[发明专利]一种制硫酸吸收后干尾气综合利用技术

说明书

本发明属于无机化学技术领域，特别涉及一种制硫酸吸收后干尾气综合利用技术。本发明公开了一种制硫酸吸收后干尾气综合利用技术，用于稀/废硫酸制备再生浓硫酸，将所述制硫酸吸收后干尾气作为干燥介质通入浓缩装置内，使稀/废硫酸浓缩制得再生浓硫酸。本发明公开了一种制硫酸吸收后干尾气综合利用技术，用于分子筛脱水，包括以下步骤：将所述制硫酸吸收后干尾气对吸附饱和分子筛进行干燥再生。本发明公开了一种制硫酸吸收后干尾气综合利用技术，用于盐类物质脱水干燥，包括以下步骤：将所述制硫酸吸收后干尾气作为干燥剂通入盐类物质进行脱水干燥。本发明具有工艺简单、成本低、资源综合利用、环境效益和社会效益倶佳的特点。

技术领域

本发明属于无机化学技术领域，特别涉及一种制硫酸吸收后干尾气综合利用技术。

背景技术

在硫酸生产工艺中，用空气中O₂将SO₂转化（氧化）为SO₃后，含SO₃浓度约10%m的尾气进吸收塔内与98%硫酸接触，吸收三氧化硫成为硫酸后的干尾气排出。该尾气温度一般是60-100℃左右，含水分小于0.1g/m³，换算成相对湿度为0.03%，可以看作是不含水分的绝干气体，是一种理想的干燥介质，但未得到充分利用而浪费能源。

另外，在吸收三氧化硫制备硫酸过程中，SO₃与H₂O反应产生大量的热量，使吸收塔的温度升高，降低吸收的效率。为了保证吸收塔的吸收效果，需要采用循环水的介质冷却，吸收的热量也未得到利用。

目前，稀硫酸浓缩方法主要有两类。常压法：如CN101214931A是把稀硫酸置于蒸发器中，在常压条件下直接用燃料加热蒸发器或用换热器进行加热，达到稀硫酸浓缩的目的。由于硫酸的沸点高达338℃，硫酸在常压下直接浓缩时需要高温，而高温下，硫酸的腐蚀性非常强，为降低浓缩过程中对设备材质的要求，USP5228885，USP6548038等专利采用减压法浓缩稀硫酸，即减压法。在减压条件下，用换热器加热稀硫酸同时进行蒸发的方法和设备。但蒸馏过程中难免有少量硫酸挥发，这对真空泵等设备腐蚀难以解决，真空系统只能采用水环泵等，减压能力有限，使稀硫酸的浓缩温度依然需要很高。总之，目前稀硫酸浓缩只能达到70%及以下的硫酸，70%的硫酸依然没有脱水、催化等功能，达不到提浓利用的目的。要达到90%以上的硫酸，需要高温下进行，高温的硫酸特别是高温的浓硫酸具有强烈的腐蚀性，这对换热器的材质提出了极高的要求，需要价格昂贵的稀有金属如钽、锆以及特殊合金制作换热器，此外采用蒸发浓缩需要耗费大量的能量，这种都提高了稀硫酸的浓缩成本，从而限制了废稀硫酸的回收利用。另外稀硫酸中经常含有其它有机杂质，在高温下容易发生缩合、碳化等反应而影响浓缩后的回用。

CN102688706A提出采用膜处理将稀硫酸提浓，但随浓度的增加，渗透压会大幅上升，所以膜处理只能得到浓度为70%及以下的硫酸，也远远达不到利用的目的。

在工业实际中，一般将磺化、硝化后的硫酸，再加SO₃来提浓。但该法使产生的硫酸量大幅增加。如80%的回用硫酸为例，80%的回用硫酸1吨，用SO₃提高到98%，产生的总硫酸量为1.62t，多出0.62t的硫酸可能含有先前使用过程中原辅材料的污染而影响使用，并且SO₃的运输困难也制约该方法的应用。

在分子筛脱水过程，被水吸附饱和的分子筛需要脱水再生，在这个过程中需要大量热量，将分子筛提高到200-300℃，并用干燥的空气吹脱，再经较长时间的降温才能进入下一个循环脱水。升降温能耗大，温度变化大易造成分子筛粉化而报废，升降温时间周期长等缺陷。

含许多盐含有结晶水，制备无水盐过程中需要高温脱水，能耗大。

专利CN102261830A提出“一种利用硫酸尾气干燥磷铵的方法”，只是将硫酸尾气用于一次性大幅度增加水蒸气分压的一般的干燥场合（喷雾干燥），未能开发利用硫酸尾气极低湿度下的强干燥性质。