制备硫酸的方法_3

文档序号:8453042阅读:来源:国知局
的进口温度低于三段转化的出口温度;四段转化的进口温度为360~440摄氏度,四段转化 的出口温度为465~650摄氏度,并且四段转化的进口温度低于四段转化的出口温度。由 此,在硫酸制备的两转两吸过程中,通过分别控制各段进出口温度,从而利于制备高浓度的 硫酸。
[0053] 根据本发明的实施例,第一次转化为一段~二段转化,第二次转化为三段~四段 转化。
[0054] 302的转化是一个可逆反应,也是一个体积缩小的放热反应。由化学反应平衡原理 推断,温度的降低和压力的增大都有利于使得该氧化反应趋向完全。其反应方程式如下:
[0055] 2S02+02= 2SO3
[0056] 根据本发明的一些实施例,两转两吸的四段转化中,还需要控制以下参数:转化升 温为10~20摄氏度/h,转化降温为20~30摄氏度/h。根据本发明的一些实施例,使用 钒触媒作为催化剂,各段装填量为18m 3。这样,经过第一次转化后的烟气中SO3通过第一吸 收塔中的浓硫酸(98%的硫酸)进行吸收,使SO 3溶于浓硫酸;未发生转化的SO 2再进入转 化器内进行第二次转化,然后再通过第二吸收塔吸收其中的SO3,使SO 3溶于浓硫酸,最终与 酸中的水化合生成硫酸,使吸收酸浓度不断升高,再加水稀释得到成品酸。
[0057] 根据本发明的另一些实施例,所述第一吸收塔和第二吸收塔可分别配有相连接的 循环槽,并且循环槽之间相互连通。在吸收过程中,吸收塔的硫酸浓度因吸收30 3而升高, 所以当吸收塔配有相应的循环槽时,可以向98%的硫酸吸收塔循环槽中加水并进行相互串 酸,以保持各塔酸浓度恒定。
[0058] 参考图2,制备硫酸的方法中还可以进一步包括:
[0059] S600 干燥
[0060] 根据本发明的实施例,在转化步骤之前可以预先对所述第二烟气进行干燥处理, 由此利于后续转化步骤的进彳丁,以提尚制备的硫酸浓度。
[0061] 根据本发明的实施例,干燥处理是在干燥塔中进行的,其中,干燥塔的进口温度为 29~42摄氏度,出口温度为40~70摄氏度。在转化工序的操作温度下,虽然SO 2气体中 的水蒸气对催化剂(触媒)没有危害,但水蒸气与转化后的SO3-起会形成酸雾很难被吸 收,同时酸雾与水分一起会造成对转化及吸收设备中管道的腐蚀,甚至造成催化剂结块,活 性降低。因此,在转化之前预先进行干燥处理,并将干燥塔的进出口温度控制在以上范围 内,可有效提尚SO 2的转化效率。
[0062] 根据本发明的一些实施例,干燥塔可配有相连接的循环槽,并与第一吸收塔的循 环槽相连通,这样也有利于干燥塔与吸收塔之间的相互串酸,以保持各塔酸浓度恒定。
[0063] 根据本发明的另一方面,本发明提供了一种制备硫酸的系统。根据本发明的实施 例,参照图4,该系统包括:
[0064] 混合矿制备装置100,混合矿制备装置100包括:混料单元110,混料单元110用于 将硫化锌精矿与硫精矿混合;干燥单元120,干燥单元120与混料单元110连接,并且用于 将所述混料单元中所得到的混合物进行干燥处理;破碎单元130,破碎单元130与干燥单元 120相连,并且用于将所述干燥单元中所得到的混合物进行破碎;以及筛选单元140,筛选 单元140与破碎单元130相连,所述筛选单元140中设置有200目筛,用于对破碎单元中130 所得到的混合物进行筛选,以便获得混合矿,其中,混合矿中含有Zn 40. 00%~42. 5%、 S 26. 00%~32%、Fe 11. 00%~15. 00%、Se 0.001%~0.01%、Pb 2. 25%~4. 50%、 Sb0.00 1 %~0· 10%,水分 4 ~6%。
[0065] 沸腾炉200,沸腾炉200与混合矿制备装置100相连,用于将混合矿进行沸腾焙烧, 以产生高温烟气。
[0066] 冷却装置300,冷却装置300与沸腾炉200相连,用于对高温烟气进行冷却处理。 根据本发明的实施例,冷却装置300可以为冷却塔。
[0067] 除尘装置400,除尘装置400与冷却装置300相连,用于对经过冷却处理的高温烟 气进行除尘处理,以排出第一烟气;其中,除尘装置400为电除尘器,电除尘器的进口温度 为250~450°C,出口温度为150~400 °C ;电除尘器的一次电流为2~50A,二次电流为 5~200mA ;电除尘器的一次电压为2~250V,二次电压为2~100KV。
[0068] 净化装置500,净化装置500包括空塔510、泡沫塔520、文氏管530和电除雾器 540,用于对第一烟气进行净化处理,以排出第二烟气;其中,空塔510的进口温度为45~ 65摄氏度,出口温度为35~70摄氏度;泡沫塔520的出口温度为21-42摄氏度;文氏管 530的出口温度为31-41摄氏度;电除雾器540的出口温度为28~41摄氏度;空塔510的 进口压力为2. 5~3. 8kPa ;泡沫塔520的进口压力为2. 7~4. 3kPa ;文氏管530的进口压 力为3. 8~5. 7kPa ;电除雾器540的进口压力为5. 1~7. 5kPa,出口压力为4. 5~6. 3kPa ; 电除雾器540的一次电流为2~50A,二次电流为45~IOOmA ;电除雾器540的一次电压为 2~250V,二次电压为32~60KV。
[0069] 根据本发明的实施例,空塔510的出口温度与泡沫塔520的进口温度相同,泡沫塔 520的出口温度与文氏管530的进口温度相同,文氏管530的出口温度与电除雾器540的进 口温度相同。同理,空塔510的出口压力与泡沫塔520的进口压力相同,泡沫塔520的出口 压力与文氏管530的进口压力相同,文氏管530的出口压力与电除雾器540的进口压力相 同。
[0070] 根据本发明的另一些实施例,空塔510、泡沫塔520、文氏管520可分别配有相连接 的循环槽,从而利于烟气的循环净化以及酸的循环利用,同时从空塔循环槽排出的吸收了 烟气中杂质的稀酸作为污水,最后通过沉降池排出至污水站。
[0071] 转化装置600,转化装置600与净化装置500相连,用于对第二烟气进行转化以获 得所述硫酸。根据本发明的实施例,转化装置600用于进行两转两吸式转化的两次转化工 序。
[0072] 转化装置600包括一段转化单元610、二段转化单元620、三段转化单元630和 四段转化单元640,其中,一段转化单元610的进口温度为380~460摄氏度,出口温度为 470~780摄氏度,并且一段转化单元610的进口温度低于一段转化单元610的出口温度; 二段转化单元620的进口温度为400~500摄氏度,出口温度为540~670摄氏度,并且二 段转化单元620的进口温度低于二段转化单元620的出口温度;三段转化单元630的进口 温度为380~490摄氏度,出口温度为495~680摄氏度,并且三段转化单元630的进口温 度低于三段转化单元630的出口温度;四段转化单元640的进口温度为360~440摄氏度, 出口温度为465~650摄氏度,并且四段转化单元640的进口温度低于四段转化单元640 的出口温度。
[0073] 吸收装置700,吸收装置700与转化装置600相连,用于吸收转化后的第二烟气以 获得成品硫酸。
[0074] 根据本发明的实施例,吸收装置700包括第一吸收塔710和第二吸收塔720,用于 进行两转两吸式转化的两次吸收工序。根据本发明的另一些实施例,第一吸收塔710和第 二吸收塔720可分别配有相连接的循环槽,并且循环槽之间相互连通。在吸收过程中,吸收 塔的硫酸浓度因吸收SO 3而升高,所以当吸收塔配有相应的循环槽时,可以向98%的硫酸吸 收塔循环槽中加水并进行相互串酸,以保持各塔酸浓度恒定。
[0075] 另外,参考图5,根据本发明的一些实施例,制备硫酸的系统还可以进一步包括干 燥装置800,干燥装置800分别与净化装置500和转化装置600相连,用于在对第二烟气进 行转化处理之前,预先对第二烟气进行干燥处理。根据本发明的实施例,干燥装置800可以 为干燥塔,干燥塔的进口温度为29~42摄氏度,出口温度为40~70摄氏度。该条件下可 以有效对第二烟气进行干燥,防止烟气中的水分进入转化器影响30 2的转化。
[0076] 根据本发明的一些实施例,干燥塔可配有相连接的循环槽,并与第一吸收塔710 的循环槽相连通,这样也有利于干燥塔与吸收塔之间的相互串酸,以保持各塔酸浓度恒定。
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