专利名称：利用燃气轮机的硫磺制备硫酸的方法
技术领域：
本发明属于无机化工生产领域，具体涉及一种利用燃气轮机的硫磺制备硫酸的方法。
背景技术：
目前，国内外硫磺制酸的工艺流程为熔硫、焚烧、余热锅炉降温、触媒转化、吸收塔吸收。余热锅炉系统产过热蒸汽，进蒸汽轮机装置发电。这里面的主要问题是供电效率低，即发电利用的是蒸汽膨胀做功，而水变成蒸汽的潜热就根本得不到利用，使得整个硫磺制酸的供电效率极低，世界上供电效率高的蒸汽轮机装置也仅为40％左右。那么，如果这种工艺流程不改变，目前硫酸工业内的各种努力也无法使硫磺制酸的供电效率得到明显的提高。
而燃气轮机装置做为一种高效的热动力装置越来越得到广泛的应用。目前世界上供电效率高的燃气轮机装置可达56％，并且还有很大的提高空间。简单的定压燃气轮机装置主要设备有燃气轮机、压气机和燃烧室。
发明内容
本发明的目的是将燃气轮机应用于硫磺制酸，从而提供了一种硫磺制酸新工艺。它最大的作用是较简单的就可提高硫磺制酸的供电效率。另外，由于进燃气轮机需要的是高压燃气，这就使得SO2和O2无需触媒，直接生成SO3，从而省去了复杂的转化工段。
本发明是这样来实现的制备方法是液体硫磺加压到2.0Mpa以上，进入焚硫炉，与压力2.0Mpa以上的氧气反应生成SO2，在2.0Mpa以上压力下，SO2进一步和氧气反应生成SO3，反应后的温度在700℃以上，此烟气进入燃气轮机做功，带动发电机发电，燃气轮机排出的烟气进吸收系统，SO3被吸收生成硫酸。
燃气轮机出口的烟气温度高于120℃，燃气轮机出口的烟气压力(表压)高于100mmH2O。
附图1为本发明实施例利用燃气轮机的硫磺制酸流程示意图。附图1中，1为熔硫槽，2为焚硫炉，3为压气机，4为燃气轮机，5为发电机，6为吸收系统。2、3、4共同构成燃气轮机装置。3、4、5在同一轴线上。这样当烟气膨胀做功推动4旋转时，可同时带动3、5旋转。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明加以详细描述。
从附图1可以看出，普通工业硫磺在熔硫槽1内熔化成140℃的液体硫磺，澄清后由磺泵加压到3.0Mpa以上，喷入焚硫炉2(即燃烧室)与氧气燃烧，反应生成SO2，由于炉内的高压，在2.0Mpa以上，SO2和氧气进一步反应生成SO3，转化率在80％以上。炉内温度控制在700～1500℃。高温高压烟气进入燃气轮机4，推动叶片旋转，一方面带动发电机5发电，一方面带动压气机3压缩原料气。做完功的烟气降温(高于120℃)降压(表压高于100mmH2O)，进入吸收系统6。吸收系统SO3的吸收率超过99.95％。由于系统在运行时会混入一部分惰性气体。则在吸收系统将部分尾气排空。尾气中二氧化硫含量小于960mg/Nm3。吸收过的气体主要成分为氧气和二氧化硫，再次进入压气机。原料氧气进入吸收系统，干燥和增温后，进入压气机，被压缩到高于2.0Mpa后进入焚硫炉。
以30万吨硫磺制酸装置为例。熔硫槽用蒸汽每小时熔硫12.3吨，液体硫磺温度控制在140℃左右。卧式泵将流量为12.3t/h的液体硫磺增压至3.0Mpa以上喷入焚硫炉。13000m3/h流量的纯氧经吸收系统干燥增温后，进入压气机被压缩进入焚硫炉。硫磺和氧气在炉内发生剧烈地燃烧，反应生成SO2，由于炉内的高压，在3.0Mpa以上，SO2和氧气进一步反应生成SO3，转化率在80％以上。炉内温度控制在900～1500℃。烟气然后被导入燃气轮机，不断膨胀做功，推动叶片旋转。一方面带动发电机发电，供电效率超过47％，即每吨酸发电量在400度以上。一方面带动压气机压缩气体，即相对于传统的硫磺制酸，每小时可节电1875度。做完功的烟气降温(高于160℃)降压(表压高于400mmH2O)，进入吸收系统。吸收系统产浓硫酸(100％H2SO4计)37.5吨/小时。SO3的吸收率超过99.95％。由于系统在运行时会混入一部分惰性气体。则在吸收系统将部分尾气排空。尾气中二氧化硫含量小于960mg/Nm3。吸收过的气体主要成分为氧气和二氧化硫，再次进入压气机。
权利要求
1.一种利用燃气轮机的硫磺制备硫酸的方法，其特征是液体硫磺加压到2.0Mpa以上，进入焚硫炉，压力2.0Mpa以上的氧气反应生成SO2，在2.0Mpa以上压力下，SO2进一步和氧气反应生成SO3，反应后的温度在700℃以上，此烟气进入燃气轮机做功，带动发电机发电，燃气轮机排出的烟气进吸收系统，SO3被吸收生成硫酸。
2.根据权利要求1所述制备硫酸的方法，其特征是燃气轮机出口的烟气温度高于120℃。
3.根据权利要求1所述制备硫酸的方法，其特征是燃气轮机出口的烟气压力(表压)高于100mmH2O。
全文摘要
本发明涉及一种利用燃气轮机的硫磺制备硫酸的方法，属无机化工技术领域。液体硫磺加压后进入焚硫炉，与压气机压缩的原料氧气反应，生成SO
文档编号C01B17/74GK1749154SQ200510094748
公开日2006年3月22日 申请日期2005年10月13日 优先权日2005年10月13日
发明者吴卫民 申请人:中国石油化工集团公司, 南化集团研究院