[發明專利]含硫化氫的廢氣制硫酸的方法

無效

• 申請號: 200910032937.6
• 申請日: 2009-06-05
• 公開（公告）號: CN101618863A
• 公開（公告）日: 2010-01-06
• 發明（設計）人: 孫正東;陳德興;龔建華;鄒玉霜;俞向東
• 申請（專利權）人: 中國石化集團南京設計院
• 主分類號: C01B17/74
• 分類號: C01B17/74;F22B1/00
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司
• 代理人: 徐冬濤

技術領域

本發明屬于化工領域，具體涉及一種利用含硫化氫的廢氣制備硫酸的方法。

背景技術

在化肥、石油化工、天然氣、煤化工、焦化和化纖等行業，原料中的硫基本以H₂S的形式從系統中脫出。H₂S為有毒、有害氣體，不易貯存，不能直接排放，通常要將H₂S制成單質硫或硫酸。單質硫通常也是用于制硫酸。所以用H₂S直接制成硫酸更合理。目前我國H₂S制硫酸有干法和干濕結合的方法，但這兩種方法工藝流程長，對廢氣的組分有較高的要求，適用范圍較窄，運行費用較高，同時有廢酸產生。

發明內容

本發明的目的是為了克服上述問題，在現有技術的基礎上，提供一種利用含硫化氫的廢氣制備硫酸的方法。

本發明的目的可以通過以下措施達到：

一種含硫化氫的廢氣制硫酸的方法，包括如下步驟：

第一步，先將含H₂S的廢氣在600～1300℃下燃燒生成含SO₂高溫氣體。

第二步，含SO₂高溫氣體降溫至400～500℃后進入轉化器，在轉化器內催化劑的作用下將SO₂氧化為SO₃，生成SO₃氣體并冷卻至250～350℃。

第三步，SO₃氣體冷卻至250～350℃后，進入冷凝器，將氣體中的SO₃和水蒸汽冷凝成H₂SO₄，排放尾氣。

其中第一步燃燒反應一般在燃燒爐中進行，燃燒的化學反應為：H₂S+1.5O₂＝SO₂+H₂O(放熱)，為了使含硫化氫廢氣中的可燃有害物全部燒盡，并生成無害物，應根據廢氣中可燃有害物成分合理控制燃燒爐內的溫度。如廢氣中含HCN，則燃燒爐的溫度需控制在1100～1250℃，即含H₂S的廢氣在1100～1250℃下燃燒生成含SO₂高溫氣體。當含H₂S的廢氣熱值較低，燃燒溫度達不到600℃或需要控制的溫度時，可以通入可燃氣體或液體(如烴類氣體或液體、液體硫磺等)，以維持燃燒溫度不低于600℃或者更佳的溫度。燃燒或氧化所需的氧氣來源于空氣或純氧，空氣或純氧可以采用本發明回收的熱量進事先加熱，以進一步提高燃燒效率以及能源利用率。

第一步燃燒產生的含SO₂高溫氣體(600～1300℃)一般通過余熱鍋爐回收熱量并產生蒸汽，使氣體的溫度降至400～500℃。氣體中的SO₂在轉化器中的催化劑的作用下氧化為SO₃，催化劑可以為一層，通常為提高轉化效率，可以在轉化器內設有多層催化劑。由于該氧化反應為放熱反應，故在每層催化劑的出口設有蒸發器或蒸汽過熱器以回收熱量，或者在每層催化劑的出口通入冷空氣以冷卻反應氣體(即反應中或反應后的氣體)，然后通入下一層催化劑或下個步驟。轉化器的出氣通過蒸發器或蒸汽過熱器回收熱量，將生成的SO₃氣體冷卻至250～350℃(也可以繼續通入冷空氣以制備高溫氣體并冷卻反應氣體)。

轉化器中SO₂氧化成SO₃所需的氧氣可以與含H₂S廢氣燃燒所需的氧氣一起混入燃燒爐中，或者在轉化器處補入。轉化器中的催化劑是能在水蒸汽存在條件下將SO₂在氧化為SO₃的專用催化劑，可國產也可進口，如釩類催化劑等(具體如V₂O₅等)。

第三步中的SO₃氣體冷卻至250～350℃后通入的冷凝器為抗酸型的冷凝器，冷凝器一邊將氣體中的SO₃和水蒸汽冷凝成硫酸，一邊回收熱量以應用于本步驟或其他步驟或其他領域。

含H₂S的廢氣燃燒，SO₂氧化為SO₃，SO₃和水蒸汽冷凝成H₂SO₄三步化學反應所放出的熱量全部回收利用，產生壓力大于2.0MPa的蒸汽，特別是2.5～6.0MPa的蒸汽，從而不僅利用的能源，還產生了具有廣泛應用的高壓蒸汽。