水平衡法整体制取精制硫酸的装置及制备精制硫酸的方法

摘要

本发明公开了一种水平衡法整体制取精制硫酸的装置及制备精制硫酸的方法。水平衡法整体制取精制硫酸的装置及制备精制硫酸的方法，属于精制硫酸制备技术领域，包括初净化系统、第一洗涤塔、第二洗涤塔、第一精密过滤器、第二精密过滤器、干燥塔、烟气过滤器、转化系统、吸收塔、下塔混合槽、干吸循环槽、干燥酸冷却器、吸收酸冷却器和精制硫酸贮藏系统，本发明能够将SO

说明书

技术领域

本发明属于精制硫酸制备领域，具体地说，尤其涉及一种水平衡法整体制取精制硫酸的装置及制备精制硫酸的方法。

背景技术

现有制酸领域中,采用烟气制酸装置制出的硫酸产品绝大部分为工业硫酸，只有少量的精制硫酸，然而工业级的硫酸里面含有杂质,且其纯度是不确定的,里面可能有重金属、灰分、氯、二氧化硫等，工业硫酸多用于石油的炼制、有色金属的冶炼、钢铁的酸洗处理、制革过程以及炼焦业、轻纺业等领域，但是对于对硫酸纯度要求较高的领域，例如：蓄电池原料、医药等领域，以及专门用来做化学实验、化学分析使用的试剂硫酸，要求纯度极高，杂质含量几乎为零。显然工业硫酸是不能满足市场需求的，就需要相对工业硫酸更精细的精制硫酸。然而，采用传统的烟气制酸装置目前还不具备整体制备精制硫酸能力，现有技术中的精制硫酸制备中多存在装置复杂，工艺繁琐，生产效率低下，年产量低，只能制备少量精制硫酸，成品质量难以控制等诸多问题，因而本发明者在于开发一种水平衡法整体制取精制硫酸的装置及制备精制硫酸的方法。

发明内容

本发明目的在于提供一种能够将SO₂烟气整体生产出精制硫酸的装置；本发明还提供了一种制备精制硫酸的方法，该装置及该方法能够将SO₂烟气整体生产出精制硫酸并且解决硫酸生产过程中内部水平衡问题，生产过程中的未被利用的SO₂和SO₃能够再次循环进入系统中而不排出大气中，也极好的保护了环境。

为了实现上述发明目的，本发明一种水平衡法整体制取精制硫酸的装置采用的技术方案为：

一种水平衡法整体制取精制硫酸的装置，包括初净化系统、第一洗涤塔、第二洗涤塔、第一精密过滤器、第二精密过滤器、干燥塔、烟气过滤器、转化系统、吸收塔、下塔混合槽、干吸循环槽、干燥酸冷却器、吸收酸冷却器和精制硫酸贮藏系统，所述初净化系统的出口与第一洗涤塔的进口相连，第一洗涤塔的出口与第二洗涤塔的进口相连，第二洗涤塔的出口与第一精密过滤器的进口相连，第一精密过滤器的出口与干燥塔的进气口相连，干燥塔的出气口与烟气过滤器的进口相连，烟气过滤器的出口与能够将SO₂烟气转化为SO₃烟气的转化系统进口相连，转化系统的出口与第二精密过滤器的进口相连，第二精密过滤器的出口与吸收塔的进气口相连，吸收塔的出气口连接有烟气除雾器，烟气除雾器的出口又与初净化系统进口相连，所述干燥塔底部出液口连接有下塔混合槽，所述下塔混合槽另一接口与吸收塔底部出液口相连接，所述下塔混合槽的出口连接有干吸循环槽，所述干吸循环槽底部连接有干燥酸循环泵，干吸循环槽底部还连接有吸收酸循环泵，所述干燥酸循环泵出口与干燥酸冷却器的进酸口相连接，干燥酸冷却器的出酸口与干燥塔的喷淋口相连接，所述吸收酸循环泵出口连接有吸收酸冷却器的进酸口，吸收酸冷却器的出酸口同时连接有吸收塔的喷淋口和精制硫酸贮藏系统的进口。本装置能够将SO₂烟气整体生产出精制硫酸，代替了原本只能生产出少量精制硫酸的SO₂烟气制酸法，同时本装置制取的精制硫酸原料全部来自于SO₂烟气中所含的纯净的水分与纯净的SO₃，并通过补充纯水来调节精制硫酸产品的浓度，以此达成整个装置的水平衡，同时本装置系统内部还可进行循环，生产出的精制硫酸还可循环作为干燥酸和吸收酸，整个装置结构简单、吸收效率高、成本低、产品质量高，本装置将SO₂烟气整体制取出精制硫酸提高了企业的经济效益，同时吸收利用了含有SO₂和SO₃的烟气，将其转化为精制硫酸，大大降低硫化物对大气的污染。

优选的，所述初净化系统包括相互串联的动力波净化装置、洗涤冷却塔、空心洗涤塔和电除雾器。对SO2烟气进行初净化。

优选的，所述下塔混合槽连接有提供母酸的干吸地下槽。便于开机时提供母酸作为干燥塔的干燥酸与吸收塔的吸收酸。

优选的，所述的干燥酸冷却器和吸收酸冷却器与循环水站相连，进行循环水冷却。进行循环水冷却，便于干燥酸冷却器内干燥酸与吸收酸冷却器内吸收酸降温。

优选的，所述下塔混合槽设有纯水进口。一方面稀释下塔混合槽内的精制硫酸，另一方面维持系统内部水平衡。

本发明另一目的在于提供一种制备精制硫酸的方法。

为了实现上述发明目的，本发明一种制备精制硫酸的方法采用的技术方案为：

一种制备精制硫酸的方法，包括如下步骤：

(1)进入初净化系统的SO₂烟气，动力波净化装置、洗涤冷却塔及空心洗涤塔进行三级洗涤净化，经三级净化后的SO₂烟气再经二级电除雾器去除酸雾；

(2)去除雾酸后的SO2烟气，经第一洗涤塔与第二洗涤塔，进行二级纯水洗涤，再经第一精密过滤器过滤去除水沫以及杂质，后经干燥塔,用温度60℃—70℃、浓度为98％的精制硫酸作为干燥酸喷淋SO₂烟气，来吸收SO₂烟气中的SO₃和水，吸收了SO₃和水的精制硫酸经塔底出液口进入下塔酸混合槽，喷淋干燥后的SO₂烟气经烟气过滤器去除酸沫由风机送入转化系统；

(3)SO₂烟气经转化系统转化为SO₃烟气后，进入第二精密过滤器去除杂质，而后进入吸收塔，用温度60℃—70℃、浓度为98％的精制硫酸作为吸收酸进行喷淋吸收SO₃，未被吸收的烟气经烟气除雾器去除酸雾后重新进入初净化系统内循环利用，而喷淋吸收了SO₃后的精制硫酸经塔底出液口进入下塔酸混合槽，吸收塔与干燥塔塔底出酸口流入下塔酸混合槽的精制硫酸相互串酸后形成浓度高于98％的精制硫酸，向下塔酸混合槽内注入纯水，将浓度高于98％的精制硫酸稀释至浓度为96％—98％的精制硫酸；

(4)下塔酸混合槽内形成的精制硫酸进入干吸循环槽，进入干吸循环槽的精制硫酸一部分经干燥酸循环泵送至干燥酸冷却器内，冷却至温度为60℃—70℃的精制硫酸进入干燥塔作为干燥酸进行循环，剩余部分精制硫酸经吸收酸循环泵送至吸收酸冷却器，冷却至温度为60℃—70℃的精制硫酸，在吸收酸冷却器内冷却后的精制硫酸一部分进入吸收塔作为吸收酸进行循环，其余部分进入精制硫酸贮藏系统经洁净空气二级脱吸、再经氧化剂反应后的精制硫酸进入成品贮槽。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明能够将SO2烟气全部生产出精制硫酸，代替了传统的SO2烟气制硫酸的方法，原有SO2烟气制硫酸大部分生产出工业硫酸，少部分生产出精制硫酸，而本发明将全部生产出精制硫酸提高了企业的经济效益；

2、本发明制取的精制硫酸原料全部来自于SO₂烟气中所含的纯净的水分与纯净的SO₃，并通过补充纯水来调节精制硫酸产品的浓度，以此达成整个系统的水平衡；

3、本发明能够吸收利用含有SO2和SO3的烟气，将其转化为精制硫酸，这不仅仅提高了企业的收益，而且能够变废为宝，降低硫化物对大气的污染；

4、本发明系统内部即可进行循环，生产出的精制硫酸还可循环作为干燥酸和吸收酸，整个装置结构简单、吸收效率高、成本低、产品质量高。

附图说明

图1是本发明水平衡法整体制取精制硫酸的装置的结构示意图。

图中：1.初净化系统；2.第一洗涤塔；3.第二洗涤塔；4.第一精密过滤器；5.干燥塔；6.烟气过滤器；7.转化系统；8.第二精密过滤器；9.吸收塔；11.下塔混合槽；12.干燥酸冷却器；13.吸收酸冷却器；14.干吸循环槽；15.干吸地下槽；16.烟气除雾器；17.精制硫酸贮藏系统；101. 初净化系统进口；18.循环水站出口；19.循环水站进口；20.纯水进口；91.吸收塔的进气口；92.吸收塔的出气口；93.吸收塔底部出液口；51.干燥塔的进气口；52.干燥塔的出气口；53.干燥塔底部出液口。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解这些实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

如图1所示，一种水平衡法整体制取精制硫酸的装置，包括初净化系统1、第一洗涤塔2、第二洗涤塔3、第一精密过滤器4、第二精密过滤器8、干燥塔5、烟气过滤器6、转化系统7、吸收塔9、下塔混合槽11、干吸循环槽14、干燥酸冷却器12、吸收酸冷却器13和精制硫酸贮藏系统17，所述初净化系统1的出口与第一洗涤塔2的进口相连，第一洗涤塔2的出口与第二洗涤塔3的进口相连，第二洗涤塔3的出口与第一精密过滤器4的进口相连，第一精密过滤器4的出口与干燥塔的进气口51相连，干燥塔的出气口52与烟气过滤器的进口相连，烟气过滤器的出口与能够将SO₂烟气转化为SO₃烟气的转化系统进口相连，转化系统7的出口与第二精密过滤器8的进口相连，第二精密过滤器8的出口与吸收塔的进气口91相连，吸收塔的出气口92连接有烟气除雾器16，烟气除雾器16的出口又与初净化系统进口101相连，所述干燥塔底部出液口53连接有下塔混合槽11，所述下塔混合槽11另一接口与吸收塔底部出液口93相连接，所述下塔混合槽11的出口连接有干吸循环槽14，所述干吸循环槽14底部连接有干燥酸循环泵，干吸循环槽14底部还连接有吸收酸循环泵，所述干燥酸循环泵出口与干燥酸冷却器12的进酸口相连接，干燥酸冷却器12的出酸口与干燥塔5的喷淋口相连接，所述吸收酸循环泵出口连接有吸收酸冷却器13的进酸口，吸收酸冷却器13的出酸口同时连接有吸收塔9的喷淋口和精制硫酸贮藏系统17的进口，所述初净化系统1包括相互串联的动力波净化装置、洗涤冷却塔、空心洗涤塔和电除雾器，所述下塔混合槽11连接有提供母酸的干吸地下槽15，便于开机时提供母酸作为干燥酸与吸收酸，所述的干燥酸冷却器12和吸收酸冷却器13与循环水站相连，进水口与循环水站进口19相连，出水口与循环水站出口18相连进行冷却水循环，进行冷却水循环，便于干燥酸与吸收酸降温，所述下塔混合槽11设有纯水进口20，一方面稀释下塔混合槽11内的精制硫酸，一方面维持系统内部水循环的平衡。

本发明一种制备精制硫酸的方法包括如下步骤：

（1）进入初净化系统1的SO₂烟气，动力波净化装置、洗涤冷却塔及空心洗涤塔进行三级洗涤净化，经三级净化后的SO₂烟气再经二级电除雾器去除酸雾；

（2）去除雾酸后的SO2烟气，经第一洗涤塔2与第二洗涤塔3，进行二级纯水洗涤，再经第一精密过滤器4过滤去除水沫以及杂质，后经干燥塔5,用温度60℃—70℃、浓度为98％的精制硫酸作为干燥酸喷淋SO₂烟气，来吸收SO₂烟气中的SO₃和水，吸收了SO₃和水的精制硫酸经塔底出液口进入下塔酸混合槽，喷淋干燥后的SO₂烟气经烟气过滤器6去除酸沫由风机送入转化系统；

（3）SO₂烟气经转化系统7转化为SO₃烟气后，进入第二精密过滤器8去除杂质，而后进入吸收塔9，用温度60℃—70℃、浓度为98％的精制硫酸作为吸收酸进行喷淋吸收SO₃，未被吸收的烟气经烟气除雾器16去除酸雾后重新进入初净化系统1内循环利用，而喷淋吸收了SO₃后的精制硫酸经塔底出液口进入下塔酸混合槽，吸收塔9与干燥塔底部出酸口流入下塔酸混合槽的精制硫酸相互串酸后形成浓度高于98％的精制硫酸，向下塔酸混合槽内注入纯水，将浓度高于98％的精制硫酸稀释至浓度为96％—98％的精制硫酸；

（4）下塔酸混合槽内形成的精制硫酸进入干吸循环槽14，进入干吸循环槽14的精制硫酸一部分经干燥酸循环泵送至干燥酸冷却器12内，冷却至温度为60℃—70℃的精制硫酸进入干燥塔5作为干燥酸进行循环，剩余部分精制硫酸经吸收酸循环泵送至吸收酸冷却器13，冷却至温度为60℃—70℃的精制硫酸，在吸收酸冷却器13内冷却后的精制硫酸一部分进入吸收塔9作为吸收酸进行循环，其余部分进入精制硫酸贮藏系统17经洁净空气二级脱吸、再经氧化剂反应后的精制硫酸进入成品贮槽。

本发明能够将SO2烟气全部生产出精制硫酸，代替了传统的SO2烟气制硫酸的方法，原有SO2烟气制硫酸大部分生产出工业硫酸，少部分生产出精制硫酸，而本发明将全部生产出精制硫酸提高了企业的经济效益，同时本发明制取的精制硫酸原料全部来自于SO₂烟气中所含的纯净的水分与纯净的SO₃，并通过补充纯水来调节精制硫酸产品的浓度，以此达成整个系统的水平衡，本发明能够吸收利用含有SO₂和SO₃的烟气，将其转化为精制硫酸，这不仅仅提高了企业的收益，而且能够变废为宝，降低硫化物对大气的污染，生产出的精制硫酸还可循环作为干燥酸和吸收酸，整个装置结构简单、吸收效率高、成本低、产品质量高。