[發明專利]高濃度二氧化硫煙氣二元可調節預轉化制硫酸方法

有效

• 申請號: 201710245688.3
• 申請日: 2017-04-14
• 公開（公告）號: CN107010607B
• 公開（公告）日: 2017-12-12
• 發明（設計）人: 宋小良;李淑全
• 申請（專利權）人: 雙盾環境科技有限公司
• 主分類號: C01B17/765
• 分類號: C01B17/765
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司32218
• 代理人: 李德濺

技術領域

本發明涉及硫酸生產及余熱回收技術領域，尤其涉及硫磺制酸、冶煉煙氣制酸、硫鐵礦制酸及其他用SO₂煙氣制取硫酸的技術領域，還適用于其他具有放熱性質的化學反應工程相關的技術領域，具體地說是一種高濃度二氧化硫煙氣二元可調節預轉化制硫酸方法。

背景技術

硫酸生產中高濃度轉化技術一直是行業難題，在有色冶煉煙氣制酸領域，隨著有色金屬富氧技術的進步，現代冶煉爐生產的二氧化硫濃度（體積）高達20%～40%且煙氣量和二氧化硫濃度有較大波動。在煙氣制硫酸的過程中，SO₂轉化為SO₃是一種放熱反應，二氧化硫濃度越高，轉化后的煙氣溫度就越高。受平衡轉化率及觸媒耐溫的限制，目前常規濃度二氧化硫煙氣轉化工藝，通常加空氣將煙氣二氧化硫濃度稀釋至<12%左右進行兩次轉化兩次吸收。采用常規轉化工藝轉化工段及干吸工段的設備龐大，不利于熱量綜合回收，相應的投資及運行成本將增加約20%。因此，硫酸生產中高濃度轉化技術已經成為目前冶煉煙氣制酸領域的重點課題。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術存在的問題，提供一種高濃度二氧化硫煙氣二元可調節預轉化制硫酸方法，該方法利用反應平衡原理，能夠處理煙氣中含SO₂濃度為11%～20%的煙氣；能夠解決觸媒耐溫、平衡轉化率低及煙氣SO₂濃度波動的技術難題，以提高熱量回收，降低運行成本及工程投資。

本發明的目的是通過以下技術方案解決的：

一種高濃度二氧化硫煙氣二元可調節預轉化制硫酸方法，其特征在于：該方法的步驟如下：

a、高濃度SO₂煙氣依次經初始冷熱換熱器和初始熱熱換熱器換熱后達到觸媒的起燃溫度；

b、當煙氣中的SO₂濃度為14.5%～20%時，則達到起燃溫度的高濃度SO₂煙氣全部進入轉化器的預轉化觸媒層進行轉化反應，經轉化反應升溫在煙氣達到SO₂平衡轉化率前離開預轉化觸媒層并經降溫后進入轉化器的傳統觸媒一層，開始進行常規“31-42”3+1兩轉兩吸制酸常規流程；當煙氣中的SO₂濃度為11%～14.5%時，則達到起燃溫度的高濃度SO₂煙氣部分進入轉化器的預轉化觸媒層進行轉化反應，經轉化反應升溫在煙氣達到SO₂平衡轉化率前離開預轉化觸媒層，并經降溫后和剩余部分的高濃度SO₂煙氣混合后進入轉化器的傳統觸媒一層，開始進行常規“31-42”3+1兩轉兩吸制酸常規流程。

所述步驟（a）中的觸媒的起燃溫度為380～400℃。

所述步驟（b）中的預轉化觸媒層處理后的煙氣進入能夠產生中、低壓蒸汽的余熱鍋爐使得煙氣降溫到轉化器的傳統觸媒一層的設定溫度，該設定溫度范圍為400℃～460℃。

所述的預轉化觸媒層和余熱鍋爐之間的管道上設有旁路控溫閥，旁路控溫閥設置在余熱鍋爐的煙氣進管和煙氣出管之間，通過旁路控溫閥的設置能夠對余熱鍋爐降溫后到傳統觸媒一層的煙氣溫度進行調節。

所述步驟（b）中的預轉化觸媒層全部處理后進入傳統觸媒一層、或者部分處理并和未經處理的高濃度SO₂煙氣混合后進入傳統觸媒一層的SO₂濃度＜11%。

所述步驟（b）中的傳統觸媒一層的進氣口前設有調節閥門，通過調節閥門能夠調整進入預轉化觸媒層處理的煙氣量和直接進入傳統觸媒一層的煙氣量。

所述調節閥門的開度大小與傳統觸媒一層的出氣口溫度大小呈反比。

所述步驟（b）中的傳統觸媒一層的出氣口溫度超過550℃時，則調節閥門的開度變小，直至傳統觸媒一層的出氣口溫度達到620℃時則關閉調節閥門，使得經兩次換熱后的高濃度SO₂煙氣全部進入預轉化觸媒層進行處理。