湿法制硫酸装置的制作方法

本实用新型涉及酸性气体处理领域，特别涉及湿法制硫酸装置。

背景技术：

湿法制硫酸是一种常用的制硫酸工艺，湿法制硫酸的过程中，将硫化氢气源焚烧成包含二氧化硫的气体后，无需进行洗涤和干燥，将二氧化硫转化成三氧化硫，并将三氧化硫和水蒸气结合形成气态硫酸，再冷凝成液态硫酸。

为了将二氧化硫转化充分，目前的湿法制硫酸装置中会进行两次转化。参见图1，湿法制硫酸装置包括第一转化器101、第一换热器102、第二换热器103、第一冷凝器104、升压器105、辅助燃烧炉106、第二转化器107、第三换热器108和第二冷凝器109。

第一转化器101的出口1011与第一换热器102的第一入口1021连接，第一换热器102的第一出口1022与第二换热器103的入口1031连接，第二换热器103的出口1032与第一冷凝器104的入口1041连接，第一冷凝器104的出口1042与升压器105的入口1051连接，升压器105的出口1052与第三换热器108的第一入口1081连接，第三换热器108的第一出口1082与第一换热器102的第二入口1023连接。第一换热器102的第二出口1024与辅助燃烧炉106的入口1061连接，辅助燃烧炉106的出口1062与第二转化器107的入口1071连接，第二转化器107的出口1072与第三换热器108的第二入口1083连接，第三换热器108的第二出口1084与第二冷凝器109的入口连接。

第一转化器101将二氧化硫转化成三氧化硫后输出包含三氧化硫的气体；第一换热器102将第一转化器101输出的气体与第三换热器108输出的气体换热，降低第一转化器101输出气体的温度；第二换热器103采用中压除氧水将第一换热器102输出的气体换热，再次降低气体温度；第一冷凝器104将经过两次换热后的气体冷凝成液态硫酸并排出，并将剩余气体输出至升压器105；升压器105增大气体压强后输出至第三换热器108。第三换热器108将升压器105输出的气体与第二转化器107输出的气体换热，提高升压器105输出的气体温度后，输出至第一换热器102；第一换热器102换热时提高气体温度后通过辅助燃烧炉106输出至第二转化器107，第二转化器107将气体中的二氧化硫转化成三氧化硫后输出至第三换热器108。第三换热器108换热时还会降低第二转化器107输出的气体温度，输出至第二冷凝器109，由第二冷凝器109冷凝成液态硫酸并排出。另外，在湿法制硫酸过程的初期，为了提高气体温度，可以开启辅助燃烧炉106，以提高输入到第二转化器107中的气体温度。

上述湿法制硫酸装置中工艺流程复杂，设备数量较多，导致硬件成本较大，并且很容易出现硫酸腐蚀设备的问题。

技术实现要素：

为了解决现有技术的问题，本实用新型实施例提供了一种湿法制硫酸装置。所述技术方案如下：

本实用新型提供了一种湿法制硫酸装置，所述装置包括：第一转化器(201)、第一换热器(202)、第一冷凝器(203)、升压器(204)、第二转化器(205)、第二换热器(206)和第二冷凝器(207)；

所述第一转化器(201)的出口(2011)与所述第一换热器(202)的第一入口(2021)连接，所述第一换热器(202)的第一出口(2022)与所述第一冷凝器(203)的入口(2031)连接，所述第一冷凝器(203)的出口(2032)与所述升压器(204)的入口(2041)连接，所述升压器(204)的出口(2042)与所述第一换热器(202)的第二入口(2023)连接，所述第一换热器(202)的第二出口(2024)与所述第二转化器(205)的入口(2051)连接；所述第二转化器(205)的出口(2052)与所述第二换热器(206)的入口(2061)连接，所述第二换热器(206)的出口(2062)与所述第二冷凝器(207)的入口(2071)连接。

可选地，所述装置还包括冷却器(208)，所述第一换热器(202)的第一出口(2022)与所述第一冷凝器(203)的入口(2031)连接，包括：

所述第一换热器(202)的第一出口(2022)与所述冷却器(208)的入口(2081)连接，所述冷却器(208)的出口(2082)与所述第一冷凝器(203)的入口(2031)连接。

可选地，所述冷却器(208)用于采用中压蒸汽，将所述第一换热器(202)的第一出口(2022)输出的气体换热，以降低所述第一换热器(202)的第一出口(2022)输出的气体温度。

可选地，所述装置还包括温度调节阀(209)，所述升压器(204)的出口(2042)与所述温度调节阀(209)的第一端(2091)连接，所述温度调节阀(209)的第二端(2092)与所述第一换热器(202)的第二出口(2024)连接；

所述温度调节阀(209)用于调节进入所述第二转化器(205)的气体的温度。

可选地，所述温度调节阀(209)用于控制所述升压器(204)与所述第一换热器(202)的第二出口(2024)之间的通路导通或断开。

本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

本实用新型提供的湿法制硫酸装置，通过将第一转化器的出口与第一换热器的第一入口连接，第一换热器的第一出口与第一冷凝器的入口连接，第一冷凝器的出口通过升压器与第一换热器的第二入口连接，第一换热器的第二出口与第二转化器的入口连接，能够将第一转化器输出的气体与第一冷凝器输出的气体换热，以提升进入第二转化器的气体温度，达到第二转化器的温度要求，简化了工艺流程，减少了设备数量，降低了硬件成本。并且，由于硫酸所经过的设备会存在露点腐蚀的问题，采用较少数量的设备可以降低硫酸腐蚀设备的可能性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有技术提供的湿法制硫酸装置的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的一种湿法制硫酸装置的结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的一种湿法制硫酸装置制作硫酸的操作流程图；

图4是本实用新型实施例提供的另一种湿法制硫酸装置的结构示意图；

图5是本实用新型实施例提供的另一种湿法制硫酸装置制作硫酸的操作流程图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

图2是本实用新型提供的一种湿法制硫酸装置的结构示意图。参见图2，该装置包括：第一转化器201、第一换热器202、第一冷凝器203、升压器204、第二转化器205、第二换热器206和第二冷凝器207。

第一转化器201的出口2011与第一换热器202的第一入口2021连接，第一换热器202的第一出口2022与第一冷凝器203的入口2031连接，第一冷凝器203的出口2032与升压器204的入口2041连接，升压器204的出口2042与第一换热器202的第二入口2023连接，第一换热器202的第二出口2024与第二转化器205的入口2051连接；第二转化器205的出口2052与第二换热器206的入口2061连接，第二换热器206的出口2062与第二冷凝器207的入口2071连接。

其中，进入第一转化器201的气体温度范围为420-630摄氏度，比如440摄氏度或属于该温度范围的其他温度等，具体温度与气体中的二氧化硫含量有关。

进入第二转化器205的气体温度范围为370-500摄氏度，比如400摄氏度或属于该温度范围内的其他温度等，因此可以通过第一换热器202将进入第二转换器205的气体温度提升至要求的温度范围。

进入第一冷凝器203的气体温度不能低于275摄氏度，如一般控制在290摄氏度左右，而进入第二冷凝器207的气体温度一般为240摄氏度左右。

其中，上述转化器用于采用催化剂将二氧化硫转化成三氧化硫，在水蒸气存在的条件下，转化器底部的三氧化硫开始与水蒸气结合形成气态硫酸，转化器输出包含三氧化硫的气体。

上述换热器中第一入口和第一出口形成通路，第二入口和第二出口形成通路，两个通路气体在传输过程中换热，用于将多路温度不同的气体换热，得到符合温度要求的气体，并且，在换热过程中转化器输出的三氧化硫继续与水蒸气结合形成气态硫酸；冷凝器用于将气体中的气态硫酸冷凝成液态硫酸并排出；升压器用于提高冷凝器输出气体的气体压强。

参见图3，湿法制硫酸装置制作硫酸的具体过程包括如下步骤：

步骤301：将包含二氧化硫的气体输入到第一转化器201中，第一转化器201将二氧化硫转化成三氧化硫后输出包含三氧化硫的气体，三氧化硫开始与水蒸气结合形成气态硫酸。

步骤302：第一换热器202将第一转化器201输出的气体与升压器204输出的气体换热，降低第一转化器201输出气体的温度，并提升升压器204输出的气体温度。且在换热过程中，第一转化器201中输出的三氧化硫仍可与水蒸气结合形成气态硫酸。

步骤303：第一冷凝器203将经过换热后的气体中的气态硫酸冷凝成液态硫酸并排出，并将剩余气体输出至升压器204。

步骤304：升压器204增大气体压强后输出至第一换热器202，供第一换热器202在上述步骤302中与第一转化器201输出的气体换热，将升压器204输出的气体经过换热后的气体输出至第二转化器205。

步骤305：第二转化器205将第一换热器202输出的气体中的二氧化硫转化成三氧化硫后输出包含三氧化硫的气体，三氧化硫开始与水蒸气结合形成气态硫酸。

步骤306：第二换热器206将第二转化器205输出的气体与热空气换热，降低第二转化器205输出气体的温度。且在换热过程中，从第二转化器205输出的三氧化硫仍可与水蒸气结合形成气态硫酸。

步骤307：第二冷凝器207将经过换热后的气体中的气态硫酸冷凝成液态硫酸并排出。

本实用新型提供的湿法制硫酸装置，通过将第一转化器201的出口2011与第一换热器202的第一入口2021连接，第一换热器202的第一出口2022与第一冷凝器203的入口2031连接，第一冷凝器203的出口2032通过升压器204与第一换热器202的第二入口2023连接，第一换热器202的第二出口2024与第二转化器205的入口2051连接，能够将第一转化器201输出的气体与第一冷凝器203输出的气体换热，以提升进入第二转化器205的气体温度，达到第二转化器205的温度要求，简化了工艺流程，减少了设备数量，降低了硬件成本。并且，由于硫酸所经过的设备会存在露点腐蚀的问题，采用较少数量的设备可以降低硫酸腐蚀设备的可能性。

可选地，参见图4，该装置还包括冷却器208，第一换热器202的第一出口2022与第一冷凝器203的入口2031连接，包括：第一换热器202的第一出口2022与冷却器208的入口2081连接，冷却器208的出口2082与第一冷凝器203的入口2031连接。

可选地，冷却器208用于采用中压蒸汽将第一换热器202的第一出口2022输出的气体换热，以降低第一换热器202的第一出口2022输出的气体温度。

可选地，该装置还包括温度调节阀209，升压器204的出口2042与温度调节阀209的第一端2091连接，温度调节阀209的第二端2092与第一换热器202的第二出口2024连接。

温度调节阀209用于调节进入第二转化器205的气体的温度。

进一步地，温度调节阀209用于控制升压器204与第一换热器202的第二出口2024之间的通路导通或断开。

在上述图3所示实施例的基础上，参见图5，上述步骤304-305具体可以包括以下步骤：

步骤501：当温度调节阀209控制升压器204与第一换热器202的第二出口2024之间的通路导通时，升压器204增大气体压强后输出至第一换热器202和由温度调节阀209控制的旁路。

步骤502：第一换热器202将第一转化器201输出的气体与升压器204输出的气体换热，提高升压器204输出气体的温度，并降低第一转化器201输出气体的温度。

步骤503：冷却器208对第一换热器202的第一出口2022输出的气体降温，并将降温后的气体输出至第一冷凝器203，之后执行上述步骤303。

步骤504：第一换热器202的第二出口2024输出的气体与旁路输出的气体重新汇合后进入第二转化器205，之后执行上述步骤305。

本实用新型实施例中，通过打开温度调节阀209使旁路导通，从升压器204输出的气体一部分进入第一换热器202通过换热升温，另一部分进入旁路，而不通过第一换热器202，这样可以减少通过换热升温的气体，从而降低进入第二转化器205的气体温度。

同时，由于进入第一换热器202换热升温的气体减少，使得第一转化器201输出的气体进入第一换热器202后，不能充分换热导致温度降低不够，因此需要开启备用的冷却器208再次降温。

需要说明的是，由于第二转化器205入口的气体温度范围很广，在一般情况下也可以保证第二转换器入口的气体温度在要求的温度范围之内，此时可以通过温度调节阀209控制旁路断开。而当第二转换器入口的气体温度不在要求的温度范围之内时，再通过温度调节阀209控制旁路导通，从而可以很方便地调节第二转化器入口的气体温度，操作简单灵活。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。