[實用新型]一種轉(zhuǎn)化SO2濃度的裝置及SO2轉(zhuǎn)化系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420396722.9
• 申請日: 2014-07-17
• 公開（公告）號: CN203944359U
• 公開（公告）日: 2014-11-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃銳;薛聯(lián)軍;李正雄;康少峰;岑龍;汪浩;王小健
• 申請（專利權(quán)）人: 科洋環(huán)境工程（上海）有限公司
• 主分類號: B01J8/02
• 分類號: B01J8/02;B01J8/04;B01D53/86;B01D53/50;C01B17/80
• 代理公司: 上海碩力知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 31251
• 代理人: 王建國

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及煙氣處理領(lǐng)域，尤指一種轉(zhuǎn)化SO₂濃度的裝置及包括該裝置的SO₂轉(zhuǎn)化系統(tǒng)。

背景技術(shù)

SO₂氧化生成SO₃的反應(yīng)在實際化工生產(chǎn)中應(yīng)用非常廣泛，通常用于制備硫酸等工業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，而SO₂的來源可以是有色金屬冶煉，石油化工尾氣，煤燃燒尾氣等。

國家規(guī)定的SO₂的轉(zhuǎn)化率標(biāo)準(zhǔn)在99.6％以上，要求排放到大氣中的SO₂含量必須極低。所以SO₂在轉(zhuǎn)化器中發(fā)生氧化反應(yīng)生成SO₂，其轉(zhuǎn)化率必須達(dá)標(biāo)，并且在低成本下正常運行。

SO₂氧化成SO₃通常采用的方法為，將SO₂通入轉(zhuǎn)化器中，在釩催化劑存在下進(jìn)行催化氧化：

SO₂+(1/2)O₂＝SO₃ΔH＝-99.0kJ

釩催化劑是典型的液相負(fù)載型催化劑，它以五氧化二釩為主要活性組分，堿金屬氧化物為助催化劑，硅藻土為催化劑載體，有時還加入某些金屬或非金屬氧化物，以滿足強度和活性的特殊需要。

釩催化劑須在某一溫度以上才能有效地發(fā)揮催化作用，此溫度稱為起燃溫度，通常略高于400℃。近年來，研制成功的低溫活性型釩催化劑，其起燃溫度降低到370℃左右，因而提高了二氧化硫轉(zhuǎn)化率。轉(zhuǎn)化器進(jìn)口的原料氣溫度保持在釩催化劑的起燃溫度之上，通常為410～440℃。

二氧化硫經(jīng)氧化反應(yīng)放出的熱量，會使催化劑層溫度升高，同時二氧化硫的平衡轉(zhuǎn)化率也會隨之降低，當(dāng)溫度超過650℃時，將使催化劑損壞。為此，將轉(zhuǎn)化器分成3～5層，層間進(jìn)行間接或直接冷卻，使每一催化劑層保持適宜反應(yīng)溫度，以同時獲得較高的轉(zhuǎn)化率和較快的反應(yīng)速度。

一般進(jìn)入轉(zhuǎn)換器的SO₂濃度是轉(zhuǎn)化操作中的最重要的條件之一，它的波動，引起轉(zhuǎn)化溫度、反應(yīng)轉(zhuǎn)化率的變化。當(dāng)經(jīng)過第一段釩催化劑的SO₂濃度過高時，反應(yīng)最強烈釋放的熱量也會最大，可能出現(xiàn)釩催化劑過熱并失去活性的情況，甚至燒壞。具體地，一般釩催化劑的溫域在410～620℃，煙氣中SO₂的進(jìn)氣濃度只能在4％—8％之間，而當(dāng)進(jìn)氣濃度為13％或以上時，其通過轉(zhuǎn)化器的第一段催化劑床程時放熱量最強烈，床程出口溫度就會達(dá)到700℃以上，這個溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)的超過了催化劑的溫域，會對催化劑造成嚴(yán)重的損害，使其失去活性。為了能夠使轉(zhuǎn)化反應(yīng)正常進(jìn)行，只有通過稀釋SO₂的方法進(jìn)行反應(yīng)，但是這樣一來不僅增加了生產(chǎn)成本，增大了生產(chǎn)的繁瑣性，而且加大了轉(zhuǎn)換器的處理量，降低了對SO₂的轉(zhuǎn)換速度，SO₂的轉(zhuǎn)換器的工作效率非常低。同時如果稀釋不均的話還會降低SO₂的轉(zhuǎn)化率，超出國家排放標(biāo)準(zhǔn)。

目前國內(nèi)采用的轉(zhuǎn)換器大部分為五段轉(zhuǎn)化流程，即轉(zhuǎn)換器的第一、二段床層之間用冷激氣，其余的床層之間采用間壁換熱式，雖然這樣可以節(jié)省催化劑用量，但是如果在高濃度進(jìn)氣條件下，轉(zhuǎn)化反應(yīng)釋放的熱量仍非常大，而由于其冷激氣都沒有穿過第一、二層催化劑床層，整體催化劑床層所處的熱域仍溫度較高，所以SO₂的轉(zhuǎn)化率就會降低，一般會低至97％以下，不能達(dá)到國家規(guī)定的SO₂排放標(biāo)準(zhǔn)。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的是提供一種轉(zhuǎn)化SO₂濃度的裝置及SO₂轉(zhuǎn)化系統(tǒng)，能夠降低SO₂進(jìn)入轉(zhuǎn)化器的濃度，使SO₂進(jìn)入轉(zhuǎn)化器后，在保證高轉(zhuǎn)化率及催化劑活性的前提下可以直接轉(zhuǎn)化，并有效保證達(dá)到國家規(guī)定的SO₂排放標(biāo)準(zhǔn)。

本實用新型提供的技術(shù)方案如下：

一種轉(zhuǎn)化SO₂濃度的裝置，包括：

殼體、第一進(jìn)氣口、第一出氣口、第一催化劑層、換熱器；

其中，所述第一催化劑層設(shè)置在所述殼體內(nèi)部并靠近于所述第一進(jìn)氣口，所述換熱器設(shè)置在所述殼體內(nèi)部并靠近于所述第一出氣口，以使氣體依次流過所述第一進(jìn)氣口、所述第一催化劑層、所述換熱器、所述第一出氣口；

其中，所述第一催化劑層的長度尺寸為600-3200mm。

進(jìn)一步優(yōu)選地，所述第一催化劑層的長度尺寸為900-1800mm。