專利名稱：一種真空碳酸鉀法焦爐煤氣脫硫-制酸工藝及其加工系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于煤化工領(lǐng)域中除廢工藝及其加工系統(tǒng)，尤其涉及一種對焦爐煤氣進行脫硫，并將含硫廢氣作為原料制取濃硫酸的工藝及其加工系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前焦爐煤氣大多采用濕式脫硫技術(shù)，因反應(yīng)機理不同，劃分為濕式氧化工藝和濕式吸收工藝。
濕式氧化工藝以鈉或煤氣中的氨為堿源，采用不同的添加劑作催化劑從煤氣中吸收硫化氫，并通過再生系統(tǒng)將其氧化生成單質(zhì)硫。工藝的最大優(yōu)點是脫硫效率高，尤其適合高硫煤氣的精制(將煤氣中硫化氫脫至< lOOmg/m3或更低)。但其不足之處是，在氧化過程中，富集硫的脫硫液與空氣接觸，發(fā)生較強的副反應(yīng)，生成大量硫氰酸鹽、硫代硫酸鹽和硫酸鹽等化合物。這些鹽類在脫硫液中達到一定濃度時，將降低煤氣脫硫效率，加劇設(shè)備、 管道的腐蝕，所以需要及時從系統(tǒng)中排出。但含鹽溶液的處理工藝較為復雜，通常存在著建設(shè)投資高、運行成本高、維修量大、經(jīng)濟性差等缺點。
濕式吸收工藝以鉀、鈉、氨等堿性物質(zhì)作吸收劑從煤氣中吸收硫化氫，再通過解吸系統(tǒng)還原含有硫化氫的酸性氣體。借助WSA濕式制酸或Claus (又稱克勞斯)工藝，將酸性氣體轉(zhuǎn)化生成硫酸或優(yōu)質(zhì)硫磺產(chǎn)品。工藝的優(yōu)點是較少生成難于處理的鹽類化合物，產(chǎn)生的酸性氣體易于加工轉(zhuǎn)化為化工產(chǎn)品。但其不足之處是，相對濕式氧化工藝而言，多數(shù)濕式吸收工藝脫硫效率相對較低，適合脫硫后煤氣中硫化氫含量在< 200mg/m3時選用。
WSA是英文濕法硫酸制造技術(shù)的的縮寫，是丹麥托普索公司的專有技術(shù)，若采用該技術(shù)投資較大?？藙谒範t回收硫磺技術(shù)為國外所有，若采用克勞斯爐回收硫磺，系統(tǒng)操作復雜，催化劑易中毒，尾氣不能達標排放，還需進行再處理。且硫磺產(chǎn)量低，純度不高，堿耗大， 運行成本也高，設(shè)備腐蝕嚴重，脫硫廢水污染環(huán)境，原料及公輔介質(zhì)能耗較大。
國家知識產(chǎn)權(quán)局2010. 6. 16.公告的公告號“CN101734629A”名稱為“以焦化濃縮含硫廢液為原料制取工業(yè)硫酸的方法”，提供了一種利用在焦化廠焦爐煤氣濕式氧化脫硫工藝中，產(chǎn)生的含硫化合物及水分的液固混合物為原料生產(chǎn)工業(yè)級硫酸的方法；圍繞濕式氧化脫硫工藝制訂了由硫漿制取工業(yè)級硫酸的技術(shù)措施?？傮w來說，其脫硫效率低、制取成本高，對制成品品質(zhì)缺少控制手段。
《燃燒與化工》2009年5月，第40卷第3期，公開了《真空碳酸鉀法焦爐煤氣脫硫脫氰工藝的特點》的文獻，出于環(huán)保考慮，該文獻提出了利用真空碳酸鉀法從焦爐煤氣中脫硫脫氰的技術(shù)手段，能使得凈化后焦爐煤氣的純凈度高，環(huán)保效果好。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對以上問題，提供了一種在制取工序各階段進行參數(shù)控制，并將各工序設(shè)備構(gòu)成進行優(yōu)化，進而能大幅度提高加工效率，降低加工成本，控制產(chǎn)品品質(zhì)的真空碳酸鉀法焦爐煤氣脫硫-制酸工藝及其加工系統(tǒng)。
本發(fā)明的工藝的技術(shù)方案是以焦爐煤氣為原料，去除所述焦爐煤氣中的含硫化氫廢氣，再將凈化后的煤氣傳輸給用戶，按以下步驟去除所述焦爐煤氣中的含硫化氫廢氣 1)、分離；將焦爐煤氣通入真空碳酸鉀脫硫裝置，經(jīng)吸收、解吸、氣液分離，分解出焦爐煤氣中的含硫化氫的廢氣；得溫度為32-45°C的含硫化氫廢氣； 2)、焚燒；將上步驟32-45°C的含硫化氫廢氣噴入焚燒爐，與空氣過氧燃燒至 1000 1050°C，得到含二氧化硫的煙氣； 3)、降溫；隨即將上步驟中1000 1050°C的二氧化硫煙氣進入余熱鍋爐降溫到 350 380°C，得350 380°C的煙氣； 4)、洗滌、凈化；對前述350 380°C的煙氣采用并流洗滌器、冷卻塔進行洗滌降溫，清除其中的固態(tài)微粒及有害雜質(zhì)，并降溫至32 38°C ；隨即通過兩級電除霧器，除去煙氣中的酸霧；得清潔煙氣； 5)、干燥；上步驟清潔煙氣通入干燥裝置；使含水降至0. lg/N.m3以下，得干燥煙氣； 6)、兩轉(zhuǎn)兩吸；將上步驟干燥煙氣通過轉(zhuǎn)化器以及兩級吸收塔進行制酸反應(yīng)，得濃度彡93%的硫酸。
本發(fā)明的系統(tǒng)的技術(shù)方案是它包括依次相互連接的焦爐煤氣脫硫裝置、焚燒裝置、降溫裝置、洗滌降溫及凈化裝置、干燥裝置、兩轉(zhuǎn)兩吸裝置和高濃度硫酸槽； 所述焦爐煤氣脫硫裝置包括相互連接的吸收塔、解析塔和分離器裝置， 所述吸收塔設(shè)有焦爐煤氣進口、凈化后煤氣出口以及廢酸液循環(huán)回路， 所述解析塔設(shè)有與所述廢酸液循環(huán)回路相接的接口、廢氣出口， 所述分離器裝置包括相互連接的氣液分離器和分離器，所述氣液分離器連接所述廢氣出口，所述分離器設(shè)有溫度為32-45°C的含硫化氫廢氣的出口 ； 所述焚燒裝置包括焚燒爐和風機；所述焚燒爐設(shè)有連接前述溫度為32-45°C的含硫化氫廢氣的出口的進口，所述焚燒爐還設(shè)有煙氣出口 ； 所述降溫裝置包括相互連接的余熱鍋爐，所述余熱鍋爐設(shè)有連接前述1000 1050°C煙氣出口的進口，所述余熱鍋爐還設(shè)有350-380°C煙氣出口 ； 所述洗滌降溫及凈化裝置包括含并流洗滌器、脫吸塔、稀酸循環(huán)槽、冷卻塔和稀酸板式換熱器的洗滌降溫裝置；和兩級電除霧器的凈化裝置； 所述并流洗滌器的進口連接前述350-380°C煙氣出口，所述并流洗滌器還連接所述脫吸塔、稀酸循環(huán)槽和冷卻塔，所述冷卻塔連接所述稀酸板式換熱器；所述冷卻塔還連接所述電除霧器一，所述電除霧器一連接所述電除霧器二，所述電除霧器二設(shè)有除雜凈化降溫后的清潔煙氣出口； 所述干燥裝置為具有進口和出口的干燥塔，所述干燥塔的進口連接前述清潔煙氣出口 ； 所述兩轉(zhuǎn)兩吸裝置包括具有四層結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)化器以及與各層分別相連的換熱器一 四，和依次相連的一吸塔、二吸塔；所述轉(zhuǎn)化器一層的進口連接所述干燥塔和相應(yīng)換熱器的出口 ；所述轉(zhuǎn)化器三層出口連接相應(yīng)換熱器和所述一吸塔進口，一吸收塔出口連接所述高濃度硫酸槽和換熱器及轉(zhuǎn)化器四層進口 ；所述二吸塔進口連接轉(zhuǎn)化器四層出口和相應(yīng)
5換熱器出口，二吸收塔出口連接所述高濃度硫酸槽和尾氣煙囪。
所述降溫裝置上還連接有余熱回收利用裝置，所述余熱回收利用裝置還包括汽包。
本發(fā)明使用碳酸鉀溶液直接吸收煤氣中的硫化氫和氰化氫，屬于濕式吸收法脫硫工藝。為實現(xiàn)前述目的，設(shè)置了專門的系統(tǒng)設(shè)備；并且在工藝的各步驟中，采取了嚴格的工藝參數(shù)。真空碳酸鉀法脫硫脫氰后產(chǎn)生的酸性氣體，過去采用克勞斯法生產(chǎn)單質(zhì)硫，本發(fā)明采用干接觸法(干法H2S制酸新工藝)來生產(chǎn)硫酸。最大的優(yōu)點是充分利用煤氣中有害的 H2S作為制酸的原料，產(chǎn)品送硫銨工段吸收煤氣中的氨，真正做到凈化煤氣中的廢物，實現(xiàn)焦化產(chǎn)業(yè)的循環(huán)經(jīng)濟。本技術(shù)先進可靠，運行成本低、節(jié)省投資，完全達到環(huán)保要求。


圖1是本發(fā)明的工藝流程圖 圖2是本發(fā)明中焦爐煤氣脫硫裝置(圖1中I)的結(jié)構(gòu)原理圖 圖3是本發(fā)明中焚燒裝置(圖1中II)、降溫裝置(圖1中III)的結(jié)構(gòu)原理圖 圖4是本發(fā)明中洗滌降溫及凈化裝置(圖1中IV)的結(jié)構(gòu)原理圖 圖5是本發(fā)明中干燥裝置(圖1中V)、兩轉(zhuǎn)(圖1中V-1)兩吸(圖1中V_2)裝置的結(jié)構(gòu)原理圖。
具體實施例方式本發(fā)明的工藝如圖1所示，以焦爐煤氣為原料，去除所述焦爐煤氣中的含硫化氫廢氣，再將凈化后的煤氣傳輸給用戶，按以下步驟去除所述焦爐煤氣中的含硫化氫廢氣的 1)、分離；將焦爐煤氣通入真空碳酸鉀脫硫裝置，經(jīng)吸收、解吸、氣液分離，分解出焦爐煤氣中的含硫化氫的廢氣；得溫度為32-45°C的含硫化氫廢氣； 2)、焚燒；將上步驟32-45°C的含硫化氫廢氣噴入焚燒爐，加溫至1000 1050°C， 得1000 1050°C的含二氧化硫的煙氣； 3)、降溫；隨即將上步驟中1000 1050°C的二氧化硫煙氣進入余熱鍋爐降溫到 350 380°C，得；350 380°C 的煙氣； 4)、洗滌、凈化；對前述350 380°C的煙氣采用并流洗滌器、脫吸塔、稀酸循環(huán)槽、 冷卻塔和稀酸板式換熱器進行洗滌降溫，清除其中的固態(tài)微粒，并降溫至32 38°C ；隨即通過兩級電除霧器進行除雜，除去煙氣中的酸霧；得清潔煙氣； 5)、干燥；上步驟清潔煙氣通入干燥裝置；使含水降至0. lg/N. m3以下，得干燥煙氣； 6)、兩轉(zhuǎn)兩吸；將上步驟干燥煙氣通過轉(zhuǎn)化器以及兩級吸收塔進行制酸反應(yīng)，得濃度彡93%的硫酸。
本發(fā)明的系統(tǒng)如圖2-5所示它包括依次相互連接的焦爐煤氣脫硫裝置、焚燒裝置、降溫裝置、洗滌降溫及凈化裝置、干燥裝置、兩轉(zhuǎn)兩吸裝置和高濃度硫酸槽； 如圖2所示，所述焦爐煤氣脫硫裝置包括相互連接的吸收塔、解析塔和分離器裝置， 所述吸收塔設(shè)有焦爐煤氣進口、凈化后煤氣出口以及廢酸液循環(huán)回路， 所述解析塔設(shè)有與所述廢酸液循環(huán)回路相接的接口、廢氣出口， 所述分離器裝置包括相互連接的氣液分離器和分離器，所述氣液分離器連接所述廢氣出口，所述分離器設(shè)有溫度為32-45°C的含硫化氫廢氣的出口 ； 如圖3中左側(cè)虛線框中所示，所述焚燒裝置包括焚燒爐和風機；所述焚燒爐設(shè)有連接前述溫度為32-45°C的含硫化氫廢氣的出口的進口，所述焚燒爐還設(shè)有1000 1050°C 煙氣出口 ；采用新型多段式焚燒爐對煤化工中利用真空碳酸鉀法脫出的硫化氫氣體進行焚燒，使硫化氫轉(zhuǎn)化為二氧化硫煙氣，焚燒溫度控制在1000 1050°C ； 如圖3中右側(cè)虛線框中所示，所述降溫裝置包括相互連接的余熱鍋爐，所述余熱鍋爐設(shè)有連接前述1000 1050°C煙氣出口的進口，所述余熱鍋爐還設(shè)有350-380°C煙氣出口 ；采用中壓火管式余熱鍋爐對焚燒后的高溫煙氣進行熱回收，使煙氣溫度降至350°C 380 0C ； 如圖4所示，所述洗滌降溫及凈化裝置包括含并流洗滌器、脫吸塔、稀酸循環(huán)槽、 冷卻塔和稀酸板換的洗滌降溫裝置；和含電除霧器一和電除霧器二的凈化裝置； 所述并流洗滌器的進口連接前述350-380°C煙氣出口，所述并流洗滌器還連接所述脫吸塔、稀酸循環(huán)槽和冷卻塔，所述冷卻塔連接所述稀酸板換；所述冷卻塔還連接所述電除霧器一，所述電除霧器一連接所述電除霧器二，所述電除霧器二設(shè)有除霧凈化降溫后的清潔煙氣出口； 采用兩級洗滌、兩級電除霧凈化工藝對焚燒后煙氣進行降溫、除霧、除雜； 如圖5中中間虛線框所示，所述干燥裝置為具有進口和出口的干燥塔，所述干燥塔的進口連接前述清潔煙氣出口 ；采用高效干燥塔對凈化后煙氣進行干燥除水，使煙氣含水彡 0. lg/Nm3 ； 如圖5中兩側(cè)虛線框所示，所述兩轉(zhuǎn)兩吸裝置包括具有四層結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)化塔以及與各層分別相連的換熱器一 四，和依次相連的一吸塔、二吸塔；所述轉(zhuǎn)化塔一層的進口連接所述干燥塔的出口 ；所述轉(zhuǎn)化塔四層的出口連接所述一吸塔進口 ；所述二吸塔出口連接所述高濃度硫酸槽。采用II兩次轉(zhuǎn)化工藝將煙氣中SA轉(zhuǎn)化成SO3，且轉(zhuǎn)化率達99. 85% ；采用高效吸收塔對轉(zhuǎn)化后煙氣進行兩次吸收后生產(chǎn)硫酸，吸收率達99. 99%。
如圖3中右側(cè)虛線框中上部所示，所述降溫裝置上還連接有余熱回收利用裝置， 所述余熱回收利用裝置包括汽包和熱交換裝置。
下面進一步詳細介紹本發(fā)明背景、原理 1、目前我國已經(jīng)建成(包括引進的)煤氣精制系統(tǒng)采用的具有代表性的濕法脫硫工藝表
權(quán)利要求
1.一種真空碳酸鉀法焦爐煤氣脫硫-制酸工藝，以焦爐煤氣為原料，去除所述焦爐煤氣中的含硫化氫廢氣，再將凈化后的煤氣傳輸給用戶，其特征在于，按以下步驟去除所述焦爐煤氣中的含硫化氫廢氣1)、分離；將焦爐煤氣通入真空碳酸鉀脫硫裝置，經(jīng)吸收、解吸、氣液分離，分解出焦爐煤氣中的含硫化氫的廢氣；得溫度為32-45°C的含硫化氫廢氣；2)、焚燒；將上步驟32-45°C的含硫化氫廢氣噴入焚燒爐，與空氣過氧燃燒至1000 1050°C，得到含二氧化硫的煙氣；3)、降溫；隨即將上步驟中1000 1050°C的二氧化硫煙氣進入余熱鍋爐降溫到350 380°C，得350 380°C的煙氣；4)、洗滌、凈化；對前述350 380°C的煙氣采用并流洗滌器、冷卻塔進行洗滌降溫，清除其中的固態(tài)微粒及有害雜質(zhì)，并降溫至32 38°C ；隨即通過兩級電除霧器，除去煙氣中的酸霧；得清潔煙氣；5)、干燥；上步驟清潔煙氣通入干燥裝置；使含水降至0.lg/N. m3以下，得干燥煙氣；6)、兩轉(zhuǎn)兩吸；將上步驟干燥煙氣通過轉(zhuǎn)化器以及兩級吸收塔進行制酸反應(yīng)，得濃度彡93%的硫酸。
2.一種實現(xiàn)權(quán)利要求1所述脫硫-制酸工藝的加工系統(tǒng)，其特征在于，它包括依次相互連接的焦爐煤氣脫硫裝置、焚燒裝置、降溫裝置、洗滌降溫及凈化裝置、干燥裝置、兩轉(zhuǎn)兩吸裝置和高濃度硫酸槽；所述焦爐煤氣脫硫裝置包括相互連接的吸收塔、解析塔和分離器裝置， 所述吸收塔設(shè)有焦爐煤氣進口、凈化后煤氣出口以及廢酸液循環(huán)回路， 所述解析塔設(shè)有與所述廢酸液循環(huán)回路相接的接口、廢氣出口， 所述分離器裝置包括相互連接的氣液分離器和分離器，所述氣液分離器連接所述廢氣出口，所述分離器設(shè)有溫度為32-45°C的含硫化氫廢氣的出口 ；所述焚燒裝置包括焚燒爐和風機；所述焚燒爐設(shè)有連接前述溫度為32-45°C的含硫化氫廢氣的出口的進口，所述焚燒爐還設(shè)有煙氣出口 ；所述降溫裝置包括相互連接的余熱鍋爐，所述余熱鍋爐設(shè)有連接前述1000 1050°C 煙氣出口的進口，所述余熱鍋爐還設(shè)有350-380°C煙氣出口 ；所述洗滌降溫及凈化裝置包括含并流洗滌器、脫吸塔、稀酸循環(huán)槽、冷卻塔和稀酸板式換熱器的洗滌降溫裝置；和兩級電除霧器的凈化裝置；所述并流洗滌器的進口連接前述350-380°C煙氣出口，所述并流洗滌器還連接所述脫吸塔、稀酸循環(huán)槽和冷卻塔，所述冷卻塔連接所述稀酸板式換熱器；所述冷卻塔還連接所述電除霧器一，所述電除霧器一連接所述電除霧器二，所述電除霧器二設(shè)有除雜凈化降溫后的清潔煙氣出口；所述干燥裝置為具有進口和出口的干燥塔，所述干燥塔的進口連接前述清潔煙氣出口 ；所述兩轉(zhuǎn)兩吸裝置包括具有四層結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)化器以及與各層分別相連的換熱器一 四， 和依次相連的一吸塔、二吸塔；所述轉(zhuǎn)化器一層的進口連接所述干燥塔和相應(yīng)換熱器的出口 ；所述轉(zhuǎn)化器三層出口連接相應(yīng)換熱器和所述一吸塔進口，一吸收塔出口連接所述高濃度硫酸槽和換熱器及轉(zhuǎn)化器四層進口 ；所述二吸塔進口連接轉(zhuǎn)化器四層出口和相應(yīng)換熱器出口，二吸收塔出口連接所述高濃度硫酸槽和尾氣煙囪。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的加工系統(tǒng)，其特征在于，所述降溫裝置上還連接有余熱回收利用裝置，所述余熱回收利用裝置還包括汽包。
全文摘要
一種真空碳酸鉀法焦爐煤氣脫硫-制酸工藝及其加工系統(tǒng)。涉及對焦爐煤氣進行脫硫，并將含硫廢氣作為原料制取濃硫酸的工藝及其加工系統(tǒng)。在制取工序各階段進行參數(shù)控制，并將各工序設(shè)備構(gòu)成進行優(yōu)化，進而能大幅度提高加工效率，降低加工成本，控制產(chǎn)品品質(zhì)。本發(fā)明以焦爐煤氣為原料，去除所述焦爐煤氣中的含硫化氫廢氣，再將凈化后的煤氣傳輸給用戶，按以下步驟去除所述焦爐煤氣中的含硫化氫廢氣1)、分離；2)、焚燒；3)、降溫；4)、洗滌、凈化；5)、干燥；6)、兩轉(zhuǎn)兩吸；得濃度≥93％的硫酸。本發(fā)明的系統(tǒng)包括依次相互連接的焦爐煤氣脫硫裝置、焚燒裝置、降溫裝置、洗滌降溫及凈化裝置、干燥裝置、兩轉(zhuǎn)兩吸裝置和高濃度硫酸槽。
文檔編號C01B17/74GK102181308SQ20111007326
公開日2011年9月14日 申請日期2011年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月25日
發(fā)明者張元松, 王衛(wèi)彪, 張開平, 唐志明, 潘慶洋, 戚松朝 申請人:建業(yè)慶松集團有限公司