硫铁矿沸腾炉掺烧硫化氢酸性气体的方法 技术领域：本发明属于硫酸生产技术领域，特别适用于用H2S酸性气体生产硫酸。
背景技术：通常情况下，处理H2S酸性气体的主要途径有两种：一种是制硫磺；另一种是制硫酸。
目前石化装置中的H2S酸性气体多用于制硫磺，其中大多数工厂采用克劳斯法回收硫磺。然而，克劳斯装置建设投资和运行费用都很高，这大大提高了产品的生产成本，硫回收经济状况不理想，制硫装置普遍处于亏损状态。同时，目前装置中硫的转化率普遍不高，平均转化率约94％，这影响了硫的利用率。转化器的出口气体中尚含有硫化氢等有害成分，有些装置有尾气处理系统，而有些装置则没有，排放的有害气体对大气造成严重污染。
而在硫酸生产方面，现在国际市场硫磺价格较低，很多硫酸厂用硫磺作为制酸原料，以硫磺为原料制硫酸的年生产能力逐年上升。对于硫回收装置来说，硫磺价格受到市场的冲击，而生产硫磺的代价又很高，用这么高代价生产出来的硫磺又用作生产硫酸，这样的生产路线在技术和经济上都是很不合理的。
所以，从技术和经济上考虑，由于硫化氢可以直接制造硫酸，而不必将硫化氢制成硫磺然后再制硫酸，这样可以省去许多复杂的工艺过程，并生产出在工业上使用广泛的硫酸，从而使硫回收取得好的经济效益。因此，从经济和环保上考虑，对于一些硫回收装置，采用H2S直接制硫酸比制硫磺更合理。
H2S制酸有不同的工艺路线，如H2S燃烧湿法冷凝成酸法等，但这些方法项目投资高，并且生产过程的操作比较困难，这就制约了H2S制酸工艺的应用和推广。
发明内容：本发明的目地是针对现有技术的不足而提出的一种简化处理工艺，降低项目投资和产品成本，提高H2S酸性气体硫回收的效益，更好地保护环境的硫铁矿沸腾炉掺烧H2S酸性气体的方法。
本发明中，H2S酸性气体与硫铁矿同时作为制酸的原料，这样在生产硫酸的同时H2S酸性气体也得到了利用和处理，即用硫铁矿制酸装置来处理H2S酸性气体。
本发明是这样来实现的：H2S酸性气体被直接引入硫酸生产装置的沸腾炉内，在沸腾炉内与硫铁矿一同燃烧，产生的含SO2炉气去后系统制酸。从整个工艺过程看，本项发明只涉及到沸腾炉的改造与操作，而后系统与普通硫铁矿制酸过程基本相同。
在处理H2S酸性气体的工艺中，沸腾炉既作为H2S又作为硫铁矿的燃烧炉。在沸腾炉结构改造方面，和燃烧硫铁矿相比炉内增加了H2S进气装置。沸腾炉的换热面积和炉气停留时间需根据H2S酸性气体量进行核算。空气仍然由炉底进入，H2S酸性气体通过H2S进气管由沸腾层或沸腾炉上部扩大层进入炉膛内。H2S进气管和管上开孔数量由酸性气体量决定，进气管在沸腾炉内水平布置，管上开孔位置、大小及数量需保证H2S酸性气体均匀地进入沸腾炉。
在沸腾炉的操作方面。先将硫铁矿的焙烧调至正常，在正常的沸腾炉操作状态下，酸性气体开始进入沸腾炉，酸性气体中的H2S与炉气中的O2产生反应，生成SO2和H2O，在此过程中通过增减加矿量来调节出口炉气中的氧量，保证H2S和硫铁矿在炉内充分燃烧，同时控制升华硫和SO3的产生。
这种处理酸性气体的方法有这样的特点，适合于处理酸性气体气浓气量不稳定的情况。在许多场合下，石化装置副产的H2S酸性的气体气浓气量是不稳定的，这给生产操作带来困难。如果用沸腾炉来处理H2S酸性气体，可以比较有效的解决这个问题。在沸腾炉掺烧H2S的情况下，由于炉内有硫铁矿和H2S两种介质在燃烧，同样需要消耗空气中的氧，因此，当H2S酸性气体产生波动时，炉气中的氧量会发生变化，此时可以通过增减加矿量来调节炉气中的氧含量。在具体操作过程中，氧含量可由安装在炉气出口的氧表显示，并可通过氧表控制加料机的转速及加料量。当H2S燃烧耗氧量增加时，硫铁矿的入炉量就减少；反之，耗氧量减少，则增加硫铁矿量。
具体实施方式：
实施例
沸腾炉模拟试验装置。炉子直径100mm，扩大层直径200mm，炉体高2.9m，沸腾层操作气速约1.24m/s，炉气在炉膛内停留时间6.4s。
当进行掺烧试验时，由H2S酸性气体进口通入一定量的H2S与CO2混合气体，其中H2S含量约33.3％，CO2约66.7％；H2S的掺烧比例从10％～100％(按酸性气体中的硫占原料总硫的百分比计)；H2S酸性气体量占空气量的1.25％～10％；出口炉气的氧浓度为0.3％～8.0％。
试验证明，在正常的操作状况下，沸腾炉出口检不出H2S，H2S酸性气体可以在沸腾炉内完全燃烧，炉气成分符合制酸要求。同时，H2S酸性气体的进入不会对沸腾燃烧产生不利影响，无爆炸等异常现象。