[发明专利]含硫化氢的废气制硫酸的方法

说明书

技术领域

本发明属于化工领域，具体涉及一种利用含硫化氢的废气制备硫酸的方法。

背景技术

在化肥、石油化工、天然气、煤化工、焦化和化纤等行业，原料中的硫基本以H₂S的形式从系统中脱出。H₂S为有毒、有害气体，不易贮存，不能直接排放，通常要将H₂S制成单质硫或硫酸。单质硫通常也是用于制硫酸。所以用H₂S直接制成硫酸更合理。目前我国H₂S制硫酸有干法和干湿结合的方法，但这两种方法工艺流程长，对废气的组分有较高的要求，适用范围较窄，运行费用较高，同时有废酸产生。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述问题，在现有技术的基础上，提供一种利用含硫化氢的废气制备硫酸的方法。

本发明的目的可以通过以下措施达到：

一种含硫化氢的废气制硫酸的方法，包括如下步骤：

第一步，先将含H₂S的废气在600～1300℃下燃烧生成含SO₂高温气体。

第二步，含SO₂高温气体降温至400～500℃后进入转化器，在转化器内催化剂的作用下将SO₂氧化为SO₃，生成SO₃气体并冷却至250～350℃。

第三步，SO₃气体冷却至250～350℃后，进入冷凝器，将气体中的SO₃和水蒸汽冷凝成H₂SO₄，排放尾气。

其中第一步燃烧反应一般在燃烧炉中进行，燃烧的化学反应为：H₂S+1.5O₂＝SO₂+H₂O(放热)，为了使含硫化氢废气中的可燃有害物全部烧尽，并生成无害物，应根据废气中可燃有害物成分合理控制燃烧炉内的温度。如废气中含HCN，则燃烧炉的温度需控制在1100～1250℃，即含H₂S的废气在1100～1250℃下燃烧生成含SO₂高温气体。当含H₂S的废气热值较低，燃烧温度达不到600℃或需要控制的温度时，可以通入可燃气体或液体(如烃类气体或液体、液体硫磺等)，以维持燃烧温度不低于600℃或者更佳的温度。燃烧或氧化所需的氧气来源于空气或纯氧，空气或纯氧可以采用本发明回收的热量进事先加热，以进一步提高燃烧效率以及能源利用率。

第一步燃烧产生的含SO₂高温气体(600～1300℃)一般通过余热锅炉回收热量并产生蒸汽，使气体的温度降至400～500℃。气体中的SO₂在转化器中的催化剂的作用下氧化为SO₃，催化剂可以为一层，通常为提高转化效率，可以在转化器内设有多层催化剂。由于该氧化反应为放热反应，故在每层催化剂的出口设有蒸发器或蒸汽过热器以回收热量，或者在每层催化剂的出口通入冷空气以冷却反应气体(即反应中或反应后的气体)，然后通入下一层催化剂或下个步骤。转化器的出气通过蒸发器或蒸汽过热器回收热量，将生成的SO₃气体冷却至250～350℃(也可以继续通入冷空气以制备高温气体并冷却反应气体)。

转化器中SO₂氧化成SO₃所需的氧气可以与含H₂S废气燃烧所需的氧气一起混入燃烧炉中，或者在转化器处补入。转化器中的催化剂是能在水蒸汽存在条件下将SO₂在氧化为SO₃的专用催化剂，可国产也可进口，如钒类催化剂等(具体如V₂O₅等)。

第三步中的SO₃气体冷却至250～350℃后通入的冷凝器为抗酸型的冷凝器，冷凝器一边将气体中的SO₃和水蒸汽冷凝成硫酸，一边回收热量以应用于本步骤或其他步骤或其他领域。

含H₂S的废气燃烧，SO₂氧化为SO₃，SO₃和水蒸汽冷凝成H₂SO₄三步化学反应所放出的热量全部回收利用，产生压力大于2.0MPa的蒸汽，特别是2.5～6.0MPa的蒸汽，从而不仅利用的能源，还产生了具有广泛应用的高压蒸汽。