本发明属于烟气制酸技术领域，具体涉及一种适用于高硫煤富氧燃烧烟气制酸工艺。
背景技术：
我国是世界上最大的煤炭消费国，煤炭占我国一次能源的3/4,硫作为煤炭开发利用过程中最主要的环境危害成分之一而备受关注。其中，硫含量大于3％的煤炭被称之为高硫煤，而高硫煤储量约占煤炭总储量的1/3，且高硫煤开采量亦逐年增大。
一般燃煤锅炉采用高硫煤燃烧产生的尾气中SO2含量为8000-12000mg/m3，浓度较高，燃煤产生的SO2排入大气，导致了严重的环境污染，每年造成的经济损失达数百亿。虽然高硫煤燃烧产生的烟气二氧化硫浓度较高，但是达不到制酸要求的浓度，需要进行脱硫处理。而目前一般的脱硫技术采用一级脱硫的方式，基本达不到要求的排放标准，只有采用多级脱硫才能达到相关要求。而多级脱硫不仅增加了烟气治理的成本，还需要更大的占地面积，给企业造成很大的负担。近年来，随着国家排放标准的日益严格，高硫煤的使用和开采都受到限制，重点区域锅炉燃煤开始禁止使用高硫煤。这样不仅浪费了资源，增加了相关企业的运行成本，且对高硫煤产区经济发展和人员就业影响较大。
技术实现要素：
本发明的目的是解决高硫煤的有效利用问题，提供一种富氧法燃烧高硫煤，产生的含有高浓度二氧化硫尾气直接进行烟气制酸，能有效解决现有高硫煤燃烧尾气处理困难、成本高、硫资源回收率低等问题的高硫煤富氧燃烧烟气制酸工艺。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种适用于高硫煤富氧燃烧烟气制酸工艺，包括依次连接的制氧系统、燃煤锅炉系统、除尘系统、净化系统和制酸系统，空气经制氧系统后得到富氧，富氧作为助燃剂进入燃煤锅炉系统，在燃煤锅炉系统中与掺加硫磺的高硫煤混合燃烧，燃烧后的烟气进入除尘系统，经过除尘系统除尘后的烟气进入净化系统，烟气经过净化系统中的循环喷淋液净化后进入制酸系统制成硫酸。
优选地，所述燃煤锅炉系统包括燃煤锅炉，燃煤锅炉为一般工业燃煤锅炉，燃煤锅炉上设有富氧进口、高硫煤进口和第一烟气出口，制氧系统产生的富氧通过富氧进口进入燃煤锅炉系统，高硫煤通过高硫煤进口进入燃煤锅炉系统，高硫煤进入锅炉系统前可以根据制酸需求适量添加硫磺，富氧和掺加硫磺的高硫煤燃烧后的烟气通过第一烟气出口排出。
优选地，所述高硫煤中硫磺的添加量为：每1千克高硫煤中硫磺添加量为0克到100克。
优选地，所述除尘系统为布袋除尘系统，除尘系统包括除尘系统主体，除尘系统主体上设有第一烟气进口和第二烟气出口，经过燃煤锅炉系统燃烧后的烟气通过第一烟气进口进入除尘系统主体，经过除尘系统主体除尘后的烟气通过第二烟气出口排出。
优选地，所述除尘系统的除尘效率为99％以上。
优选地，所述净化系统为循环喷淋系统，净化系统包括净化系统主体，净化系统主体上设有第二烟气进口、第三烟气出口、循环液进口和循环液出口，经过除尘系统除尘后的烟气通过第二烟气进口进入净化系统主体，循环喷淋液通过循环液进口进入净化系统主体对烟气净化后，再通过循环液出口排出。
优选地，所述循环喷淋液为酸液。
优选地，所述制酸系统采用两转两吸制酸工艺，制酸系统包括制酸系统主体、硫酸出口、第三烟气进口和第四烟气出口。
优选地，所述制氧系统包括制氧机，制氧机为变压吸附制氧机，空气进入制氧系统后生产的富氧浓度在70％-95％。
本发明的有益效果是：
1、本发明所提供的一种适用于高硫煤富氧燃烧烟气制酸工艺充分利用高硫煤，最大限度的利用资源，减少我国的煤资源压力。
2、富氧燃烧可以减少空气中氮气的量，大大降低燃烧后的烟气排放量，降低后期烟气治理的成本。
3、富氧燃烧可以提高煤约1％左右的烧尽率，减少燃烧产生的固体废渣，同时增加蒸汽(热水)产量。
4、在利用高硫煤的同时，最大限度的回收了硫资源，增加了收益。
5、整体而言，该系统大大节约了成本，只需在原有锅炉系统上增加制氧系统，就可以回收硫资源，并且解决高硫煤燃烧烟气处理困难等问题。
附图说明
图1是本发明一种适用于高硫煤富氧燃烧烟气制酸工艺的原理示意图；
图2是本发明一种适用于高硫煤富氧燃烧烟气制酸工艺的工艺流程图。
附图标记说明：1、制氧系统；2、燃煤锅炉系统；3、除尘系统；4、净化系统；5、制酸系统；11、空气进口；12、富氧出口；21、富氧进口；22、高硫煤进口；23、第一烟气出口；31、除尘系统主体；32、第一烟气进口；33、第二烟气出口；41、净化系统主体；42、第二烟气进口；43、第三烟气出口；44、循环液进口；45、循环液出口；51、制酸系统主体；52、硫酸出口；53、第三烟气进口；54、第四烟气出口。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的说明：
如图1和图2所示，本发明提供的一种适用于高硫煤富氧燃烧烟气制酸工艺，包括依次连接的制氧系统1、燃煤锅炉系统2、除尘系统3、净化系统4和制酸系统5，空气进入制氧系统1经变压吸附得到富氧，富氧进入燃煤锅炉系统2后和加入的掺加硫磺的高硫煤进行混合，然后在燃煤锅炉系统2中燃烧，富氧和高硫煤燃烧后的烟气进入除尘系统3，经过除尘系统3除尘后的烟气进入净化系统4，烟气经过净化系统4中的循环喷淋液的净化后进入制酸系统5制成硫酸。
制氧系统1包括制氧机，在本实施例中制氧机为变压吸附制氧机，空气进入制氧系统1后产生的富氧浓度在70％-95％，最优选择富氧的浓度为80％-90％。制氧系统1上设有空气进口11和富氧出口12，空气通过空气进口11进入制氧系统1，经过制氧系统1变压吸附后产生富氧，通过富氧出口12排出制氧系统1。
燃煤锅炉系统2包括燃煤锅炉，燃煤锅炉为一般工业燃煤锅炉，燃煤锅炉上设有富氧进口21、高硫煤进口22和第一烟气出口23，制氧系统1产生的富氧通过富氧进口21进入燃煤锅炉系统2，高硫煤通过高硫煤进口22进入燃煤锅炉系统2，高硫煤进入燃煤锅炉系统2前可以根据制酸需求适量添加硫磺，富氧和高硫煤燃烧后的烟气通过第一烟气出口23排出。高硫煤在加入燃煤锅炉系统前，其中每1千克高硫煤中硫磺的含量为0克到100克，在实际使用过程中可以根据具体的使用需求而定。
除尘系统3为布袋除尘系统，除尘系统3包括除尘系统主体31，除尘系统主体31上设有第一烟气进口32和第二烟气出口33，经过燃煤锅炉系统2燃烧后的烟气通过第一烟气进口32进入除尘系统主体31，经过除尘系统主体31除尘后的烟气通过第二烟气出口33排出。除尘系统3的除尘效率为99％以上。
净化系统4为循环喷淋系统，净化系统4包括净化系统主体41，净化系统主体41上设有第二烟气进口42、第三烟气出口43、循环液进口44和循环液出口45，经过除尘系统3除尘后的烟气通过第二烟气进口42进入净化系统主体41，循环喷淋液通过循环液进口44进入净化系统主体41对烟气净化后，再通过循环液出口45排出。循环喷淋液为水或者酸液，优选酸液作为循环液。
制酸系统5采用一转一吸工艺或两转两吸工艺，在本实施例中制酸系统5采用两转两吸制酸工艺，制酸系统5包括制酸系统主体51、硫酸出口52、第三烟气进口53和第四烟气出口54。在本实施例中制氧系统1和制酸系统5均为常规系统。
为了便于理解本发明的工作原理和过程，特以含硫量为3.2％的煤种，燃煤量为50000kg/h的锅炉为例，对本发明的工艺流程做进一步的说明：
流量为98000m3/h空气通过空气进口11进入制氧系统1，在制氧系统1中通过变压吸附得到90％的富氧21800m3/h，产生的富氧通过富氧出口12排出制氧系统1，并经富氧进口21进入燃煤锅炉系统2，50000kg/h高硫煤加入4000kg/h的硫磺混合均匀后从进口22进入燃煤锅炉系统2；燃煤锅炉系统2燃烧产生的烟气量为82600m3/h，其中二氧化硫含量为6％，烟气经第一烟气出口23排放，通过第一烟气进口32进入除尘系统3的除尘系统主体31，在除尘系统主体31中除去99％以上的粉尘后，经过第二烟气出口33排放，除尘系统3排放的烟气经第二烟气进口42进入净化系统4，净化系统4中净化主体41通过循环喷淋酸液除去烟气中的多余粉尘、砷、氟、氯等杂质，循环喷淋酸液经过循环液进口44进入净化系统主体41，通过逆流喷淋的方式与烟气接触后，通过循环液出口45排放，烟气在净化系统4中除去剩余杂质后，经过第三烟气出口43排放，并通过烟气进口53进入制酸系统5，在制酸系统5中通过两转两吸工艺生产硫酸，得到的硫酸通过硫酸出口52收集。98％硫酸产量为125kt/a，最终的制酸烟气经第四烟气出口54排出。
综上所述，本发明提供的一种适用于高硫煤富氧燃烧烟气制酸工艺，将高硫煤燃烧的助燃剂由空气变成90％的富氧，提高了煤的烧尽率，同时通过调节高硫煤中加入硫磺的量最终将得到的烟气中二氧化硫浓度提高到4％以上，达到制酸烟气中二氧化硫含量的要求，得到的高浓度二氧化硫尾气经过除尘、去除杂质后，经过两转两吸工艺制酸，回收了大部分的硫资源，同时将燃煤产生的烟气量降低了近40％，解决了高硫煤使用受限制的缺陷，提高了我国煤炭资源的利用率。
本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。