一种制酸系统及制酸工艺的制作方法

本发明属于化工技术领域，具体来说，涉及一种制酸系统及制酸工艺。

背景技术：

焦化装置的湿法脱硫工段中产生大量的脱硫废液及硫膏或硫泡沫，脱硫废液及硫膏或硫泡沫目前主要采用提盐的方式把原料中的硫磺和有价值盐类单独提取出来作为成品销售。分离出的硫磺(含硫90％左右)由于含硫量低，成分复杂，使用厂家越来越少，难以销售；同时由于在盐类的提取过程中高浓度副盐具有极强的腐蚀性，提盐设备使用寿命较短；而且各种副盐的市场容量有限，价格也逐年走低，此种方法极易造成焦化企业副盐堆积，无法处理。

脱硫废液及硫膏或硫泡沫可以作为原料制取浓硫酸，现有的脱硫废液及硫膏或硫泡沫制酸装置净化工段会产生大量的稀硫酸，稀硫酸主要来自预处理工段中的水分，进入焚烧炉的水分和焚烧炉焚烧时产生的so3结合形成稀硫酸在净化工段被冷凝下来，产生的稀硫酸难以在焦化系统内完全利用，稀硫酸必须有部分送入污水处理装置。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是：提供一种制酸系统及制酸工艺，利用脱硫废液及硫膏或硫泡沫制取浓硫酸，能减少稀硫酸的生成量。

为解决上述技术问题，一方面，本发明实施例提供一种制酸系统，包括固液分离装置、焚烧炉、冷却装置、浓缩塔和制酸装置，所述固液分离装置的固体出口与所述焚烧炉的进料口连接，所述固液分离装置的液体出口与所述浓缩塔的进口连接，所述浓缩塔的出口与所述焚烧炉的进料口连接，所述焚烧炉的出气口与所述冷却装置的进口连接，所述冷却装置的出口与制酸装置的进口连接。

作为本发明实施例的进一步改进，还包括空气预热器，所述冷却装置的出口与制酸装置的进口通过所述空气预热器连接。

作为本发明实施例的进一步改进，所述空气预热器包括第一进口、第二进口、第一出口、第二出口、第一流道和第二流道，所述第一进口与所述第一出口经所述第一流道连通，所述第二进口与所述第二出口经所述第二流道连通；所述第一进口与冷却装置的出口连接，第一出口与所述制酸装置的进口连接；所述第二进口用于通入助燃气体，第二出口与所述焚烧炉的助燃口连接。

作为本发明实施例的进一步改进，所述助燃气体为空气、富氧或纯氧。

作为本发明实施例的进一步改进，所述固液分离装置为离心机或压滤机。

作为本发明实施例的进一步改进，所述冷却装置为锅炉或炉气冷却器。

另一方面，本发明实施例还提供一种制酸工艺，采用上述制酸系统，所述工艺包括以下步骤：

步骤1、脱硫废液及硫膏或硫泡沫进入固液分离装置进行固液分离，得到固体原料和液体原料；

步骤2、将步骤1得到的液体原料通入浓缩塔，在浓缩塔中蒸发水分，得到浓缩原料；

步骤3、将步骤1得到的固体原料和步骤2得到的浓缩原料同时分别进入焚烧炉中进行焚烧；

步骤4、出焚烧炉的高温烟气进入冷却装置进行降温；

步骤5、降温后的烟气送入制酸装置。

作为本发明实施例的进一步改进，所述步骤2具体包括：将步骤1得到的液体原料先通入浓缩塔换热器，通过0.4-0.6mpa低压蒸汽加热，出浓缩塔换热器后进入浓缩塔进行闪蒸，在浓缩塔中蒸发水分，得到浓缩原料。

作为本发明实施例的进一步改进，步骤5具体包括：经冷却装置降温后的烟气进入空气预热器，与通入空气预热器中的助燃气体进行换热，加热后的助燃气体通入焚烧炉，再次降温后的烟气通入制酸装置。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下有益效果：提供一种制酸系统及制酸工艺，利用脱硫废液及硫膏或硫泡沫制取浓硫酸，能减少稀硫酸的生成量。本实施例的制酸系统和制酸工艺，经固液分离装置将脱硫废液及硫膏或硫泡沫进行固液分离，得到固体原料和液体原料，液体原料经浓缩塔进行浓缩得到浓缩原料，固体原料和浓缩原料分别同时进入焚烧炉焚烧，焚烧后的高温烟气经降温装置降温后送入制酸装置，制酸装置制取得到浓硫酸。本实施中，将原料固液分离，并将液体原料进行浓缩后与固体原料同时分别送入焚烧炉，大大减少了原料中带入焚烧炉的水的量，进而减少了后续净化工段稀硫酸的生成量，使产生的稀硫酸可以在焦化系统内部完全消耗，而不用增加污水装置处理的负担。同时减少焚烧工序的燃料的消耗量，减少焚烧炉出口烟气量，可以提高系统的热量回收效率。

附图说明

图1是本发明实施例的制酸系统的结构示意图。

图中有：固液分离装置1、焚烧炉2、冷却装置3、浓缩塔4、制酸装置5、浓缩塔换热器6、空气预热器7、清液槽8、脱硫废液及硫膏或硫泡沫a、助燃气体b、燃料c、蒸气d、冷凝水e。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的技术方案进行详细的说明。

本发明实施例提供一种制酸系统，如图1所示，包括固液分离装置1、焚烧炉2、冷却装置3、浓缩塔4和制酸装置5，固液分离装置1的固体出口与焚烧炉2的进料口连接，固液分离装置1的液体出口与浓缩塔4的进口连接，浓缩塔4的出口与焚烧炉2的进料口连接，焚烧炉2的出气口与冷却装置3的进口连接，冷却装置3的出口与制酸装置5的进口连接。

上述实施例的制酸系统，固液分离装置1将焦化装置的脱硫废液及硫膏或硫泡沫a进行固液分离，得到固体原料和液体原料，固体原料主要成分为硫磺，液体原料主要成分为硫氰酸铵、硫酸铵、游离氨等。浓缩塔4将液体原料进行浓缩得到浓缩原料，固体原料和浓缩原料分别同时进入焚烧炉2进行焚烧，焚烧后的高温烟气经冷却装置3降温后送入制酸装置5，制酸装置5制取得到浓硫酸。

本实施中，将原料固液分离，并将液体原料进行浓缩后与固体原料同时分别送入焚烧炉2，大大减少了原料中带入焚烧炉2的水的量。由于进入焚烧炉的水分和焚烧炉焚烧时产生的so3结合形成稀硫酸，在制酸装置5的净化工段被冷凝下来，进而减少了后续稀硫酸的生成量，使产生的稀硫酸可以在焦化系统内部完全消耗，而不用增加污水装置处理的负担。本实施例减少原料水分，不需要使用大量的能源来烘干物料，消耗能源较少，自动化水平高，操作环境好，不存在烘干物料时的尾气排放问题。同时由于原料水分的减少，减少焚烧工序的燃料的消耗量，减少了助燃空气量，减少焚烧炉出口烟气量，不会导致硫酸量的减少。由于原料水分、燃料、助燃空气及焚烧炉出口烟气量均减少，可以提高系统的热量回收效率。

优选的，本实施例的制酸系统还包括浓缩塔换热器6，固液分离装置1的液体出口与浓缩塔4的进口通过浓缩塔换热器6连接。具体的，固液分离装置1的液体出口连接清液槽8，清液槽连接浓缩塔换热器6的进口，浓缩塔换热器6的出口连接浓缩塔4的进口。分离出的液体原料以流速1m/s进入浓缩塔换热器6，在浓缩换热器6中通过0.4-0.6mpa低压蒸汽加热，然后进入浓缩塔4进行闪蒸，使液体原料汽液分离，从而得到浓缩原料。

上述实施例中，液体原料进入浓缩塔4进行浓缩之前先进入浓缩塔换热器6。进浓缩塔4前先加热，使液体原料温度升高达到饱和状态后送入浓缩塔4。在浓缩塔4中分离汽液，提高气液分离速度和效果，充分减少液体原料中的水分，进而减少稀硫酸的产生。

优选的，本实施例的制酸系统还包括空气预热器7，冷却装置3的出口与制酸装置5的进口通过空气预热器7连接。在冷却装置3和制酸装置5之间加设空气预热器7，使得烟气经冷却装置3的一次降温后再得到二次降温，降温到合适温度进入制酸装置5，提高制酸效率。

优选的，空气预热器7包括第一进口、第二进口、第一出口、第二出口、第一流道和第二流道，第一进口与第一出口经第一流道连通，第二进口与第二出口经第二流道连通。第一进口与冷却装置3的出口连接，第一出口与制酸装置5的进口连接。第二进口用于通入助燃气体，第二出口与焚烧炉2的助燃口连接。经冷却装置3降温后的烟气从空气预热器7的第一进口进入第一流道，助燃气体从第二进口进入第二流道，第一流道中的烟气和第二流道中的助燃气体进行热交换，再次降温后的烟气从第一出口出来进入制酸装置5，加热后的助燃气体从第二出口出来进入焚烧炉2的助燃口参与焚烧。本实施例的空气预热器7采用助燃气体对烟气进行二次降温，烟气被降温的同时助燃气体被升温，进入焚烧炉的助燃气体温度越高，则消耗的燃料气越少。

优选的，助燃气体为空气、富氧或纯氧。助燃气体的氧气含量越高，焚烧炉2的消耗的燃料越少。

优选的，固液分离装置1为离心机或压滤机。采用离心机或压滤机作为固液分离装置1对原料进行固液分离，结构简单，成本低。

优选的，冷却装置3为锅炉或炉气冷却器。采用锅炉或炉气冷却器作为冷却装置3对烟气进行降温，而锅炉进行降温的同时还可回收热量。

本发明实施例还提供一种制酸工艺，采用上述实施例的制酸系统，包括以下步骤：

步骤1、脱硫废液及硫膏或硫泡沫a进入固液分离装置1进行固液分离，得到固体原料和液体原料；

步骤2、将步骤1得到的液体原料通入浓缩塔4，在浓缩塔4中蒸发水分，得到浓缩原料；

步骤3、将步骤1得到的固体原料和步骤2得到的浓缩原料同时分别进入焚烧炉2中进行焚烧，焚烧的燃料c为焦炉煤气，焚烧的助燃气体b为空气、富氧或纯氧；

步骤4、出焚烧炉2的高温烟气进入冷却装置3进行降温；

步骤5、降温后的烟气送入制酸装置5。

上述实施例的制酸工艺，焦化装置的脱硫废液及硫膏或硫泡沫a经固液分离装置1将进行固液分离，得到固体原料和液体原料，固体原料主要成分为硫磺，液体原料主要成分为硫氰酸铵、硫酸铵、游离氨等。液体原料经浓缩塔4进行浓缩得到浓缩原料，固体原料和浓缩原料分别同时进入焚烧炉2进行焚烧，焚烧后的高温烟气，主要成分有so2、o2、n2、co2、h20和少量so3，高温烟气经降温装置3降温后送入制酸装置5，烟气经过净化及干燥后主要成分为so2、o2、n2、co2和so2，在催化剂存在及一定的温度的前提下生成so3，so3被循环液(硫酸)吸收，在循环液中加入适量的h20生成合格硫酸。本实施中，将原料固液分离，并将液体原料进行浓缩后与固体原料同时分别送入焚烧炉2，大大减少了原料中带入焚烧炉2的水的量，进而减少了后续稀硫酸的生成量，使产生的稀硫酸可以在焦化系统内部完全消耗，而不用增加污水装置处理的负担。在使用相同量的原料脱硫废液及硫膏或硫泡沫前提下，直接将原料放入焚烧炉燃烧，后续产生的稀酸量与成品硫酸量之比为1.2。先将原料烘干，再放入焚烧炉燃烧，后续产生的稀酸量与成品硫酸量之比为0.2。采用本实施例的制酸工艺，产生的稀硫酸量与成品硫酸量之比为0.3。本实施例减少原料水分，不需要使用大量的能源来烘干物料，消耗能源较少，自动化水平高，操作环境好，不存在烘干物料时的尾气排放问题。利用本实施例的制酸工艺，产生的稀硫酸与同时由于原料水分的减少，减少焚烧工序的燃料的消耗量，减少了助燃空气量，减少焚烧炉出口烟气量。由于原料水分、燃料、助燃空气及焚烧炉出口烟气量均减少，可以提高系统的热量回收效率。

优选的，上述实施例的步骤2具体包括：将步骤1得到的液体原料先通入浓缩塔换热器6，通过0.4-0.6mpa低压蒸汽加热，出浓缩塔换热器6后进入浓缩塔5进行闪蒸，在浓缩塔5中蒸发水分，得到浓缩原料。体原料进入浓缩塔4进行浓缩之间先进入浓缩塔换热器6，进浓缩塔4前先加热，使液体原料温度升高达到饱和状态后送入浓缩塔4，在浓缩塔4中分离汽液，提高气液分离速度和效果，充分减少液体原料中的水分，进而减少稀硫酸的产生。

优选的，上述实施例的步骤5具体包括：经冷却装置3降温后的烟气进入空气预热器7，与通入空气预热器7中的助燃气体进行换热，加热后的助燃气体通入焚烧炉3，再次降温后的烟气通入制酸装置5。出焚烧炉2的高温烟气进入冷却装置3降温至950-1200℃，降温后的烟气经入空气预热器7进行再次降温，出空气预热器7的烟气在300℃左右。本实施例的空气预热器7采用助燃气体对烟气进行二次降温，烟气被降温到合适温度进入制酸装置5，提高制酸效率。烟气被降温的同时助燃气体被升温，进入焚烧炉2的助燃气体温度越高，则消耗的燃料气越少。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本领域的技术人员应该了解，本发明不受上述具体实施例的限制，上述具体实施例和说明书中的描述只是为了进一步说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护的范围由权利要求书及其等效物界定。