[发明专利]一种硫铁矿制备硫酸的方法

说明书

技术领域

本发明涉及化工生产领域，具体说是一种硫铁矿制备硫酸的方法。

背景技术

硫酸（H₂SO₄）是一种强酸，分子量为98.078，密度为1.8305g/cm³，浓硫酸是无色透明液体，能与水或乙醇混合，暴露在空气中迅速吸收空气中的水分。硫酸可以作为生产化学肥料、无机盐、合成纤维、染料、医药和食品工业的原料，制造炸药、发烟剂等，还可以用于石油产品的精制、冶炼工业中的酸洗、纺织工业中的印染和漂白等。

硫铁矿制硫酸是主要的硫酸生产方法，但是传统的硫铁矿制备硫酸工艺存在硫烧出率低、炉气净化不彻底、SO₂转化率低、制备过程产生的酸雾难于控制、制备过程中管理控制困难等问题。

发明内容

为了克服上述现有技术，本发明所要解决的技术问题是提供一种能提高硫的烧出率和SO₂的转化率，有效净化炉气并控制酸雾产生的硫铁矿制备硫酸的方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种硫铁矿制备硫酸的方法，包括以下步骤：

步骤1、氧化焙烧硫铁矿；

步骤2、将氧化焙烧后产生的炉气依次经过一次降温、除尘、酸洗、二次降温和除雾处理；

步骤3、将除雾后的炉气干燥至含水量小于或等于0.1g/Nm³；

步骤4、采用“3+2”5段床层的转化器，将干燥后的炉气依次通过转化器的一、二、三段进行第一次转化，转化温度为400～600℃，压力为0.5～2mmH₂O，催化剂为V₂O₅；然后将第一次转化后的炉气降温至180℃，通入第一吸收塔中用质量分数为98.3%的浓硫酸进行第一次吸收；出第一吸收塔的炉气经塔顶的纤维除雾器除雾后再依次通过转化器的四、五段进行第二次转化，转化温度为400～430℃，压力为0.05～0.5mmH₂O，催化剂为V₂O₅；然后将第二次转化后的炉气降温至156℃，通入第二吸收塔中用质量分数为98.3%的硫酸进行第二次吸收；出第二吸收塔的尾气经塔顶的丝网除雾器除雾后排空。

其中，在步骤1中，所述硫铁矿的硫的质量分数为48%，水的质量分数为10%。

其中，在步骤1中，氧化焙烧的温度为850～950℃，压力为1～10mm H₂O，氧化焙烧时间为8～15min。

其中，在步骤2中，采用余热锅炉对炉气进行一次降温，一次降温后的炉气温度控制在340℃。

其中，在步骤2中，采用旋风除尘器和电除尘器依次对炉气进行除尘，除尘后的炉气温度控制在320℃，含尘量控制在0.18g/Nm³。

其中，在步骤2中，采用动力波洗涤器和洗涤塔依次对炉气进行酸洗，动力波洗涤器中采用质量分数为5～15%的稀硫酸逆流淋洗，洗涤塔中采用质量分数为6～13%的稀硫酸淋洗。

其中，在步骤2中，采用稀酸板式放热器对炉气进行二次降温，二次降温后的炉气温度控制在35～45℃。

其中，在步骤2中，采用两级电除雾器对炉气进行除雾，除雾后的炉气的酸雾含量小于0.005g/Nm³。

其中，在步骤2与步骤3之间，还包括向炉气中补充一定量的空气使SO₂的体积分数控制在8～10%的步骤。更优选的，SO₂的体积分数控制在8.5%。

其中，在步骤3中，采用干燥塔对炉气进行干燥，干燥塔中采用质量分数为93～98%的浓硫酸干燥，干燥后的炉气经塔顶的丝网除雾器除雾。优选的，浓硫酸的质量分数为93%。

其中，整个制备过程采用集散控制系统（DCS）进行统一管理和分散控制。

本发明的工艺原理如下：

（1）氧化焙烧

2FeS₂＝2FeS+S₂

S₂+2O₂＝2SO₂

4FeS+7O₂＝4SO₂+2Fe₂O₃

3FeS+5O₂＝3SO₂+Fe₃O₄