一种硫酸制备工艺的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及化学领域，特别涉及一种硫酸制备工艺。
【背景技术】
[0002] 在传统的硫酸工业中，其生产工艺为:含硫矿石焙烧、降温、除尘、洗涤、除雾、氧 化、吸收，采用氧气与二氧化硫接触氧化的方法将二氧化硫转化为三氧化硫。在这个过程中 二氧化硫在高温高压催化剂存在的条件下转化为三氧化硫，然后被硫酸溶液吸收。然而，由 于高能量和催化剂的要求所在，在常温常压下，氧气将二氧化硫由气相转化为三氧化硫就 变得很困难。但若液相中有臭氧、双氧水等存在时，能够显著加快二氧化硫的氧化速度，而 且可以在常温常压下进行氧化，大大减少能量的消耗，节省生产成本，因此，液相氧化可作 为二氧化硫转化为三氧化硫的一种有效途径。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是提供一种硫酸制备工艺，解决了在硫酸生产工艺 中，氧气将二氧化硫由气相转化为三氧化硫，需要高温高压，不仅浪费能量，增加生产成本， 而且反应温度和压力不易控制的问题。
[0004]为实现上述目的，本发明提供以下的技术方案：一种硫酸制备工艺，其中，所述制 备工艺包括： (1) 将硫铁矿在900-1000°C下焙烧l_1.5h后形成高温炉气N，将所述高温炉气N进行除 杂处理； (2) 开启氧气钢瓶，调节其流量为5-10L/min，将氧气输送至臭氧生成器，将生成的臭氧 以1.5-3L/min输送至装有质量浓度为5-10%硫酸溶液的反应器中； (3) 将高温炉气N与保护气体混合形成混合气体Μ，将混合气体Μ通入干燥设备进行干燥 处理，之后通入反应器中的硫酸溶液中，形成硫酸溶液。
[0005]优选的，所述步骤(1)中所述除杂处理为旋风除尘或电除尘。
[0006] 优选的，所述步骤(1)中高温炉气Ν在除杂处理前，需将温度降至200-280°C。
[0007] 优选的，所述步骤（1)中，通过除杂处理，所述高温炉气N的含尘量不高于0.15g/ m3〇
[0008]优选的，所述干燥设备中设有干燥剂，所述干燥剂包括硫酸钙、碳酸钙和氯化钙中 的一种或多种。
[0009]优选的，所述步骤(3)中的保护气体为氮气、氦气和氩气中的一种或多种。
[0010] 优选的，所述步骤(3)中高温气体N和保护气体按1:3的体积比混合。
[0011] 优选的，所述步骤(3)中混合气体Μ通入所述反应器中的流量为2-4L/min。
[0012] 优选的，所述反应器中的硫酸溶液中还加有双氧水。
[0013] 有益效果:本发明提供了一种硫酸生产工艺，包括:将硫铁矿在900-1000°C下焙烧 1-1.5h后形成高温炉气N，将所述高温炉气N进行除杂处理;开启氧气钢瓶，调节其流量为5- lOL/min，将氧气输送至臭氧生成器，将生成的臭氧以1.5-3L/min输送至装有质量浓度为5-10%硫酸溶液的反应器中；将高温炉气N与保护气体混合形成混合气体M，将混合气体Μ通入 干燥设备进行干燥处理，之后通入反应器中的硫酸溶液中，形成硫酸溶液，和传统的生产工 艺不同之处在于，传统的生产工艺包括含硫矿石焙烧、降温、除尘、洗涤、除雾、氧化、吸收， 采用氧气与二氧化硫接触氧化的方法将二氧化硫转化为三氧化硫。但是，在这个过程中二 氧化硫在高温高压催化剂存在的条件下转化为三氧化硫，然后被硫酸溶液吸收。然而，由于 高能量和催化剂的要求所在，在常温常压下，氧气将二氧化硫由气相转化为三氧化硫就变 得很困难，高温高压使得整个生产工艺能耗较大，增加了生产成本，本发明提供的硫酸生产 工艺，由于臭氧相对于二氧化硫而言，臭氧在水溶液中的溶解度较小，为了延缓二氧化硫在 水溶液中的溶解速度，同时考虑到臭氧在酸性溶液中的稳定性，本发明采用硫酸溶液作为 吸收介质，用硫酸溶液作为吸收介质，将臭氧和双氧水协同氧气分别作为氧化剂引入硫酸 工艺中，利用其强氧化性，促使溶液中的二氧化硫迅速氧化为硫酸，此反应可以在常温常压 下进行，不仅能耗小，而且可以大大减少生产成本。在本法明的一种优选的实施方式中，为 了保持高温炉气Ν的纯净，有效的去除内部粉尘，所述步骤（1)中所述除杂处理为旋风除尘 或电除尘，除杂处理前，需将温度降至200-280°C，通过除杂处理，所述高温炉气Ν的含尘量 不高于〇. 15g/m3。为了防止其他气体进入硫酸溶液中，进一步提高制得硫酸的纯度，所述步 骤(3)中的保护气体为氮气、氦气和氩气中的一种或多种。为了防止保护气体过多，造成高 温气体N的溶解度下降，所述步骤(3)中高温气体N和保护气体按1:3的体积比混合。为了使 高温气体N能更好的溶入所述硫酸溶液中，所述步骤(3)中混合气体Μ通入所述反应器中的 流量为2_4L/min。
【具体实施方式】
[0014]下面详细说明本发明的优选实施方式。
[0015] 实施例1 将硫铁矿在900°C下焙烧lh后形成高温炉气N，将所述高温炉气N进行旋风除尘;开启氧 气钢瓶，调节其流量为5L/min，将氧气输送至臭氧生成器，将生成的臭氧以1.5L/min输送至 装有质量浓度为5%硫酸溶液的反应器中；将高温炉气N将温至200°C并与氮气按照体积比为 1:3混合形成混合气体M，将混合气体Μ通入干燥设备进行干燥处理，之以2L/min的流量通入 反应器中的硫酸溶液中，形成硫酸溶液，其中，所述干燥设备中设有干燥剂，所述干燥剂包 括硫酸钙。
[0016] 实施例2 将硫铁矿在950°C下焙烧1.2h后形成高温炉气N，将所述高温炉气N进行电除尘;开启氧 气钢瓶，调节其流量为7L/min，将氧气输送至臭氧生成器，将生成的臭氧以2L/min输送至装 有质量浓度为7%硫酸溶液的反应器中；将高温炉气N将温至240°C并与氦气按照体积比为1: 3混合形成混合气体M，将混合气体Μ通入干燥设备进行干燥处理，之以3L/min的流量通入反 应器中的硫酸溶液中，形成硫酸溶液，其中，所述干燥设备中设有干燥剂，所述干燥剂包括 碳酸钙和氯化钙。
[0017] 实施例3 将硫铁矿在l〇〇〇°C下焙烧1.5h后形成高温炉气N，将所述高温炉气N进行旋风除尘;开 启氧气钢瓶，调节其流量为l〇L/min，将氧气输送至臭氧生成器，将生成的臭氧以3L/min输 送至装有质量浓度为10%硫酸溶液的反应器中；将高温炉气N将温至280°C并与氮气按照体 积比为1:3混合形成混合气体M，将混合气体Μ通入干燥设备进行干燥处理，之以4L/min的流 量通入反应器中的硫酸溶液中，形成硫酸溶液，其中，所述干燥设备中设有干燥剂，所述干 燥剂包括硫酸钙和氯化钙。
[0018] 表1
通过表1可以看出，在本发明提供的硫酸生产工艺，在工艺中，二氧化硫的转化率为92-95%，高于现有的硫酸生产工艺的二氧化硫转化率，同时，本发明中，二氧化硫氧化时的温度 为25°C，压力为105KPa，相对于现有技术的55-75°C和1000_2000KPa，本发明的工艺要节省 大量的能耗。
[0019]本发明提供了一种硫酸生产工艺，和传统的生产工艺不同之处在于，传统的生产 工艺包括含硫矿石焙烧、降温、除尘、洗涤、除雾、氧化、吸收，采用氧气与二氧化硫接触氧化 的方法将二氧化硫转化为三氧化硫。但是，在这个过程中二氧化硫在高温高压催化剂存在 的条件下转化为三氧化硫，然后被硫酸溶液吸收。然而，由于高能量和催化剂的要求所在， 在常温常压下，氧气将二氧化硫由气相转化为三氧化硫就变得很困难，高温高压使得整个 生产工艺能耗较大，增加了生产成本，本发明提供的硫酸生产工艺，由于臭氧相对于二氧化 硫而言，臭氧在水溶液中的溶解度较小，为了延缓二氧化硫在水溶液中的溶解速度，同时考 虑到臭氧在酸性溶液中的稳定性，本发明采用硫酸溶液作为吸收介质，用硫酸溶液作为吸 收介质，将臭氧和双氧水协同氧气分别作为氧化剂引入硫酸工艺中，利用其强氧化性，促使 溶液中的二氧化硫迅速氧化为硫酸，此反应可以在常温常压下进行，不仅能耗小，而且可以 大大减少生产成本。
[0020] 以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员 来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明 的保护范围。
【主权项】
1. 一种硫酸制备工艺，其特征在于，所述制备工艺包括： (1) 将硫铁矿在900-1000°C下焙烧l_1.5h后形成高温炉气N，将所述高温炉气N进行除 杂处理； (2) 开启氧气钢瓶，调节其流量为5-10L/min，将氧气输送至臭氧生成器，将生成的臭氧 以1.5-3L/min输送至装有质量浓度为5-10%硫酸溶液的反应器中； (3) 将高温炉气N与保护气体混合形成混合气体Μ，将混合气体Μ通入干燥设备进行干燥 处理，之后通入反应器中的硫酸溶液中，形成硫酸溶液。2. 根据权利要求1所述的硫酸制备工艺，其特征在于，所述步骤（1)中所述除杂处理为 旋风除尘或电除尘。3. 根据权利要求1所述的硫酸制备工艺，其特征在于，所述步骤（1)中高温炉气Ν在除杂 处理前，需将温度降至200-280°C。4. 根据权利要求1-3任意一项所述的硫酸制备工艺，其特征在于，所述步骤（1)中，通过 除杂处理，所述高温炉气N的含尘量不高于0.15g/m3。5. 根据权利要求1所述的硫酸制备工艺，其特征在于，所述干燥设备中设有干燥剂，所 述干燥剂包括硫酸钙、碳酸钙和氯化钙中的一种或多种。6. 根据权利要求1所述的硫酸制备工艺，其特征在于，所述步骤(3)中的保护气体为氮 气、氦气和氩气中的一种或多种。7. 根据权利要求1所述的硫酸制备工艺，其特征在于，所述步骤(3)中高温气体N和保护 气体按1:3的体积比混合。8. 根据权利要求1所述的硫酸制备工艺，其特征在于，所述步骤(3)中混合气体Μ通入所 述反应器中的流量为2-4L/min。9. 根据权利要求1所述的硫酸制备工艺，其特征在于，所述反应器中的硫酸溶液中还加 有双氧水。
【专利摘要】本发明公开了一种硫酸制备工艺，其中，所述制备工艺包括：将硫铁矿在900-1000℃下焙烧1-1.5h后形成高温炉气N，将所述高温炉气N进行除杂处理；开启氧气钢瓶，调节其流量为5-10L/min，将氧气输送至臭氧生成器，将生成的臭氧以1.5-3L/min输送至装有质量浓度为5-10%硫酸溶液的反应器中；将高温炉气N与保护气体混合形成混合气体M，将混合气体M通入干燥设备进行干燥处理，之后通入反应器中的硫酸溶液中，形成硫酸溶液。解决了在硫酸生产工艺中，氧气将二氧化硫由气相转化为三氧化硫，需要高温高压，不仅浪费能量，增加生产成本，而且反应温度和压力不易控制的问题。
【IPC分类】C01B17/74
【公开号】CN105439103
【申请号】CN201510842859
【发明人】李莉玲
【申请人】惠州卫生职业技术学院
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2015年11月29日