脱硫废液制酸系统

906 编辑：中冶有色技术网来源：宁波中科远东催化工程技术有限公司

2023-12-04 15:11:43

权利要求书： 1.一种脱硫废液制酸系统，包括将来自脱硫单元的脱硫废液分离为硫膏和滤液的预处理单元、将所述滤液进行浓缩得到浓缩液的浓缩单元、将所述硫膏和所述浓缩液混合制成浆液的制浆单元、将所述浆液焚烧制SO2气体的焚烧单元、对所述SO2气体进行洗涤的净化单元和将净化后的SO2气体制成硫酸的干吸转化单元；所述净化单元中的稀硫酸出口与所述预处理单元中用于储存所述滤液的滤液储槽相连。

2.根据权利要求1所述的制酸系统，其特征在于，所述净化单元包括依次相连的洗涤塔、冷却塔和除雾器。

3.根据权利要求2所述的制酸系统，其特征在于，所述洗涤塔和冷却塔采用循环稀酸喷淋洗涤。

4.根据权利要求1至3任一项所述的制酸系统，其特征在于，所述制酸系统还包括位于焚烧单元和净化单元之间的余热回收单元。

5.根据权利要求4所述的制酸系统，其特征在于，所述余热回收单元包括依次连接的余热锅炉和空气预热器。

6.根据权利要求5所述的制酸系统，其特征在于，所述空气预热器包括相连的高温空气预热器和低温空气预热器。

7.根据权利要求1所述的制酸系统，其特征在于，所述预处理单元内设有离心机，所述焚烧单元内设有焚烧炉。

8.根据权利要求7所述的制酸系统，其特征在于，所述焚烧炉的温度为1050～1150℃。

9.根据权利要求1所述的制酸系统，其特征在于，所述干吸转化单元内设有依次相连的干燥SO2的干燥塔、将SO2转化为SO3的转化塔、将SO3转化为浓硫酸的吸收塔和用于存放所述浓硫酸的酸槽。

10.根据权利要求9所述的制酸系统，其特征在于，所述转化塔内填装有将SO2转化为SO3的钒系催化剂。

说明书：一种脱硫废液制酸系统技术领域[0001] 本实用新型涉及制酸领域，尤其涉及一种脱硫废液制酸系统。背景技术[0002] 目前，利用焦化厂焦炉煤气脱硫系统产生的脱硫废液和硫膏为原料制取工业硫酸的技术大体上可分为两类：第一类是将硫泡沫烘干将其变成硫、硫氰酸铵和硫代硫酸铵的

混合物干粉，然后将硫、硫氰酸铵和硫代硫酸铵的混合物干粉喷入焚烧炉燃烧制得二氧化

硫用于生产硫酸。该工艺存在以下不足：一是烘干系统庞大，投资高；二是硫泡沫中含有90%

左右的水，将其烘干需要消耗大量的能量，能耗较高；三是由于进入焚烧炉的是干粉，因此

容易产生没有燃烧完全的干粉进一步被带出焚烧炉而进入后续余热回收系统，造成余热回

收系统堵塞。因存在上述不足，该工艺故障率较高不能做到长期连续生产。

[0003] 第二类是采用喷浆焚烧法工艺，将脱硫过程回收的硫泡沫通过离心机离心得到的硫膏和部分经浓缩的脱硫废液配置成含水约50～60%的料浆，以焦炉煤气为燃料在高温条

件下将硫磺浆料进行焚烧氧化，其中含有的铵盐类物质在高温条件下会分解、氧化为含二

氧化硫的炉气，再通过净化、干燥、转化、吸收等工艺过程制成工业硫酸。该方法在国外采用

较多，工艺也比较成熟，与湿法脱硫一起总称为FRC法工艺。相比于第一类工艺，该工艺不需

要庞大的烘干系统且故障率低，能够长期连续运作。另外，该工艺将硫泡沫与脱硫废液一起

处理制成工业硫酸产品，不需要再设置废液处理设施，工艺过程连续、自动化程度较高，能

生产出质量较好的硫酸产品。该工艺的主要缺点是料浆中含有的大量水分在净化过程中又

被冷凝下来，产生大量的稀硫酸直接外排而未加以回收利用，造成二次污染和资源浪费。

实用新型内容

[0004] 本实用新型所要解决的技术问题是提供一种脱硫废液制酸系统和方法，解决现有技术中采用喷浆焚烧法工艺制酸时净化工段中产生的稀硫酸无法直接利用，形成二次污染

和资源浪费等问题。

[0005] 为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案如下：[0006] 一种脱硫废液制酸系统，包括将来自脱硫单元的脱硫废液分离为硫膏和滤液的预处理单元、将所述滤液进行浓缩得到浓缩液的浓缩单元、将所述硫膏和所述浓缩液混合制

成浆液的制浆单元、将所述浆液焚烧制SO2气体的焚烧单元、对所述SO2气体进行洗涤的净化

单元和将净化后的SO2气体制成硫酸的干吸转化单元；所述净化单元中的稀硫酸出口与所

述预处理单元中用于储存所述滤液的滤液储槽相连；净化单元产生的稀硫酸通过稀酸回配

技术直接排到预处理单元中的滤液储槽，直接与滤液中的氨发生中和反应生成铵盐，进一

步通过焚烧得到后单元需要的原料SO2，提高了硫回收率和浓硫酸产量，不需要外排，不再

形成二次污染，完全立足装置自身处理稀硫酸，提高资源利用效率。

[0007] 所述净化单元包括依次相连的洗涤塔、冷却塔和除雾器。[0008] 所述洗涤塔和冷却塔采用循环稀酸喷淋洗涤。[0009] 所述制酸系统还包括位于焚烧单元和净化单元之间的余热回收单元。[0010] 所述余热回收单元包括依次连接的余热锅炉和空气预热器。[0011] 所述空气预热器包括相连的高温空气预热器和低温空气预热器。[0012] 所述预处理单元内设有离心机，所述焚烧单元内设有焚烧炉。[0013] 所述焚烧炉的温度为1050～1150℃。[0014] 所述干吸转化单元内设有依次相连的干燥SO2的干燥塔、将SO2转化为SO3的转化塔、将SO3转化为浓硫酸的吸收塔和用于存放所述浓硫酸的酸槽。

[0015] 所述转化塔内填装有将SO2转化为SO3的钒系催化剂。[0016] 本实用新型的有益效果为：[0017] （1）本实用新型提供的脱硫废液制酸系统，使净化工序产生的稀硫酸通过稀酸回配技术直接排到预处理工序中的滤液储槽，不需要外排，不再形成二次污染，完全立足装置

自身处理稀硫酸，提高资源利用效率；

[0018] （2）本实用新型提供的脱硫废液制酸系统，将原先净化工序中无法处理的稀硫酸通过与滤液中含有的氨发生中和反应生成铵盐后，进一步通过焚烧得到后工序需要的原料

SO2，提高了硫回收率和浓硫酸产量，浓硫酸的产量可增加3～5%；

[0019] （3）本实用新型提供的脱硫废液制酸系统，利用滤液中含有的氨来中和稀硫酸，不需要额外补充碱源；

[0020] （4）余热回收单元有效回收利用了焚烧工序得到高温SO2中的热能，降低SO2温度从而减小对净化工序中的设备的损伤；

[0021] （5）本实用新型提供的脱硫废液制酸系统，净化工序中副产的稀酸处理工艺流程简单，仅需增大浓缩单元处理量，与喷浆焚烧法工艺相比投资少、硫回收率高、环境友好，且

对于已投产的采用喷浆焚烧法工艺的技改也容易实施。

附图说明[0022] 图1：本实用新型脱硫废液制酸工艺示意图。具体实施方式[0023] 下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步的描述。实施例

[0024] 如图1所示，脱硫废液制酸系统包括将来自脱硫单元的脱硫废液分离为硫膏和滤液的预处理单元、将滤液进行浓缩得到浓缩液的浓缩单元、将硫膏和浓缩液混合制成浆液

的制浆单元、将浆液焚烧制SO2气体的焚烧单元、对SO2气体进行洗涤的净化单元、将净化后

的SO2气体制成浓硫酸的干吸转化单元和位于焚烧单元和净化单元之间的余热回收单元。

净化单元中的稀硫酸出口与预处理单元中用于储存滤液的滤液储槽相连，预处理单元内设

有用于分离为硫膏和滤液的离心机，焚烧单元内设有焚烧炉。预处理单元和滤液储槽之间

的管路上设有将多余滤液送回脱硫单元的支路，进一步提高滤液的利用效率。

[0025] 净化单元包括依次相连的洗涤塔、冷却塔和除雾器，洗涤塔和冷却塔采用循环稀酸喷淋洗涤。余热回收单元包括依次连接的余热锅炉和空气预热器，空气预热器包括相连

的高温空气预热器和低温空气预热器。干吸转化单元内设有依次相连的干燥SO2的干燥塔、

将SO2转化为SO3转化塔、将SO3转化为浓硫酸的吸收塔和用于存放浓硫酸的酸槽，转化塔内

填装有将SO2转化为SO3的系钒催化剂。

[0026] 在上述制酸系统中进行的脱硫废液制酸方法包括以下步骤：[0027] （1）将来自脱硫单元的脱硫废液分离为硫膏和滤液；（2）将滤液通过浓缩工序进行浓缩得到浓缩液；（3）将硫膏和浓缩液通过制浆工序混合后制成浆液；（4）将浆液通过焚烧

工序焚烧制SO2气体；（5）对焚烧得到的SO2气体通过余热回收工序进行热量回收；（6）对余热

回收后的SO2气体通过净化工序进行洗涤；（7）将净化后的SO2气体通过干吸转化工序制成浓

硫酸。

[0028] 其中，脱硫废液通过离心机分离为硫膏和滤液，分离出的滤液部分用来制浓缩液，多余的滤液被送返回脱硫系统使用。浓缩工序中得到的浓缩液的盐含量为浓缩液质量的30

～60%，制浆工序中浓缩液和硫膏的质量比为1:1～4:1，焚烧工序中的焚烧炉的焚烧温度为

1000～1300℃。

[0029] 进行制浆工序时，硫膏和浓缩液通过制浆槽配备的搅拌机进行搅拌混合，并通过内部加热盘管控制制浆温度40～80℃。

[0030] 进行余热回收工序时，将焚烧工序制得的SO2气体依次通过余热锅炉、高温空气预热器和低温空气预热器，通过余热锅炉的SO2气体温度降至450～650℃，余热锅炉利用高温

SO2气体的热量产3～4MPaG的蒸汽，通过低温空气预热器的SO2气体温度降至280～350℃。

[0031] 进行净化工序时，将SO2气体依次通过洗涤塔、冷却塔和电除雾器，动力波洗涤塔、冷却塔采用稀酸循环喷淋洗涤，通过换热器利用冷却水冷却循环的稀酸。在动力波洗涤塔

中喷入循环稀酸并雾化，SO2与雾化的稀酸密切接触，通过绝热蒸发，SO2增湿、冷却、降温和

初步洗涤净化。由动力波洗涤塔出口排出的湿SO2经过气液分离后，进入冷却塔，与塔顶喷

淋的冷却循环稀酸逆流接触、洗涤净化，除去其中的杂质和蒸汽，然后进入电除雾器中除去

酸雾和粉尘。在洗涤和冷却过程中SO2气体中含有的少量SO3与水反应生成稀硫酸，稀硫酸的

质量浓度为1%～10%，该稀硫酸通过回配被送往滤液中与滤液中含有的氨进行中和，进行净

化工序时SO2气体的流速5～20m/s。

[0032] 进行所述干吸转化工序时，先将洗涤后的湿SO2通入干燥塔干燥，干燥后的SO2在转化塔内在催化剂的作用下转化为SO3，再经吸收塔塔顶喷淋的98％浓硫酸吸收SO3，SO3通过

吸收塔吸收生成浓硫酸后进入酸槽。

[0033] 以2万吨/年焦炉煤气脱硫废液制酸装置为例，采用传统喷浆焚烧法工艺，净化工段需外排稀硫酸2400kg/h（3～5%wtH2SO4）。本实用新型在传统喷浆焚烧法工艺中引入稀酸

回配技术后，净化工段外排的稀硫酸均在系统内部处理，整个系统无外排废液，且浓硫酸的

产量增加了3～5%。