一种焦化脱硫废液制硫酸的方法

技术领域

本发明涉及环保领域，具体涉及一种焦化脱硫废液制硫酸的方法。

背景技术

目前国内焦化行业生产过程中均设置了脱硫装置，回收工艺过程中的硫元素，这些脱硫装置生产过程中会副产含有硫磺、铵盐等物质的废液，这些废液如直接排放同样会对环境造成污染。

现有技术采用焚烧的方法处理脱硫废液，焚烧后含SO

发明内容

本发明是针对上述现有技术提供一种焦化脱硫废液生产硫酸的方法，有效利用脱硫废液中的硫元素，减少焦化装置副产物对环境的污染。同时，工艺流程短，设备少，占地面积小，工艺过程热回收效率高、运行成本低，且不副产稀硫酸。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种焦化脱硫废液制硫酸的方法，该方法包括以下步骤：

(1)用气体或液体燃料喷入焚烧炉内燃烧产生高温气体，然后将焦化脱硫废液喷入炉内高温气体环境中，脱硫废液中的硫、铵盐和有机物氧化分解，最终在焚烧炉内形成900℃到1200℃的含SO

主要反应为：

S+O

NH

(NH

(NH

(2)出焚烧炉的高温工艺气体经热量回收系统换热器，用工艺气体的热量产生蒸汽或加热其它介质，出换热器后工艺气体温度降至390～450℃；

(3)降温至390～450℃的工艺气体再进入除尘器，直接过滤除尘，除尘后工艺气体温度仍维持在催化氧化所需要温度以上；

(4)除尘后的工艺气体进入反应器，在催化剂的作用下，工艺气体中的SO

SO

H

(5)离开反应器后的工艺气体进入硫酸蒸汽冷凝器，用空气冷却工艺气，工艺气体中硫酸蒸汽冷凝，剩余的SO

上述方法中：步骤(5)中空气经空气风机升压后先送入硫酸蒸汽冷凝器中冷却工艺气体，换热后空气温度升高，硫酸蒸汽冷凝器出口的热空气分为两部分，其中一部分作为焚烧炉的助燃空气，这一部分空气送入热回收系统换热器的工艺气-空气预热器中，用更高温度的工艺气体加热该部分的助燃空气，再次升温后再送入焚烧炉，减少焚烧炉燃料的消耗；剩余部分空气送入热回收系统的给水加热器，预热送入热回收系统的给水，换热降温后空气直接排放。

上述方法中：热量回收系统换热器由布置在焚烧炉出口的蒸发器I、工艺气-空气预热器、布置在反应器内蒸汽过热器和蒸发器II、给水加热器、汽包以及与这些设备连接的汽水管道组成，回收制酸工艺过程热量，产生蒸汽，热回收系统也可采用导热油或熔盐为导热介质，回收的热量也可产出蒸汽或加热其它工艺物料。

在一些具体的技术方案中：外界送入给水经给水加热器用热空气预热至180℃±50℃，送入汽包与炉水混合，汽包中炉水分别流入在焚烧炉出口的蒸发器I和布置在反应器内布置的蒸发器II，蒸发器I和蒸发器II中的炉水受热部分蒸发生成汽水混合物，汽水混合物在热虹吸的作用下回流至汽包，在汽包内蒸汽与炉水分离，炉水继续进入蒸发器 I和蒸发器II循环，汽包分离出中压饱和蒸汽；饱和蒸汽再送入反应器内布置蒸汽过热器，经工艺气体加热为中压过热蒸汽外供。

上述方法中：脱硫废液含水量为40％以上。

上述方法中：实现焦化脱硫废液制硫酸的系统包括焚烧炉、反应器和硫酸蒸汽冷凝器，所述的燃料以及脱硫废液输送至焚烧炉，焚烧炉的输出端依次与热量回收系统以及除尘器相连，所述除尘器的输出端依次通过反应器、硫酸蒸汽冷凝器和尾气处理塔相连。

上述方法中：所述的热量回收系统包括布置在焚烧炉出口的蒸发器I，所述的蒸发器 I和工艺气-空气预热器相连，给水的输出管道通过给水加热器后与汽包相连，所述的汽包的一个输出端通过蒸发器I与汽包相连，另一个输出端通过蒸发器II与汽包相连。

上述方法中：空气通过空气风机输送至硫酸蒸汽冷凝器，硫酸蒸汽冷凝器的输出端分为两个支路，一个支路输送至给水加热器，另一个支路通过工艺气-空气换热器与焚烧炉相连。

反应器内SO

本发明技术方案中：所述的催化剂包括但不限于五氧化二钒。

本发明技术方案中：所述的压力为表压。

本发明的有益效果：

通过焚烧方式处理焦化脱硫废液生产硫酸，使硫元素得以有效利用，生成产品应用广泛，避免脱硫废液直接排放造成环境污染。本发明采用焚烧后降温至390～450℃工艺气体过滤除尘的方法，不副产含尘稀酸酸，避免出现二次污染物。本发明采用除尘后含SO

附图说明

图1为本发明焦化脱硫废液制硫酸的系统的示意图。

其中：1、脱硫废液泵，2、焚烧炉，3、热量回收系统，4、除尘器，5、反应器，6、硫酸蒸汽冷凝器，7、空气风机，8、尾吸循环泵，9、尾气处理塔；

热量回收系统设备

3-1蒸发器I，3-2工艺气-空气换热器，3-3给水加热器，3-4汽包，3-5蒸汽过热器，3-6蒸发器II。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步说明，但本发明的保护范围不限于此：

如图1，一种焦化脱硫废液制硫酸的系统，该系统包括焚烧炉2、反应器5和硫酸蒸汽冷凝器6，所述的燃料以及脱硫废液输送至焚烧炉2，焚烧炉2的输出端依次与热量回收系统以及除尘器4相连，所述除尘器4的输出端依次通过反应器5、硫酸蒸汽冷凝器6 和尾气处理塔9相连。

所述的热量回收系统包括布置在焚烧炉2出口的蒸发器I3-1，所述的蒸发器I3-1和工艺气-空气预热器3-2相连，给水的输出管道通过给水加热器3-3后与汽包3-4相连，所述的汽包3-4的一个输出端通过蒸发器I3-1与汽包3-4相连，另一个输出端通过蒸发器II3-6与汽包3-4相连。

空气通过空气风机7输送至硫酸蒸汽冷凝器6，硫酸蒸汽冷凝器6的输出端分为两个支路，一个支路输送至给水加热器3-3，另一个支路通过工艺气-空气换热器3-2与焚烧炉2相连。反应器5中设有2层催化剂层，上层催化剂层的下方设有蒸汽过热器3-5，下层催化剂层的下方设有蒸发器II3-6。

一种利用上述的系统实现焦化脱硫废液制硫酸的方法，该方法包括以下步骤：

脱硫废液成分见下表

该处理装置以焦化装置副产的焦炉煤气为燃料，燃料在焚烧炉2中燃烧，产生高温气体，炉膛温度控制在900℃到1200℃左右，焦化脱硫废液喷入炉膛，其中的硫、铵盐和有机物在高温炉膛中氧化分解为含SO

空气经空气风机7升压后送入硫酸蒸汽冷凝器6，冷却工艺气体空气温度升高至200℃，硫酸蒸汽冷凝器6出口热空气分为两部分，其中一部分作为焚烧炉2的助燃空气，这一部分空气再送入工艺气-空气预热器3-2中，用更高温度的工艺气体加热至460℃后后再送入焚烧炉2；剩余部分空气送入给水加热器3-3，将104℃的热回收系统的给水加热至160℃，换热降温后空气直接排放。

热量回收系统由布置在焚烧炉出口的蒸发器I3-1、工艺气-空气换热器3-2、反应器内布置的过热器3-5和蒸发器II3-6，汽包3-4、给水加热器3-3及与这些设备连接的汽水管道管道组成。外界送入104℃给水经给水加热器3-3用热空气预热至160℃，送入汽包3-4与炉水混合，汽包3-4中炉水流入蒸发器I3-1和蒸发器II3-6，炉水受热部分蒸发生成汽水混合物，汽水混合物在热虹吸的作用下回流至汽包3-4，在汽包3-4内蒸汽与炉水分离，炉水继续进入蒸发器I3-1和蒸发器II3-6循环，汽包3-4分离出6.0MPa的中压饱和蒸汽产量可达9.5t/h；饱和蒸汽再送入反应器内布置过热器3-5，经工艺气体加热为 460℃中压过热蒸汽外供。

采用现有技术处理脱硫废液需经过焚烧、净化、转化和干吸4个工段，工艺设备多，同等规模处理装置现有技术与本技术连续运行用电设备对比如下：

本技术用电设备功率仅为现有技术的47％，电耗也相应为现有技术的47％。

现有技术净化工序动力波循环循环液需要用循环水冷却，干燥塔、一吸塔、二吸塔的循环酸均需循环水冷却，将工艺过程热带出向大气释放，采用现有技术处理5t/h的脱硫废液，循环水用量为600t/h，而采用本技术，硫酸生成热一部分在反应器中被热回收系统回收产生蒸汽，一部分在冷凝器中加热空气，均不需要用循环冷却水，只有反应器出口少量成品硫酸冷却需用循环水，用量为80t/h，仅为现有技术13％。

现有技术仅在焚烧炉后设置余热锅炉，锅炉出口300℃的工艺气直接在净化工序用稀酸冷却至40℃，转化器反应热量用于加热转化器进口工艺气温度，干吸工段的吸收反应热也用循环水冷却，同等规模装置采用现有技术的产汽量仅为4.2t/h的5.8MPa(g)饱和蒸汽，采用本技术产汽量可达9.5t/h，蒸汽参数为5.8MPa(g)，460℃的过热蒸汽，蒸汽产量为现有技术226％。

采用现有技术处理脱硫废液的装置，焚烧工段占地面积200m