一种处理工业废硫酸回收硫磺的方法及装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109437118A(43)申请公布日2019.03.08(21)申请号201811495708.3(22)申请日2018.12.07(71)申请人山东大学地址250061山东省济南市历下区经十路17923号(72)发明人马春元冯太赵希强李军夏霄张世珍(74)专利代理机构济南圣达知识产权代理有限公司37221代理人王志坤(51)Int.Cl.C01B17/04(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图1页(54)发明名称一种处理工业废硫酸回收硫磺的方法及装置(57)摘要本发明属于工业废弃物治理领域，本发明涉及一种处理工业废硫酸回收硫磺的方法及装置，包括高温分解炉、反应气换热装置、碳热还原塔、乏气冷却装置和脱硫塔，所述反应气换热装置包括反应气再热器、空气预热器、水蒸汽冷凝器，反应气再热器、空气预热器分别包括内部的冷却空间和外部的加热空间，高温分解炉的分解气体进入反应气再热器冷却空间、空气预热器冷却空间、水蒸汽冷凝器，水蒸汽冷凝器的分解气体出口连接反应器再热器加热空间的下部，反应器再热器加热空间上部的反应气出口连接碳热还原塔的底部，碳热还原塔顶部的还原气体出口连接乏气冷却装置，乏气冷却装置连接脱硫塔，水蒸汽冷凝器的冷凝液体出口连接脱硫塔。实现了废硫酸回收利用得到硫磺，实现了热能和产物得到的充分利用，明显降低了再生利用成本。CN109437118ACN109437118A权利要求书1/2页1.一种处理工业废硫酸回收硫磺的装置，其特征在于：包括高温分解炉、反应气换热装置、碳热还原塔、乏气冷却装置和脱硫塔，所述反应气换热装置包括反应气再热器、空气预热器、水蒸汽冷凝器，反应气再热器、空气预热器分别包括内部的冷却空间和外部的加热空间，高温分解炉的分解气体进入反应气再热器冷却空间、空气预热器冷却空间、水蒸汽冷凝器，水蒸汽冷凝器的分解气体出口连接反应器再热器加热空间的下部，反应器再热器加热空间上部的反应气出口连接碳热还原塔的底部，碳热还原塔顶部的还原气体出口连接乏气冷却装置，乏气冷却装置连接脱硫塔，水蒸汽冷凝器的冷凝液体出口连接脱硫塔。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：高温分解炉的底部设置燃烧器，下部的侧壁设置废酸喷嘴；优选的，空气预热器加热空间的底部通过助燃气管道连接燃烧器，所述助燃气管道上设置节流阀，空气预热器加热空间的上部设置空气入口。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述水蒸汽冷凝器的底部连接废水箱，废水箱连接脱硫塔，废水箱与脱硫塔连接的管道上设置水泵，水蒸气冷凝器的侧壁的反应气出口与反应气再热器的加热空间连接，连接的管道上设置气泵。4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于：所述乏气冷却装置包括高温分离器、乏气冷却器、硫磺冷凝器，碳热还原塔顶部的还原气顺序进入高温分离器、乏气冷却器、硫磺冷凝器；优选的，所述硫磺冷凝器的底部连接液硫储罐，硫磺冷凝器的侧壁的乏气出口分别与脱硫塔的底部、碳热还原塔的侧壁连接，碳热还原塔的底部的反应气入口设置文丘里管；进一步优选的，硫磺冷凝器与碳热还原塔的连接口设置三个，所述连接口在碳热还原塔的侧壁纵向排列。5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于：所述碳热还原塔的下部的侧壁与高温分离器之间通过溜槽连接，所述溜槽靠近碳热还原塔一端连接下料斗，溜槽的中间位置设置排碳管道；优选的，溜槽与下料斗连接的管道上设置下料锁气给料机，溜槽的中间位置设置排碳管道，所述排碳管道上设置乏碳锁气给料机。6.利用权利要求1-5任一项所述的装置回收硫磺的方法，其特征在于：(1)废硫酸雾化后喷入高温分解炉，得到焙烧后的气体为H2O、SO2、N2、CO2和少量O2的混合物；(2)高温分解炉出口的分解气体经过反应气再热器、空气预热器、水蒸汽冷凝器进行多级冷却，除去气体中大部分H2O，水蒸汽冷凝器冷凝H2O之后的反应气进入反应气再热器加热空间与高温分解炉新产生的气体换热；(3)反应气再热器加热空间得到的反应气体在碳热还原塔内同碳粉进行流态化反应，碳热还原塔出口的还原气经过高温气固分离，碳粉返回还原塔继续反应，还原气经过高温分离器、乏气冷却器、硫磺冷凝器冷却，降温析出液态硫磺；(4)分离硫磺后的乏气一部分返回碳热还原塔循环，调节塔内温度，并通过未反应SO2和含硫副产物的返回，促进SO2向硫磺的转化，抑制副产物生成；另一部分乏气送入脱硫塔处理后排放；(5)高温分解炉助燃空气经过空气预热器加热空间进行气体换热，加热后进入高温分解炉助燃；2CN109437118A权利要求书2/2页优选的，所述步骤1)中废酸中硫酸的浓度为40～90％，高温分解炉内的温度为900-1100℃。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述步骤2)中分解气体经过空气预热器后的温