专利名称：硫化氢干湿法组合制高浓度硫酸工艺的制作方法
技术领域：
本发明属于一种生产高浓度硫酸工艺，特别是一种硫化氢干湿法组合制高浓度硫酸工艺。用于合成氨工业、石油化工、冶炼、煤气化等行业产生的含硫化氢酸性尾气处理。
背景技术：
硫化氢广泛存在于天然气和石油精炼过程中，在煤气化、炼焦及某些化工产品生产也产生大量的硫化氢。
硫化氢是硫的主要资源。硫化氢是气态，又有剧毒，难于储存和运输。过去受技术发展的限制，一般用硫化氢采用克劳斯法制硫磺。二十世纪九十年代国外开发出了用硫化氢直接制硫酸的新型催化剂及工艺，大大降低了处理硫化氢气体的成本。现有的硫化氢直接制硫酸一般采用一转一吸的“湿接触法”工艺，生产78％～98％的硫酸。
发明内容
本发明的目的在于提供一种硫化氢干湿法组合制高浓度硫酸的工艺方法。
本发明主要包括以下连续工艺步骤①硫化氢酸性气体与经喷嘴机械雾化的高温液硫和净化空气一起送入焚烧炉内混合焚烧，燃烧温度600℃～1100℃，生成含二氧化硫、水等组分的高温反应气体，回收热量使反应气体的温度降至410℃～430℃后，直接进入转化工序；②反应气体在干湿组合转化器中进行转化，在转化器前三段采用湿法转化，一次转化气温度降至255℃～270℃，进入吸收工序除去三氧化硫和水，一次转化气经内部反应热换热至410℃～420℃进入转化器后两段，采用干法进行二次转化，将余下的二氧化硫气体转化成三氧化硫；
③一次转化气在干吸工序进入冷凝成酸塔、烟酸塔和第一吸收塔等系统，气体中的水、三氧化硫被冷凝、吸收成酸，再经过除雾器除去其中的酸雾回到转化工序；④二次转化气体被降温至160℃后进入干吸工序第二吸收塔，在第二吸收塔中气体中的三氧化硫被吸收后，尾气经过除雾器除去其中的酸雾，经烟囱放空。
本发明对含硫化氢酸性气体处理时有以下特点1)合理组织燃烧工艺，采用焚烧炉，操作灵活，不受酸性尾气中硫化氢浓度变化的影响，使硫化氢酸性气体反应完全。
2)采用先进的干湿组合转化工艺和组合转化器，提高转化率，合理设置换热流程，同时使过程的大量的反应热尽量回收利用，与干法制酸工艺相比较，每吨酸可多回收0.22t～0.26t蒸汽。
3)组织合理的冷凝、吸收成酸和除雾工艺流程，采用高效冷凝成酸塔将一次转化气中的三氧化硫和水进行有效处理。
4)工艺过程强化除雾功能，其除雾效率和可靠性优于通常的除雾工艺，保证尾气排放低于国家规定的排放标准。
5)三氧化硫被吸收后可以生成浓度为78％～108％的浓硫酸和20％的烟酸，硫资源得到很好利用。
本发明采用硫化氢酸性气体与硫磺混合燃烧、湿法与干法相结合转化、低温冷凝成酸生产高浓度硫酸的工艺，其流程合理先进，运行可靠、平稳，反应热得到有效回收利用，装置“三废”处理完善，尾气排放低于国家规定的排放标准。
四
图1为本发明工艺流程示意图。
工艺流程简述如下合成氨工业、石油化工、冶炼、煤气化等行业产生的含硫化氢酸性尾气与熔硫工序的经机械雾化高温液硫喷入焚烧炉内混合焚烧。为了使酸性气体燃烧完全，采用过氧燃烧，燃烧温度控制在600℃～1100℃，生成含二氧化硫、水等组分的高温反应气体。出焚烧炉的高温反应气体，首先进入废热锅炉回收热量，反应气体的温度降至410℃～420℃后直接进入转化工序，转化率≥99.8％。
主要反应式
含有二氧化硫、水等组分的反应气体进入转化工序转化成三氧化硫，反应气体在干湿组合转化器中的前三段采用湿法转化，一次转化气温度降至255℃～270℃，进入干吸工序除去三氧化硫和水。该部分的反应热加热脱盐水或蒸汽，以保证反应正常进行，同时副产蒸汽。
一次转化气与反应热换热至415℃进入组合转化器后两段，采用干法进行二次转化，将余下的二氧化硫气体转化成三氧化硫，转化率≥99.8％。
主要反应式
一次转化气进入干吸工序高效冷凝成酸塔底部，在塔内被上部喷淋下来的烟酸冷却并吸收，转化气中的H2SO4冷凝成烟酸，部分三氧化硫被吸收成酸，其余三氧化硫经烟酸塔、第一吸收塔等系统吸收成酸，再经过除雾器除去其中的酸雾回到转化工序。
二次转化气体被降温至160℃后进入干吸工序第二吸收塔系统吸收成酸，尾气经过除雾器除去其中的酸雾，经烟囱放空。
五具体实施例方式现以150kt/a硫化氢和硫磺联合制酸装置为例，具体说明本发明的干湿法制酸工艺。
含硫化氢30％的酸性气体5900Nm3/h，与经喷嘴机械雾化的高温液硫3.622t/h和净化空气一起送入焚烧炉内焚烧产生SO2和水，酸性气体中的其它成份如HCN、NH3、H2等在焚烧炉内燃烧生成氮的氧化物、CO2和水分，为了使酸性气体燃烧完全，采用过氧燃烧，燃烧温度控制在1080℃以下。
出焚烧炉的高温反应气体(含有二氧化硫、水等组分)进入转化工序转化成三氧化硫，干湿转化工艺中组合转化器前三段为湿法转化，后两段为干法转化。
经湿法转化的一次转化气与104℃脱盐水和4.2MPa饱和蒸汽换热后副产25t/h(4.2MPa，380℃)中压蒸汽，其温度降至260℃，再进入吸收工序除去三氧化硫和水。脱除三氧化硫和水的一次转化气与内部反应热换热至415℃进入转化器后两段，进行干法二次转化，将余下的二氧化硫气体尽量转化成三氧化硫，转化率≥99.8％。
一次转化气进入干吸工序高效冷凝成酸塔底部，在塔内被上部喷淋下来的20％烟酸冷却并吸收，转化气中的H2SO4气体冷凝成烟酸，部分三氧化硫被吸收成酸，转化气由顶部出来后依此进入烟酸塔、第一吸收塔等系统，得20％烟酸和98％硫酸产品。
二次转化气体被降温至160℃后进入干吸工序第二吸收塔，在第二吸收塔中三氧化硫被吸收后，尾气经过除雾器除去其中的酸雾，经烟囱放空。
权利要求
1.一种硫化氢干湿法组合制高浓度硫酸工艺，其特征在于主要包括以下工艺步骤①硫化氢酸性气体与经喷嘴机械雾化的高温液硫和净化空气一起送入焚烧炉内混合焚烧，燃烧温度600℃～1100℃，生成含二氧化硫、水等组分的高温反应气体，回收热量使反应气体的温度降至410℃～430℃后，直接进入转化工序；②反应气体在干湿组合转化器中进行转化，在转化器前三段采用湿法转化，一次转化气温度降至255℃～270℃，进入吸收工序除去三氧化硫和水，一次转化气经内部反应热换热至415℃进入转化器后两段，采用干法进行二次转化，将余下的二氧化硫气体转化成三氧化硫；③一次转化气在干吸工序进入冷凝成酸塔、烟酸塔和第一吸收塔等系统，气体中的水、三氧化硫被冷凝、吸收成酸，再经过除雾器除去其中的酸雾回到转化工序；④二次转化气体被降温至160℃后进入干吸工序第二吸收塔，在第二吸收塔中气体中的三氧化硫被吸收后，尾气经过除雾器除去其中的酸雾，经烟囱放空。
全文摘要
本发明涉及一种硫化氢干湿法组合制高浓度硫酸工艺，适合于含有硫化氢酸性气体的尾气处理。本发明利用含硫化氢酸性气体与硫磺和空气混合焚烧制取SO
文档编号C01B17/00GK1636866SQ20041004701
公开日2005年7月13日 申请日期2004年12月3日 优先权日2004年12月3日
发明者刘少武, 达健 申请人:湖南百利工程科技有限公司