本发明涉制酸方法，尤其涉及一种高浓度so2冶炼烟气制酸的方法。
背景技术：
冶炼烟气是冶炼过程产生的废气，烟气中以so2形式存在大量硫资源。我国是硫资源匮乏国，每年需大量进口硫磺满足国内硫化工生产需要。回收冶炼烟气中so2生产工业硫酸是目前冶炼烟气资源化处理的主要方式。
随着工业化制氧技术的发展，富氧冶炼技术得到广泛应用，并逐步成为新建冶炼产能的主要形式，造成冶炼烟气so2浓度大幅提升，达到30％，甚至更高。冶炼烟气so2浓度的大幅提升，给冶炼烟气中硫资源的回收带来巨大困难。若采用传统冶炼烟气制酸技术，需要配比大量稀释空气以满足转化反应浓度(≤14％)要求，这会造成制酸装置设备尺寸增大，投资费用增加，且运行费用提高，经济效益大幅下降等问题。
技术实现要素：
本发明的目的是开发出一种能降低制酸装置运行费用的方法。
本发明的技术解决方案是：一种高浓度so2冶炼烟气制酸的方法，所述高浓度so2冶炼烟气制酸的方法包括：净化过程、干吸过程、转化过程、和成品过程。
优选的，所述净化过程包括：
高浓度so2烟气进入文氏管，与喷淋的15％左右的稀硫酸接触传质传热降温，除去大部分矿尘及其他杂质，然后进入泡沫塔以2-3％稀硫酸喷淋洗涤，进一步除去矿尘及其他杂质，由间冷器移热降温至40℃左右，经电除雾器除去酸雾，使酸雾降至0.03g/nm3后进入干吸过程干燥塔；
文氏管排出的15％的稀硫酸经斜管沉降器沉降分离矿尘后，进入循环酸槽，从泡沫塔循环酸泵出口来的2-3％稀硫酸由斜管沉降器出口引出，入稀酸贮槽贮存；斜管沉降器间断排出的污泥与设备地坪冲洗酸性水一道经酸性水池以泵送至污水处理站；
泡沫塔排出的2-3％稀硫酸入循环酸槽，从间冷器循环酸槽溢流出来的冷凝液调节其浓度，由循环酸泵送入泡沫塔喷淋，增加的稀酸串入文氏管循环酸槽；间冷器排出的冷凝液入循环槽，以循环泵间断或连续送入间冷器喷淋；电除雾器除下的酸雾进入间冷器循环槽；净化过程补充的工艺水加入间冷器循环槽。
优选的，所述干吸过程过程为：
自净化过程来的炉气以空气调节so2浓度至7.5-8％后进入干燥塔，经喷淋的93-94％硫酸干燥使水分降至0.1g/nm3，并经塔顶丝网除沫器除去酸沫后进入转化过程；
干燥塔内吸收水分后的硫酸流入循环槽，以一吸塔循环酸系统串入的98％硫酸维持其浓度，以循环酸泵送入干燥塔酸冷却器，冷却降温后入干燥塔喷淋；增多的93-94％硫酸串入一吸塔循环槽；
来自转化过程的第一次转化气一部分进入发烟硫酸吸收塔，吸收大部分so3进入一吸塔，一部分直接进入一吸塔，吸收so3的炉气经塔顶丝网除沫器除去酸沫后，返回转化二段进行第二次转化；
发烟硫酸吸收塔以104.5％发烟硫酸喷淋吸收so2浓度升高后的发烟硫酸进入循环槽由一吸塔系统串来的98％酸调节其浓度，以循环泵送入酸冷却器冷却降温后入吸收塔喷淋，生成104.5％发烟硫酸产品进入成品过程；
第一吸收塔以98％硫酸喷淋，吸收so3浓度升高后的硫酸流入循环槽，配入干燥塔循环系统串来的93％硫酸，并加水维持其浓度，以循环酸泵送入一吸塔酸冷却器冷却降温后入一吸塔喷淋；增多的98％硫酸一部分串至干燥塔循环槽，一部分作为成品酸送入成品酸计量槽；
来自转化过程的第二次转化气进入第二吸收塔，吸收so3并经塔顶丝网除沫器除去酸沫后由烟囱放空；
第二吸收塔以98％硫酸喷淋，吸收so3浓度升高的硫酸流入循环槽，加入清水调节其浓度，以循环酸泵送入二吸塔酸冷却器冷却降温后入二吸塔喷淋；增多的98％硫酸串入一吸塔循环槽；
系统可以按市场需求产98％硫酸或93％硫酸；当需要93％硫酸时，由干燥塔系统产出93％硫酸；当需要98％硫酸时由一吸塔系统产出98％硫酸。
优选的，所述转化过程过程包括：
在高浓度so2冶炼烟气进入反应器之前，先利用部分烟气与稀释空气、纯氧进行反应生成少量三氧化硫，抑制转化器一层反应温度；再者，来自干吸工段干燥塔so2浓度为7.5-8％的炉气，经so2鼓风机升压、第ⅲ换热器及第ⅰ换热器壳侧与管侧so3气换热，温度升至430℃后入转化器进行第一次转化；经一、二、三段催化剂反应转化率达92％的转化气，进入第ⅲ换热器管侧与壳侧炉气换热降温后进入干吸工段第一吸收塔进行第一次吸收；so3被吸收后的气体经第ⅴ换热器、第ⅳ换热器、第ⅱ换热器壳侧与管侧so3气换热升温至420℃进入转化器进行第二次转化；经第四、第五段催化剂反应总转化率达99.7％；二次转化气经第ⅴ换热器管侧与壳侧so2气换热降温后入干吸工段第二吸收塔进行第二次吸收；转化器开工升温，以电加热器加热干燥空气来进行。
优选的，所述成品过程包括：
由干燥塔系统产出的93％硫酸或由一吸塔系统产出的98％硫酸进入计量槽，以位差流入贮罐贮存；104.5％发烟硫酸直接进入贮罐贮存；产品硫酸以汽车外运；
化学反应方程式：
①沸腾炉焙烧：fes2+o2＝fe2o3+so2；
②转化炉：so2+o2＝so3；
③吸收塔：so3+h2o＝h2so4。
优选的，该方法中向制酸转化系统补充纯氧的方式降低风机负荷和设备尺寸。
本发明的有益效果是：该方法是利用二氧化硫转化反应的可逆性，在高浓度so2冶炼烟气进入反应器之前，先利用部分烟气与稀释空气、纯氧进行反应生成少量三氧化硫，抑制转化器一层反应温度。由于纯氧的补充，减少了稀释空气量，减小了设备尺寸，降低了制酸装置运行费用。
具体实施方式
一种高浓度so2冶炼烟气制酸的方法，高浓度so2冶炼烟气制酸的方法包括：净化过程、干吸过程、转化过程、和成品过程。
优选的，净化过程包括：
高浓度so2烟气进入文氏管，与喷淋的15％左右的稀硫酸接触传质传热降温，除去大部分矿尘及其他杂质，然后进入泡沫塔以2-3％稀硫酸喷淋洗涤，进一步除去矿尘及其他杂质，由间冷器移热降温至40℃左右，经电除雾器除去酸雾，使酸雾降至0.03g/nm3后进入干吸过程干燥塔；
文氏管排出的15％的稀硫酸经斜管沉降器沉降分离矿尘后，进入循环酸槽，从泡沫塔循环酸泵出口来的2-3％稀硫酸由斜管沉降器出口引出，入稀酸贮槽贮存；斜管沉降器间断排出的污泥与设备地坪冲洗酸性水一道经酸性水池以泵送至污水处理站；
泡沫塔排出的2-3％稀硫酸入循环酸槽，从间冷器循环酸槽溢流出来的冷凝液调节其浓度，由循环酸泵送入泡沫塔喷淋，增加的稀酸串入文氏管循环酸槽；间冷器排出的冷凝液入循环槽，以循环泵间断或连续送入间冷器喷淋；电除雾器除下的酸雾进入间冷器循环槽；净化过程补充的工艺水加入间冷器循环槽。
优选的，干吸过程过程为：
自净化过程来的炉气以空气调节so2浓度至7.5-8％后进入干燥塔，经喷淋的93-94％硫酸干燥使水分降至0.1g/nm3，并经塔顶丝网除沫器除去酸沫后进入转化过程；
干燥塔内吸收水分后的硫酸流入循环槽，以一吸塔循环酸系统串入的98％硫酸维持其浓度，以循环酸泵送入干燥塔酸冷却器，冷却降温后入干燥塔喷淋；增多的93-94％硫酸串入一吸塔循环槽；
来自转化过程的第一次转化气一部分进入发烟硫酸吸收塔，吸收大部分so3进入一吸塔，一部分直接进入一吸塔，吸收so3的炉气经塔顶丝网除沫器除去酸沫后，返回转化二段进行第二次转化；
发烟硫酸吸收塔以104.5％发烟硫酸喷淋吸收so2浓度升高后的发烟硫酸进入循环槽由一吸塔系统串来的98％酸调节其浓度，以循环泵送入酸冷却器冷却降温后入吸收塔喷淋，生成104.5％发烟硫酸产品进入成品过程；
第一吸收塔以98％硫酸喷淋，吸收so3浓度升高后的硫酸流入循环槽，配入干燥塔循环系统串来的93％硫酸，并加水维持其浓度，以循环酸泵送入一吸塔酸冷却器冷却降温后入一吸塔喷淋；增多的98％硫酸一部分串至干燥塔循环槽，一部分作为成品酸送入成品酸计量槽；
来自转化过程的第二次转化气进入第二吸收塔，吸收so3并经塔顶丝网除沫器除去酸沫后由烟囱放空；
第二吸收塔以98％硫酸喷淋，吸收so3浓度升高的硫酸流入循环槽，加入清水调节其浓度，以循环酸泵送入二吸塔酸冷却器冷却降温后入二吸塔喷淋；增多的98％硫酸串入一吸塔循环槽；
系统可以按市场需求产98％硫酸或93％硫酸；当需要93％硫酸时，由干燥塔系统产出93％硫酸；当需要98％硫酸时由一吸塔系统产出98％硫酸。
优选的，转化过程过程包括：
在高浓度so2冶炼烟气进入反应器之前，先利用部分烟气与稀释空气、纯氧进行反应生成少量三氧化硫，抑制转化器一层反应温度；再者，来自干吸工段干燥塔so2浓度为7.5-8％的炉气，经so2鼓风机升压、第ⅲ换热器及第ⅰ换热器壳侧与管侧so3气换热，温度升至430℃后入转化器进行第一次转化；经一、二、三段催化剂反应转化率达92％的转化气，进入第ⅲ换热器管侧与壳侧炉气换热降温后进入干吸工段第一吸收塔进行第一次吸收；so3被吸收后的气体经第ⅴ换热器、第ⅳ换热器、第ⅱ换热器壳侧与管侧so3气换热升温至420℃进入转化器进行第二次转化；经第四、第五段催化剂反应总转化率达99.7％；二次转化气经第ⅴ换热器管侧与壳侧so2气换热降温后入干吸工段第二吸收塔进行第二次吸收；转化器开工升温，以电加热器加热干燥空气来进行。
优选的，成品过程包括：
由干燥塔系统产出的93％硫酸或由一吸塔系统产出的98％硫酸进入计量槽，以位差流入贮罐贮存；104.5％发烟硫酸直接进入贮罐贮存；产品硫酸以汽车外运；
化学反应方程式：
①沸腾炉焙烧：fes2+o2＝fe2o3+so2；
②转化炉：so2+o2＝so3；
③吸收塔：so3+h2o＝h2so4。
优选的，该方法中向制酸转化系统补充纯氧的方式降低风机负荷和设备尺寸。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。