用H2S制硫酸是1931年由苏联学者M.E.阿-杜罗夫提出来的,德国鲁奇公司将其付诸实施,于20世纪30年代实现工业化。近年来,随着工艺技术的不断发展和进步,拓宽了其对含硫原料气的适应范围,提高了产品酸浓度,并使工艺废热得到合理的回收利用,从而使采用H2S制酸技术获得了更为广泛的应用。
1.基本原理
根据对SO2进行催化转化的工艺条件,用H2S制硫酸可区分为干接硫法和湿接硫法两种。干接硫法是将含H2S的酸性气体直接引入硫酸厂的焚硫炉,单独或与其他制酸原料一起焚烧成S02之后再进入制酸系统,使用传统的制酸方法,经洗涤、干燥、催化转化及吸收等工序制得硫酸。而湿接硫法则以含H2S的酸气为原料,先在焚硫炉中将H2S燃烧成S02,同时生成等量的H20。
2H2S + 302 — 2S02 + 2H20 (5-53)
由于H2S燃烧气比较洁净,因而无需进行洗涤、干燥等工序,仅将燃烧气温度降至转化工序要求的温度,在水蒸气的存在下,将生成的S02催化转化成SO3。且因燃烧气中含有大量的水蒸气,这时产品H2SO4可从气相中直接冷凝生成,其浓度取决于转化气中的H20-S03比例和冷凝成酸的温度。通过控制S02的转化温度和凝结成酸温度,比较合理地解决了产品硫酸在催化剂上的冷凝,并提高了产品酸的浓度等技术难题,开发出比较先进的制酸工艺流程,成功实现了工业化生产。
2.工艺流程
鲁奇公司的湿接硫法
低温冷凝工艺流程。
该工艺是鲁奇公司早期开发的,由于其S03冷凝成酸的温度较低称为低温冷凝工艺,其流程如图5-18所示。
含H2S的洁净气体在500~100O℃下,与过量的空气一起燃烧,生成含S02 5%左右的燃烧气,潮湿的燃烧气经废锅冷却至约450℃,不经干燥直接进入四段冷激式转化器,与钒催化剂接触,使气体中的SO2转化成S03,转化率达98.5%。出转化器的气体温度为420~430℃,不经冷却直接进入冷凝塔,与塔顶喷淋的循环冷硫酸逆流接触,在气一液界面发生硫酸蒸气的瞬间冷凝,同时生成少量的酸雾,出冷凝塔的温度限制在80℃以下。酸经冷却后循环使用,尾气经纤维除雾器后通过烟囱放空。
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