以硫磺为原料制备亚硫酸的方法与流程

本发明属于化工领域，具体涉及一种以硫磺为原料制备亚硫酸的方法。

背景技术：

玉米淀粉生产加工过程中，需对玉米浸泡，浸泡所采用的原料是食用级亚硫酸，目前玉米生产企业在市场上不易购买到用于生产亚硫酸的食用级的二氧化硫，即使部分企业外购得到食用级二氧化硫，将二氧化硫注入生产用水中，制备符合生产要求的亚硫酸用于玉米淀粉的浸泡中，但是购买的二氧化硫由于其生产过程不易控或不可控，不甚符合国家有关法规，因此该方法被淘汰。

玉米生产企业购买食用级硫磺，进行燃烧产生二氧化硫，用水吸收制备亚硫酸，该方法的缺陷是，现有的硫磺燃烧炉最大的燃烧能力为100-150kg/h，随着燃烧量的增大，燃烧炉内的温度必然也增加，燃烧炉内温度过高则会使硫磺升华，不能有效利用。

因此，需要针对上述的缺陷进行改进，对以硫磺为原料制备亚硫酸的方法以及系统都进行改进，使该方法生产的亚硫酸品质符合企业所加工产品的要求，而且使设计的系统最大限度的利用原料硫磺避免硫磺升华不能被有效利用的现象。

技术实现要素：

为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种能使在以硫磺为原料生产亚硫酸的过程中，能有效的提高硫磺利用率的方法，而且使生产出来的亚硫酸符合玉米浸泡所需；

本发明的以硫磺为原料制备亚硫酸的方法，包括下述的步骤：

(1)打开燃烧炉的炉门，将固体硫磺置于燃烧盘中，再通过燃烧炉上部的加料口投入部分固体硫磺至溶解箱中；同时在酸储罐中加入水，

(2)开启喷射泵，风机；

(3)硫磺燃烧时产生的二氧化硫气体通过燃烧炉的出风口排出，在与出风口相连接的烟管处降温冷却后至喷射器吸收；

(4)调节吸收塔和尾气吸收塔过程水阀，向尾气吸收塔喷淋过程水；

开启吸收塔循环泵喷淋吸收酸储罐中的尾气，打开吸收塔下方的阀门，保持缓冲罐液位平衡，使亚硫酸水流往酸储罐或缓冲罐内，控制酸的浓度0.15-0.2％；

当酸储罐亚硫酸浓度0.15-0.2％时，开启出亚硫酸泵，关闭低位出酸的阀门打开高位的出酸阀门，输出产品亚硫酸至储酸车间。

上述的步骤(1)中向酸储罐中加水量为酸储罐容积的一半。

上述的步骤(4)中向尾气吸收塔喷淋过程水流加液碱保持pH≥10。

本发明中所采用的硫磺为原料制备亚硫酸所用的亚硫酸生产系统，系统包括燃烧炉，燃烧炉连接有上下两个支路管道，位于上部的气体支路管道连接有喷射器，该喷射器与酸储罐上部相连通，位于下部的支路管道与酸储罐下部相连接，位于下部的支路管道上有喷射泵；

燃烧炉与喷射器之间还连接有过程水管道；

酸储罐顶部连接有气体管道，气体管道分成两个支路管道，第一支路的气体管道上依次串联有吸收塔、风机、尾气塔；第二支路的气体管道上连接有缓冲罐；吸收塔与缓冲罐之间通过管道连接有循环泵；

酸储罐内部有过程水管道，过程水管道分成两个支路管道，第一支路管道与吸收塔相连接，第二支路上通向缓冲罐，尾气塔下部与缓冲罐之间通过管道相连接，尾气塔下部与缓冲罐之间的管道与第二支路管道汇集成一路管道通向缓冲罐；

酸储罐底部连接有和将亚硫酸产品送至车间酸罐的亚硫酸泵和输送管道；

尾气塔上部连接有两条支路管道，其中一条支路管道上依次串联着防腐泵和收集箱，尾气塔上部连接有另一条支路管道，这两条支路管道汇集在一起通向缓冲罐。

硫磺为原料制备亚硫酸所用的亚硫酸生产系统，燃烧炉包括炉体、炉门、出渣口，位于炉体内部的燃烧室，燃烧室内部的燃烧盘，出渣口上方的炉体顶壁上有出风口，燃烧室内有至少两层燃烧盘，燃烧盘上有多个溢流孔。

燃烧室内壁两侧有搁板，搁板内有卡槽，燃烧盘与两侧的搁板通过卡槽活动连接；

燃烧盘有两层，两层燃烧盘形状大小完全相同，两层燃烧盘均为矩形，燃烧盘四周有挡板；两层燃烧盘的四个角处各有一个溢流孔，两层燃烧盘中靠近炉门的一端的两个溢流孔的高度为远离炉门一端的两个溢流孔高度的2-3倍；

燃烧室靠近炉门一侧的上顶部有加料口，加料口下方有溶解箱，溶解箱配设有用于控制物料流量的调节阀，溶解箱与燃烧室相连通；

燃烧室与出渣口之间有沉降室，沉降室位于出风口下方，沉降室内有分隔板，分隔板上部与燃烧室上顶壁相连接，分隔板最下部与沉降室内壁底部不相连接；

分隔板的最下部与沉降室内壁的底部的距离为沉降室总高度的1/10-1/4；

沉降室内的分隔板由一块斜板和一块竖直板组成，分隔板呈“√”形，斜板与竖直板之间的角度为110°-140°；

分隔板的竖直板距沉降室两侧的距离之比为1:1-3；

炉体外部有冷凝水夹套，夹套的最下部有冷凝水进口，夹套的最上部有冷凝水出口。

燃烧炉在运行过程中，保持温度为320～360℃。

喷射器对燃烧炉中产生的SO₂气体进行吸收时，吸气量为970-1500m³/h。

本发明的一种硫磺为原料制备的亚硫酸在玉米淀粉生产中的应用，也是本发明所要保护的范围。

本发明的有益效果在于，通过采用上述的亚硫酸生产系统，将燃烧炉、酸储罐、缓冲罐、吸收塔和尾气塔通过管道连接，使其成为一个连续生产处理的整体，克服了现有的将二氧化硫简单的注入生产用水中使得其过程不易控或不可控的缺陷。通过采用上述的亚硫酸生产系统，有效的提高了硫磺的处理量，较普通设备处理硫磺的量100-150kg/h增加到250kg/h，使硫磺的利用率从70％左右提高到了99.5％，且尾气SO₂含量≤5mg/Nm³。

附图说明

图1为本发明中燃烧炉的结构示意图；

图2为本发明中燃烧炉的外部结构示意图；

图3为本发明中燃烧炉内部的侧面视图；

图4为本发明中燃烧炉的内部结构示意图；

图5为本发明的燃烧炉的燃烧盘的结构示意图；

图中，1-出渣口，2-夹套，3-炉体，4-溶解箱，5-炉门，6-支腿，7-出风口，8-加料口，9-调节阀，10-搁板，11-燃烧盘，12-燃烧室，13-溢流孔，14-沉降室，15-分隔板16-燃烧炉，17-喷射泵，18-酸储罐，19-缓冲罐，20-亚硫酸泵，21-循环泵，22-吸收塔，23-风机，24-尾气塔，25-防腐泵，26-喷射器，27-收集箱。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式来对本发明作更进一步的说明，以便本领域的技术人员更了解本发明，但并不以此限制本发明。

实施例1

以生产玉米淀粉加工中浸泡玉米所用的亚硫酸生产工艺为例：

以硫磺为原料制备亚硫酸的方法，包括下述的步骤：

(1)打开燃烧炉的炉门，将固体硫磺置于燃烧盘中，再通过燃烧炉上部的加料口投入部分固体硫磺至溶解箱中；同时在酸储罐中加入水，向酸储罐中加水量为酸储罐容积的一半；

(2)开启喷射泵，风机；

(3)硫磺燃烧时产生的二氧化硫气体通过燃烧炉的出风口排出，在与出风口相连接的烟管处降温冷却后至喷射器吸收；燃烧炉在运行过程中，保持温度为350℃左右；喷射器对燃烧炉中产生的SO₂气体进行吸收时，吸气量为1200m³/h左右；

(4)调节吸收塔和尾气吸收塔过程水阀，向尾气吸收塔喷淋过程水；向尾气吸收塔喷淋过程水流加液碱保持pH≥10；

开启吸收塔循环泵喷淋吸收酸储罐中的尾气，打开吸收塔下方的阀门，保持缓冲罐液位平衡，使亚硫酸水流往酸储罐或缓冲罐内，控制酸的浓度0.18％左右；

当酸储罐亚硫酸浓度0.18％左右时，开启出亚硫酸泵，关闭低位出酸的阀门打开高位的出酸阀门，输出产品亚硫酸至储酸车间，生产出来的亚硫酸用于玉米浸泡中。

以上方法中所用到的亚硫酸生产系统包括燃烧炉16，该燃烧炉16连接有上下两个支路管道，位于上部的气体支路管道连接有喷射器26，该喷射器26与酸储罐18上部相连通，位于下部的支路管道与酸储罐18下部相连接，位于下部的支路管道上有喷射泵17；

燃烧炉16与喷射器26之间还连接有过程水管道；

酸储罐18顶部连接有气体管道，气体管道分成两个支路管道，第一支路的气体管道上依次串联有吸收塔22、风机23、尾气塔24；第二支路的气体管道上连接有缓冲罐19；吸收塔22与缓冲罐19之间通过管道连接有循环泵21；

酸储罐18内部有过程水管道，过程水管道分成两个支路管道，第一支路管道与吸收塔22相连接，第二支路管道通向缓冲罐19，尾气塔24下部与缓冲罐之间通过管道相连接，尾气塔24下部与缓冲罐19之间的管道与第二支路管道汇集成一路通向缓冲罐19；

酸储罐18底部连接有和将亚硫酸产品送至车间酸罐的亚硫酸泵20和输送管道；

尾气塔24上部连接有两条支路管道，其中一条支路管道上依次串联着防腐泵25和收集箱27，尾气塔24上部连接有另一条支路管道，这两条支路管道汇集在一起通向缓冲罐19。

上述的燃烧炉16，包括炉体3、炉门5、出渣口1，位于炉体3内部的燃烧室12，燃烧室12内部的燃烧盘11，出渣口1上方的炉体3顶壁上有出风口7，燃烧室12内有两层燃烧盘11，这两层燃烧盘11形状大小完全相同；这两层燃烧盘11均为矩形，燃烧盘11四周有挡板；

两层燃烧盘11的四个角处各有一个溢流孔13；

本发明将硫磺下料位置在设计在燃烧炉的前部分(靠近炉门的一端)，便于操作人员对下料阀进行调节。其目的是为了使保证燃烧盘11内液态硫磺均匀铺满整个燃烧盘11。设计四个溢流孔13，前端溢流孔高16mm，后端高6mm。液态硫磺加入燃烧盘11后，首先在下料位置处于逐渐堆积并向四周流动，前端溢流孔13高度稍高，为保证液态硫磺充分留到后端的溢流孔处，达到四个溢流孔同时溢流向下层燃烧盘11落料的效果。同时保证燃烧盘11整个盘面铺满硫磺，增加燃烧面积。

燃烧盘11与燃烧室12内壁为可拆卸式连接，具体为，燃烧室12内壁两侧有搁板10，搁板10内有卡槽，燃烧盘11与两侧的搁板10通过卡槽活动连接。

燃烧室12靠近炉门5一侧的上顶部有加料口8，加料口8下方有溶解箱4，溶解箱4配设有用于控制物料流量的调节阀9，溶解箱4与燃烧室12相连通。

燃烧室12与出渣口1之间有沉降室14，沉降室14位于出风口7下方，沉降室14内有分隔板15，分隔板15上部与燃烧室12上顶壁相连接，分隔板15最下部与沉降室14内壁底部不相连接。

具体的，分隔板15的最下部与沉降室14内壁的底部的距离为沉降室14总高度的1/8。

沉降室14内的分隔板15由一块斜板和一块竖直板组成，分隔板15呈“√”形，斜板与竖直板之间的角度为120°。

分隔板15的竖直板距沉降室14左侧和右侧的距离之比为2:1。

炉体3外部有冷凝水夹套2，夹套2的最下部有冷凝水进口，夹套2的最上部有冷凝水出口。

在生产亚硫酸时，将燃烧炉的炉门5打开，投入一部分原料硫磺在上下两层燃烧盘11中，点燃开始燃烧，在此过程中，通过加料口8加入硫磺，使其在溶解箱4中溶解，同时打开调节阀9，使溶解后的液体硫磺落入燃烧室12中的上层燃烧盘11中，上层燃烧盘11上的溢流孔13将部分原料溢流至下层燃烧盘11中，燃烧后产生的二氧化硫气体进入沉降室14，部分尘渣落入沉降室14，气体通过分隔板15缓冲后行进，由出风口7排出，进入下一个设备继续生产。沉降室14中的尘渣由出渣口1排出。

燃烧盘数目的设计，可以根据具体的需要来设定，也可以是三层，或者是其它的层数。

燃烧盘与搁板之间的连接关系，也可以是其它的活动连接方式，类似的变换也落在本发明的保护范围之内。

采用普通的燃烧炉，每小时最大的处理量是100-150kg硫磺；

普通的燃烧炉处理硫磺，其利用率仅为70％左右，而采用本发明的燃烧炉，对硫磺的利用率可达到99.5％，尾气SO₂含量≤5mg/Nm³。

本发明的燃烧炉占地体积小，燃烧能力强，在燃烧时，保证燃烧强度在20～22kg/m²的效果，避免硫磺因燃烧强度过高产生升华硫。

本发明采用夹套水降温设计，使燃烧炉内温度保持在320～360℃之间，火焰呈蓝紫色。如火焰温度更高，则呈红黄色甚至白色，就易形成升华硫。

本发明的生产系统及工艺采用多级吸收SO₂气体，提高SO₂的吸收率，采用喷射器、吸收塔及尾气吸收塔三级吸收，提高了亚硫酸的吸收量，大大减少排放尾气中的SO₂气体含量。