一种清洁生产食品添加剂硫酸的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于食品级硫酸生产的技术领域，具体的涉及一种清洁生产食品添加剂硫酸的方法。
【背景技术】
[0002]食品添加剂硫酸为透明无色油状液体；腐蚀性极强；无挥发性；吸湿性强；可与水和乙醇溶混，同时放出大量热量，体积缩小。工业产品的某些硫酸浓度以波美度(° Β?)和H2S(VS分浓度(93.0%以上时)表示，一般产品的浓度为60° Be和66° Be,分别相当于77.67%和93.19% H2SO4以及98% H #04;相对密度随浓度而变化，一般为1.8342。熔点为10.460C，沸点为210?338°C。食品添加剂硫酸为酸化剂或酸味剂，用途为加工助剂，用于含醇饮料、干酪等；用于由淀粉水解制造葡萄糖；调节水解条件，以制造含25%以上糊精的淀粉糖浆；用2%?4%的硫酸溶液去除柑橘内果皮以制造柑橘罐头；精炼食用油时用浓硫酸(添加约1%)于15?20°C搅拌，使油脂中的有机物脱水炭化后经水洗除去。啤酒生产中防止CO2的损答。
[0003]现有技术中对于食品添加剂硫酸的生产能耗非常大，成本高，并且对环境污染严重，无法实现绿色环保的清洁生产。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于针对现有生产方法能耗大，对能源回收利用低，无法实现清洁生产的问题而提供一种清洁生产食品添加剂硫酸的方法。
[0005]本发明的技术方案为:一种清洁生产食品添加剂硫酸的方法，包括以下步骤:(I)熔硫；(2)焚硫；(3)转化；(4)吸收、干燥；(5)余热回收；其特征在于，所述步骤(2)中焚硫产生的高温二氧化硫气体首先进入余热锅炉进行降温并回收热量，使二氧化硫气体温度由1050°C降至420°C，同时余热锅炉产生的蒸汽经高、低温过热器加热生成过热蒸汽，将过热蒸汽送至背压式汽轮机进行做功，然后通过背压式汽轮机带动焚硫过程中所用的空气鼓风机；做功后的低压蒸汽达到0.65MPa-0.8MPa，280°C后外供。
[0006]所述背压式汽轮机的进汽压力为3.43MPa ;进汽温度为435°C ;进汽量为30t/h ;排气压力为0.8MPa。所述上述条件使背压式汽轮机恒速3015转/分运转，带动所属焚硫炉过程中使用的鼓风机高压电机运转达到节点的目的(高压电机额定转速3000转/分，电机转速超过3000转/分，无功电断开，电机处于发电状态)。
[0007]所述余热锅炉的出汽压力为3.43?3.82MPa，出汽温度为435°C，额定出汽量为35t/h0
[0008]所述余热锅炉为单汽包横向冲刷式砖衬水管锅炉，受热面为垂直悬吊式蛇形结构，受热面包括蒸发区和高、低温过热器。
[0009]所述步骤(I)熔硫:将含量为99.99%的固体硫磺送入熔硫槽中，熔硫槽内设有低压式蒸汽加热管，通过0.3?0.5IMPa蒸汽间接加热将固体硫磺熔化为液体，使硫磺保持125?148°C的熔融状态；经熔化后的熔融液自溢流口自流至有硅藻土的澄清槽内，除去部分杂质；然后用粗硫栗将液体硫磺送至液硫过滤机滤除杂质，最后将滤除杂质的液体硫磺送至精硫槽中沉降，进一步除去杂质后的液体硫磺经精硫栗和液体硫磺流量计送至焚硫炉内燃烧。
[0010]所述步骤(2)焚硫:液体硫磺由精硫栗加压经磺枪机械雾化喷入焚硫炉内，经过滤器过滤通过空气鼓风机加压并由干燥塔干燥后的空气送至焚硫炉内与雾化后的液体硫磺在920?950°C条件下充分混合燃烧，生成二氧化硫气体；高温二氧化硫气体首先进入余热锅炉进行降温并回收热量，使二氧化硫气体温度由1050°C降至420°C，同时余热锅炉产生的3.82MPa蒸汽经高温过热器加热生成过热蒸汽，该过热蒸汽送至背压汽轮机带动空气鼓风机正常运转，使电机转速达到3015转/分，同时进行发电，做功后的低压蒸汽达到0.65MPa?0.8MPa，280°C后外供；其中背压式汽轮机的进汽压力为3.43MPa ;进汽温度为4350C ;进汽量为30t/h ;排气压力为0.8MPa。其中机械雾化可增加液体硫的蒸发表面积，提高气流速度，增加气体湍动，加快燃烧速度提高燃烧热强度。二氧化硫转化率为99.8%。
[0011]所述步骤(3)转化:降温至420°C的二氧化硫气体首先进入转化器的一段五氧化二钒触媒层进行转化反应，一段出口温度达570?600°C ;—段出口气体经高温过热器换热将温度降至420°C?440°C进入转化器二段五氧化二钒触媒层进行转化反应，二段出口温度达530°C ;二段出口气体经外部换热器I换热将温度降至420°C?430°C进入转化器三段五氧化二钒触媒层进行转化反应；三段出口温度达到450?460 °C，三段出口气体经省煤器I及外部换热器1、II换热将温度降至150?180°C进入第一吸塔，在第一吸塔中气体中的三氧化硫被吸收后先经过塔顶的高效纤维除雾器除去其中的酸雾后，再依次通过三段外部换热器I1、二段外部换热器I换热加热至410?420°C进入转化器四段五氧化二钒触媒层中进行第二次转化；四段出口温度达到440?450°C，四段出口气体经蒸汽发生器将温度降至415°C进入五段五氧化二钒触媒层进行转化反应，五段出口温度达到420°C，五段出口气体经蒸汽发生器和省煤器II换热将温度降至150?180°C后进入第二吸收塔，在第二吸收塔中气体中的三氧化硫被吸收后并经过塔顶的高效纤维丝网除雾器除去其中的酸雾，含二氧化硫的尾气经由亚铵母液吸收装置吸收后，由尾气排放筒排放；氨水从氨水贮槽经氨水栗送入氨水高位槽，栗入亚铵母液循环槽，液体亚铵由一级母液循环栗输送至液体亚铵贮槽储存。一段转化反应的转化率为75%，其他段的转化率均为99.8%以上。
[0012]所述步骤(4)吸收、干燥:由转化器三段出口的一次转化气体经换热冷却进入第一吸塔后，用来自第一吸收塔酸冷却器的温度为75°C，浓度为98.1%的硫酸喷淋，吸收气体中的三氧化硫后硫酸自塔底流出并进入第一吸收塔循环槽，由循环酸栗送入第一吸收塔酸冷却器，经循环冷却水冷却后，再进入第一吸收塔塔顶进行喷淋；由转化器第五段出来的二次转化气经过换热降温后进入第二吸收塔后，用来自第二吸收塔酸冷却器浓度为98.2%硫酸喷淋吸收，三氧化硫吸收率为99.96%，吸收三氧化硫后的酸自塔底流出进入第二吸收塔循环槽，由循环酸栗送入第二吸收塔酸冷却器，经循环冷却水冷却后，再进入第二吸收塔塔顶进行喷淋；空气鼓风机设在干燥塔前，焚硫所需空气经过滤器后通过空气鼓风机加压进入干燥塔塔底，经塔顶喷淋的浓度为93%硫酸吸收空气中的水分使出塔干燥空气中的水分含量< 0.lg/Nm3，经塔顶除雾器除去酸沫后，干燥空气通过洁净送风管道送入焚硫炉。
[0013]所述步骤(5)余热回收:焚硫炉后设置由余热锅炉、高温过热器、低温过热器、省煤器共同组成的余热回收系统，经除氧器除氧的锅炉给水由余热回收系统产生饱和蒸汽；在焚硫炉出口处设置有3.43?3.82MPa的余热锅炉，转化器一段、四段出口处分别设置有高温过热器、低温过热器，将蒸汽加热到435°C ;在三段出口处和五段出口处各设置有省煤器，使104°C脱盐水串联加热制成热水，送入余热锅炉的汽包，锅炉产生3.43?3.82MPa的饱和蒸汽；经汽包出来的饱和蒸汽，经低温过热器和高温过热器达到温度为435°C、压力为3.43MPa的过热蒸汽。
[0014]所述步骤(3)转化中一段五氧化二钒触媒层中催化剂为108型和101型五氧化二钒混合催化剂；二段五氧化二钒触媒层中催化剂为101型五氧化二钒催化剂；三段五氧化二钒触媒层中催化剂为101型五氧化二钒催化剂；四段五氧化二钒触媒层中催化剂为108型五氧化二钒催化剂；五段五氧化二钒触媒层中催化剂为101型五氧化二钒催化剂。
[0015]本发明的有益效果为:本发明所述清洁生产食品添加剂硫酸的方法针对硫酸生产中的余热余压再利用，以进一步提高余热余压利用效率为目的，采用过热蒸汽对背压式汽轮机做功然后带动空气鼓风机，做功后的低压蒸汽外售。这样大大节约了送风机用电，又使做功后的蒸汽得到完全利用，既避免了能源浪费又创造了经济效益。
[0016]现有技术采用凝汽式汽轮机发电机组发电，带动电动机驱动送风机来产生干燥风，在热能-电能-机械能转换过程中造成了能量的大量损失；而本发明采用背压式汽轮机替代凝汽