專利名稱：一種硫酸廠的無尾氣生產(chǎn)裝置及工藝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于化學(xué)化工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種硫酸廠的無尾氣生產(chǎn)裝置及工藝方法。
背景技術(shù)：
目前，在大型鋼鐵廠、冶煉廠及化工廠的有毒有害尾氣的治理方面，尤其是大型硫酸廠的毒害氣體的處理方面，現(xiàn)有技術(shù)主要是采用濕法即化學(xué)吸收法來進(jìn)行處理，這種方法需要利用大量的酸(濃硫酸)、堿(氨水或液氨、燒堿、石灰)、鹽(純堿、石灰石、石膏) 中和反應(yīng)來消除Sh等氣體，該方法存在以下幾個(gè)主要問題(1)酸堿鹽的耗量大，因此生產(chǎn)成本高；( 占地大；C3)大量廢渣的二次污染(廢渣含硫酸鈣等)；(4)大量廢氣的二次污染(廢氣含氨氣)；( 大量廢水的二次污染(廢水含硫酸銨、硫酸鈉等)；(6)運(yùn)輸費(fèi)用高；(7)對(duì)原料依賴性強(qiáng)。在煙道氣的處理方法上，盡管20世紀(jì)70年代發(fā)展起來的采用活性炭吸附法進(jìn)行廢氣處理，然而該法的致命弱點(diǎn)是活性炭吸附量小。繼后雖開發(fā)了改性吸附和帶壓吸附技術(shù)提高了活性炭的吸附量，但都存在吸附平衡問題，無法達(dá)到毒害氣體零排放的高標(biāo)準(zhǔn)，另外改性吸附技術(shù)也需利用HN03、NH3、HCN等酸堿，同時(shí)也存在低值廢棄物(極稀硫酸)的二次污染問題。最近雖有報(bào)道硫酸廠尾氣低排放生產(chǎn)方法，但它僅適用以進(jìn)口高純硫磺為原料的生產(chǎn)方法，其原料要求苛刻(純度極高)且依賴性強(qiáng)，不適應(yīng)以普通的黃鐵礦為原料的生產(chǎn)工藝，缺乏普適性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一個(gè)目的在于針對(duì)現(xiàn)在技術(shù)中存在的上述缺陷，提供一種區(qū)別于傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝，不依賴酸堿鹽等原料，基本上能達(dá)到有害氣體零排放的硫酸廠的無尾氣生產(chǎn)裝置。本發(fā)明的第一個(gè)目的是通過如下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的該硫酸廠的無尾氣生產(chǎn)裝置，包括依次連接的礦石粉碎機(jī)、沸騰爐、冷卻凈化裝置、接觸室和吸收塔；在吸收塔的尾氣排放管與沸騰爐、接觸室的進(jìn)氣管之間連接有第一級(jí)變壓吸附制氧裝置；該變壓吸附制氧裝置的進(jìn)氣管與吸收塔的尾氣排放管連接，其氧氣排放管通過送氣裝置連接到沸騰爐、接觸室的進(jìn)氣管上，其二氧化硫和氮?dú)馀欧殴苓B接到第二級(jí)變壓吸附分離裝置的進(jìn)氣管上； 該變壓吸附分離裝置的二氧化硫排放管連接到接觸室的進(jìn)氣管上，其氮?dú)馀欧殴茉僦苯訉⒌獨(dú)馀湃氪髿庵谢蚴桥c氮?dú)馐占b置連接。更具體地說，所述第一級(jí)變壓吸附制氧裝置和第二級(jí)變壓吸附分離裝置均為采用 VPSA或VSA技術(shù)的真空變壓吸附裝置。為降低尾氣的溫度，在吸收塔的排氣管與第一級(jí)變壓吸附制氧裝置的進(jìn)氣管之間還連接有一個(gè)換熱器。本發(fā)明的第二個(gè)目的在于提供基于上述硫酸廠的無尾氣生產(chǎn)裝置的工藝方法。該工藝方法首先是將黃鐵礦在礦石粉碎機(jī)里粉碎，再送到沸騰爐里燃燒，得到主含氧氣和二氧化硫的爐氣，爐氣經(jīng)冷卻凈化后再通過接觸室的進(jìn)氣管進(jìn)入接觸室將二氧化硫與氧氣反應(yīng)生成主含三氧化硫、二氧化硫、氧氣及少量氮?dú)獾霓D(zhuǎn)換混合氣，將轉(zhuǎn)換混合氣送入到吸收塔中用98. 3%濃硫酸吸收三氧化硫；其特征在于還包括如下順序的步驟(1)吸收塔的尾氣排放管將主含氧氣、氮?dú)夂蜆O少量二氧化硫的尾氣送入到第一級(jí)變壓吸附制氧裝置，同時(shí)添補(bǔ)新鮮空氣到第一級(jí)變壓吸附制氧裝置；(2)第一級(jí)變壓吸附制氧裝置將空氣中和尾氣中的氧氣分離富集得到90%以上的高濃氧氣后，再通過送氣裝置送入到沸騰爐和接觸室中；(3)同時(shí)，第一級(jí)變壓吸附制氧裝置將分離出來的氮?dú)夂投趸蚶^續(xù)送入到第二級(jí)變壓吸附分離裝置，分離得到氮?dú)?，將氮?dú)庵苯优欧诺娇諝庵谢蚴鞘占瑢⒍趸蚶^續(xù)送入到接觸室中。更具體地說，所述第一級(jí)變壓吸附制氧裝置和第二級(jí)變壓吸附分離裝置均采用 VPSA或VSA技術(shù)。將所述在吸收塔的排氣管排出來的尾氣通過換熱器降溫后，再送入到第一級(jí)變壓吸附制氧裝置中。本發(fā)明的原理是(1)從化學(xué)原理上講，提高一種反應(yīng)物濃度可提高另一種反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率。對(duì)于下列兩個(gè)反應(yīng)都需要氧氣。因此，提高氧氣的濃度是可以提高黃鐵礦和二氧化硫的轉(zhuǎn)化率的。 兩個(gè)反應(yīng)的反應(yīng)式如下
權(quán)利要求
1.一種硫酸廠的無尾氣生產(chǎn)裝置，包括依次連接的礦石粉碎機(jī)、沸騰爐、冷卻凈化裝置、接觸室和吸收塔；其特征在于在吸收塔的尾氣排放管與沸騰爐、接觸室的進(jìn)氣管之間連接有第一級(jí)變壓吸附制氧裝置；該變壓吸附制氧裝置的進(jìn)氣管與吸收塔的尾氣排放管連接，其氧氣排放管通過送氣裝置連接到沸騰爐、接觸室的進(jìn)氣管上，其二氧化硫和氮?dú)馀欧殴苓B接到第二級(jí)變壓吸附分離裝置的進(jìn)氣管上；該變壓吸附分離裝置的二氧化硫排放管連接到接觸室的進(jìn)氣管上，其氮?dú)馀欧殴茉僦苯訉⒌獨(dú)馀湃氪髿庵谢蚴桥c氮?dú)馐占b置連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述硫酸廠的無尾氣生產(chǎn)裝置，其特征在于所述第一級(jí)變壓吸附制氧裝置和第二級(jí)變壓吸附分離裝置均為采用VPSA或VSA技術(shù)的真空變壓吸附裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述硫酸廠的無尾氣生產(chǎn)裝置，其特征在于在吸收塔的排氣管與第一級(jí)變壓吸附制氧裝置的進(jìn)氣管之間還連接有一個(gè)換熱器。
4.一種基于權(quán)利要求1所述硫酸廠的無尾氣生產(chǎn)裝置的工藝方法，首先是將黃鐵礦在礦石粉碎機(jī)里粉碎，再送到沸騰爐里燃燒，得到主含氧氣和二氧化硫的爐氣，爐氣經(jīng)冷卻凈化后再通過接觸室的進(jìn)氣管進(jìn)入接觸室將二氧化硫與氧氣反應(yīng)生成主含三氧化硫、二氧化硫、氧氣及少量氮?dú)獾霓D(zhuǎn)換混合氣，將轉(zhuǎn)換混合氣送入到吸收塔中用98. 3%濃硫酸吸收三氧化硫；其特征在于還包括如下順序的步驟(1)吸收塔的尾氣排放管將主含氧氣、氮?dú)夂蜆O少量二氧化硫的尾氣送入到第一級(jí)變壓吸附制氧裝置，同時(shí)添補(bǔ)新鮮空氣到第一級(jí)變壓吸附制氧裝置；(2)第一級(jí)變壓吸附制氧裝置將空氣中和尾氣中的氧氣分離富集得到90%以上的高濃氧氣后，再通過送氣裝置送入到沸騰爐和接觸室中；(3)同時(shí)，第一級(jí)變壓吸附制氧裝置將分離出來的氮?dú)夂投趸蚶^續(xù)送入到第二級(jí)變壓吸附分離裝置，分離得到氮?dú)?，將氮?dú)庵苯优欧诺娇諝庵谢蚴鞘占?，將二氧化硫繼續(xù)送入到接觸室中。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述硫酸廠的無尾氣生產(chǎn)裝置的工藝方法，其特征在于所述第一級(jí)變壓吸附制氧裝置和第二級(jí)變壓吸附分離裝置均采用VPSA或VSA技術(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述硫酸廠的無尾氣生產(chǎn)裝置的工藝方法，其特征在于將所述在吸收塔的排氣管排出來的尾氣通過換熱器降溫后，再送入到第一級(jí)變壓吸附制氧裝置中。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種硫酸廠的無尾氣生產(chǎn)裝置及工藝方法。本發(fā)明的技術(shù)要點(diǎn)在于在原有的硫酸生產(chǎn)工藝的基礎(chǔ)上，吸收塔的尾氣排放管將主含氧氣、氮?dú)夂蜆O少量二氧化硫的尾氣送入到第一級(jí)變壓吸附制氧裝置，同時(shí)添補(bǔ)新鮮空氣到第一級(jí)變壓吸附制氧裝置；第一級(jí)變壓吸附制氧裝置將空氣中和尾氣中的氧氣分離富集得到90%以上的高濃氧氣后，再通過送氣裝置送入到沸騰爐和接觸室中；同時(shí)，第一級(jí)變壓吸附制氧裝置將分離出來的氮?dú)夂投趸蚶^續(xù)送入到第二級(jí)變壓吸附分離裝置，分離得到氮?dú)猓瑢⒌獨(dú)庵苯优欧诺娇諝庵谢蚴鞘占?，將二氧化硫繼續(xù)送入到接觸室中。本發(fā)明既處理了有害氣體二氧化硫，同時(shí)又使工藝過程中的反應(yīng)更加完全，原材料利用率更高。
文檔編號(hào)B01D53/047GK102351156SQ201110210270
公開日2012年2月15日 申請(qǐng)日期2011年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月28日
發(fā)明者劉永紅, 李大塘, 李攀碩 申請(qǐng)人:湖南科技大學(xué)