持续移热二氧化硫转化器.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201110303166.7

申请日:

2011.09.27

公开号:

CN102336397A

公开日:

2012.02.01

当前法律状态:

撤回

有效性:

无权

法律详情:

发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):C01B 17/80申请公布日:20120201|||实质审查的生效IPC(主分类):C01B 17/80申请日:20110927|||公开

IPC分类号:

C01B17/80

主分类号:

C01B17/80

申请人:

宜兴市化工成套设备有限公司

发明人:

宋小良

地址:

214205 江苏省宜兴市环科园绿园路105号

优先权:

专利代理机构:

代理人:

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内容摘要

持续移热二氧化硫转化器,包括壳体、壳体内的触媒层,触媒层由格栅支撑,格栅下方的壳体上设有烟气出口,触媒层里成排密布有若干内移热管,各内移热管的两端穿出壳体后与移热总管连接,通过内移热管将反应放出的大量的热量移出并得到充分利用,设备不被腐蚀,简化了传统转化流程,大大缩小了设备尺寸,减少占地面积。

权利要求书

1.持续移热二氧化硫转化器,包括壳体、壳体内的触媒层,触媒层由
格栅支撑,格栅下方的壳体上设有烟气出口,其特征在于触媒层里成排密
布有若干内移热管,各内移热管的两端穿出壳体后与移热总管连接。
2.根据权利要求1所述的持续移热二氧化硫转化器,其特征在于各内
移热管的两端穿出壳体后通过套丝法兰与移热总管连接。
3.根据权利要求1所述的持续移热二氧化硫转化器,其特征在于壳体
内腔中设置若干隔板,所述的隔板将壳体分成若干层,至少第一层壳体中
的触媒层里设置有内移热管。
4.根据权利要求3所述的持续移热二氧化硫转化器,其特征在于除第
一层外的其它层壳体中的触媒层里设置或不设置内移热管。

说明书

持续移热二氧化硫转化器

技术领域

本发明涉及一种持续移热二氧化硫转化器。

背景技术

有色冶炼企业火法冶炼诸如铜、镍、铅、锌等,原料多为硫化矿,其冶炼后尾气传
统处理方法是将其净化除尘后通过氧化制取硫酸。随着冶炼技术的进步,冶炼企业普遍
采用了富氧或工业空气的连续冶炼工艺,因此产生了高浓度SO2的烟气,这对烟气制酸
装置提出了更高的要求。如按现有制酸工艺,需将冶炼烟气稀释到SO2浓度为12%左右,
这就会使制酸装置的尺寸增大3~5倍,相应的制酸装置的建设投资及运行费用都会大幅
度增加。如果不将烟气浓度稀释,含SO230%~60%的烟气进入转化系统,需要有足够的
氧气含量,同时要求反应载体(触媒及转化器)能承受很高的温度。足够的氧气含量可
以通过补入空气或氧气来实现,而氧化反应所放出的热量却无法控制,因为如果烟气中
SO2浓度超过12%,转化器一层出口温度就会超过640℃。一般情况下,用来进行SO2
氧化反应的催化剂的热稳定上限为630℃,用来制作转化器的常用材料,碳钢及304不锈
钢等也不能在600℃以上长期运行,因此温度控制也是高浓度烟气转化技术的难点与瓶
颈。

基于2SO2+O2=2SO3为一可逆放热反应的原理,为了得到更高的转化率就需要使该
反应尽量向正反应方向进行,即通过降低反应温度来达到。正常的硫酸系统操作中降低
反应温度实现起来难度较大,主要由于该反应是放热反应,反应的转化率越高,放出的
反应热也就越大,这就给降低反应温度带来难度。

传统转化器的壳体内腔中放置有触媒,触媒由格栅支撑,转化工艺是通过在转化器后设
置换热器来实现将每段反应后的温度降低到适宜温度后再进行一个反应段,但是当SO2
浓度超过12%甚至更高时,一段的温度是无法控制在一个较低的范围内的,这时就会导
致一段反应热过大,使反应气体的温度超过640℃这个触媒及钢材都无法承受的极限温
度。

发明内容

本发明解决了高浓度SO2烟气转化过程中热量过多难以移出的难题,提供了一种理
论先进、结构简单、加工难度小、工艺操作简单、工程建设投资少的高效持续移热二氧
化硫转化器。主要创新在于在转化器壳体内的触媒层里成排密布若干内移热管,各内移
热管的两端穿出壳体后由套丝法兰连接移热总管,这样,可将2SO2+O2=2SO3放热反应
放出的大量的热通过设置在触媒层中的内移热管及时移出。

具体是这样实施的:持续移热二氧化硫转化器,包括壳体、壳体内的触媒层,触媒
层由格栅支撑,格栅下方的壳体上设有烟气出口,其特征在于触媒层里成排密布有若干
内移热管,各内移热管的两端穿出壳体后与移热总管连接。

本装置中,各内移热管的两端穿出壳体后由套丝法兰与移热总管连接,通过套丝法
兰,为转化器输送冷却用空气或低压蒸汽,套丝法兰的设置也方便了内移热管的抽取。

为了简化传统转化流程,大大缩小设备尺寸,减少占地面积,本发明在壳体内腔中
设置若干隔板,所述的隔板将壳体分成若干层,至少第一层壳体中的触媒层里设置有内
移热管,其它层壳体中的触媒层里可以设置内移热管,也可以采用传统转化器的结构,
组合使用。

进入转化器壳体上部得的SO2烟气在通过触媒层时,同时也通过了设置在触媒层中
的内移热管,内移热管内可通空气或低压蒸汽来实现热量的转移,有效抑制反应温度的
持续上升,同时将空气或蒸汽加热,使热能得到再次利用。通过触媒层及内移热管的烟
气经支撑触媒的格栅后进入转化器的该层的下部,在隔板的上部,通过壳体上开的烟气
出口,离开转化器的该层,进入换热器换热后再进入转化器的下一层。

本发明主要靠内移热管将2SO2+O2=2SO3这一放热反应放出的大量的热通过设置在
触媒层中的内移热管移出,内移热管内可以通入冷空气,冷空气加热后送去锅炉、省煤
器、过热器等设备进行热量的回收;内移热管内也可直接通入低压蒸汽,生产的过热蒸
汽可直接去发电,使硫酸生产中转化反应产生的热能可以较容易的得到充分利用。本发
明的这种进行热回收方式可确保设备不被腐蚀,简化了传统转化流程,大大缩小了设备
尺寸,减少占地面积。

附图说明

图1为本发明的单层结构示意图。

图2为A-A剖面图。

具体实施方式

实施例1,持续移热二氧化硫转化器,包括壳体1、壳体内的触媒层3,触媒层3由
格栅5支撑,格栅5下方的壳体上设有烟气出口,触媒层3里成排密布有若干内移热管2,
各内移热管2的两端穿出壳体1后由套丝法兰与移热总管4连接。

实施例2,参考实施例1,壳体1内腔中设置若干隔板6,所述的隔板6将壳体1分
成若干层,至少第一层壳体中的触媒层3里设置有内移热管2,第一层外的其它层壳体中
的触媒层里可以设置或不设置内移热管。

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资源描述

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1、10申请公布号CN102336397A43申请公布日20120201CN102336397ACN102336397A21申请号201110303166722申请日20110927C01B17/8020060171申请人宜兴市化工成套设备有限公司地址214205江苏省宜兴市环科园绿园路105号72发明人宋小良54发明名称持续移热二氧化硫转化器57摘要持续移热二氧化硫转化器,包括壳体、壳体内的触媒层,触媒层由格栅支撑,格栅下方的壳体上设有烟气出口,触媒层里成排密布有若干内移热管,各内移热管的两端穿出壳体后与移热总管连接,通过内移热管将反应放出的大量的热量移出并得到充分利用,设备不被腐蚀,简化了传统。

2、转化流程,大大缩小了设备尺寸,减少占地面积。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书2页附图1页CN102336407A1/1页21持续移热二氧化硫转化器,包括壳体、壳体内的触媒层,触媒层由格栅支撑,格栅下方的壳体上设有烟气出口,其特征在于触媒层里成排密布有若干内移热管,各内移热管的两端穿出壳体后与移热总管连接。2根据权利要求1所述的持续移热二氧化硫转化器,其特征在于各内移热管的两端穿出壳体后通过套丝法兰与移热总管连接。3根据权利要求1所述的持续移热二氧化硫转化器,其特征在于壳体内腔中设置若干隔板,所述的隔板将壳体分成若干层,至少第一层壳体中的触媒层里。

3、设置有内移热管。4根据权利要求3所述的持续移热二氧化硫转化器,其特征在于除第一层外的其它层壳体中的触媒层里设置或不设置内移热管。权利要求书CN102336397ACN102336407A1/2页3持续移热二氧化硫转化器技术领域0001本发明涉及一种持续移热二氧化硫转化器。背景技术0002有色冶炼企业火法冶炼诸如铜、镍、铅、锌等,原料多为硫化矿,其冶炼后尾气传统处理方法是将其净化除尘后通过氧化制取硫酸。随着冶炼技术的进步,冶炼企业普遍采用了富氧或工业空气的连续冶炼工艺,因此产生了高浓度SO2的烟气,这对烟气制酸装置提出了更高的要求。如按现有制酸工艺,需将冶炼烟气稀释到SO2浓度为12左右,这就会。

4、使制酸装置的尺寸增大35倍,相应的制酸装置的建设投资及运行费用都会大幅度增加。如果不将烟气浓度稀释,含SO23060的烟气进入转化系统,需要有足够的氧气含量,同时要求反应载体触媒及转化器能承受很高的温度。足够的氧气含量可以通过补入空气或氧气来实现,而氧化反应所放出的热量却无法控制,因为如果烟气中SO2浓度超过12,转化器一层出口温度就会超过640。一般情况下,用来进行SO2氧化反应的催化剂的热稳定上限为630,用来制作转化器的常用材料,碳钢及304不锈钢等也不能在600以上长期运行,因此温度控制也是高浓度烟气转化技术的难点与瓶颈。0003基于2SO2O22SO3为一可逆放热反应的原理,为了得到。

5、更高的转化率就需要使该反应尽量向正反应方向进行,即通过降低反应温度来达到。正常的硫酸系统操作中降低反应温度实现起来难度较大,主要由于该反应是放热反应,反应的转化率越高,放出的反应热也就越大,这就给降低反应温度带来难度。0004传统转化器的壳体内腔中放置有触媒,触媒由格栅支撑,转化工艺是通过在转化器后设置换热器来实现将每段反应后的温度降低到适宜温度后再进行一个反应段,但是当SO2浓度超过12甚至更高时,一段的温度是无法控制在一个较低的范围内的,这时就会导致一段反应热过大,使反应气体的温度超过640这个触媒及钢材都无法承受的极限温度。发明内容0005本发明解决了高浓度SO2烟气转化过程中热量过多难。

6、以移出的难题,提供了一种理论先进、结构简单、加工难度小、工艺操作简单、工程建设投资少的高效持续移热二氧化硫转化器。主要创新在于在转化器壳体内的触媒层里成排密布若干内移热管,各内移热管的两端穿出壳体后由套丝法兰连接移热总管,这样,可将2SO2O22SO3放热反应放出的大量的热通过设置在触媒层中的内移热管及时移出。0006具体是这样实施的持续移热二氧化硫转化器,包括壳体、壳体内的触媒层,触媒层由格栅支撑,格栅下方的壳体上设有烟气出口,其特征在于触媒层里成排密布有若干内移热管,各内移热管的两端穿出壳体后与移热总管连接。0007本装置中,各内移热管的两端穿出壳体后由套丝法兰与移热总管连接,通过套丝法兰。

7、,为转化器输送冷却用空气或低压蒸汽,套丝法兰的设置也方便了内移热管的抽取。说明书CN102336397ACN102336407A2/2页40008为了简化传统转化流程,大大缩小设备尺寸,减少占地面积,本发明在壳体内腔中设置若干隔板,所述的隔板将壳体分成若干层,至少第一层壳体中的触媒层里设置有内移热管,其它层壳体中的触媒层里可以设置内移热管,也可以采用传统转化器的结构,组合使用。0009进入转化器壳体上部得的SO2烟气在通过触媒层时,同时也通过了设置在触媒层中的内移热管,内移热管内可通空气或低压蒸汽来实现热量的转移,有效抑制反应温度的持续上升,同时将空气或蒸汽加热,使热能得到再次利用。通过触媒层。

8、及内移热管的烟气经支撑触媒的格栅后进入转化器的该层的下部,在隔板的上部,通过壳体上开的烟气出口,离开转化器的该层,进入换热器换热后再进入转化器的下一层。0010本发明主要靠内移热管将2SO2O22SO3这一放热反应放出的大量的热通过设置在触媒层中的内移热管移出,内移热管内可以通入冷空气,冷空气加热后送去锅炉、省煤器、过热器等设备进行热量的回收;内移热管内也可直接通入低压蒸汽,生产的过热蒸汽可直接去发电,使硫酸生产中转化反应产生的热能可以较容易的得到充分利用。本发明的这种进行热回收方式可确保设备不被腐蚀,简化了传统转化流程,大大缩小了设备尺寸,减少占地面积。附图说明0011图1为本发明的单层结构示意图。0012图2为AA剖面图。具体实施方式0013实施例1,持续移热二氧化硫转化器,包括壳体1、壳体内的触媒层3,触媒层3由格栅5支撑,格栅5下方的壳体上设有烟气出口,触媒层3里成排密布有若干内移热管2,各内移热管2的两端穿出壳体1后由套丝法兰与移热总管4连接。0014实施例2,参考实施例1,壳体1内腔中设置若干隔板6,所述的隔板6将壳体1分成若干层,至少第一层壳体中的触媒层3里设置有内移热管2,第一层外的其它层壳体中的触媒层里可以设置或不设置内移热管。说明书CN102336397ACN102336407A1/1页5图1图2说明书附图CN102336397A。

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