以硫磺為原料制備亞硫酸的方法與流程

本發明屬于化工領域，具體涉及一種以硫磺為原料制備亞硫酸的方法。

背景技術：

玉米淀粉生產加工過程中，需對玉米浸泡，浸泡所采用的原料是食用級亞硫酸，目前玉米生產企業在市場上不易購買到用于生產亞硫酸的食用級的二氧化硫，即使部分企業外購得到食用級二氧化硫，將二氧化硫注入生產用水中，制備符合生產要求的亞硫酸用于玉米淀粉的浸泡中，但是購買的二氧化硫由于其生產過程不易控或不可控，不甚符合國家有關法規，因此該方法被淘汰。

玉米生產企業購買食用級硫磺，進行燃燒產生二氧化硫，用水吸收制備亞硫酸，該方法的缺陷是，現有的硫磺燃燒爐最大的燃燒能力為100-150kg/h，隨著燃燒量的增大，燃燒爐內的溫度必然也增加，燃燒爐內溫度過高則會使硫磺升華，不能有效利用。

因此，需要針對上述的缺陷進行改進，對以硫磺為原料制備亞硫酸的方法以及系統都進行改進，使該方法生產的亞硫酸品質符合企業所加工產品的要求，而且使設計的系統最大限度的利用原料硫磺避免硫磺升華不能被有效利用的現象。

技術實現要素：

為了解決上述的技術問題，本發明提供了一種能使在以硫磺為原料生產亞硫酸的過程中，能有效的提高硫磺利用率的方法，而且使生產出來的亞硫酸符合玉米浸泡所需；

本發明的以硫磺為原料制備亞硫酸的方法，包括下述的步驟：

(1)打開燃燒爐的爐門，將固體硫磺置于燃燒盤中，再通過燃燒爐上部的加料口投入部分固體硫磺至溶解箱中；同時在酸儲罐中加入水，

(2)開啟噴射泵，風機；

(3)硫磺燃燒時產生的二氧化硫氣體通過燃燒爐的出風口排出，在與出風口相連接的煙管處降溫冷卻后至噴射器吸收；

(4)調節吸收塔和尾氣吸收塔過程水閥，向尾氣吸收塔噴淋過程水；

開啟吸收塔循環泵噴淋吸收酸儲罐中的尾氣，打開吸收塔下方的閥門，保持緩沖罐液位平衡，使亞硫酸水流往酸儲罐或緩沖罐內，控制酸的濃度0.15-0.2％；

當酸儲罐亞硫酸濃度0.15-0.2％時，開啟出亞硫酸泵，關閉低位出酸的閥門打開高位的出酸閥門，輸出產品亞硫酸至儲酸車間。

上述的步驟(1)中向酸儲罐中加水量為酸儲罐容積的一半。

上述的步驟(4)中向尾氣吸收塔噴淋過程水流加液堿保持pH≥10。

本發明中所采用的硫磺為原料制備亞硫酸所用的亞硫酸生產系統，系統包括燃燒爐，燃燒爐連接有上下兩個支路管道，位于上部的氣體支路管道連接有噴射器，該噴射器與酸儲罐上部相連通，位于下部的支路管道與酸儲罐下部相連接，位于下部的支路管道上有噴射泵；

燃燒爐與噴射器之間還連接有過程水管道；

酸儲罐頂部連接有氣體管道，氣體管道分成兩個支路管道，第一支路的氣體管道上依次串聯有吸收塔、風機、尾氣塔；第二支路的氣體管道上連接有緩沖罐；吸收塔與緩沖罐之間通過管道連接有循環泵；

酸儲罐內部有過程水管道，過程水管道分成兩個支路管道，第一支路管道與吸收塔相連接，第二支路上通向緩沖罐，尾氣塔下部與緩沖罐之間通過管道相連接，尾氣塔下部與緩沖罐之間的管道與第二支路管道匯集成一路管道通向緩沖罐；

酸儲罐底部連接有和將亞硫酸產品送至車間酸罐的亞硫酸泵和輸送管道；

尾氣塔上部連接有兩條支路管道，其中一條支路管道上依次串聯著防腐泵和收集箱，尾氣塔上部連接有另一條支路管道，這兩條支路管道匯集在一起通向緩沖罐。

硫磺為原料制備亞硫酸所用的亞硫酸生產系統，燃燒爐包括爐體、爐門、出渣口，位于爐體內部的燃燒室，燃燒室內部的燃燒盤，出渣口上方的爐體頂壁上有出風口，燃燒室內有至少兩層燃燒盤，燃燒盤上有多個溢流孔。

燃燒室內壁兩側有擱板，擱板內有卡槽，燃燒盤與兩側的擱板通過卡槽活動連接；

燃燒盤有兩層，兩層燃燒盤形狀大小完全相同，兩層燃燒盤均為矩形，燃燒盤四周有擋板；兩層燃燒盤的四個角處各有一個溢流孔，兩層燃燒盤中靠近爐門的一端的兩個溢流孔的高度為遠離爐門一端的兩個溢流孔高度的2-3倍；

燃燒室靠近爐門一側的上頂部有加料口，加料口下方有溶解箱，溶解箱配設有用于控制物料流量的調節閥，溶解箱與燃燒室相連通；

燃燒室與出渣口之間有沉降室，沉降室位于出風口下方，沉降室內有分隔板，分隔板上部與燃燒室上頂壁相連接，分隔板最下部與沉降室內壁底部不相連接；

分隔板的最下部與沉降室內壁的底部的距離為沉降室總高度的1/10-1/4；

沉降室內的分隔板由一塊斜板和一塊豎直板組成，分隔板呈“√”形，斜板與豎直板之間的角度為110°-140°；

分隔板的豎直板距沉降室兩側的距離之比為1:1-3；

爐體外部有冷凝水夾套，夾套的最下部有冷凝水進口，夾套的最上部有冷凝水出口。

燃燒爐在運行過程中，保持溫度為320～360℃。

噴射器對燃燒爐中產生的SO₂氣體進行吸收時，吸氣量為970-1500m³/h。

本發明的一種硫磺為原料制備的亞硫酸在玉米淀粉生產中的應用，也是本發明所要保護的范圍。

本發明的有益效果在于，通過采用上述的亞硫酸生產系統，將燃燒爐、酸儲罐、緩沖罐、吸收塔和尾氣塔通過管道連接，使其成為一個連續生產處理的整體，克服了現有的將二氧化硫簡單的注入生產用水中使得其過程不易控或不可控的缺陷。通過采用上述的亞硫酸生產系統，有效的提高了硫磺的處理量，較普通設備處理硫磺的量100-150kg/h增加到250kg/h，使硫磺的利用率從70％左右提高到了99.5％，且尾氣SO₂含量≤5mg/Nm³。

附圖說明

圖1為本發明中燃燒爐的結構示意圖；

圖2為本發明中燃燒爐的外部結構示意圖；

圖3為本發明中燃燒爐內部的側面視圖；

圖4為本發明中燃燒爐的內部結構示意圖；

圖5為本發明的燃燒爐的燃燒盤的結構示意圖；

圖中，1-出渣口，2-夾套，3-爐體，4-溶解箱，5-爐門，6-支腿，7-出風口，8-加料口，9-調節閥，10-擱板，11-燃燒盤，12-燃燒室，13-溢流孔，14-沉降室，15-分隔板16-燃燒爐，17-噴射泵，18-酸儲罐，19-緩沖罐，20-亞硫酸泵，21-循環泵，22-吸收塔，23-風機，24-尾氣塔，25-防腐泵，26-噴射器，27-收集箱。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式來對本發明作更進一步的說明，以便本領域的技術人員更了解本發明，但并不以此限制本發明。

實施例1

以生產玉米淀粉加工中浸泡玉米所用的亞硫酸生產工藝為例：

以硫磺為原料制備亞硫酸的方法，包括下述的步驟：

(1)打開燃燒爐的爐門，將固體硫磺置于燃燒盤中，再通過燃燒爐上部的加料口投入部分固體硫磺至溶解箱中；同時在酸儲罐中加入水，向酸儲罐中加水量為酸儲罐容積的一半；

(2)開啟噴射泵，風機；

(3)硫磺燃燒時產生的二氧化硫氣體通過燃燒爐的出風口排出，在與出風口相連接的煙管處降溫冷卻后至噴射器吸收；燃燒爐在運行過程中，保持溫度為350℃左右；噴射器對燃燒爐中產生的SO₂氣體進行吸收時，吸氣量為1200m³/h左右；

(4)調節吸收塔和尾氣吸收塔過程水閥，向尾氣吸收塔噴淋過程水；向尾氣吸收塔噴淋過程水流加液堿保持pH≥10；

開啟吸收塔循環泵噴淋吸收酸儲罐中的尾氣，打開吸收塔下方的閥門，保持緩沖罐液位平衡，使亞硫酸水流往酸儲罐或緩沖罐內，控制酸的濃度0.18％左右；

當酸儲罐亞硫酸濃度0.18％左右時，開啟出亞硫酸泵，關閉低位出酸的閥門打開高位的出酸閥門，輸出產品亞硫酸至儲酸車間，生產出來的亞硫酸用于玉米浸泡中。

以上方法中所用到的亞硫酸生產系統包括燃燒爐16，該燃燒爐16連接有上下兩個支路管道，位于上部的氣體支路管道連接有噴射器26，該噴射器26與酸儲罐18上部相連通，位于下部的支路管道與酸儲罐18下部相連接，位于下部的支路管道上有噴射泵17；

燃燒爐16與噴射器26之間還連接有過程水管道；

酸儲罐18頂部連接有氣體管道，氣體管道分成兩個支路管道，第一支路的氣體管道上依次串聯有吸收塔22、風機23、尾氣塔24；第二支路的氣體管道上連接有緩沖罐19；吸收塔22與緩沖罐19之間通過管道連接有循環泵21；

酸儲罐18內部有過程水管道，過程水管道分成兩個支路管道，第一支路管道與吸收塔22相連接，第二支路管道通向緩沖罐19，尾氣塔24下部與緩沖罐之間通過管道相連接，尾氣塔24下部與緩沖罐19之間的管道與第二支路管道匯集成一路通向緩沖罐19；

酸儲罐18底部連接有和將亞硫酸產品送至車間酸罐的亞硫酸泵20和輸送管道；

尾氣塔24上部連接有兩條支路管道，其中一條支路管道上依次串聯著防腐泵25和收集箱27，尾氣塔24上部連接有另一條支路管道，這兩條支路管道匯集在一起通向緩沖罐19。

上述的燃燒爐16，包括爐體3、爐門5、出渣口1，位于爐體3內部的燃燒室12，燃燒室12內部的燃燒盤11，出渣口1上方的爐體3頂壁上有出風口7，燃燒室12內有兩層燃燒盤11，這兩層燃燒盤11形狀大小完全相同；這兩層燃燒盤11均為矩形，燃燒盤11四周有擋板；

兩層燃燒盤11的四個角處各有一個溢流孔13；

本發明將硫磺下料位置在設計在燃燒爐的前部分(靠近爐門的一端)，便于操作人員對下料閥進行調節。其目的是為了使保證燃燒盤11內液態硫磺均勻鋪滿整個燃燒盤11。設計四個溢流孔13，前端溢流孔高16mm，后端高6mm。液態硫磺加入燃燒盤11后，首先在下料位置處于逐漸堆積并向四周流動，前端溢流孔13高度稍高，為保證液態硫磺充分留到后端的溢流孔處，達到四個溢流孔同時溢流向下層燃燒盤11落料的效果。同時保證燃燒盤11整個盤面鋪滿硫磺，增加燃燒面積。

燃燒盤11與燃燒室12內壁為可拆卸式連接，具體為，燃燒室12內壁兩側有擱板10，擱板10內有卡槽，燃燒盤11與兩側的擱板10通過卡槽活動連接。

燃燒室12靠近爐門5一側的上頂部有加料口8，加料口8下方有溶解箱4，溶解箱4配設有用于控制物料流量的調節閥9，溶解箱4與燃燒室12相連通。

燃燒室12與出渣口1之間有沉降室14，沉降室14位于出風口7下方，沉降室14內有分隔板15，分隔板15上部與燃燒室12上頂壁相連接，分隔板15最下部與沉降室14內壁底部不相連接。

具體的，分隔板15的最下部與沉降室14內壁的底部的距離為沉降室14總高度的1/8。

沉降室14內的分隔板15由一塊斜板和一塊豎直板組成，分隔板15呈“√”形，斜板與豎直板之間的角度為120°。

分隔板15的豎直板距沉降室14左側和右側的距離之比為2:1。

爐體3外部有冷凝水夾套2，夾套2的最下部有冷凝水進口，夾套2的最上部有冷凝水出口。

在生產亞硫酸時，將燃燒爐的爐門5打開，投入一部分原料硫磺在上下兩層燃燒盤11中，點燃開始燃燒，在此過程中，通過加料口8加入硫磺，使其在溶解箱4中溶解，同時打開調節閥9，使溶解后的液體硫磺落入燃燒室12中的上層燃燒盤11中，上層燃燒盤11上的溢流孔13將部分原料溢流至下層燃燒盤11中，燃燒后產生的二氧化硫氣體進入沉降室14，部分塵渣落入沉降室14，氣體通過分隔板15緩沖后行進，由出風口7排出，進入下一個設備繼續生產。沉降室14中的塵渣由出渣口1排出。

燃燒盤數目的設計，可以根據具體的需要來設定，也可以是三層，或者是其它的層數。

燃燒盤與擱板之間的連接關系，也可以是其它的活動連接方式，類似的變換也落在本發明的保護范圍之內。

采用普通的燃燒爐，每小時最大的處理量是100-150kg硫磺；

普通的燃燒爐處理硫磺，其利用率僅為70％左右，而采用本發明的燃燒爐，對硫磺的利用率可達到99.5％，尾氣SO₂含量≤5mg/Nm³。

本發明的燃燒爐占地體積小，燃燒能力強，在燃燒時，保證燃燒強度在20～22kg/m²的效果，避免硫磺因燃燒強度過高產生升華硫。

本發明采用夾套水降溫設計，使燃燒爐內溫度保持在320～360℃之間，火焰呈藍紫色。如火焰溫度更高，則呈紅黃色甚至白色，就易形成升華硫。

本發明的生產系統及工藝采用多級吸收SO₂氣體，提高SO₂的吸收率，采用噴射器、吸收塔及尾氣吸收塔三級吸收，提高了亞硫酸的吸收量，大大減少排放尾氣中的SO₂氣體含量。