[發明專利]一種利用鍋爐含硫煙氣制硫酸銨的系統和方法

在審

• 申請號: 202110232882.4
• 申請日: 2021-03-03
• 公開（公告）號: CN112811440A
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發明（設計）人: 馬曉瓏;張瑞祥;劉峰;胡楊;余儼
• 申請（專利權）人: 西安熱工研究院有限公司
• 主分類號: C01C1/242
• 分類號: C01C1/242;C01B7/14;C01B3/04
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 弋才富

1.一種利用鍋爐含硫煙氣制硫酸銨的系統，其特征在于，包括鍋爐脫銷、除塵后的鍋爐煙道(1)，鍋爐煙道(1)出口接至本生反應裝置(3)的第一入口，本生反應裝置(3)的第二入口連接供水裝置(2)的出口，本生反應裝置(3)的第一出口連接硫酸收集裝置(4)的入口，本生反應裝置(3)的第二出口連接碘化氫分解裝置(5)的入口，碘化氫分解裝置(5)的第一出口連接氫氣收集裝置(9)的入口；碘化氫分解裝置(5)的第二出口連接碘回收裝置(8)的第一入口，碘回收裝置(8)的第二入口連接碘供應裝置(16)的出口；碘回收裝置(8)的出口連接本生反應裝置(3)的第三入口，本生反應裝置(3)的第四入口連接碘化氫分解裝置(5)的第三出口；

本生反應裝置(3)的第三出口連接反應器排氣收集裝置(6)的入口，反應器排氣收集裝置(6)的出口連接除氧裝置(7)的第一入口，除氧裝置(7)的出口連接甲烷制備裝置(10)的第一入口，甲烷制備裝置(10)的第一出口連接甲烷存儲裝置(14)的入口，甲烷制備裝置(10)的第二出口連接氨氣制備裝置(11)的第一入口，氨氣制備裝置(11)的第一出口連接氨氣存儲裝置(15)的入口，氨氣制備裝置(11)的第二出口連接硫酸銨制備裝置(12)的第一入口，硫酸銨制備裝置(12)的出口連接硫酸銨存儲裝置(13)的入口，硫酸收集裝置(4)的出口連接硫酸銨制備裝置(12)的第二入口，氫氣收集裝置(9)的第一出口連接除氧裝置(7)的第二入口，氫氣收集裝置(9)的第二出口連接甲烷制備裝置(10)的第二入口，氫氣收集裝置(9)的第三出口連接氨氣制備裝置(11)的第二入口。

2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述的本生反應裝置(3)配備有加熱和冷卻裝置，能夠調整其內部溫度在0℃和130℃之間；其內部預裝有二氧化硫、碘、水形成的溶液，二氧化硫、碘、水部分發生化學反應，生成硫酸和碘化氫。

3.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述的碘化氫分解裝置(5)內裝有加熱和冷卻裝置，通過加熱和冷卻裝置的工作，調節碘化氫分解裝置(5)內的介質的溫度在250℃至600℃之間，碘化氫分解裝置(5)內還裝有促進分解為氫氣和碘的催化劑。

4.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述的除氧裝置(7)內裝有燃燒器。

5.根據權利要求1所述的一種利用鍋爐含硫煙氣制硫酸銨的系統，其特征在于，所述的甲烷制備裝置(10)內裝有加熱和冷卻裝置，調節甲烷制備裝置(10)內的介質的溫度在250℃至600℃之間。

6.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述的甲烷制備裝置(10)內裝有壓縮機，將進入甲烷制備裝置(10)內的介質的壓力提高到10MPa。

7.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述的甲烷制備裝置(10)內裝有催化劑，進入到甲烷制備裝置(10)內的二氧化碳和氫氣在在催化劑作用下生成甲烷。

8.采用權利要求1至7任一系統制硫酸銨的方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)、由供水裝置(2)向本生反應裝置(3)中加水，液位達到本生反應裝置(3)的正常水位；

(2)、由碘供應裝置(16)向本生反應裝置(3)中按碘：水＝1：1.4的摩爾比裝入碘；

(3)、將從鍋爐煙道(1)來的經過脫銷和除塵后的煙氣通入本生反應裝置(3)中，煙氣的主要成分有：氮氣、二氧化碳、氧氣、二氧化硫；

(4)、二氧化硫、水、碘在本生反應裝置(3)中部分發生化學反應，生成碘化氫和硫酸，硫酸進入硫酸收集裝置(4)，碘化氫進入碘化氫分離器(5)；

(5)、進入碘化氫分離器(5)中的碘化氫，在300℃以上溫度，在催化劑作用下，部分分解為氫氣和碘，碘進入碘回收裝置(8)，氫氣進入氫氣收集裝置(9)，未分解的碘化氫返回到本生反應裝置(3)中參與下一輪反應；

(6)、從本生反應裝置(3)中排出的氣體進入到反應器排氣收集裝置(6)中，其主要成分有氮氣、二氧化碳、氧氣；

(7)、從反應器排氣收集裝置(6)排出的氣體中的氧氣與從氫氣收集裝置(9)中排出的氫氣在除氧裝置(7)中燃燒，消耗掉氧氣，同時產生熱量加熱氣體；

(8)、從除氧裝置(7)中排出的氣體進入到甲烷制備裝置(10)中，其主要成分有氮氣、二氧化碳，其中的二氧化碳與從氫氣收集裝置(9)中來的氫氣發生化學反應生成甲烷，生成的甲烷存儲到甲烷存儲裝置(14)中；

(9)、從甲烷制備裝置(10)中排出的氣體進入到氨氣制備裝置(11)中，其主要成分是氮氣，其與從氫氣收集裝置(9)來的氫氣發生化學反應成氨氣，形成的氨氣根據需要可存儲于氨氣存儲裝置(15)中；

(10)、氨氣制備裝置(11)中產生的氨氣進入到硫酸銨制備裝置(12)中，與從硫酸收集裝置(4)中來的硫酸，發生化學反應生成硫酸銨，生成的硫酸銨存儲于硫酸銨存儲裝置(13)中。