[发明专利]一种高浓度SO2气体预转化制硫酸的装置及方法

说明书

本发明涉及一种高浓度SO₂气体预转化制硫酸的装置及方法，属于化工领域。该方法是将经过干燥后高浓度SO₂气体与干燥空气混合，形成φ(O₂)小于6％的工艺气体进入预转化系统；在预转化系统中工艺气中部分SO₂预转化生成SO₃；预转化系统出口工艺气与干燥空气混合,混合后工艺气中进入主转化系统,在主转化系统中工艺气中SO₂转化生成SO₃；转化出口含SO₃工艺气体送入吸收塔，在吸收塔中SO₃反应生成硫酸。该工艺可以处理高浓度SO₂气体，不会使高浓度SO₂气体在催化剂床层中产生过高的温度，满足工艺气温度不超过催化剂使用上限温度要求。

技术领域

本发明属于化工领域，涉及一种硫酸工业中SO₂接触法制硫酸工艺，具体涉及一种高浓度SO₂气体预转化制硫酸的装置及方法。

背景技术

近年来，随着有色冶炼技术的飞速发展,冶炼烟气SO₂浓度越来越高,烟气中SO₂浓度在20％以上已成为现实。常用回收法脱硫工艺主要有:碱式硫酸铝解吸法、柠檬酸钠法、氧化镁回收法、亚硫酸钠循环法、有机胺法、离子液循环吸收法等，可产生出高纯SO₂气体。

对于SO₂氧化生成SO₃的催化反应来说，通常用V₂O₅作为催化剂的活性组分，其工作温度范围在380～640℃之间，然而在640℃以上，对催化剂造成不可逆转的损害，而催化剂在380℃以下没有活性。由于氧化反应是放热反应，高浓度SO₂气体的使用会在催化剂床层中产生过高的温度，考虑到催化剂的耐温性能以及设备安全问题，均要求进入转化工序的气体中(SO₂)小于12％。若采用通过加入空气将气体中的SO₂浓度稀释到12％以下的工艺，则由于进入转化工序的总气量大幅增加，从而造成系统设备规格加大，投资增加，同时运行成本也大幅增加,而且会降低转化工序的热能回收率。

在制酸技术发展历程中,进转化器气体SO₂浓度通常反映制酸装置转化工艺的先进性,也标志着装置的现代化水平。随着转化技术的发展,进转化器气体已从20世纪50年代的(SO₂)5％提高到现在的20％以上。

因此，经济有效的高浓度SO₂气体转化制硫酸工艺成为制酸领域研究的热点问题。

在目前投入工业化生产的高浓度SO₂烟气转化工艺中，国外公司采用的技术主有:1、奥图泰公司的循环转化工艺；2、孟莫克公司的“预转化工艺”；3、拜耳公司的预转化预吸收工艺。国内公司采用的技术主要有:1、“预转化预吸收工艺”；2、“非衡态”高浓度SO₂转化技术。

奥图泰公司的循环转化工艺：利用一次转化后的循环烟气抽出一部分通过循环风机返回一次转化入口,与高浓度SO₂烟气混合的转化工艺。该工艺利用一次转化后形成SO₃混入一次转化入口烟气中抑制SO₂转化率,从而控制一段出口工艺气温度不超过催化剂能耐受的上限温度。