專利名稱：處理煙氣的方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及處理煙氣的方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在冶煉煙氣制酸領(lǐng)域，隨著有色冶金富氧冶煉技術(shù)的發(fā)展，進(jìn)入煙氣制酸系統(tǒng)的煙氣中二氧化硫濃度高達(dá)20%以上。如果采用常規(guī)的二氧化硫轉(zhuǎn)化工藝，需將二氧化硫濃度稀釋至12%左右，以保證反應(yīng)后溫度不會超過觸媒和轉(zhuǎn)化器材料的耐受溫度。即使采用低溫銫觸媒降低入口溫度，煙氣中二氧化硫濃度也不能超過14%。這就造成轉(zhuǎn)化和其后續(xù)設(shè)備的規(guī)模增大，從而導(dǎo)致整套制酸裝置的投資及運行費用大為增加，影響了由于冶煉工藝進(jìn)步帶來的綜合經(jīng)濟效益的提高。因此，經(jīng)濟有效的高濃度的二氧化硫轉(zhuǎn)化工藝成為冶煉煙氣制酸領(lǐng)域研究的熱點課題。目前國內(nèi)外采用的高濃度二氧化硫轉(zhuǎn)化技術(shù)主要有煙氣循環(huán)、等溫反應(yīng)器和非衡態(tài)高濃度SO2兩次轉(zhuǎn)化技術(shù)等，大部分還處于起步階段，在技術(shù)層面和經(jīng)濟效益方面都各有優(yōu)缺點。因而，現(xiàn)階段二氧化硫濃度高的煙氣處理轉(zhuǎn)化工藝仍有待改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決上述技術(shù)問題之一或至少提供一種有用的商業(yè)選擇。為此，本發(fā)明的一個目的在于提出一種成本低、工藝簡單、適應(yīng)性強，操作靈活，能夠有效處理含有高濃度二氧化硫的煙氣的方法。為此，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，本發(fā)明提供了一種處理煙氣的方法。根據(jù)本發(fā)明的實施例，該方法包括:將待處理的煙氣分為第一煙氣和第二煙氣；利用空氣對所述第一煙氣進(jìn)行稀釋，以便將二氧化硫濃度降低至12體積％ ;將經(jīng)過稀釋的第一煙氣中的至少一部分二氧化硫轉(zhuǎn)化為三氧化硫，以便得到含有三氧化硫和二氧化硫的第一煙氣；將所述含有三氧化硫和二氧化硫的第一煙氣與所述第二煙氣混合，以便得到混合煙氣，其中，所述混合煙氣中二氧化硫的濃度為12.5體積％以下；以及將所述混合煙氣用于制備硫酸。發(fā)明人驚奇地發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明的處理煙氣的方法，能夠有效地實現(xiàn)對二氧化硫含量高的煙氣的處理，其處理的煙氣中二氧化硫“當(dāng)量濃度”可高達(dá)17體積％，并且工藝簡單、能耗及成本低、處理煙氣效率高、適應(yīng)性強，操作靈活。具體地，根據(jù)本發(fā)明的實施例，本發(fā)明的處理煙氣的方法能夠使進(jìn)入制酸裝置的煙氣量降低20°/Γ30%，運行成本降低15°/Γ20%。其中，需要說明的是，在本文中處理的煙氣中二氧化硫“當(dāng)量濃度”是通過以下公式計算得出的:處理的煙氣中二氧化硫“當(dāng)量濃度”=待處理的煙氣中SO2的量/ (第一煙氣的量+對第一煙氣進(jìn)行稀釋的空氣的量+第二煙氣的量)，其中，上述公式中各氣體的量可以以其體積表示。由此，通過上述公式，可以折算出本發(fā)明的處理煙氣的方法能夠處理的煙氣中二氧化硫的“當(dāng)量濃度”，從而能夠以此“當(dāng)量濃度”與常規(guī)的兩轉(zhuǎn)兩吸法能夠處理的煙氣中二氧化硫的濃度(二氧化硫被稀釋至12體積％左右的煙氣)進(jìn)行比較。根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，本發(fā)明的處理煙氣的方法，能夠處 理二氧化硫“當(dāng)量濃度”高達(dá)17體積％的煙氣。由此，進(jìn)一步表明了本發(fā)明的處理煙氣的方法優(yōu)越性顯著。另外，本發(fā)明的處理煙氣的方法還具有以下附加技術(shù)特征:根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，在將待處理的煙氣分為第一煙氣和第二煙氣之前，預(yù)先對所述待處理的煙氣進(jìn)行預(yù)熱，以便達(dá)到溫度為250 350°C。由此，煙氣得到了初步的升溫，有利于后續(xù)步驟的進(jìn)行。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，在將經(jīng)過稀釋的第一煙氣中的至少一部分二氧化硫轉(zhuǎn)化為三氧化硫之前，將所述經(jīng)過稀釋的第一煙氣升溫至380 420°C。由此，煙氣達(dá)到預(yù)轉(zhuǎn)化反應(yīng)所需的溫度。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，將所述混合煙氣用于通過兩轉(zhuǎn)兩吸法制備硫酸。由此，能夠有效提聞煙氣處理及硫酸制備的效率。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，將所述含有三氧化硫和二氧化硫的第一煙氣與所述第二煙氣混合之前，對所述含有三氧化硫和二氧化硫的第一煙氣進(jìn)行冷卻，將所述第二煙氣進(jìn)行預(yù)熱。由此，第一煙氣和第二煙氣均可達(dá)到常規(guī)轉(zhuǎn)化一層反應(yīng)所需的溫度。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明還提供了一種用于處理煙氣的系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的實施例，該系統(tǒng)包括:煙氣分流裝置，所述煙氣分流裝置用于將待處理的煙氣分為第一煙氣和第二煙氣；稀釋裝置，所述稀釋裝置與所述煙氣分流裝置相連，以便利用空氣對所述第一煙氣進(jìn)行稀釋，以便將二氧化硫濃度降低至12體積％ ;預(yù)轉(zhuǎn)化裝置，所述預(yù)轉(zhuǎn)化裝置與所述稀釋裝置相連，用于將經(jīng)過稀釋·的第一煙氣中的至少一部分二氧化硫轉(zhuǎn)化為三氧化硫，以便得到含有三氧化硫和二氧化硫的第一煙氣；混合裝置，所述混合裝置分別與所述煙氣分流裝置和預(yù)轉(zhuǎn)化裝置相連，用于將所述含有三氧化硫和二氧化硫的第一煙氣與所述第二煙氣混合，以便得到混合煙氣，其中，所述混合煙氣中二氧化硫的濃度為12.5體積％以下；以及制酸裝置，所述制酸裝置與混合裝置相連，用于利用所述混合煙氣進(jìn)行制備硫酸。發(fā)明人驚奇地發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明的用于處理煙氣的系統(tǒng)，能夠有效地實現(xiàn)對二氧化硫濃度高的煙氣的處理，其處理的煙氣中二氧化硫“當(dāng)量濃度”可高達(dá)17體積％，并且該處理煙氣的系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)及工藝流程簡單、占地少、成本低、需能少、熱量回收率高，處理煙氣效果好，適應(yīng)性強，操作靈活。具體地，根據(jù)本發(fā)明的實施例，利用本發(fā)明的用于處理煙氣的系統(tǒng)，能夠使進(jìn)入制酸裝置的煙氣量降低20°/Γ30%，運行成本降低15°/Γ20%。此外，本發(fā)明的用于處理煙氣的系統(tǒng)還具有以下附加技術(shù)特征:根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，本發(fā)明的用于處理煙氣的系統(tǒng)進(jìn)一步包括第一加熱裝置，所述第一加熱裝置與所述煙氣分流裝置相連，用于在將待處理的煙氣分為第一煙氣和第二煙氣之前，預(yù)先對所述待處理的煙氣進(jìn)行預(yù)熱，以便達(dá)到溫度為250 350°C。由此，煙氣得到了初步的升溫，有利于后續(xù)步驟的進(jìn)行。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，進(jìn)一步包括第二加熱裝置，所述第二加熱裝置分別與所述稀釋裝置和預(yù)轉(zhuǎn)化裝置相連，用于在將經(jīng)過稀釋的第一煙氣中的至少一部分二氧化硫轉(zhuǎn)化為三氧化硫之前，將所述經(jīng)過稀釋的第一煙氣升溫至380 420°C。由此，煙氣能夠達(dá)到預(yù)轉(zhuǎn)化反應(yīng)所需的溫度。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述制酸裝置適于利用兩轉(zhuǎn)兩吸法制備硫酸。由此，能夠有效提聞煙氣處理及硫酸制備的效率。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，本發(fā)明的用于處理煙氣的系統(tǒng)進(jìn)一步包括:冷卻裝置，所述冷卻裝置分別與所述預(yù)轉(zhuǎn)化裝置和混合裝置相連，用于在將所述含有三氧化硫和二氧化硫的第一煙氣與所述第二煙氣混合之前，對所述含有三氧化硫和二氧化硫的第一煙氣進(jìn)行冷卻；以及第三加熱裝置，所述第三加熱裝置分別與所述煙氣分流裝置和混合裝置相連，用于在將所述含有三氧化硫和二氧化硫的第一煙氣與所述第二煙氣混合之前，將所述第二煙氣進(jìn)行預(yù)熱。由此，第一煙氣和第二煙氣均可達(dá)到常規(guī)轉(zhuǎn)化一層反應(yīng)所需的溫度。本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。


本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從結(jié)合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的處理煙氣的方法的流程示意圖；圖2顯示了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的用于處理煙氣的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3顯示了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的處理煙氣的方法的工藝流程示意圖。
具體實施例方式下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“上”、“下”、“頂”、“底” “內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示 所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。在本發(fā)明的描述中，“多個”的含義是兩個或兩個以上，除非另有明確具體的限定。在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”等術(shù)語應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，本發(fā)明提供了一種處理煙氣的方法。根據(jù)本發(fā)明的實施例，該處理煙氣的方法，能夠有效地實現(xiàn)對二氧化硫含量高的煙氣的處理，其處理的煙氣中二氧化硫“當(dāng)量濃度”可高達(dá)17體積％，并且工藝簡單、能耗及成本低、處理煙氣效率高、適應(yīng)性強、操作靈活。具體地，根據(jù)本發(fā)明的實施例，本發(fā)明的處理煙氣的方法能夠使進(jìn)入制酸裝置的煙氣量降低20% 30%，使運行成本降低15% 20%。為了方便理解，下面參照圖1，對本發(fā)明的處理煙氣的方法進(jìn)行詳細(xì)描述。根據(jù)本發(fā)明的實施例，參照圖1，本發(fā)明的處理煙氣的方法可以包括:
SlOO:煙氣分流首先，將待處理的煙氣分為第一煙氣和第二煙氣。根據(jù)本發(fā)明的實施例，將待處理的煙氣分為第一煙氣和第二煙氣的設(shè)備不受特別限制，只要能夠?qū)崿F(xiàn)煙氣分流即可。例如可以鋪設(shè)兩道通路，將煙氣分流為第一煙氣和第二煙氣，并可以利用分氣閥控制煙氣的流量。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，在將待處理的煙氣分為第一煙氣和第二煙氣之前，可以預(yù)先對該待處理的煙氣進(jìn)行預(yù)熱，以便達(dá)到溫度為250 350°C。由此，煙氣得到了初步的升溫，有利于后續(xù)步驟的進(jìn)行。其中，根據(jù)本發(fā)明的實施例，對該待處理的煙氣進(jìn)行預(yù)熱的設(shè)備不受特別限制。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，可以采用熱交換器對待處理的煙氣進(jìn)行預(yù)熱。S200:稀釋其次，利用空氣對第一煙氣進(jìn)行稀釋，以便將二氧化硫濃度降低至12體積％。根據(jù)本發(fā)明的實施例，可以利用干燥的空氣對第一煙氣進(jìn)行稀釋，由此，能夠有效提高稀釋第一煙氣的效率。其中，獲得干燥空氣的方法不受特別限制。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，可以通過將空氣依次通過空氣風(fēng)機和空氣干燥塔而獲得干燥的空氣。S300:預(yù)轉(zhuǎn)化接著，將經(jīng)過稀釋的第一煙氣中的至少一部分二氧化硫轉(zhuǎn)化為三氧化硫，以便得到含有三氧化硫和二氧化硫的第一煙氣。根據(jù)本發(fā)明的實施例，可以將經(jīng)過稀釋的第一煙氣通過設(shè)有觸媒層的預(yù)轉(zhuǎn)化器，從而能夠使該經(jīng)過稀釋的第一煙氣中至少一部分二氧化硫被氧化而轉(zhuǎn)化為三氧化硫。此外，·根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，在將經(jīng)過稀釋的第一煙氣中的至少一部分二氧化硫轉(zhuǎn)化為三氧化硫之前，可以將該經(jīng)過稀釋的第一煙氣升溫至380 420°C。由此，煙氣達(dá)到預(yù)轉(zhuǎn)化反應(yīng)所需的溫度。其中，將經(jīng)過稀釋的第一煙氣進(jìn)行升溫的設(shè)備不受特別限制。根據(jù)本發(fā)明一個實施例，可以將經(jīng)過稀釋的第一煙氣通過熱交換器，從而能夠有效地將其升溫至前述溫度。S400:煙氣混合接下來，將上述獲得的含有三氧化硫和二氧化硫的第一煙氣與該第二煙氣混合，以便得到混合煙氣，其中，該混合煙氣中二氧化硫的濃度為12.5體積％以下。需要說明的是，該含有三氧化硫和二氧化硫的第一煙氣中二氧化硫的濃度非常低，從而將其與二氧化硫濃度較高的第二煙氣混合后，能夠使混合煙氣中二氧化硫的濃度較低，可達(dá)到12.5體積％以下。此外，根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，將該含有三氧化硫和二氧化硫的第一煙氣與該第二煙氣混合之前，可以對該含有三氧化硫和二氧化硫的第一煙氣進(jìn)行冷卻，將該第二煙氣進(jìn)行預(yù)熱。由此，第一煙氣和第二煙氣均可達(dá)到常規(guī)轉(zhuǎn)化一層反應(yīng)所需的溫度。其中，對含有三氧化硫和二氧化硫的第一煙氣進(jìn)行冷卻的設(shè)備不受特別限制。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，可以采用熱交換器對含有三氧化硫和二氧化硫的第一煙氣進(jìn)行冷卻。S500:制備硫酸然后，將上述獲得的混合煙氣用于制備硫酸。具體地，根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，可以將該混合煙氣用于通過兩轉(zhuǎn)兩吸法制備硫酸。由此，能夠有效提高煙氣處理及硫酸制備的效率。其中，根據(jù)本發(fā)明的實施例，實施本發(fā)明的處理煙氣的方法時，在將獲得的混合煙氣用于制備硫酸過程中，可以設(shè)置多個余熱鍋爐，以便盡可能地從高溫氣體回收熱量，減少能耗，降低成本。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明還提供了一種用于處理煙氣的系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的實施例，該系統(tǒng)可以包括:煙氣分流裝置、稀釋裝置、預(yù)轉(zhuǎn)化裝置、混合裝置以及制酸裝置。為了方面理解，下面結(jié)合圖2和圖3，對本發(fā)明的用于處理煙氣的系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)描述。根據(jù)本發(fā)明的實施例，參照圖2，本發(fā)明的用于處理煙氣的系統(tǒng)1000可以包括:煙氣分流裝置100、稀釋裝置200、預(yù)轉(zhuǎn)化裝置300、混合裝置400以及制酸裝置500。根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，煙氣分流裝置100用于將待處理的煙氣分為第一煙氣和第二煙氣；稀釋裝置200與煙氣分流裝置100相連，以便利用空氣對該第一煙氣進(jìn)行稀釋，以便將二氧化硫濃度降低至12體積％ ;預(yù)轉(zhuǎn)化裝置300與稀釋裝置200相連，用于將經(jīng)過稀釋的第一煙氣中的至少一部分二氧化硫轉(zhuǎn)化為三氧化硫，以便得到含有三氧化硫和二氧化硫的第一煙氣；混合裝置400分別與煙氣分流裝置100和預(yù)轉(zhuǎn)化裝置300相連，用于將該含有三氧化硫和二氧化硫的第一煙氣與該第二煙氣混合，以便得到混合煙氣，其中，該混合煙氣中二氧化硫的濃度為12.5體積％以下；制酸裝置500混合裝置400相連，用于利用該混合煙氣進(jìn)行制備硫酸。發(fā)明人驚奇地發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明的用于處理煙氣的系統(tǒng)，能夠有效地實現(xiàn)對二氧化硫濃度高的煙氣的處理，其處理的煙氣中二氧化硫“當(dāng)量濃度”高達(dá)17體積％，并且該處理煙氣的系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)及工藝流程簡單、占地少、成本低、需能少、熱量回收率高，處理煙氣效果好，適應(yīng)性強，操作靈活。具體地，根據(jù)本發(fā)明的實施例，利用本發(fā)明的用于處理煙氣的系統(tǒng)，能夠使進(jìn)入制酸裝置的煙氣量降低20°/Γ30%，運行成本降低15°/Γ20%。此外，根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，本發(fā)明的用于處理煙氣的系統(tǒng)1000可以進(jìn)一步包括第一加熱裝置(圖中未示出)。根據(jù)本發(fā)明的實施例，該第一加熱裝置與煙氣分流裝置100相連，用于在將待處理的煙氣分為第一煙氣和第二煙氣之前，預(yù)先對該待處理的煙氣進(jìn)行預(yù)熱，以便達(dá)到溫度為250 350°C。由此，煙氣得到了初步的升溫，有利于后續(xù)步驟的進(jìn)行。根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，本發(fā)明的用于處理煙氣的系統(tǒng)1000可以進(jìn)一步包括第二加熱裝置(圖中未示出)。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，該第二加熱裝置分別與稀釋裝置200和預(yù)轉(zhuǎn)化裝置300相連，用于在將經(jīng)過稀釋的第一煙氣中的至少一部分二氧化硫轉(zhuǎn)化為三氧化硫之前，將該經(jīng)過稀釋的第一煙氣升溫至380 420°C。由此，煙氣達(dá)到預(yù)轉(zhuǎn)化反應(yīng)所需的溫度。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，在本發(fā)明的用于處理煙氣的系統(tǒng)1000中，制酸裝置500適于利用兩轉(zhuǎn)兩吸法制備硫酸。由此，能夠有效提高煙氣處理及硫酸制備的效率。根據(jù)本發(fā)明的再一個實施例，本發(fā)明的用于處理煙氣的系統(tǒng)1000可以進(jìn)一步包括:冷卻裝置(圖中未示出)，該冷卻裝置分別與預(yù)轉(zhuǎn)化裝置300和混合裝置400相連，用于在將該含有三氧化硫和二氧化硫的第一煙氣與該第二煙氣混合之前，對該含有三氧化硫和二氧化硫的第一煙氣進(jìn)行冷卻；以及 第三加熱裝置，該第三加熱裝置分別與煙氣分流裝置100和混合裝置400相連，用于在將該含有三氧化硫和二氧化硫的第一煙氣與該第二煙氣混合之前，將該第二煙氣進(jìn)行預(yù)熱。由此，第一煙氣和第二煙氣均可達(dá)到常規(guī)轉(zhuǎn)化一層反應(yīng)所需的溫度。此外，根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，可以利用本發(fā)明的處理煙氣的方法，參照圖3(其中，如圖3所不，I一主鼓風(fēng)機、2—第四熱交換器、3—第一熱交換器、4一空氣風(fēng)機、5—空氣干燥塔、6—預(yù)熱交、7—預(yù)轉(zhuǎn)化器、8—主轉(zhuǎn)化器、9一I號余熱鍋爐、10 — I號余熱鍋爐汽包、11 一第二熱交換器、12—第三熱交換器、13 — 2號余熱鍋爐、14一2號余熱鍋爐汽包、15 — 3號余熱鍋爐、16—3號余熱鍋爐汽包、17 — I號分氣閥門、18—2號分氣閥門、A—來自干燥塔煙氣、B—空氣、C一去第一吸收塔、D—來自第一吸收塔、E—去第二吸收塔煙氣、F—鍋爐給水、G—蒸汽)所示的工藝流程示意圖處理煙氣，具體步驟如下:將待處理的煙氣通過主鼓風(fēng)機1，然后進(jìn)入第四熱交換器2進(jìn)行預(yù)熱，以便達(dá)到溫度為250 350°C后，被兩路管道分為第一煙氣和第二煙氣，并分別由分氣閥17和18控制
流量；將空氣依次通過空氣風(fēng)機4和空氣干燥塔5，以便獲得干燥的空氣。接著，將干燥的空氣與上述第一煙氣混合，以便對第一煙氣進(jìn)行稀釋，將SO2濃度降低到約12體積％。接下來，使經(jīng)過稀釋的第一煙氣進(jìn)入預(yù)熱交6 (位于預(yù)轉(zhuǎn)化器7內(nèi))的殼程，升溫至380 420°C后，進(jìn)入預(yù)轉(zhuǎn)化器7。其中，預(yù)轉(zhuǎn)化器7中設(shè)有觸媒層，從而能夠使升溫后的經(jīng)過稀釋的第一煙氣(煙氣溫度不超過630°C的觸媒耐受溫度)中的至少一部分SO2轉(zhuǎn)化為SO3,以便得到含有SO3和SO2的第一煙氣。然后，使含有SO3和SO2的第一煙氣進(jìn)入預(yù)熱交6 (位于預(yù)轉(zhuǎn)化器7內(nèi))管程冷卻；使第二煙氣進(jìn)入第一熱交換器3 (位于主轉(zhuǎn)化器8內(nèi))殼程進(jìn)行預(yù)熱后，與預(yù)熱交6管程出口處經(jīng)過冷卻的含有SOjP SO2的第一煙氣混合，以便得到混合煙氣，其中該混合煙氣中SO2的濃度為12.5%以下。然后，將該混合煙氣用于通過兩轉(zhuǎn)兩吸法制備硫酸，具體地:使混合煙氣進(jìn)入主轉(zhuǎn)化器8的第一觸媒層，以便將混合煙氣中至少一部分SO2轉(zhuǎn)化為SO3,獲得經(jīng)過第一轉(zhuǎn)化的混合煙氣，接著使該經(jīng)過第一轉(zhuǎn)化的混合煙氣進(jìn)入I號余熱鍋爐9以便回收熱量，然后進(jìn)入第一熱交換器3 (位于主轉(zhuǎn)化器8內(nèi))管程進(jìn)行進(jìn)一步冷卻；接著，使冷卻的經(jīng)過第一轉(zhuǎn)化的混合煙氣進(jìn)入主轉(zhuǎn)化器8的第二觸媒層，以便使冷卻的經(jīng)過第一轉(zhuǎn)化的混合煙氣中至少一部分SO2轉(zhuǎn)化為SO3,獲得經(jīng)過第二轉(zhuǎn)化的混合煙氣，并使其進(jìn)入第二熱交換器11 (位于主轉(zhuǎn)化器8內(nèi))管程，冷卻后進(jìn)入主轉(zhuǎn)化器8的第三觸媒層，以便獲得經(jīng)過第三轉(zhuǎn)化的混合煙氣。同樣，使經(jīng)過第三轉(zhuǎn)化的混合煙氣進(jìn)入第三熱交換器12管程冷卻，再進(jìn)入2號余熱鍋爐13進(jìn)一步回收熱量后，被送往第一吸收塔，用于制備硫酸；然后，將經(jīng)過第一吸收塔吸收SO3后剩余的SO2煙氣返回，依次進(jìn)入第三熱交換器12殼程和第二熱交換器11 (位于主轉(zhuǎn)化器8內(nèi))殼程進(jìn)行預(yù)熱，并將經(jīng)過預(yù)熱升溫后的煙氣進(jìn)入主轉(zhuǎn)化器8的第四觸媒層，以便使其中至少一部分SO2轉(zhuǎn)化為SO3，并繼續(xù)進(jìn)入第四熱交換器2管程冷卻，然后進(jìn)入3號余熱鍋爐15進(jìn)一步回收熱量后，送往第二吸收塔，用于制備硫酸。需要說明的是，上述如圖3所示的根據(jù)本發(fā)明一個實施例的處理煙氣的工藝中，預(yù)熱交6設(shè)置在預(yù)轉(zhuǎn)化器7 (其功能相當(dāng)于本發(fā)明圖2中所示的預(yù)轉(zhuǎn)化裝置300)的內(nèi)部，第一熱交換器3和第二熱交換器 11設(shè)置在主轉(zhuǎn)化器8的內(nèi)部，組合后的轉(zhuǎn)化系統(tǒng)采用中心筒結(jié)構(gòu)；將預(yù)轉(zhuǎn)化器7與主轉(zhuǎn)化器8組合在一起，并設(shè)置在主轉(zhuǎn)化器8的上部；兩轉(zhuǎn)兩吸采用IV1-1II II的外換熱流程，并在主轉(zhuǎn)化器8的一層出口、一次轉(zhuǎn)化煙氣側(cè)和二次轉(zhuǎn)化煙氣側(cè)分別設(shè)置3臺余熱鍋爐回收熱量，由此，能夠有效地節(jié)約占地和投資，并能夠有效回收熱量，進(jìn)而能夠減少能耗，降低成本。此外，需要說明的是，圖3所示的根據(jù)本發(fā)明一個實施例的處理煙氣的工藝可以靈活適應(yīng)待處理煙氣的煙氣量及SO2濃度的高低，例如當(dāng)待處理的煙氣中SO2濃度較低如不高于12%時，可以關(guān)閉分氣閥17及對第一煙氣進(jìn)行處理的各設(shè)備，即待處理的煙氣無需經(jīng)過煙氣分流和預(yù)轉(zhuǎn)化，可以直接通過兩轉(zhuǎn)兩吸法制備硫酸、處理煙氣；當(dāng)待處理的煙氣中SO2濃度高于12%時，則可以開啟所有設(shè)備，先進(jìn)行煙氣分流和預(yù)轉(zhuǎn)化。下面將結(jié)合實施例對本發(fā)明的方案進(jìn)行解釋。本領(lǐng)域技術(shù)人員將會理解，下面的實施例僅用于說明本發(fā)明，而不應(yīng)視為限定本發(fā)明的范圍。實施例中未注明具體技術(shù)或條件的，按照本領(lǐng)域內(nèi)的文獻(xiàn)所描述的技術(shù)或條件或者按照產(chǎn)品說明書進(jìn)行。所用試劑或儀器未注明生產(chǎn)廠商者，均為可以通過市購獲得的常規(guī)產(chǎn)品。實施例1針對四川某銅冶煉項目的冶煉煙氣(SO2濃度高達(dá)27.69體積％，煙氣量約為90143Nm3/h)，比較利用常規(guī)的兩轉(zhuǎn)兩吸工藝和本發(fā)明的處理煙氣的方法處理煙氣的成本、效率和效果，具體如下:眾所周知，采用常規(guī)的兩轉(zhuǎn)兩吸工藝處理上述冶煉煙氣時，進(jìn)入轉(zhuǎn)化一層的SO2濃度一般要控制在12體積％左右，也即必須在干燥塔的入口加入大量的空氣將上述冶煉煙氣稀釋到約208000Nm3/h，才能由SO2風(fēng)機送入轉(zhuǎn)化工段。并且，該工藝整個轉(zhuǎn)化和干吸工段的設(shè)備規(guī)模都十分龐大，尤其是作為制酸系統(tǒng)主要動力設(shè)備的SO2風(fēng)機功率高達(dá)4150kW。參照圖3所示的工藝流程示意圖，采用本發(fā)明的處理煙氣的方法處理上述冶煉煙氣時，未經(jīng)稀釋的冶煉煙氣通過SO2風(fēng)機進(jìn)入第四熱交換器2，風(fēng)機功率可降至約2000kW。該冶煉煙氣經(jīng)第四熱交換器2預(yù)熱后溫度會升至約320°C，然后被分為兩路:第一煙氣和第二煙氣。其中，第一煙氣中將被加入少量的空氣，使SO2濃度被稀釋到12體積％，然后通過預(yù)熱交6被進(jìn)一步升溫至390°C 左右，再進(jìn)入預(yù)轉(zhuǎn)化器7通過氧化反應(yīng)使大部分SO2轉(zhuǎn)化為SO3,獲得含有SO3和SO2的第一煙氣，然后通過預(yù)熱交6被冷卻到420°C左右。第二煙氣通過第一熱交換器3被進(jìn)一步升溫至420°C左右，然后與冷卻后的含有SO3和SO2的第一煙氣混合，以便獲得混合煙氣。由于含有SO3和SO2的第一煙氣中SO2濃度較低,與第二煙氣混合后，混合煙氣中的SO2的濃度能夠被降低到10體積％左右，從而符合常規(guī)兩轉(zhuǎn)兩吸的要求。然后，混合煙氣即可進(jìn)入主轉(zhuǎn)化器8，按“3+1”兩轉(zhuǎn)兩吸工藝流程(此處不再累述)完成煙氣的轉(zhuǎn)化和吸收。理論計算可知，采用本發(fā)明的處理煙氣的方法處理上述冶煉煙氣時，總轉(zhuǎn)化率可以高達(dá)99.94%，從而可以保證該項目的尾排SO2濃度彡400mg/Nm3，滿足國家的最新環(huán)保要求。對利用常規(guī)的兩轉(zhuǎn)兩吸工藝和本發(fā)明的處理煙氣的方法處理上述煙氣的成本、效率和效果進(jìn)行比較，具體是從理論估算得來的處理煙氣的SO2濃度、進(jìn)入SO2風(fēng)機煙氣量、進(jìn)入轉(zhuǎn)化器煙氣量、設(shè)備占地面積、設(shè)備規(guī)格和數(shù)量、尾氣排放SO2濃度、回收2.5MPa飽和蒸
汽、總運行成本和總投資這幾個方面進(jìn)行的，具體比較結(jié)果如下表所示:
權(quán)利要求
1.一種處理煙氣的方法，其特征在于，包括: 將待處理的煙氣分為第一煙氣和第二煙氣； 利用空氣對所述第一煙氣進(jìn)行稀釋，以便將二氧化硫濃度降低至12體積％ ； 將經(jīng)過稀釋的第一煙氣中的至少一部分二氧化硫轉(zhuǎn)化為三氧化硫，以便得到含有三氧化硫和二氧化硫的第一煙氣； 將所述含有三氧化硫和二氧化硫的第一煙氣與所述第二煙氣混合，以便得到混合煙氣，其中，所述混合煙氣中二氧化硫的濃度為12.5體積％以下；以及將所述混合煙氣用于制備硫酸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在將待處理的煙氣分為第一煙氣和第二煙氣之前，預(yù)先對所述待處理的煙氣進(jìn)行預(yù)熱，以便達(dá)到溫度為250 350°C。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在將經(jīng)過稀釋的第一煙氣中的至少一部分二氧化硫轉(zhuǎn)化為三氧化硫之前，將所述經(jīng)過稀釋的第一煙氣升溫至380 420°C。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，將所述混合煙氣用于通過兩轉(zhuǎn)兩吸法制備硫酸。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，將所述含有三氧化硫和二氧化硫的第一煙氣與所述第二煙氣混合之前，對所述含有三氧化硫和二氧化硫的第一煙氣進(jìn)行冷卻，將所述第二煙氣進(jìn)行預(yù)熱。
6.一種用于處理煙氣的系統(tǒng)，其特征在于，包括: 煙氣分流裝置，所述煙氣分流裝置用于將待處理的煙氣分為第一煙氣和第二煙氣； 稀釋裝置，所述稀釋裝置與所述煙氣分流裝置相連，以便利用空氣對所述第一煙氣進(jìn)行稀釋，以便將二氧化硫濃度降低至12體積％ ； 預(yù)轉(zhuǎn)化裝置，所述預(yù)轉(zhuǎn)化裝置與所述稀釋裝置相連，用于將經(jīng)過稀釋的第一煙氣中的至少一部分二氧化硫轉(zhuǎn)化為三氧化硫，以便得到含有三氧化硫和二氧化硫的第一煙氣； 混合裝置，所述混合裝置分別與所述煙氣分流裝置和預(yù)轉(zhuǎn)化裝置相連，用于將所述含有三氧化硫和二氧化硫的第一煙氣與所述第二煙氣混合，以便得到混合煙氣，其中，所述混合煙氣中二氧化硫的濃度為12.5體積％以下；以及 制酸裝置，所述制酸裝置與混合裝置相連，用于利用所述混合煙氣進(jìn)行制備硫酸。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)一步包括第一加熱裝置，所述第一加熱裝置與所述煙氣分流裝置相連，用于在將待處理的煙氣分為第一煙氣和第二煙氣之前，預(yù)先對所述待處理的煙氣進(jìn)行預(yù)熱，以便達(dá)到溫度為250 350°C。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)一步包括第二加熱裝置，所述第二加熱裝置分別與所述稀釋裝置和預(yù)轉(zhuǎn)化裝置相連，用于在將經(jīng)過稀釋的第一煙氣中的至少一部分二氧化硫轉(zhuǎn)化為三氧化硫之前，將所述經(jīng)過稀釋的第一煙氣升溫至380 420°C。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述制酸裝置適于利用兩轉(zhuǎn)兩吸法制備硫fe。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)一步包括: 冷卻裝置，所述冷卻裝置分別與所述預(yù)轉(zhuǎn)化裝置和混合裝置相連，用于在將所述含有三氧化硫和二氧化硫的第一煙氣與所述第二煙氣混合之前，對所述含有三氧化硫和二氧化硫的第一煙氣進(jìn)行冷卻；以及第三加熱裝置，所述第三加熱裝置分別與所述煙氣分流裝置和混合裝置相連，用于在將所述含有三氧化硫和二氧化硫的第一煙氣與所述第二煙氣混合之前，將所述第二煙氣進(jìn)行預(yù) 熱。
全文摘要
本發(fā)明公開了處理煙氣的方法及系統(tǒng)。其中，該處理煙氣的方法包括將待處理的煙氣分為第一煙氣和第二煙氣；利用空氣對第一煙氣進(jìn)行稀釋，以便將二氧化硫濃度降低至12體積%；將經(jīng)過稀釋的第一煙氣中的至少一部分二氧化硫轉(zhuǎn)化為三氧化硫，以便得到含有三氧化硫和二氧化硫的第一煙氣；將該含有三氧化硫和二氧化硫的第一煙氣與該第二煙氣混合，以便得到混合煙氣，其中，該混合煙氣中二氧化硫的濃度為12.5體積%以下；以及將該混合煙氣用于制備硫酸。該方法能夠有效地實現(xiàn)對二氧化硫含量高的煙氣的處理，其處理的煙氣中二氧化硫“當(dāng)量濃度”可高達(dá)17體積%，且工藝簡單、能耗及成本低、處理煙氣效率高、適應(yīng)性強、操作靈活。
文檔編號C01B17/80GK103072956SQ20121058999
公開日2013年5月1日 申請日期2012年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月31日
發(fā)明者周青, 黃衛(wèi)華, 王召啟, 黃志遠(yuǎn) 申請人:中國瑞林工程技術(shù)有限公司