸中氨要求含量小于5ppmw。
[0006]苯的硝化制硝基苯过程中会使用到硫酸作为催化剂及吸水剂，如硫酸中 NO
x
‑
含量高于20ppmw，NO
x
‑
会与苯反应生成烷烃及CO2，导致硝化反应后的油水分离器内气泡量增加，硝基苯与硫酸分层不均导致硝基苯中硫酸含量增加，同时分液罐的液位难以控制影响工艺稳定。
[0007]因此含氨的硫化氢酸性气制硫酸时，需控制尾气中NO
x
，并同时控制硫酸中NH
4+
含量及NO
x
‑
含量，但如何控制现有技术并未给出很好的解决方案。目前含氨的酸性气制备硫酸时，如尾气不做控制，尾气及硫酸中的NO
x
含量将超标，不符合苯的硝化反应使用要求；如控制尾气中NO
x
，目前行业的主要手段是焚烧炉后设SCR，但SCR存在氨逃逸问题，使得硫酸中的氨含量大于5ppmw，该硫酸不符合氯气干燥的使用要求。
[0008]专利CN103626136A介绍了一种过氧燃烧技术制备硫酸的方法，但该方法对于氧含量的控制要求较高，且过氧的存在会导致焚烧温度过高，存在NO
x
大量生成的问题。
[0009]专利CN108793090A介绍了一种煤气中硫化氢制备硫酸的方法，提出在焚烧炉出口
增加SCR脱硝，该方法会存在氨逃逸，氨进入到硫酸中，会导致硫酸中NH
4+
含量高。
[0010]专利CN111033124A介绍了一种含有硫化氢和氨等尾气的气体精制系统，提出三级焚烧炉部分还原燃烧的方式，在高温下燃烧的方式，实现较少的产生NO
x
；但专利提出的焚烧炉前两级焚烧部温度高达1250
‑
1600℃，高温下会促进NH3与O2反应加剧生成热力型NO
x
，不利于尾气NO
x
的控制。
[0011]因此，仍旧需要一种可行的方案，将含氨的H2S酸性气制备低含量NO
x
硫酸，且硫酸中NO
x
‑
和NH
4+
含量低，质量符合氯气干燥及硝基苯用硫酸要求。

技术实现思路

[0012]为解决含氨的硫化氢酸性气制备硫酸过程中，氨会转化为NO
x
导致尾气NO
x
超标且硫酸中NO
x
‑
含量高的问题，以及采用SCR对焚烧炉尾气处理将导致硫酸中NH
4+
高的问题，提供一种适用于含氨的硫化氢酸性气直接制备硫酸的焚烧炉。
[0013]本专利技术的再一目的在于提供一种采用上述焚烧炉将含氨的H2S酸性气制备低含量NO
x
硫酸的方法，制备硫酸的尾气中NO
x
含量小于20mg/Nm3，硫酸中 NO
x
‑
含量小于10ppmw，且不含有NH
4+
。
[0014]为实现以上专利技术目的，本专利技术采用如下的技术方案：
[0015]一种含氨的H2S酸性气制备低含量NO
x
硫酸的焚烧炉，所述焚烧炉为三级焚烧炉，每两级焚烧炉之间设有节流墙，第一级焚烧炉在远离第二级焚烧炉的一端设有第一级焚烧炉进气口，第二级焚烧炉顶端设有第二级焚烧炉进气口，第三级焚烧炉顶端设有第三级焚烧炉进气口、以及远离第二级焚烧炉的一端设有尾气出气口，所述尾气出气口分别与所述第一级焚烧炉进气口和所述第二级焚烧炉进气口相连。
[0016]在一个具体的实施方案中，所述第一级焚烧炉进气口经过喷嘴将原料预混后送入焚烧炉，所述喷嘴为从内到外呈同心圆环形分布的四通道喷嘴。
[0017]在一个具体的实施方案中，第一级焚烧炉与第二级焚烧炉之间的节流墙为圆形墙，节流墙与焚烧炉腔体之间设有环形缝隙；优选地，所述环形缝隙尺寸为50
‑
100mm，优选为50
‑
70mm。
[0018]在一个具体的实施方案中，第二级焚烧炉与第三级焚烧炉之间的节流墙为带有孔隙的圆形墙，所述孔隙形式为风扇叶片形；优选地，风扇叶片形的外接圆直径为200
‑
500mm，优选为300
‑
400mm。
[0019]另一方面，一种含氨的H2S酸性气制备低含量NO
x
硫酸的方法，包括以含氨的H2S酸性气为原料，经权利要求1
‑
4任一项所述的焚烧炉焚烧，使含氨的 H2S酸性气中的氨部分氧化成N2、H2S充分燃烧全部转化为SO2，SO2进一步转化为SO3，继而制备硫酸的步骤。
[0020]在一个具体的实施方案中，所述含氨的H2S酸性气中的氨含量 300
‑
600mg/Nm3；优选地，制备硫酸的尾气中NO
x
含量小于20mg/本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含氨的H2S酸性气制备低含量NO
x
硫酸的焚烧炉，其特征在于，所述焚烧炉为三级焚烧炉，每两级焚烧炉之间设有节流墙，第一级焚烧炉在远离第二级焚烧炉的一端设有第一级焚烧炉进气口，第二级焚烧炉顶端设有第二级焚烧炉进气口，第三级焚烧炉顶端设有第三级焚烧炉进气口、以及远离第二级焚烧炉的一端设有尾气出气口，所述尾气出气口分别与所述第一级焚烧炉进气口和所述第二级焚烧炉进气口相连。2.根据权利要求1所述的焚烧炉，其特征在于，所述第一级焚烧炉进气口经过喷嘴将原料预混后送入焚烧炉，所述喷嘴为从内到外呈同心圆环形分布的四通道喷嘴。3.根据权利要求1所述的焚烧炉，其特征在于，第一级焚烧炉与第二级焚烧炉之间的节流墙为圆形墙，节流墙与焚烧炉腔体之间设有环形缝隙；优选地，所述环形缝隙尺寸为50
‑
100mm，优选为50
‑
70mm。4.根据权利要求1所述的焚烧炉，其特征在于，第二级焚烧炉与第三级焚烧炉之间的节流墙为带有孔隙的圆形墙，所述孔隙形式为风扇叶片形；优选地，风扇叶片形的外接圆直径为200
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500mm，优选为300
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400mm。5.一种含氨的H2S酸性气制备低含量NO
x
硫酸的方法，其特征在于，包括以含氨的H2S酸性气为原料，经权利要求1
‑
4任一项所述的焚烧炉焚烧，使含氨的H2S酸性气中的氨部分氧化成N2、H2S充分燃烧转化为SO2，SO2进一步转化为SO3，继而制备硫酸的步骤。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述含氨的H2S酸性气中的氨含量300
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600mg/Nm3；优选地，制备硫酸的尾气中NO
x
含量小于20mg/Nm3，硫酸中NO
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含量小于10ppmw，且不含有NH
4+
。7.根据权利要求5或6所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王阳，高学顺，胡耀峰，荆开石，洪鹏，张宏科，吴雪峰，华卫琦，
申请(专利权)人：万华化学福建有限公司，
类型：发明
国别省市：