专利名称:氯法二氧化硫废气制硫酸工艺及设备的制作方法
本发明属二氧化硫废气回收的无机化工工艺和设备。
目前，国内外回收二氧化硫废气的方法较多，如碱液法，石灰法，氨洗涤法，碱土吸收法，催化氧化还原法等几十种，但其中有些方法产生大量废渣(如亚硫酸钙、硫酸钙、碳酸钙等)、废水，从而造成二次污染，有些方法得到的付产品应用价值不大，有些方法需消耗大量紧缺的化工原料，有些方法清除效率不高，而且多数方法工艺较复杂，设备庞大，投资多，操作费用高。
本发明的目的在于简化回收二氧化硫废气工艺及设备，并利用目前氯碱工业中过剩的氯气或含氯废气，达到高效而经济地回收利用二氧化硫废气，使之生成有用的硫酸及盐酸。
本发明是利用氯气或含氯废气来处理0.1%以上浓度的二氧化硫废气制取硫酸及盐酸，其工艺过程如附图所示，分别将二氧化硫废气从进气管(1)、氯气或含氯废气从进气管(2)按等当量或二氧化硫比氯气过量0.1%通入混合器(3)混合后，通入反应塔(6)，如是泡帽式反应塔，控制气流空塔线速度0.03-0.2米/秒，如是改进的筛板式反应塔，则控制气流空塔线速度为0.1-0.5米/秒，从进水管(4)向反应塔加水，控制反应塔反应温度在250℃以下，仅经过此反应塔作用，就能达到迅速反应，吸收、浓缩、分离的效果。控制加水量，使通入塔中二氯化硫与氯反应后，能从塔底出料口(11)直接得到70%的硫酸，如只需制得低于70%的硫酸，则加水量相应增加。在得到70%硫酸的同时，从反应塔中可得全部盐酸及部分硫酸的混合酸，即硫盐混合酸，让硫盐混合酸从出口(7)流出，通入蒸馏塔(8)常压蒸馏，从盐酸出口(9)放出盐酸，从硫酸出口(10)可得到硫酸。将混合酸常压蒸馏，110℃蒸出全部盐酸，浓度可达20%，剩余的硫酸浓度为70%，反应塔中尾气从尾气出口(5)放出。
反应塔中总反应方程式为
本工艺可应用多种结构类型的气液鼓泡式反应塔，例如泡帽式反应吸收塔、改进的筛板式反应吸收塔，塔板4-8层便可达到本工艺反应吸收的要求。每种塔的各层塔壁都装有视镜、液位计、温度计、气压计、放液管，以便控制操作条件和放出反应吸收生成的酸液。通常的筛板式反应塔放液管是置于塔内的，我们的改进之处是把放液管置于塔外，放液管上装有阀门，由阀门控制放液量及液层高度，从而使反应达到最佳效果，同时能控制酸液的浓度。
反应塔的材料要选用耐腐蚀的玻璃钢、聚氯乙烯、聚丙烯或耐酸陶瓷。
本发明采用的设备和工艺流程简单高效，其反应塔兼有反应、吸收、浓缩、分离等多种效能，吸收液不必循环，从而不需要耐酸泵。经反应塔反应吸收，可直接制得70%的硫酸及硫盐混合酸，硫盐混合酸经常压蒸馏可得20%的盐酸及70%的硫酸，二氧化硫回收率即废气中二氧化硫清除率可达98%以上，氯利用率达99%以上，尾气中二氧化硫含量低于0.02%，氯及氯根总含量约为0.005%。
按照本发明工艺及设备进行了二氧化硫含量为0.1-0.8%等数种废气的扩大试验六十多次，累计扩大试验时间约为800小时，分别采用泡帽式反应塔和改进的筛板式反应塔进行试验，制出了数百公斤65-70%的硫酸，硫盐混合酸和20%的盐酸，为大型化生产研究出了本工艺流程及设备。
实施例1某次采用泡帽式反应塔，把含二氧化硫约0.49%的废气与过量0.1%的氯气分别从附图中进气管(1)(2)通入混合器(3)混合后通入反应塔(6)反应，控制气流空塔线速度为0.1米/秒，从进水管(4)加入生成65%的硫酸所需的水，反应塔温度控制在210℃以下，通过反应、吸收、分离，从出料口(11)得到65%的硫酸，其二氧化硫消除率为99.1%尾气出口(5)中氯含量为0.005%。
实施例2某次采用改进的筛板式反应塔，把含二氧化硫0.5%的废气与等当量的含氯废气分别从附图中进气管(1)(2)通入混合器(3)混合后，控制气流空塔线速度为0.3米/秒通入反应塔(6)，从进水管(4)加入使生成70%硫酸所需的水，反应塔最高温度控制在210℃以下，通过反应吸收、分离，从出料口(11)得70%的硫酸，二氧化硫消除率为99.0%尾气出口(5)中氯含量为0.004%。
实施例3把实施例2中从反应塔(6)放出的硫盐混合酸从混合酸出口(7)通入蒸馏塔(8)。采用常压蒸馏、分离，温度控制在110℃，从盐酸出口(9)得20%的盐酸，硫酸出口(10)得70%的硫酸。
权利要求
1.一种回收二氧化硫废气制硫酸工艺，并包括反应气的混合、反应塔加水反应、气流速度控制、反应塔反应温度、蒸馏塔蒸馏温度和压力控制，其特征在于用氯氧化二氧化硫制硫酸和盐酸，将二氧化硫和氯或含氯废气按等当量或者二氧化硫比氯过量0.1%混合，向反应塔中加入使二氧化硫生成70%的硫酸与20%的盐酸所需的水，或所需的低于此浓度的硫酸及盐酸的相应水，混合气进入泡帽塔的气流空塔线速度为0.03-0.2米/秒，进入改进的筛板塔的气流空塔线速度为0.1-0.5米/秒，反应塔温度控制在250℃以下，混合酸在蒸馏塔内110℃常压蒸馏。
2.一种筛板塔，其特征在于把筛板塔的放液管置于塔外，放液管上装有控制液流量及鼓泡层高度的阀门。
专利摘要
本发明属二氧化硫废气回收的无机化工工艺及设备。
文档编号C01B17/00GK86107266SQ86107266
公开日1988年5月4日 申请日期1986年10月14日
发明者张登云 申请人:湖南师范大学导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan