制备硫酸的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及利用烟气制酸的方法，具体涉及一种制备硫酸的方法。
【背景技术】
[0002] 硫酸是重要的基础化工原料之一，广泛应用于工业、农业、医药、印染、皮革等领 域。我国硫酸生产多年来一直是以硫铁矿为主要原料，其生产工艺、设备和环保等技术水平 相对较为落后，原材料消耗高，设备效率低，环境污染较严重。
[0003] 工业上生产硫酸的方法主要有两种，硝化法和接触法（Contact process)。其中接 触法主要用浓硫酸吸收三氧化硫，产生发烟硫酸并用水稀释得到硫酸成品，接触法制备的 硫酸浓度高且操作简便稳定，所以在硫酸工业中占重要地位。但随着人们环保意识的加强， 对工厂化制备硫酸的工艺以及设备要求也越来越高。
[0004] 因此，高效、环保地制备硫酸的方法仍有待开发。
【发明内容】
[0005] 本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的 一个目的在于提出一种低成本、高产量的制备硫酸的方法。
[0006] 根据本发明的一个方面，本发明提出了一种制硫酸的方法，包括以下步骤：
[0007] (1)将硫化锌精矿与硫精矿混合、干燥、破碎，过200目筛以便得到混合矿，其 中，按重量百分比计，所述混合矿中含有Zn 40. 00%~42. 5%、S 26. 00%~32%、Fe 11.00%~15.00%、Se0.001%~0.01%、Pb2.25%~4.50%、Sb0.001%~0.10%dK 分4~6%; (2)使所述混合矿在沸腾炉进行沸腾焙烧，以产生高温烟气；（3)所述高温烟气 经冷却后通过电除尘器进行除尘处理，以排出第一烟气；其中，所述电除尘器的进口温度为 250~450°C，出口温度为150~400°C ;所述电除尘器的一次电流为2~50A，二次电流为 5~200mA ;所述电除尘器的一次电压为2~250V，二次电压为2~100KV ; (4)使所述第一 烟气依次通过空塔、泡沫塔、文氏管和电除雾器进行净化处理，以排出第二烟气；其中，所述 空塔的进口温度为45~65摄氏度，出口温度为35~70摄氏度；所述泡沫塔的出口温度为 21-42摄氏度；所述文氏管的出口温度为31-41摄氏度；所述电除雾器的出口温度为28~ 41摄氏度；所述空塔的进口压力为2. 5~3. 8kPa ;所述泡沫塔的进口压力为2. 7~4. 3kPa ; 所述文氏管的进口压力为3. 8~5. 7kPa ;所述电除雾器的出口压力为4. 5~6. 3kPa ;所述 电除雾器的一次电流为2~50A，二次电流为45~IOOmA ;所述电除雾器的一次电压为2~ 250V，二次电压为32~60KV ; (5)使所述第二烟气在转化器中进行转化，并采用浓硫酸吸收 转化后的烟气，以得到所述硫酸，其中所述转化为两转两吸式转化。
[0008] 采用本发明的制备硫酸的方法通过控制生产过程中的温度、压力等条件，使生产 得到的硫酸杂质少，含量达到国家标准要求，同时该方法易于实施，不仅降低了硫酸生产的 成本，还提高了硫酸的生产量。甚至，本发明人发现，通过本发明的方法制备的硫酸的含杂 量也符合食品添加剂国标的要求，特别是汞、砷含量达到并低于国家标准要求，可以安全用 于食品添加剂使用。
[0009] 根据本发明的实施例，步骤（1)中所述硫化锌精矿与所述硫精矿按1:3的重量比 混合，由此可以提高烟气中的SO2浓度，生产出更多的硫酸。
[0010] 根据本发明的实施例，步骤（2)中所述沸腾焙烧在低于大气压0~50Pa、800~ l〇〇〇°C的条件下进行。微负压操作，有利于提高硫化锌精矿的脱硫效果，同时利于职工操 作环境的粉尘减少，有效延长沸腾炉的炉壁使用寿命。
[0011] 根据本发明的实施例，步骤（5)中所述两转两吸式转化为四段转化，其中：一段转 化的进口温度为380~460摄氏度，一段转化的出口温度为470~780摄氏度，并且所述一 段转化的进口温度低于所述一段转化的出口温度；二段转化的进口温度为400~500摄氏 度，二段转化的出口温度为540~670摄氏度，并且所述二段转化的进口温度低于所述二段 转化的出口温度；三段转化的进口温度为380~490摄氏度，三段转化的出口温度为495~ 680摄氏度，并且所述三段转化的进口温度低于所述三段转化的出口温度；四段转化的进 口温度为360~440摄氏度，四段转化的出口温度为465~650摄氏度，并且所述四段转化 的进口温度低于所述四段转化的出口温度。由此，在硫酸制备的两转两吸过程中，通过分别 控制各段进出口温度，利于制备高浓度的硫酸。
[0012] 根据本发明的实施例，步骤（5)之前，预先对所述第二烟气进行干燥处理，由此利 于后续转化步骤的进彳丁，以提尚制备的硫酸浓度。
[0013] 根据本发明的实施例，所述干燥处理是在干燥塔中进行的，其中，所述干燥塔的进 口温度为29~42摄氏度，出口温度为40~70摄氏度。该条件下可以有效对第二烟气进 行干燥，防止烟气中的水分进入转化器并影响30 2的转化。
[0014] 根据本发明的另一方面，本发明提出了一种制备硫酸的系统，其特征在于，包括：
[0015] 混合矿制备装置，所述混合矿制备装置包括：混料单元，所述混料单元用于将硫 化锌精矿与硫精矿混合；干燥单元，所述干燥单元与所述混料单元连接，并且用于将所述 混料单元中所得到的混合物进行干燥处理；破碎单元，所述破碎单元与所述干燥单元相 连，并且用于将所述干燥单元中所得到的混合物进行破碎；以及筛选单元，所述筛选单元 与所述破碎单元相连，并且所述筛选单元中设置有200目筛，用于对所述破碎单元中所得 到的混合物进行筛选，以便获得混合矿，其中，所述混合矿中含有Zn 40. 00%~42. 5%、S 26. 00%~32%、Fe 11. 00%~15. 00%、Se 0.001%~0.01%、Pb 2. 25%~4. 50%、Sb 0.001%~0.10%，水分4~6%;
[0016] 沸腾炉，所述沸腾炉与所述混合矿制备装置相连，用于将所述混合矿进行沸腾焙 烧，以产生高温烟气；
[0017] 冷却装置，所述冷却装置与所述沸腾炉相连，用于对所述高温烟气进行冷却处 理；
[0018] 除尘装置，所述除尘装置与所述沸腾炉相连，用于对经过冷却处理的所述高温烟 气进行除尘处理，以排出第一烟气；其中，所述除尘装置为电除尘器，所述电除尘器的进口 温度为250~450°C，出口温度为150~400°C ;所述电除尘器的一次电流为2~50A，二次 电流为5~200mA ;所述电除尘器的一次电压为2~250V，二次电压为2~100KV ;
[0019] 净化装置，所述净化装置包括空塔、泡沫塔、文氏管和电除雾器，用于对所述第一 烟气进行净化处理，以排出第二烟气；其中，所述空塔的进口温度为45~65摄氏度，出口温 度为35~70摄氏度；所述泡沫塔的出口温度为21-42摄氏度；所述文氏管的出口温度为 31-41摄氏度；所述电除雾器的出口温度为28~41摄氏度；所述空塔的进口压力为2. 5~ 3. 8kPa ;所述泡沫塔的进口压力为2. 7~4. 3kPa ;所述文氏管的进口压力为3. 8~5. 7kPa ; 所述电除雾器的进口压力为5. 1~7. 5kPa，出口压力为4. 5~6. 3kPa ;所述电除雾器的一 次电流为2~50A，二次电流为45~IOOmA ;所述电除雾器的一次电压为2~250V，二次电 压为32~60KV ;
[0020] 转化装置，所述转化装置与所述净化装置相连，用于对所述第二烟气进行转化；
[0021] 吸收装置，所述吸收装置与所述转化装置相连，用于吸收转化后的第二烟气以获 得所述硫酸。
[0022] 根据本发明的实施例，所述转化装置包括一段转化单元、二段转化单元、三段转化 单元和四段转化单元，其中，所述一段转化单元的进口温度为380~460摄氏度，所述一段 转化单元的出口温度为470~780摄氏度，并且所述一段转化单元的进口温度低于所述一 段转化单元的出口温度；所述二段转化单元的进口温度为400~500摄氏度，所述二段转化 单元的出口温度为540~670摄氏度，并且所述二段转化单元的进口温度低于所述二段转 化单元的出口温度；所述三段转化单元的进口温度为380~490摄氏度，所述三段转化单元 的出口温度为495~680摄氏度，并且所述三段转化单元的进口温度低于所述三段转化单 元的出口温度；所述