【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及化工行业硫磺制硫酸新工艺。所得产品硫酸包括工业硫酸及工业发烟硫酸。
技术介绍
1、国内硫磺制硫酸一般采用空气焚硫，两转两吸工艺，系统流程复杂，能耗高，设备投资大，有大量尾气排放，环境保护压力大。本专利技术根据二氧化硫转化平衡原理，综合反应物浓度、压力、温度下提出新的工艺流程及工艺条件，使效率更高。
技术实现思路
1、1、概述
2、本专利技术涉及一种新的工艺，硫磺在纯氧环境下焚烧生成二氧化硫，焚烧后的二氧化硫炉气经余热锅炉回收热量后，再经加压转化，二氧化硫转化为三氧化硫，三氧化硫经吸收生成硫酸，未反应的氧气至焚硫炉循环使用，无尾气排放。新工艺流程简明、能耗低、单程转化率高、无尾气排放、技术经济指标优化，在技术上具有先进性。
3、2、工艺流程
4、工艺流程图见说明书附图。
5、3、新工艺简介
6、3.1原料及原料气
7、本专利技术主要原料为固体工业硫磺，执行标准gb/t2449.1-2021，主要技术指标为：
8、
9、本专利技术辅助原料气为空气，取自自然大气。
10、3.2原料及原料气处理
11、原料固体硫磺经加热至119-130℃，融化后经过滤，置于液硫储罐备用。
12、原料气空气经空分装置后分离为氧气和氮气。氧气进入焚硫炉与硫磺发生燃烧反应。氮气进入储罐，对外销售及用于系统开停车使用。
13、3.3工艺过程
14
15、4、原理：
16、4.1化学反应方程式
17、s+o2＝so2
18、
19、so3+h2o＝h2so4
20、4.2技术原理及工艺条件选择
21、4.2.1焚硫
22、液化后的液硫在焚硫炉与氧气焚烧，其中氧气与硫磺摩尔比约6∶1，氧气过量，加快了燃烧速度，提高了炉气二氧化硫浓度，二氧化硫体积百分含量达到15％，较传统工艺气浓提高了约50％。焚硫氧气15％来自空分装置的新鲜氧，85％来自系统未反应完毕的剩余氧，系统氧气循环使用，无外排。本专利技术二氧化硫气体浓度较传统工艺提高，相同规模下降低了气体输送量约50％，提高了生产效率。焚硫炉出口温度1000-1200℃。
23、4.2.1转化
24、4.2.1.1压力：
25、二氧化硫转化为三氧化硫为总体积降低的化学反应，在相同温度下，增加压力，平衡转化率上升。经研究，系统压力对转化率影响如下表：
26、
27、上表显示压力提高，系统单程转化率提高，但压力超过0.6mpa后影响较小，综合考虑设备投资、运行费用，压力太高经济性下降，选择压力0.2-0.6mpa为宜。
28、4.2.1.2氧硫比：
29、温度、压力一定情况下，改变起始氧气与二氧化硫比(氧硫比)，二氧化硫转化率随起始氧硫比提高，转化率上升，研究数据如下表：
30、
31、上表显示在相同的转化温度下，起始氧硫比提高，二氧化硫转化率升高，但氧硫比超过6∶1后，转化率提升有限，工艺指标选择6∶1。
32、4.2.3吸收
33、二氧化硫转化为三氧化硫后，温度约600℃，经余热锅炉回收热量后温度降至200-300℃，进入吸收塔吸收三氧化硫，吸收过程热量回收，产生低压蒸汽，系统气体经吸收分离三氧化硫后，剩余氧气经除沫进入焚硫炉。
34、5、技术经济指标
35、新工艺与传统工艺对比：
36、
37、6、总结
38、本专利技术主要创新点为：氧气焚硫；加压一次转化；过量氧气循环使用，无尾气排放。新工艺较传统工艺单程转化率提高了16.4％；新工艺无尾气排放，每吨硫酸减排1.795kg二氧化硫；新工艺采用一次转化一次吸收，简化了流程，避免了转化气降温吸收、再升温转化的过程，提高了能量回收利用率，降低了能耗。
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1.本专利技术为一种硫磺制硫酸新工艺，其特征在于，用空气分离后的氧气进行焚烧硫磺，产生二氧化硫气体，再经加压反应，二氧化硫转化为三氧化硫，三氧化硫经吸收生产硫酸或发烟硫酸，未反应的氧气返回至焚硫炉循环使用。
2.根据权利要求1的硫磺制硫酸新工艺，其特征在于纯氧焚烧，二氧化硫转化起始体积含量达到15％，起始氧硫比达到约6∶1，提高了反应体系中起始二氧化硫浓度，加快了反应速度，提高了平衡转化率。
3.根据权利要求1的硫磺制硫酸新工艺，其特征在于气体输送装置采用离心压缩机，使二氧化硫加压转化，根据二氧化硫转化为三氧化硫反应原理，压力提高至0.2-0.6MPa，在相同温度下，转化率升高。
4.根据权利要求1的硫磺制硫酸新工艺，其特征在于二氧化硫转化为三氧化硫采用一次转化一次吸收，简化了流程，避免了转化气降温吸收、再升温转化吸收的过程，提高了能量回收利用率，降低了能耗。
5.根据权利要求1的硫磺制硫酸新工艺，其特征在于二氧化硫与氧气转化为三氧化硫过程中，剩余的氧在与三氧化硫分离后，返回至焚硫炉循环使用，实现系统无尾气排放。
【技术特征摘要】
1.本发明为一种硫磺制硫酸新工艺，其特征在于，用空气分离后的氧气进行焚烧硫磺，产生二氧化硫气体，再经加压反应，二氧化硫转化为三氧化硫，三氧化硫经吸收生产硫酸或发烟硫酸，未反应的氧气返回至焚硫炉循环使用。
2.根据权利要求1的硫磺制硫酸新工艺，其特征在于纯氧焚烧，二氧化硫转化起始体积含量达到15％，起始氧硫比达到约6∶1，提高了反应体系中起始二氧化硫浓度，加快了反应速度，提高了平衡转化率。
3.根据权利要求1的硫磺制硫酸新工艺，其特征在于气体输送装置采用离心压...
【专利技术属性】
技术研发人员：吕细荣，李耀杰，
申请(专利权)人：湖北三传化工科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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