一种高浓度二氧化硫气体的生产方法
阅读说明：本技术 一种高浓度二氧化硫气体的生产方法 (Production method of high-concentration sulfur dioxide gas ) 是由 张培清 潘木俊 于 2021-08-27 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种高浓度二氧化硫气体的生产方法,焚硫炉燃烧产生的二氧化硫烟气经降温冷却后,部分烟气进入下游工序,余下的烟气通过管道返回焚硫炉前与空气混合后一同进入焚硫炉,同时液硫在焚硫炉内喷雾燃烧,产生适当浓度的二氧化硫烟气,如此循环往复。该方法采用经余热锅炉冷却后的烟气回流方法,不仅可以把烟气中二氧化硫的浓度提得更高,同时避免了焚硫炉的超温,还可以回收大量的热量。(The invention discloses a production method of high-concentration sulfur dioxide gas, wherein sulfur dioxide flue gas generated by burning of a sulfur burning furnace is cooled, part of the flue gas enters a downstream process, the rest flue gas returns to the front of the sulfur burning furnace through a pipeline and is mixed with air to enter the sulfur burning furnace, meanwhile, liquid sulfur is sprayed and burned in the sulfur burning furnace to generate sulfur dioxide flue gas with proper concentration, and the steps are repeated in a circulating way. The method adopts a flue gas reflux method after cooling by the waste heat boiler, so that the concentration of sulfur dioxide in the flue gas can be improved to be higher, the overtemperature of the sulfur incinerator is avoided, and a large amount of heat can be recovered.)
技术领域
本发明涉及一种二氧化硫气体的生产方法，特别是一种高浓度二氧化硫气体的生产方法。
背景技术
工业上二氧化硫的生产主要从含硫原料直接焚烧而得。当焚烧硫磺制二氧化硫时，如果要将二氧化硫烟气中二氧化硫浓度提高到18％，则焚烧温度将达到1600℃以上，由于受设备耐高温性能(操作温度<1150℃)的限制，焚烧硫磺产生的烟气中二氧化硫的浓度不会太高，一般低于13％，不能满足某些场合更高二氧化硫浓度的需求。富氧或纯氧焚烧硫磺可以产生高浓度二氧化硫，但其成本更高，且焚烧温度也更高，普通设备无法承受。而现在富氧冶炼工艺可以产生18％以上浓度的二氧化硫气体，但是往往远离使用二氧化硫的地方，安全输送使用极不方便，即使采用分离、提纯、压缩、液化罐装运输可以得到浓度很高的二氧化硫气体，但成本极高。此外一般的较高浓度二氧化硫制取工艺是将硫磺燃烧产生的高温二氧化硫烟气进行水冷激，不回收热量，设备可以简单一些，但是有大量余热浪费，且需要消耗大量的冷却水。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种高浓度二氧化硫气体的生产方法。该方法制取高浓度的二氧化硫气体时，将经余热锅炉冷却后的烟气回流至焚硫炉中，通过回流烟气吸收硫磺燃烧过程中产生的热量而避免高温，使得焚硫炉的内部温度<1150℃，不仅可以制备得到高浓度的二氧化硫气体，同时避免了焚硫炉内部的超温，还可以回收大量的热量。
本发明的技术方案：一种高浓度二氧化硫气体的生产方法，焚硫炉燃烧产生的二氧化硫烟气经降温冷却后，部分烟气进入下游工序，余下的烟气通过管道返回焚硫炉前与空气混合后一同进入焚硫炉，同时液硫在焚硫炉内喷雾燃烧，产生适当浓度的二氧化硫烟气，如此循环往复。
前述的高浓度二氧化硫气体的生产方法中，焚硫炉燃烧产生的二氧化硫烟气首先经余热锅炉降温到310℃～330℃后进入省煤器再次降温到130℃～150℃，省煤器送出的烟气一部分返回与空气混合，余下的烟气进入下游工序。
前述的高浓度二氧化硫气体的生产方法中，混合后的气体中二氧化硫气体浓度≤5.36％。
前述的高浓度二氧化硫气体的生产方法中，液硫通过液硫泵送入焚硫炉中，冷却的部分烟气通过烟气风机返回与经空气风机送出的干燥空气混合后送入焚硫炉中。
前述的高浓度二氧化硫气体的生产方法中，经冷却的部分烟气在空气风机的抽吸作用下，直接返回至空气风机的进口端与干燥空气进行混合，然后由空气风机送入焚硫炉中。
本发明的有益效果：与现有技术相比，本发明通过对现有焚硫炉生产二氧化硫气体的系统以及生产工艺进行简单改造，将焚烧冷却输出后的一部分含有二氧化硫气体的烟气返回至系统前端与空气进行混合后再输入焚硫炉中，返回的二氧化硫烟气相当于不参与燃烧，其在焚硫炉内部被加热过程中吸收大量的热量，从而使得焚硫炉内部温度下降，避免液硫燃烧制取高浓度二氧化硫气体的过程中产生的高温对焚硫炉造成破坏，有利于高浓度二氧化硫气体的生成。
经生产实践发现，采用经余热锅炉冷却后的烟气回流到焚硫炉前端的方法，不仅可以把烟气中二氧化硫气体的浓度提高到18％，同时避免了焚硫炉的超温，还可以回收大量的热量。
附图说明
附图1为本发明生产二氧化硫气体的装置结构示意图；
具体实施方式
下面结合附图1和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。
本发明的实施例1：一种高浓度二氧化硫气体的生产方法，如附图1所示，焚硫炉燃烧产生的高温二氧化硫烟气经降温冷却后，部分烟气通过烟气风机作用后，经管道返回整个生产系统前端与空气混合后一同进入焚硫炉，混合后的气体中二氧化硫气体浓度混合后的气体中二氧化硫气体浓度≤5.36％，余下的二氧化硫烟气则进入下游工序，同时液硫在液硫泵的作用下送入焚硫炉内喷雾燃烧，产生二氧化硫烟气排出，如此循环往复。
焚硫炉燃烧产生的高温二氧化硫烟气首先经余热锅炉降温到310℃～330℃后进入省煤器再次降温到130℃～150℃，省煤器送出的二氧化硫烟气一部分返回与空气混合，余下的二氧化硫烟气进入下游工序。
整个生产过程中，液硫通过液硫泵送至焚硫炉中，冷却的部分烟气通过烟气风机返回与经空气风机送出的干燥空气混合后送入焚硫炉中。
结合附图1可知，当烟气风机故障时，为了使得冷却烟气循环正常，冷却的部分烟气还可以在空气风机的作用下，直接返回至空气风机的进口端与干燥空气进行混合，然后送入焚硫炉中。通过双系统实现冷却烟气的循环。
本发明的生产方法的原理：为方便获得更高浓度二氧化硫气体，本方法采用经间接换热冷却后的烟气回流技术，避开了设备耐高温问题，二氧化硫烟气中二氧化硫浓度甚至可以在5％-18％范围内调节，方便下游使用。
下面以生产浓度为18％的二氧化硫气体为例，介绍高浓度二氧化硫气体的生产方法，干燥空气经空气风机送入焚硫炉，在烟气风机的作用下返回的烟气与干空气混和一同进入焚硫炉，此时混合气体中二氧化硫浓度为5.36％，液硫在液硫泵的作用下送至焚硫炉内喷雾燃烧，产生二氧化硫浓度为18％，温度达到约1100℃(视设备散热情况)的烟气，经余热锅炉降温到320℃左右后进入省煤器再次降温到140℃左右后，一部份烟气经烟气风机返回与新鲜空气混和均匀后进入焚硫炉参与硫磺燃烧，余下的进入下游工序，如此往复循环。
余热锅炉产生3.5MPa左右饱和蒸汽，锅炉给水来自除氧水系统，经给水泵送入省煤器加热到243℃左右进入余热锅炉汽包。
该工艺优点：二氧化流浓度最高可达18％，并可在一定范围调节，焚硫炉可产生二氧化硫浓度为5％-18％温度约500-1100℃的烟气。当需要生产的烟气中二氧化硫浓度低于13％时，可不开启冷却烟气返回系统，使用原有系统即可生产。当需要生产浓度大于13％的二氧化硫气体时，可根据制取的烟气浓度，调节烟气风机的回流量，当生产的浓度为18％时，回流量最大，使得回流的烟气与干空气混合后，其混合气中的二氧化硫气体浓度最高，达到5.36％。
该系统中，焚硫炉产生的烟气余热还可以充分利用，余热锅炉流程简单可靠，操作方便，可产生多种等级蒸汽。
表1 生产18％的二氧化硫气体时各环节的控制参数表