一种纯氧三段转化器制取纯三氧化硫的化工生产工艺的制作方法

本发明涉及三氧化硫生产，具体为一种纯氧三段转化器制取纯三氧化硫的化工生产工艺。

背景技术：

1、三氧化硫和硫酸是重要的基础化工原料，现有的制硫酸工艺方法包括：五氧化二磷与浓硫酸脱水反应，催化氧化二氧化硫，发烟硫酸法等，但是在制取过程中，均会有小部分不凝气产生，在现有技术中，通常是对该不凝气通过活性炭简单过滤后就直接进行排放，严重污染了空气。因此，我们提供了一种纯氧三段转化器制取纯三氧化硫的化工生产工艺解决以上问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种纯氧三段转化器制取纯三氧化硫的化工生产工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：包括以下步骤：

3、s1、焚硫转化工序：通过将液体硫磺罐内的燃烧原料液体硫磺、纯氧罐内的氧气与热回收冷凝装置输出的气体输送至焚硫炉中进行混合并燃烧；

4、s2、热回收工序：将焚硫炉出口的高温气体输送至燃烧热回收器，以及转化器一段、转化器二段和转化器三段的热回器进行工艺气体化学热能回收；

5、s3、冷凝工序：将冷凝分离工艺气体中的三氧化硫作为成品纯三氧化硫采出，并回收压缩机中的机械热能，未冷凝部分气体进入焚硫炉参与下一循环；

6、s4、尾气吸收工序：用于吸收气体循环过程中因压力波动逸散出的不凝气，保证系统的平稳生产与安全环保。

7、优选的，液体硫磺罐、纯氧罐和热回收冷凝装置共用一个气相出口总管与焚硫炉入口连通，焚硫炉出口与燃烧热回收器入口连通。

8、优选的，在s1中，通过液体硫磺罐、纯氧罐和热回收冷凝装置的气相出口总管将输送来的含有三氧化硫的不凝气进入焚硫炉内混合，使液体硫磺在焚硫炉内充分燃烧，生成二氧化硫气体并放出大量热量，焚硫炉出口的高温气体进入燃烧热回收器内冷却。

9、优选的，转化器一段通过高温热回收器与转化器二段连通，转化器二段通过中温热回收器与转化器三段连通，转化器三段通过高温热回收器与换热器连通，高温热回收器与换热器之间设有省煤器。

10、优选的，在s2中，燃烧热回收器出口工艺气体与另一流股纯氧罐中的常温纯氧气体混合，进入转化器一段，进行二氧化硫的催化氧化反应，经转化器一段转化后的工艺气体温度提升，转化器一段出口工艺气体进入高温热回收器换热，再进入转化器二段，经转化器二段催化氧化后的工艺气体温度又一次提升，转化器二段出口工艺气体进入中温热回收器再次换热，进入转化器三段反应，经三段反应后工艺气体内的二氧化硫绝大部分都转化为三氧化硫。

11、优选的，转化器三段的工艺气体依次进入低温热回收器、省煤器、换热器换热，以保证进压缩机前，工艺气体内热能得到充分利用，工艺气体的温度大幅降低。

12、优选的，热回收冷凝装置出口分别与焚硫炉和尾气处理组件连通，热回收冷凝装置入口与压缩机连通。

13、优选的，在s3中，经过压缩机升温后的气体进入热回收冷凝装置中进行压缩机机械热能回收与成品纯三氧化硫冷凝，气体中一部分气体三氧化硫在热回收冷凝装置内分离为纯三氧化硫成品采出，其余未冷凝气相组分作为不凝气，通过热回收冷凝装置重新进入焚硫炉内，参与生产工艺下一循环。

14、优选的，在s4中，热回收冷凝装置与焚硫炉之间设有尾气处理组件，部分不凝气可持续或间歇地泄放至尾气处理组件内进行处理，以平衡烟气系统内压力。

15、优选的，尾气处理组件包括：尾气处理罐和循环水箱，尾气处理罐底部安装有驱动电机，尾气处理罐顶部安装有排气口，隔板和气体导流板固定连接于尾气处理罐内壁，且气体导流板顶部与尾气处理罐内壁顶部之间设有降温导流组件，降温导流组件通过导管一与循环水箱连通，驱动电机输出端延伸至尾气处理罐内并固定连接有往复丝杠，往复丝杠顶部固定连接有锥齿轮一，第一连杆与隔板活动连接，且第一连杆下端固定连接有锥齿轮二，第一连杆上端与喷淋头中心转动连接，锥齿轮一与锥齿轮二相啮合，第一连杆外壁设有若干导流叶片，且两两导流叶片之间形成螺旋向上的引流通道，螺纹套环螺纹套接于往复丝杠外壁，第二连杆一端与螺纹套环固定连接，第二连杆另一端与活塞杆固定连接，喷淋液循环筒与隔板固定连接，且活塞杆活动延伸至喷淋液循环筒内，喷淋液循环筒外壁设有回流管，回流管内安装有单向阀，导管二通过若干固定杆与尾气处理罐内壁连接，且导管二竖直端与喷淋液循环筒连通，导管二水平端安装有喷淋头。

16、优选的，降温导流组件包括：导流筒，导流筒底部与气体导流板固定连接，导流筒顶部与尾气处理罐内壁顶部固定连接，导流筒内沿气体导流方向依次设有除湿板、锥形导口筒、浮球、降温筒和过滤板，且除湿板、锥形导口筒和过滤板与导流筒内壁固定连接，降温筒与过滤板固定连接，浮球设于锥形导口筒和降温筒之间，连接弹簧设于降温筒内，连接弹簧两端分别与浮球和降温筒内壁固定连接，降温筒外壁固定设有一圈水冷管，且水冷管通过导管一与循环水箱连通。

17、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

18、1.本发明以纯氧制备纯三氧化硫，液硫与纯氧反应燃烧、转化后产生的工艺气体内杂质含量低，无氮氧化物等副产品，可满足压缩后冷凝为液体直接产出的条件，摆脱了传统硫磺制酸工艺里需先将烟气中三氧化硫用于生产98％硫酸、发烟硫酸的束缚，原料转化为纯三氧化硫成品的转化率极高，可大大扩充纯三氧化硫的产能；

19、2.本发明摆脱了传统硫磺制酸工艺的补水工序，避免了so3与h20反应的低温热的浪费，装置内化学热能仅有硫磺燃烧热与二氧化硫氧化热，机械热能为压缩机对工艺气体做功后转化的气体内能，这些热量可通过焚硫炉出口、转化器各段出口、压缩机出口设置的热工设备回收，实现热能的高效回收利用，增加装置单位硫磺燃烧产汽量的同时，降低自身蒸汽能耗；

20、3.本发明以三段转化器加三氧化硫循环的工艺生产三氧化硫，三段转化器可提升二氧化硫转化为三氧化硫的转化效率，提升冷凝后产出的纯三氧化硫的品质，降低产品中掺杂二氧化硫的风险。以中间体/成品气体作的循环气，比起传统硫磺制酸中氮气占比78％的空气而言，同产能下装置总气量更小，占地面积与设备管道规模可得到缩减，节约厂区土地成本。

技术特征：

1.一种纯氧三段转化器制取纯三氧化硫的化工生产工艺，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种纯氧三段转化器制取纯三氧化硫的化工生产工艺，其特征在于：

3.根据权利要求2所述的一种纯氧三段转化器制取纯三氧化硫的化工生产工艺，其特征在于：

4.根据权利要求1所述的一种纯氧三段转化器制取纯三氧化硫的化工生产工艺，其特征在于：

5.根据权利要求4所述的一种纯氧三段转化器制取纯三氧化硫的化工生产工艺，其特征在于：

6.根据权利要求5所述的一种纯氧三段转化器制取纯三氧化硫的化工生产工艺，其特征在于：

7.根据权利要求6所述的一种纯氧三段转化器制取纯三氧化硫的化工生产工艺，其特征在于：

8.根据权利要求1所述的一种纯氧三段转化器制取纯三氧化硫的化工生产工艺，其特征在于：

9.根据权利要求8所述的一种纯氧三段转化器制取纯三氧化硫的化工生产工艺，其特征在于：

10.根据权利要求9所述的一种纯氧三段转化器制取纯三氧化硫的化工生产工艺，其特征在于：

技术总结
本发明公开了一种纯氧三段转化器制取纯三氧化硫的化工生产工艺，涉及三氧化硫生产技术领域，焚硫转化工序：通过将液体硫磺罐内的燃烧原料液体硫磺、纯氧罐内的氧气与热回收冷凝装置输出的气体输送至焚硫炉中进行混合并燃烧；热回收工序：将焚硫炉出口的高温气体输送至燃烧热回收器，以及转化器一段、转化器二段和转化器三段的热回器进行工艺气体化学热能回收；冷凝工序：回收压缩机中的机械热能，未冷凝部分气体进入焚硫炉参与下一循环；通过尾气处理组件处理气体循环过程中因压力波动逸散出的不凝气，保证系统的平稳生产与安全环保。本发明通过尾气处理组件处理气体循环过程中因压力波动逸散出的不凝气，保证系统的平稳生产与安全环保。

技术研发人员：邓博天,倪一丹,倪爱华,帅博曦
受保护的技术使用者：深圳市丞信科技咨询服务有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14