一种粘胶废气TRS回收硫磺与废气联合制酸的工艺及系统的制作方法

本发明涉及硫酸制造领域，具体地说涉及一种粘胶废气trs回收硫磺与废气联合制酸的工艺及系统。

背景技术：

现阶段，国际社会主流的硫酸生产工艺有硫磺制酸、废气（硫化氢）制酸、硫铁矿制酸、用冶炼烟气生产硫酸、用石膏与磷石膏生产硫酸等。

我公司2014年建成投产废气制酸系统，属于环保项目，当前系统主要采用粘胶废气（h2s）进行焚烧生产硫酸，系统实际负荷仅占设计负荷的50%。

2016年公司开展在粘胶废气trs回收项目，利用络合铁助剂将粘胶废气h2s进行氧化生成单质硫。现阶段trs硫磺（单质硫）因络合铁助剂含量高达40%，无法使用硫磺制酸系统燃烧处理。现可以利用全新设计的trs硫磺熔硫槽对trs硫磺进行熔化，初步除杂后进行焚烧，焚烧的s02烟气与h2s废气混合后进入废气焚烧炉二次燃烧，调整so2浓度，再通过净化系统3次洗涤降温，形成纯净s02烟气，最后通过转化吸收生产合格硫酸。

中国专利公告号：“cn104401947a”公开了一种硫磺与废气联合制酸的方法，包括：硫化氢燃烧、第一次洗涤、第二次洗涤、第三次洗涤、去酸雾、干燥、硫磺燃烧、转化等步骤，主要解决现有技术中制酸方法单独使用时，设备的利用率不高，且因废气量不足，导致系统负荷不足，需开启电炉加入，补偿热量，导致系统运行波动，电耗成本增加的问题，通过将两套制酸方法联合的方式，提高了两套装置的利用率和工作效率，同时降低生产成本，提高设备使用寿命，具有成本低，效率高的优点。

但是该专利在实际使用过程中仍然存在缺陷：（1）使用的硫磺的浓度达99%，但是工业废气生产的硫磺浓度只有79%，含杂量过大，不能直接熔化过滤投入使用；（2）工业废气生产的硫磺因含杂量过大，不能使用废气生产的硫磺，只能外购高纯度硫磺，生产结构单一，导致生产成本增大；（3）废气制酸系统在冷态开车时，因炉膛温度过低，硫化氢燃烧产生的水、so2和少量so3会生成冷凝酸，造成系统设备腐蚀，减少了系统设备使用寿命。因此在开车时需要使用液化气对炉膛进行烘炉至400℃以上方能投入正常生产，延长了系统投入正常运行的时间。

技术实现要素：

本发明的目的在于解决现有技术中存在的上述问题，提供一种粘胶废气trs回收硫磺与废气联合制酸的工艺及系统。本发明弥补了现有的废气制酸系统不稳定和成本过高的缺陷，同时对粘胶废气trs回收技术所产生的硫磺进行有效利用，解决了因trs硫磺含络合铁杂质较多而无法用常规技术处理的难题，实现了公司循环经济技术的发展。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种粘胶废气trs回收硫磺与废气联合制酸的工艺，其特征在于，包括如下步骤：

（1）在trs反应器内，将粘胶生产过程中产生的废气和络合剂进行氧化反应，静置、分离上清液，底部沉淀进入一次分离槽；

（2）在一次分离槽内，静置，上清液送至反应器内，底部沉淀进入一次离心机，进行一次脱水分离；

（3）一次脱水分离后的沉淀进入一次洗涤槽，加入清水，搅拌，完成一次洗涤；

（4）一次洗涤后的沉淀进入二级分离槽，静置，上清液送至一级分离槽，底部沉淀进入二次离心机，进行二次脱水分离；

（5）二次脱水分离后的沉淀进入二次洗涤槽，加入清水，搅拌，完成二次洗涤；

（6）二次洗涤后的沉淀进入三级分离槽，静置，上清液送至二级分离槽，底部沉淀进入三次离心机，进行三次脱水分离；

（7）三次脱水分离后的沉淀进入三次洗涤槽，加入清水，搅拌，完成三次洗涤；

（8）三次洗涤后的沉淀进入压滤机，得到trs硫磺；

（9）将trs硫磺通入熔硫槽中，加热、搅拌、熔化，络合铁助剂发生变性，由2价铁升至3价铁；

（10）将熔硫槽下层的液体硫磺送至焚硫炉进行焚烧，得到so2气体；

（11）将so2气体送至焚烧炉焚烧，同时向焚烧炉通入废气，废气与燃烧后的so2气体进行充分混合，调整燃烧后的so2气体的浓度为6%；

（12）将步骤（11）中so2气体通过余热锅炉进行降温至260℃；

（13）将步骤（12）中的so2气体依次通过洗涤桶喷淋水洗、文式洗涤桶二次降温水洗、填料塔三次降温水洗；

（14）最后经过电除雾器除酸雾，干燥塔干燥后进入转化器，生产纯净的s03；

（15）最后通过吸收塔生产硫酸。

进一步的，所述步骤（9）中加热温度至135-145℃。

进一步的，所述步骤（9）中络合铁助剂变性后密度小于液体硫磺，其杂质均浮于表面，在熔硫槽上方水平布置一层不锈钢丝网用以捕集络合铁助剂。

进一步的，所述步骤（10）中燃烧过后的so2气体的温度为950℃-1050℃，so2气体的浓度为10%。

进一步的，所述步骤（11）中的废气为h2s。

一种粘胶废气trs回收硫磺与废气联合制酸的系统，其特征在于：包括依次连接的熔硫槽、焚硫炉、锅炉、喷淋装置、洗涤桶、文氏桶、填料塔、电除雾器、干燥塔、转化器和吸收塔。

所述熔硫槽上方水平布置一层不锈钢丝网。

采用本发明的优点在于：

一、本发明弥补了现有的废气制酸系统不稳定和成本过高的缺陷，同时对粘胶废气trs回收技术所产生的硫磺进行有效利用，解决了因trs硫磺含络合铁杂质较多而无法用常规技术处理的难题，实现了公司循环经济技术的发展。

二、本发明中trs硫磺中残余的络合铁助剂通过3次水洗得到净化，可以实现连续正常生产。

三、本发明中熔硫槽上方水平布置一层不锈钢丝网，trs硫磺在熔化过程中，其中络合铁经过高温加热和形成含铁杂质，其密度低于液体硫磺，会在液体硫磺上层形成一层杂质层，含铁杂质通过不锈钢丝网捕集后，由于其内部仍含有硫磺，在空气中预冷后形成固体杂质，通过更换丝网可以将杂质出去。

四、废气制酸废气焚烧炉，采用富含h2s废气进行燃烧，在正常生产工艺中，由于h2s燃烧会生成水、so2和少量so3，在炉膛温度较低时，会形成强腐蚀性冷凝酸，造成烟道和锅炉腐蚀，影响使用寿命。因此在每次系统开车时，需要使用液化气对炉膛进行加热，至400℃以上方能投入废气进行生产。燃烧过后的so2气体的温度为950℃-1050℃，延长了系统正常运行的时间。将废气硫磺熔化后，经过不锈钢丝网捕集杂质，经过焚硫炉焚烧后，燃烧后的温度为950℃-1050℃烟气送至废气制酸废气焚烧炉，通过烟气持续加热炉膛，在h2s停止燃烧后，仍能继续确保废气焚烧炉保持正常工艺温度，防止了冷凝酸产生，同时为下次废气投入燃烧减少了烘炉时间，能更快投入正常生产。

五、将so2气体送至焚烧炉焚烧，同时向焚烧炉通入废气，废气与燃烧后的so2气体进行充分混合，调整燃烧后的so2气体的浓度为6%。由于h2s然后过程为两步反应，在氧气不足的情况下，h2s燃烧后先生产h2o和单质s，在氧气充足是h2s燃烧生产h2o和so2。根据转化器内催化剂配置，为确保转化器内反应热平衡，对s02浓度有相关要求。气浓过低，会导致转化热不足，不能实现系统热平衡，需要补充外部热源，会增加系统成本。若需要提高so2气浓过高，则需要减少进炉空气，会使得h2s不能充分燃烧，生产升华硫，升华硫在后端净化洗涤时因温度急剧降低会凝华成硫单质，造成系统堵塞。因此将s02气体浓度控制在6%，可以确保转化系统正常运行的同时，也能保证h2s充分燃烧。

六、h2s和s02进入废气焚烧燃烧后，控制出口总温度为950℃-1050℃，通过余热锅炉与炉管内除盐水换热，生产3.6mpa中压蒸汽，中压蒸汽通过减压系统最后生产成0.5mpa低压饱和蒸汽，实现了余热回收利用，产生效益。而通过锅炉降温后的烟气温度为260℃，因净化岗位内液态介质为稀亚硫酸，对金属材质腐蚀较严重，因此净化岗位所有静置设备及管道均采用玻璃钢制作，不能承受过高温度。通过洗涤桶水喷淋降温至60℃，再经过文式喷淋和填料塔喷淋后由电除雾器除去酸雾，进入后续系统用于生产h2so4。控制余热锅炉出口s02气体温度260℃，可以有效回收热量生产蒸汽，同时能保证净化岗位气体温度不会对设备造成损坏。

七、本发明通过粘胶生产过程中的废气生产的硫磺制酸，不仅降低了生产成本，还减少了废气的排放，科学环保。

八、本发明与现有工艺相比具有优点：（1）现有工艺用于含杂量较高的废气trs硫磺，在熔硫岗位上通过捕集网进行捕集，除去大量杂质，减少了废气制酸系统内灰分的产生，更利于生产；（2）原有专利只能用于高纯度硫磺与废气联合制酸，而现工艺均适用于废气trs硫磺和高纯度硫磺联合制酸，更具有全面性；（3）原有专利接入点，将360℃烟气直接接入净化岗位，通过净化洗涤降温，而现有技术，将950℃-1050℃烟气与h2s混合燃烧后形成的烟气则需要通过余热锅炉降温至260℃，可以多回收100℃烟气热量，降低了净化岗位运行负荷同时可多副产蒸汽，产生效益。

附图说明

图1为本发明的系统图；

图中标号为：1、熔硫槽，2、焚硫炉，3、焚烧炉，4、锅炉，5、喷淋装置，6、洗涤桶，7、文氏桶，8、填料塔，9、电除雾器，10、干燥塔，11、转化器，12、吸收塔，13、不锈钢丝网。

具体实施方式

将粘胶废气通入trs反应器生成富含络合剂和硫磺的浆料，通过下方排料口进入一级分离槽，通过静置分离的方式实现浆料与上清液分离。底部酱料通过浆料泵送至一次离心机进行脱水分离，一级分离槽上方清液通过泵回收至trs反应器。

一次离心机脱水后trs硫磺进入一次洗涤槽，加入清水，在搅拌的共同作用下，实现一次洗涤。混合浆料进入二级分离槽，通过静置分离的方式实现浆料与上清液分离。底部酱料通过酱料泵送至二次离心机进行脱水分离。二级分离槽上方清液通过泵回收至一级分离槽。

二次离心机脱水后trs硫磺进入二次洗涤槽，加入清水，在搅拌的共同作用下，实现二次洗涤。混合浆料进入三级分离槽，通过静置分离的方式实现浆料与上清液分离。底部酱料通过酱料泵送至三次离心机进行脱水分离。三级分离槽上方清液通过泵回收至二级分离槽。

将trs硫磺通入熔硫槽1中，在蒸汽和搅拌的共同作用下进行熔化，控制工艺温度在135-145℃，其中所含有的络合铁助剂在高温的作用下发生变性，由2价铁升至3价铁。

因络合铁助剂变性后密度小于液体硫磺，其杂质均浮于表面，在新型熔硫槽1上方水平布置一层不锈钢丝网13用以捕集络合铁助剂。

通过泵将下层干净的液体硫磺送至焚硫炉2进行焚烧，燃烧后过热烟气约950℃-1050℃，so2浓度为10%，送至废气制酸废气焚烧炉3，同时进入废气焚烧炉3进行充分混合，调整燃烧后so2气体浓度为6%，混合的so2气体通过余热锅炉4进行降温至260℃，余热锅炉4副产蒸汽。

经过余热锅炉4降温为260℃的so2气体再通过洗涤桶6喷淋水洗、文式洗涤桶6二次降温水洗、填料塔8三次降温水洗，再经过电除雾器9除酸雾，干燥塔10干燥后进入转化，生产纯净的s03，最后通过吸收塔12生产硫酸。而trs硫磺中残余的络合铁助剂通过3次水洗得到净化，可以实现连续正常生产。