本发明专利技术公开了一种ＳＯ２气中的水分分离方法及工艺，它采用自发绝热真空蒸发形成的低温冷却水分离ＳＯ２气中的水分，将进干燥塔之前的ＳＯ２气中的水分含量明显降低；绝热真空蒸发产生的负压蒸汽作为后续一吸过程循环酸的补加水，在循环酸稀释器中被吸收循环酸吸收，使得冷却水的绝热真空蒸发能自发进行。本发明专利技术在不需要额外冷冻功的条件下依靠硫酸对负压水分的高度吸收形成的推动力实现自动制冷过程，廉价解决了进入干燥塔水分含量高的问题，为实现转化余热与一吸余热的充分回收提供了必要条件。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及硫铁矿生产硫酸领域，具体是一种SO2气中的水分分离的方法及工艺。
技术介绍
在采用硫铁矿为原料制备硫酸的生产过程中，提高转化余热、吸收余热的回收率 成为重要的研究课题。现有的生产工艺中，进入干燥塔的SA气中水分含量高，造成干燥过 程的放热量加大，吸收过程的放热量相应的减少；干燥过程的循环酸温度不能过高，否则对 干燥产生不良影响；干燥酸浓度在94%左右，酸温过高对设备的腐蚀性明显加大，故干燥 过程产生的热量一般难于回收用于生产蒸汽，而是直接被冷却水带走，通过凉水塔散发到 大气中。在一般的硫铁矿制酸(两转两吸)过程中，SO2气带入干燥塔的水分量达到168 千克水/t硫酸，占整个生产硫酸所需水的85%以上；干燥放热量达0. 228*106kcal/t硫 酸(其中一部分热量来自净化气带入水分的冷凝热)，吸收循环酸需要移走的热量达 0. M6*106kcal/t硫酸(其中部分来自转化气带入的转化余热)。干燥酸与一吸酸的对串 量大，吸收酸温提高，串出酸带出的热量就大，当串出酸温度升高到200°C左右时，一吸产生 的余热被完全带出。吸收过程的余热回收通常是将一吸循环酸温提高到200°C左右，采用串 出的高温酸加热锅炉给水即软水或者加热给水直接生产低压蒸汽(一般采用加热锅炉给 水)，达到回收吸收过程余热的目的。当一吸高温酸温度到达200°C，塔进口的酸温要求在 180°C左右，出塔气温在180°C左右，含有一定量的硫酸蒸汽，需要设置低温一吸塔即吸收副 塔，大量的SO3气余热在低温吸收塔中被低温吸收循环酸带走，在高温吸收塔中回收的余热 不到0. 2*106kcal/t硫酸，占整个吸收余热量不到46%。二吸过程吸收SO3的量约为整个 SO3吸收热的6%，二吸吸收SO3放热量为0. 026*106kcal/t硫酸，二吸的酸温不能过高，回 收二吸的余热没有多大的意义。干燥后的SO2气中含有微量的水分，一般要求在0. 1克/标 准立方米以下。一次SO3转化气进一吸塔的气温不能过低，否则会产生酸雾，对换热设备产 生严重的腐蚀，一般要求在180°C以上；二次SO3转化气中硫酸分压含量有所降低，温度可 以降到150°C的温度也不会产生酸雾。在实际的生产过程中，由于干燥水分指标没有达标， 三换热器的腐蚀非常严重，常常会发生换热列管因腐蚀穿孔、发生气流短路而影响转化率 的现象。转化过程产生的热量一般由SO3气直接带入吸收塔，热量由吸收循环酸传给冷却水 散发到大气中。比较新颖的做法是将出转化换热器的一次转化SO3气温度提高到270°C左 右，二次转化的SO3气出换热器的温度维持在155°C左右；对一次转化的SO3气带出的反应 热进行部分回收后温度下降到180°C左右，用于加热锅炉给水，可回收余热0.072*106kcal/ t硫酸，回收余热产汽率为0. 11吨蒸汽/t硫酸，占整个转化放热的。大部分的转化热 带入吸收系统。生产要求出转化换热器进入吸收塔的转化气温度不能过低，大量的转化余热必然 被带入吸收系统，使得充分回收转化余热变得困难。因此将干燥塔的干燥负荷降低，出干燥 塔的水分含量也就会跟着下降，为充分回收转化热提供必要的条件，如何降低进干燥塔气的水分含量对转化余热与一吸余热的回收都有着重要的作用。采用一般经典制冷的办法 将气冷却分离其中的水分，将会消耗大量的冷冻功，得不偿失，没有一点价值。开发一 种新型不需要消耗冷冻功制冷来分离sa气中水分的工艺技术变得十分有益。
技术实现思路
本专利技术旨在解决上述的技术难题，提供一种SO2气中的水分分离的方法。本专利技术还提供了该方法的生产工艺。本专利技术解决问题所采取的技术方案是采用自发绝热真空蒸发形成的低温冷却水 分离SA气中的水分，将进干燥塔之前的SA气中的水分含量明显降低；绝热真空蒸发产生 的负压蒸汽作为后续一吸过程吸收循环酸的补加水，在稀释器中被吸收循环酸吸收，使得 冷却水的绝热真空蒸发能自发进行。所述绝热真空蒸发分两段进行，一段在高温度，产生较高压力的负压蒸汽去高温 酸稀释器，一段为低温段，产生较低压力的负压蒸汽去低温酸稀释器，所述高温段的蒸发温 度大于10°c，优选大于15°C低温段小于15°C，优选低于10°C。具体工艺步骤如下1、原料气经净化后的净化气即SA气进主风机、二氧化硫气由负压变为正压，水分 分压提高，便于气相中水分的分离。2、从主风机出来的SO2气进入水冷器、采用凉水塔来的冷却水，将温度降低，气相 中的部分水分得到分离，减轻后续低温水冷的分离水分负荷。3、从水冷器出来的SA气进入低温水冷器、优选采用填料塔即低温水冷塔，采用绝 热真空蒸发器来的低温冷却水将SA气进一步冷却处理，大部分水汽得到分离。4、从低温水冷塔出来的冷却水中溶解一定量的SO2，进入脱吸塔，采用空气将冷水 中的SO2解吸出来。5、冷却水经空气解吸Sh后进入绝热真空蒸发器制冷，水温降低后得到低温冷却 水，去低温水冷塔循环使用。6、绝热真空蒸发分两段进行，一段在高温度，产生较高压力的负压蒸汽去高温酸 稀释器，一段为低温段，产生较低压力的负压蒸汽去低温酸稀释器，7、从绝热真空蒸发器出来的负压蒸汽作为补加水去一吸循环酸的稀释器，被循环 吸收酸吸收，使得绝热真空蒸发自发进行，不需要消耗电功。8、从低温水冷塔出来的低温气进入干燥塔干燥后进入转化。所述的SO2净化气进入主风机，SO2气成为正压状态，体系中的水分分压提高，出主 风机的气体绝对压力一般在850mmHg以上，优选在930mmHg以上。从主风机出来的SA气进入水冷器，采用凉水塔来的冷却水将体系的气温降低到 39°C以下，优选在36°C以下。从水冷器出来的SA气体进入低温水冷塔，在塔中与塔顶来的低温冷却水逆流接 触，将气相中的大部分水分分离，进低温水冷塔的水温低于20°c，优选低于6°C，出塔净化 气即SA气中水汽含量低于100千克/t硫酸，优选低于20千克/t硫酸。从低温水冷塔出来的冷却水进入脱吸塔，采用生产过程补加的空气将冷却水中的 二氧化硫解吸出来，出塔水温低于36°C，优选低于32°C将出脱吸塔的冷却水进行绝热真空蒸发制冷，冷却水温降低到20°C，优选低于 6°C。本专利技术的工艺技术参数的确定如下1、出电除雾器的气水分含量与温度确定从净化系统电除雾器出来的气温一般为38°C，绝对压力为700mmHg，水汽含量 为168. 8千克/t硫酸。2、水冷器从电除雾出来的气经过主风机升后气压达930mmHg，温度为43°C，与凉水塔来 的32°C冷却水换热，将气温度降低到36°C，出水冷换热器后SO2气的水汽含量为115千克/ t硫酸。3、低温水冷塔设计确定进入低温水冷塔的冷水温度3. 8°C，出口 气温为6°C，对应的蒸汽分 压为7. OlmmHg,出口 气水分含量为17. 3千克/t硫酸。4、脱吸塔从低温水冷塔出来的冷却水，进入脱吸塔，采用补加的空气解吸，将冷却水中的二 氧化硫解吸出来。补加的干空气量为690标准立方米/t硫酸，水分质量含量为干空气的 2%，以成品酸计算为17. 8千克/t硫酸。设计确定进入脱吸塔的空气温度为30°C，出塔温度为32°C，水汽含量为26. 0千克 /t硫酸；进塔水温为34°C。冷却水出口温为32. 2V。5、绝热真空蒸本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种硫酸生产过程ＳＯ↓［２］气中的水分分离方法，其特征在于：采用自发绝热真空蒸发形成的低温冷却水分离ＳＯ↓［２］气中的水分，将进干燥塔之前的ＳＯ↓［２］气中的水分含量明显降低；绝热真空蒸发产生的负压蒸汽作为后续一吸过程吸收循环酸的补加水，在稀释器中被吸收循环酸吸收，使得冷却水的绝热真空蒸发能自发进行。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：曾维兴，
申请(专利权)人：湖南新恒光科技有限公司，
类型：发明
国别省市：43
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