田小庆，王建华，尚国斌，宋克勇

(河南能源化工集团鹤壁煤化工公司，河南鹤壁 458000)

河南能源化工集团鹤壁煤化工公司(鹤壁煤化工)生产装置为壳牌煤粉加压气化系统，产出的粗煤气经低水气比耐硫变换、低温甲醇洗后，在催化剂的作用下产出粗甲醇，其中煤气净化过程中产生的酸性气体中，硫化氢(H2S)体积分数为17%～26%。为了减少环境污染，该装置采用丹麦托普索湿接触法制硫酸(WSA)工艺，于2013年6月正式投产。经过运行证实该工艺技术处于较高水平。目前鹤壁煤化工每年约生产硫酸8 000 t，可减少二氧化硫(SO2)排放5 500 t左右，生成的质量分数为98%浓硫酸产品可应用于工业和医药领域。

1 WSA工艺介绍

WSA工艺主要化学反应包括H2S的燃烧、SO2的转化和硫酸的生成。其中H2S的燃烧主要在燃烧炉中进行，化学反应方程式为：

(1)

(2)

若氧气量不足将发生如下反应：

(3)

SO2的转化和硫酸的生成是在SO2转化炉催化剂床层进行的，采用钒催化剂，活性组分是五氧化二钒，化学反应方程式为：

(4)

(5)

2 燃烧系统工艺流程

来自低温甲醇洗装置的酸性气体与热空气在燃烧炉(06F001)中燃烧，然后进入SO2转化器(06R001)。SO2混合气体通过SO2转化器后变为三氧化硫(SO3)。再通过冷却器(06E004)将混合气体冷却后，进入WSA冷凝器(06E005)。浓硫酸从玻璃管内沿内壁由上向下流动，下部流出温度较高的浓硫酸，先与温度为40 ℃的浓硫酸混合后进入浓硫酸暂储罐，浓硫酸温度降为61 ℃。再经过酸冷却器将浓硫酸冷却至40 ℃。WSA冷凝器上部出口尾气温度为95 ℃，与一股热空气混合后进入烟囱。……