一种无氨进行尾气处理的硫酸生产装置的制作方法

本实用新型属于硫酸生产技术领域，特别涉及一种无氨进行尾气处理的硫酸生产装置。

背景技术：

硫酸是最活泼的二元无机强酸，能和许多金属发生反应。高浓度的硫酸有强烈吸水性，可用作脱水剂，碳化木材、纸张、棉麻织物及生物皮肉等含碳水化合物的物质。与水混合时，亦会放出大量热能。其具有强烈的腐蚀性和氧化性，故需谨慎使用。是一种重要的工业原料，可用于制造肥料、药物、炸药、颜料、洗涤剂、蓄电池等，也广泛应用于净化石油、金属冶炼以及染料等工业中。常用作化学试剂，在有机合成中可用作脱水剂和磺化剂。

在化肥生产过程中会用到大量的硫酸，如湿法制磷酸、调整pH值或者作为反应原料等，对于化肥企业来说通常采用两种方式来制硫酸：硫磺制酸和硫铁矿制酸。硫铁矿制酸的工艺过程如下：

硫铁矿制酸的工序包括焙烧、气体净化、转化和干燥吸收等四部分，焙烧过程为将粉状硫铁矿在沸腾炉中生成二氧化硫气体，沸腾炉产生的二氧化硫气体经热回收、除尘、洗涤和干燥后送入转换工段，再经多级换热和多级转化后，最后吸收得到高浓度的硫酸。

具体地，申请号为CN201410478737.4的专利公开了一种硫酸生产工艺，包括以下步骤：

(1)粉碎和筛分：从矿石中选择硫铁矿进行粉碎，后经筛分选出4-5mm 硫铁矿小颗粒。

(2)焙烧工序；将上述硫铁矿小颗粒送入沸腾焙烧炉中，混合空气进行焙烧反应，温度控制在850-950℃，生成含二氧化硫的炉气从沸腾焙烧炉顶部排出，矿渣经排渣口排出。

(3)净化工序；炉气在废热锅炉内冷却到约350℃，在经旋风除尘器除去炉气中炉尘，进入净化系统以除尘降温，同时去除炉气中的硫酸雾和固态粒子，排出的气体，温度控制在40℃以下。

(4)反应热回收：在步骤(3)中的废热锅炉内设有蒸气蒸发管束，炉气冷却得到的反应热，经蒸气蒸发管束输送至水循环系统或其他热力系统。

(5)干燥工序；将步骤(3) 中得到的气体，在干燥塔中用浓硫酸干燥剂进行干燥，同时释放的热量经酸冷却器吸收后再利用。

(6)转化工序；将步骤(5)中得到的气体经二氧化硫鼓风机进入转化系统，在钒催化剂的催化作用下，将原炉气中的二氧化硫氧化为三氧化硫气体。

(7)吸收工序；将上述得到的三氧化硫气体经中间吸收塔和最终吸收塔，即可得到硫酸。

常规的硫酸系统通常包括沸腾炉、余热利用结构、净化塔、电除雾结构、干燥塔、转化塔、吸收塔和尾洗塔等。

如申请号为201420365397.X的专利公开一种硫酸生产系统，包括干燥塔、SO2风机、转化器、第一吸收塔和第二吸收塔，转化器内设有一次转化层和二次转化层，干燥塔、SO2风机、一次转化层、第一吸收塔、二次转化层和第二吸收塔通过管道顺次连接，干燥塔上设有SO2 进气管道，第二吸收塔上设有废气排放管道，其特征在于，所述第二吸收塔的废气排放管道与干燥塔的SO2进气管道之间设有烟气回流支管，烟气回流支管上设有调节阀，所述SO2风机与一次转化层之间连接有用于升温的第一电炉，第一吸收塔和二次转化层之间连接有用于升温的第二电炉。

申请人在采用常见的硫酸生产系统生产硫酸时发下如下四个问题：

1、炉气中含有少量的氟，与水接触后得到氢氟酸和氟硅酸，会对生产设备进行腐蚀，降低设备寿命；

2、尾气处理系统通常采用水或氨水等（为了保证吸收效果，通常采用氨水）进行喷淋循环吸收，但是存在几个问题：1、液氨（制备氨水）储存和使用要求较高；2、泄漏后易导致厂区异味；

3、反应得到的硫酸氨、亚硫酸氨存在不易处理和结晶影响喷淋效果等问题；

4、尾气处理效果不佳，还有可能产生二次污染（如氨气外排）。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本实用新型实施例提供了一种无氨进行尾气处理的硫酸生产装置，该装置在净化塔与电除雾之间增加了脱氟塔，通过喷淋水玻璃得到氟硅酸钠，再经沉降槽进行分离；通过将尾洗塔的喷淋液由氨水调整为双氧水，不但提升了尾气处理效果，还为吸收塔提供了稀酸，同时还避免了氨水的使用。所述技术方案如下：

本实用新型实施例提供了一种无氨进行尾气处理的硫酸生产装置，该系统包括沸腾炉、余热利用结构、净化塔、电除雾结构、干燥塔、转化塔、吸收塔、尾洗塔、脱氟塔、沉降槽、稀酸收集槽和双氧水储罐3，所述沸腾炉、余热利用结构、净化塔、脱氟塔、电除雾结构、干燥塔、转化塔、吸收塔和尾洗塔通过管路依次连接，所述脱氟塔通过管路与沉降槽连接，所述脱氟塔内的循环液为水玻璃，所述沉降槽的上清液出口、净化塔的排液口和电除雾结构的排液口均通过管路与稀酸收集槽连接；所述双氧水储罐3通过管路与尾洗塔连接用于为尾洗塔提供双氧水吸收含硫尾气，所述尾洗塔的排液口通过管路与吸收塔连接用于为吸收塔提供稀硫酸。

其中，本实用新型实施例中的净化塔为水洗循环喷淋塔。

其中，本实用新型实施例中的脱氟塔包括第一塔体10、水玻璃储罐11、第一循环泵12、第一塔体10顶部的第一排气口13、第一塔体10内底部的第一循环槽14、第一塔体10中部的第一填料15、第一塔体10内上部的第一喷头16和第一塔体10下部侧壁上的第一进气口17，所述第一进气口17通过管路与净化塔的排气口连接，所述第一排气口13通过管路与电除雾结构连接，所述第一循环槽14与第一喷头16通过第一循环泵12和管路组成循环喷淋结构，所述水玻璃储罐11通过管路与第一循环槽14或第一喷头16连接用于提供水玻璃，所述沉降槽通过管路与第一循环槽14连接。

其中，本实用新型实施例中的干燥塔为浓硫酸循环喷淋塔。

其中，本实用新型实施例中的尾洗塔包括第二塔体20、第二循环泵21、第二塔体20顶部的第二排气口22与除沫器23、第二塔体20内底部的第二循环槽24、第二塔体20中部的第二填料25、第二塔体20内上部的第二喷头26、第二塔体20下部侧壁上的第二气口27，所述第二排气口22通过管路与吸收塔的排气口连接，所述第二循环槽24与第二喷头26通过第二循环泵21和管路组成循环喷淋结构，所述双氧水储罐3通过管路与第二循环槽24或第二喷头26连接用于提供双氧水，所述第二循环槽24通过管路与吸收塔连接用于提供稀硫酸。

其中，本实用新型实施例中的第二塔体20和双氧水储罐3外均设有防晒层28。

本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本实用新型实施例提供了一种无氨进行尾气处理的硫酸生产装置，该装置在净化塔与电除雾之间增加了脱氟塔，通过喷淋水玻璃得到氟硅酸钠，再经沉降槽进行分离；脱氟塔的引入不但避免了对后续设备的腐蚀，还得到了价值较高的氟硅酸钠，同时也可以避免氟对双氧水造成影响。通过将尾气塔的喷淋液由氨水调整为双氧水，不但提升了尾气处理效果，还为吸收塔提供了稀酸，同时还避免了氨水的使用。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的无氨进行尾气处理的硫酸生产装置的原理框图；

图2是本实用新型实施例提供的脱氟塔的结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的尾洗塔的结构示意图。

图中：10第一塔体、11水玻璃储罐、12第一循环泵、13第一排气口、14第一循环槽、15第一填料、16第一喷头、17第一进气口、20第二塔体、21第二循环泵、22第二排气口、23除沫器、24第二循环槽、25第二填料、26第二喷头、27第二气口、28防晒层、3双氧水储罐。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述。

参见图1，本实用新型实施例提供了一种无氨进行尾气处理的硫酸生产装置，该系统包括沸腾炉、余热利用结构、净化塔、电除雾结构、干燥塔、转化塔、吸收塔和尾洗塔等，前述结构与现有的硫酸生产系统基本一致，不同之处在于：本实施例提供的硫酸生产装置还包括脱氟塔、沉降槽、稀酸收集槽和双氧水储罐3，脱氟塔用于脱除炉气中的氟，具体采用循环喷淋水玻璃溶液（25-35wt%的硅酸钠溶液），反应得到氟硅酸钠，同时水吸收部分二氧化硫（与氧）得到稀酸；沉降槽用于分离氟硅酸钠，具体可以为斜板沉降槽；稀酸收集槽用于收集转化塔、电除雾结构和沉降槽分离的稀酸（含有部分杂质可用于化肥生产）。沸腾炉、余热利用结构、净化塔、脱氟塔、电除雾结构、干燥塔、转化塔、吸收塔和尾洗塔通过管路依次连接，脱氟塔的出料口通过管路与沉降槽连接用于将循环一定次数的循环液送入沉降槽进行沉降分离，脱氟塔内的循环液为水玻璃，沉降槽的上清液出口（溢流）、净化塔的排液口和电除雾结构的排液口均通过管路与稀酸收集槽连接，稀酸收集槽得到的稀酸可用于化肥生产。双氧水储罐3通过管路与尾洗塔连接用于为尾洗塔提供双氧水吸收含硫（二氧化硫和三氧化硫）尾气得到稀硫酸，双氧水可以采用市售浓度（如24.5-30.0wt%），尾洗塔（循环一定次数后）的排液口通过管路与吸收塔连接用于为吸收塔提供稀硫酸。

其中，本实用新型实施例中的余热利用结构为板式换热器或省煤器用于吸收炉气的热量来加热水。

其中，本实用新型实施例中的净化塔为水洗循环喷淋塔。

其中，参见图2，本实用新型实施例中的脱氟塔包括第一塔体10、水玻璃储罐11、第一循环泵12、第一塔体10顶部的第一排气口13、第一塔体10内底部的第一循环槽14、第一塔体10中部的第一填料15、第一塔体10内上部的第一喷头16和第一塔体10下部侧壁上的第一进气口17等。第一进气口17通过管路与净化塔的排气口连接，第一排气口13通过管路与电除雾结构的进口连接，第一循环槽14与第一喷头16通过第一循环泵12和管路组成循环喷淋结构，水玻璃储罐11通过管路（可以采用第一循环泵12）与第一循环槽14或第一喷头16连接用于提供水玻璃，沉降槽通过管路（可以采用第一循环泵12）与第一循环槽14连接。其中，上述各结构的内壁和之间的管路上最好都设置防氟腐蚀的涂层。

其中，本实用新型实施例中的干燥塔为浓硫酸循环喷淋塔，浓硫酸可以来自吸收塔。

其中，参见图3，本实用新型实施例中的尾洗塔包括第二塔体20、第二循环泵21、第二塔体20顶部的第二排气口22与除沫器23、第二塔体20内底部的第二循环槽24、第二塔体20中部的第二填料25、第二塔体20内上部的第二喷头26、第二塔体20下部侧壁上的第二气口27等。第二塔体20可以采用搪瓷材质，第二排气口22通过管路与吸收塔的排气口连接，第二循环槽24与第二喷头26通过第二循环泵21和管路组成循环喷淋结构，双氧水储罐3通过管路（具体可以采用第二循环泵21）与第二循环槽24或第二喷头26连接用于提供双氧水，第二循环槽24通过管路与吸收塔的循环槽或喷头连接用于提供稀硫酸。本实施例中，为了保证使用效果，第二循环泵21采用一用一备的方式设置。

其中，本实施例中的第一填料15和第二填料25具体可以为海尔环填料。

其中，为了防止双氧水分解，本实用新型实施例中的第二塔体20和双氧水储罐3外均设有防晒层28。具体地，可以在第二塔体20和双氧水储罐3外包裹黑色遮阳网形成防晒层28。当然，根据需要可以在第二塔体20外设置水冷降温夹层。

其中，上述各结构之间的管路上根据需要设置泵、阀门和/或流量计等，本领域的技术人员根据需要可自行添加；同时，本实施例中的“第一”和“第二”仅起区分作用，无其他特殊意义。

本实用新型实施例提供了一种无氨进行尾气处理的硫酸生产装置，该装置在净化塔与电除雾之间增加了脱氟塔，通过喷淋水玻璃得到氟硅酸钠，再经沉降槽进行分离；脱氟塔的引入不但避免了对后续设备的腐蚀，还得到了价值较高的氟硅酸钠，同时也可以避免氟对双氧水造成影响。通过将尾气塔的喷淋液由氨水调整为双氧水，不但提升了尾气处理效果，还为吸收塔提供了稀酸，同时还避免了氨水的使用。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。