Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP7715797B2 - Reactor assembly, sulfur-containing waste treatment system, method for burning sulfur-containing waste, and method for producing sulfuric acid by regenerating sulfur-containing waste - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP7715797B2 - Reactor assembly, sulfur-containing waste treatment system, method for burning sulfur-containing waste, and method for producing sulfuric acid by regenerating sulfur-containing waste - Google Patents

Reactor assembly, sulfur-containing waste treatment system, method for burning sulfur-containing waste, and method for producing sulfuric acid by regenerating sulfur-containing waste

Info

Publication number
JP7715797B2
JP7715797B2 JP2023524681A JP2023524681A JP7715797B2 JP 7715797 B2 JP7715797 B2 JP 7715797B2 JP 2023524681 A JP2023524681 A JP 2023524681A JP 2023524681 A JP2023524681 A JP 2023524681A JP 7715797 B2 JP7715797 B2 JP 7715797B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gas
sulfur
oxygen
containing waste
combustion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2023524681A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2023547861A (en
Inventor
徐曉燕
魏蘭
陳英斌
王雪▲ウェン▼
江碧清
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Research Institute of Sinopec Nanjing Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Research Institute of Sinopec Nanjing Chemical Industry Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from CN202110736751.XA external-priority patent/CN114074924A/en
Priority claimed from CN202121481507.5U external-priority patent/CN215983987U/en
Application filed by Research Institute of Sinopec Nanjing Chemical Industry Co Ltd filed Critical Research Institute of Sinopec Nanjing Chemical Industry Co Ltd
Publication of JP2023547861A publication Critical patent/JP2023547861A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7715797B2 publication Critical patent/JP7715797B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B17/00Sulfur; Compounds thereof
    • C01B17/48Sulfur dioxide; Sulfurous acid
    • C01B17/50Preparation of sulfur dioxide
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B17/00Sulfur; Compounds thereof
    • C01B17/48Sulfur dioxide; Sulfurous acid
    • C01B17/50Preparation of sulfur dioxide
    • C01B17/52Preparation of sulfur dioxide by roasting sulfides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B17/00Sulfur; Compounds thereof
    • C01B17/69Sulfur trioxide; Sulfuric acid
    • C01B17/74Preparation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B17/00Sulfur; Compounds thereof
    • C01B17/69Sulfur trioxide; Sulfuric acid
    • C01B17/74Preparation
    • C01B17/76Preparation by contact processes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B17/00Sulfur; Compounds thereof
    • C01B17/69Sulfur trioxide; Sulfuric acid
    • C01B17/74Preparation
    • C01B17/76Preparation by contact processes
    • C01B17/80Apparatus
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23GCREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G7/00Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23GCREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G7/00Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals
    • F23G7/04Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of waste liquors, e.g. sulfite liquors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27DDETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D7/00Forming, maintaining or circulating atmospheres in heating chambers
    • F27D7/02Supplying steam, vapour, gases or liquids

Landscapes

  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geology (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Incineration Of Waste (AREA)
  • Gasification And Melting Of Waste (AREA)
  • Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)
  • Furnace Details (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)

Description

発明の詳細な説明Detailed Description of the Invention

〔関連出願の相互参照〕
本願は、2020年10月23日に提出された中国特許出願202011148953.4、202011150297.1、及び2021年06月30日に提出された中国特許出願202110739636.8、202110736744.X、202110736751.X、202110736752.4、202121481507.5、202110736743.5の利益を主張しており、この8つの出願の内容は引用により本明細書に組み込まれている。
CROSS-REFERENCE TO RELATED APPLICATIONS
This application claims the benefit of Chinese patent applications 202011148953.4 and 202011150297.1 filed on October 23, 2020, and Chinese patent applications 202110739636.8, 202110736744.X, 202110736751.X, 202110736752.4, 202121481507.5, and 202110736743.5 filed on June 30, 2021, the contents of which are incorporated herein by reference.

〔技術分野〕
本発明は、硫黄含有廃棄物の処理に関し、具体的には、反応炉アセンブリ、硫黄含有廃棄物処理システム、硫黄含有廃棄物の燃焼方法、及び硫黄含有廃棄物再生による硫酸製造方法に関する。
[Technical Field]
The present invention relates to the treatment of sulfur-containing waste, and more particularly to a reactor assembly, a sulfur-containing waste treatment system, a method for burning sulfur-containing waste, and a method for producing sulfuric acid by regenerating sulfur-containing waste.

〔背景技術〕
石油化学工業と有機合成工業は濃硫酸を触媒として広く使用しており、この過程で大量の廃硫酸が発生する。メタクリル酸メチル(MMA)やアクリロニトリル(AN)の合成のようないくつかの有機合成プロセスは、廃硫酸に加えて約30~45wt%の廃硫酸アンモニウムを生成する。これらの硫黄含有廃棄物は環境汚染が深刻であるため、産業廃酸や硫黄含有廃液を浄化処理して最大限にリサイクルする必要がある。
[Background technology]
The petrochemical and organic synthesis industries widely use concentrated sulfuric acid as a catalyst, generating large amounts of waste sulfuric acid during the process. Some organic synthesis processes, such as the synthesis of methyl methacrylate (MMA) and acrylonitrile (AN), produce approximately 30-45 wt% of waste ammonium sulfate in addition to waste sulfuric acid. Because these sulfur-containing wastes cause serious environmental pollution, it is necessary to purify and treat industrial waste acids and sulfur-containing waste liquids to maximize their recycling.

硫黄含有廃棄物の処理方法は主に高温濃縮、溶媒抽出、アルカリ中和及び化学酸化、高温燃焼分解などがある。現在、高温燃焼方法は、徹底的かつ環境に優しいが、燃焼効率が低く、運用コストが高く、操作が複雑であるという問題がある。 The main methods for treating sulfur-containing waste include high-temperature concentration, solvent extraction, alkaline neutralization and chemical oxidation, and high-temperature combustion decomposition. Currently, the high-temperature combustion method is thorough and environmentally friendly, but suffers from low combustion efficiency, high operating costs, and complex operations.

〔発明の概要〕
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明の目的は、従来技術に存在する問題を解決して、硫黄含有廃棄物を燃焼処理して、窒素酸化物の発生を抑えることができる反応炉アセンブリ及び硫黄含有廃棄物処理システムを提供する。
Summary of the Invention
[Problem to be solved by the invention]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a reactor assembly and a sulfur-containing waste treatment system that can solve the problems existing in the prior art and reduce the generation of nitrogen oxides by burning sulfur-containing waste.

〔課題を解決するための手段〕
上記の目的を達成させるために、本発明は、反応炉アセンブリを提供し、前記反応炉アセンブリは、硫黄含有廃棄物が供給されて燃焼反応を行うための火炉と、該火炉にそれぞれ連通している燃料ガス入口及びプロセスガス出口と、を含み、前記燃料ガス入口及び前記プロセスガス出口は前記火炉の軸方向に沿って前記火炉の両端にスペースを空けて設けられ、前記燃料ガス入口は、前記火炉の軸方向に沿って流れる燃料を前記火炉に供給できるように構成される円筒状構造の反応炉体と、前記火炉の内側壁の周方向に沿って流れる助燃空気を前記火炉に供給できるように構成される助燃空気供給機構と、を含む。
[Means for solving the problem]
In order to achieve the above object, the present invention provides a reactor assembly, which includes a furnace for receiving sulfur-containing waste and carrying out a combustion reaction therein, and a fuel gas inlet and a process gas outlet, each of which communicates with the furnace, the fuel gas inlet and the process gas outlet being arranged at both ends of the furnace along the axial direction of the furnace with a space therebetween, the fuel gas inlet including a cylindrical reactor body configured to be able to supply fuel flowing along the axial direction of the furnace to the furnace, and a combustion supporting air supply mechanism configured to be able to supply combustion supporting air flowing along the circumferential direction of the inner wall of the furnace to the furnace.

好ましくは、前記助燃空気供給機構は、前記火炉の軸方向に沿ってスペースを空けて分布している複数の助燃空気供給口群を含む。 Preferably, the auxiliary combustion air supply mechanism includes a group of multiple auxiliary combustion air supply ports spaced apart along the axial direction of the furnace.

好ましくは、複数の前記助燃空気供給口群には第1空気供給口群と第2空気供給口群が含まれ、前記第1空気供給口群は前記燃料ガス入口に接近して設けられ、前記第2空気供給口群は前記プロセスガス出口に接近して設けられ、
前記反応炉アセンブリは、空気が前記第1空気供給口群から入り、前記第1空気供給口群の位置での酸素量が第1酸素量となるように制御するとともに、前記空気が前記第2空気供給口群から入り、前記第2空気供給口群の位置での酸素量が硫黄含有廃棄物の正常な燃焼による理論酸素量であって前記第1酸素量よりも大きい第2酸素量となるように制御し、さらに、燃料と燃焼対象の硫黄含有廃棄物が前記第1酸素量に対応する1回目の燃焼と前記第2酸素量に対応する2回目の燃焼を含む少なくとも2回の燃焼を行い、最終的に二酸化硫黄含有ガスを得るように制御するように構成された、前記助燃空気供給機構を制御するための制御装置を含む。
Preferably, the plurality of combustion supporting air supply port groups include a first air supply port group and a second air supply port group, the first air supply port group being provided close to the fuel gas inlet, and the second air supply port group being provided close to the process gas outlet,
The reactor assembly includes a control device for controlling the auxiliary combustion air supply mechanism, which is configured to control air to enter through the first air supply port group and to control the amount of oxygen at the position of the first air supply port group to be a first oxygen amount, and to control the air to enter through the second air supply port group and to control the amount of oxygen at the position of the second air supply port group to be a second oxygen amount which is the theoretical oxygen amount for normal combustion of sulfur-containing waste and is greater than the first oxygen amount, and further to control the fuel and the sulfur-containing waste to be combusted to undergo at least two combustions, including a first combustion corresponding to the first oxygen amount and a second combustion corresponding to the second oxygen amount, and ultimately to obtain a sulfur dioxide-containing gas.

好ましくは、1回目の前記燃焼において、酸素係数はX1であり、温度は1100~1250℃であり、最後の燃焼において、酸素係数はX3であり、温度は1000~1100℃であり、任意に存在する余剰燃焼において、酸素係数はそれぞれ独立してX2であり、温度はそれぞれ独立して1100~1200℃であり、かつ、0.5≦X1≦0.85、0.7≦X1+X2≦1、1≦X1+X2+X3≦1.15であり、前記酸素係数とは、酸素モル含有量に換算される前記酸素含有助燃ガスと前記燃料の完全燃焼に必要な酸素モル含有量との比である。 Preferably, in the first combustion, the oxygen coefficient is X1 and the temperature is 1100-1250°C; in the final combustion, the oxygen coefficient is X3 and the temperature is 1000-1100°C; and in any subsequent combustions, the oxygen coefficients are each independently X2 and the temperatures are each independently 1100-1200°C, and 0.5≦X1≦0.85, 0.7≦X1+X2≦1, and 1≦X1+X2+X3≦1.15, where the oxygen coefficients are the ratio of the oxygen-containing auxiliary gas converted to the oxygen molar content to the oxygen molar content required for complete combustion of the fuel.

上記の技術案によれば、燃料ガスが前記燃料ガス入口から前記火炉に入って前記火炉の軸方向に沿って流れ、また、前記助燃空気供給機構が前記火炉に供給した助燃空気が前記火炉の内側壁の周方向に沿って流れることができ、これによって、燃料ガスと助燃空気との混合ガスは前記プロセスガス出口に螺旋状に流れ、このため、螺旋状に流れる過程において、混合ガスは前記火炉における滞在時間がより十分になり、硫黄含有廃棄物混合液と十分に燃焼反応することができ、これによって、反応炉アセンブリの燃焼効率が高まり、また、混合ガスが前記火炉により長く滞在できるため、前記燃料ガス入口と前記プロセスガス出口との間の距離が短く、本発明の反応炉アセンブリの小型化が図られる。 According to the above technical proposal, fuel gas enters the furnace through the fuel gas inlet and flows along the axial direction of the furnace. Furthermore, the auxiliary combustion air supplied to the furnace by the auxiliary combustion air supply mechanism flows circumferentially around the inner wall of the furnace. This allows the mixed gas of fuel gas and auxiliary combustion air to flow spirally toward the process gas outlet. As a result, during the spiral flow, the mixed gas has a longer residence time in the furnace and can fully combustibly react with the sulfur-containing waste mixture, thereby improving the combustion efficiency of the reactor assembly. Furthermore, because the mixed gas can reside in the furnace for a longer period of time, the distance between the fuel gas inlet and the process gas outlet can be shortened, enabling the reactor assembly of the present invention to be made more compact.

本発明は、また、
硫黄含有廃棄物を燃焼反応させて、二酸化硫黄を含む第1ガスを得る上記の反応炉アセンブリと、前記第1ガスから熱エネルギーを回収して、第2ガスを得る熱エネルギー回収ユニットと、前記第2ガスを浄化して冷却し、第3ガスを得る浄化冷却ユニットと、前記第3ガスを乾燥して、第4ガスを得る乾燥ユニットと、前記第4ガスを酸化して吸収し、硫酸及び排出ガスを得る酸化吸収ユニットと、を含む硫黄含有廃棄物処理システムを提供する。
The present invention also provides a method for producing a semiconductor device comprising:
The present invention provides a sulfur-containing waste treatment system, which includes the above-mentioned reactor assembly for burning sulfur-containing waste to obtain a first gas containing sulfur dioxide, a thermal energy recovery unit for recovering thermal energy from the first gas to obtain a second gas, a purification and cooling unit for purifying and cooling the second gas to obtain a third gas, a drying unit for drying the third gas to obtain a fourth gas, and an oxidation and absorption unit for oxidizing and absorbing the fourth gas to obtain sulfuric acid and an exhaust gas.

上記の技術案によれば、本発明による硫黄含有廃棄物処理システム及び反応炉アセンブリを採用することによって、反応炉において、まず、酸素欠乏燃焼が起こり、窒素酸化物の発生が減少し、次に、末端で酸素富化燃焼が起こり、所望の燃焼が行われるが、末端での温度が低いため、窒素酸化物の発生も減少する。窒素酸化物の減少により、プロセスガス中の二酸化硫黄の含有量が向上し、また、所望の燃焼が行われるので、正常なプロセスに影響を与えることはない。 According to the above technical proposal, by adopting the sulfur-containing waste treatment system and reactor assembly of the present invention, oxygen-deficient combustion first occurs in the reactor, reducing the generation of nitrogen oxides. Then, oxygen-enriched combustion occurs at the end, achieving the desired combustion, but because the temperature at the end is low, the generation of nitrogen oxides also decreases. The reduction in nitrogen oxides improves the sulfur dioxide content in the process gas, and the desired combustion occurs without affecting the normal process.

本発明は、上記の反応炉アセンブリに基づく硫黄含有廃棄物の燃焼方法、及び上記の硫黄含有廃棄物処理システムに基づく硫黄含有廃棄物再生による硫酸製造方法を提供する。 The present invention provides a method for burning sulfur-containing waste based on the above-mentioned reactor assembly, and a method for producing sulfuric acid by regenerating sulfur-containing waste based on the above-mentioned sulfur-containing waste treatment system.

〔発明の効果〕
本発明の積極的な進歩効果は以下のとおりである。本発明は、プロセスの流れをできるだけ短くし、設備をより少なくし、操作をより簡単にし、熱エネルギーの利用率をより高める、廃硫酸と硫黄含有固体廃棄物、硫黄含有廃液、硫黄含有廃ガスの最適化・改良混合処理プロセス、及び装置を提供する。原料中の硫黄元素を再生して93~100%の硫酸及び発煙硫酸にする。
[Effects of the Invention]
The positive effects of the present invention are as follows: The present invention provides an optimized and improved mixed treatment process and device for waste sulfuric acid and sulfur-containing solid waste, sulfur-containing waste liquid, and sulfur-containing waste gas, which shortens the process flow as much as possible, reduces the equipment, simplifies the operation, and increases the utilization rate of thermal energy. The sulfur element in the raw material is regenerated to 93-100% sulfuric acid and oleum.

〔図面の簡単な説明〕
〔図1〕本発明の一実施形態における反応炉アセンブリの概略図である。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
FIG. 1 is a schematic diagram of a reactor assembly in accordance with one embodiment of the present invention.

〔図2〕本発明の反応炉アセンブリの火炉の側面図である。 [Figure 2] A side view of the furnace of the reactor assembly of the present invention.

〔図3〕本発明の反応炉アセンブリの火炉の正面図である。 [Figure 3] Front view of the furnace of the reactor assembly of the present invention.

〔図4〕本発明の反応炉アセンブリの加熱装置の概略図である。 [Figure 4] Schematic diagram of the heating device of the reactor assembly of the present invention.

〔図5〕本発明の一実施例による硫黄含有廃棄物処理システムの反応炉燃焼制御方法のフローチャートである。 [Figure 5] A flowchart of a reactor combustion control method for a sulfur-containing waste treatment system according to one embodiment of the present invention.

〔図6〕本発明の一実施例による硫黄含有廃棄物処理システムの反応炉燃焼制御方法のフローチャートである。 [Figure 6] A flowchart of a reactor combustion control method for a sulfur-containing waste treatment system according to one embodiment of the present invention.

〔図7〕本発明の実施例による硫黄含有廃棄物処理システムのプロセス流れの概略図である。 [Figure 7] Schematic diagram of the process flow of a sulfur-containing waste treatment system according to an embodiment of the present invention.

〔図8〕本発明の硫黄含有廃棄物再生による硫酸製造方法のフローチャートである。 [Figure 8] Flowchart of the sulfuric acid production method of the present invention by regenerating sulfur-containing waste.

〔図9〕集塵ユニット及び熱エネルギー回収ユニットの概略図である。 [Figure 9] Schematic diagram of the dust collection unit and thermal energy recovery unit.

〔図10〕急冷加湿塔の概略図である。 [Figure 10] Schematic diagram of a quenching and humidifying tower.

〔図11〕冷却吸収塔の概略図である。 [Figure 11] Schematic diagram of a cooling absorption tower.

〔図12〕酸化吸収ユニットの概略図である。 [Figure 12] Schematic diagram of the oxidation absorption unit.

〔図13〕転化器の概略図である。 [Figure 13] Schematic diagram of a converter.

〔発明を実施するための形態〕
以下、図面を参照して本発明の具体的な実施形態について詳細に説明する。なお、ここで説明する具体的な実施形態は本発明を説明して解釈するために過ぎず、本発明を限制するものではない。
[Mode for Carrying Out the Invention]
Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the specific embodiments described here are merely for the purpose of explaining and interpreting the present invention, and are not intended to limit the present invention.

図1~3に示すように、本発明の反応炉アセンブリは、硫黄含有廃棄物の燃焼反応のための、円筒状構造の火炉111を有する反応炉体100を含む。該反応炉体100には、火炉111に連通している燃料ガス入口112及びプロセスガス出口113がさらに設けられ、燃料ガス入口112及びプロセスガス出口113は、火炉111の軸方向に沿って火炉111の両端にスペースを空けて設けられ、燃料ガス入口112は、火炉111の軸方向に沿って流れる燃料ガスを火炉111に供給可能に構成される。反応炉アセンブリ100はまた、火炉111の内側壁の周方向に沿って流れる助燃空気を供給可能に構成される助燃空気供給機構をさらに含む。 As shown in Figures 1 to 3, the reactor assembly of the present invention includes a reactor body 100 having a cylindrical furnace 111 for a combustion reaction of sulfur-containing waste. The reactor body 100 is further provided with a fuel gas inlet 112 and a process gas outlet 113 communicating with the furnace 111, the fuel gas inlet 112 and the process gas outlet 113 being provided at both ends of the furnace 111 along the axial direction of the furnace 111 with a space between them, and the fuel gas inlet 112 is configured to be able to supply fuel gas flowing along the axial direction of the furnace 111 to the furnace 111. The reactor assembly 100 also includes a combustion support air supply mechanism configured to be able to supply combustion support air flowing circumferentially around the inner wall of the furnace 111.

本発明では、燃料ガスが燃料ガス入口112から火炉111に入って、火炉111の軸方向に沿って流れ、また、助燃空気供給機構が火炉111に供給した助燃空気が火炉111の内側壁の周方向に沿って流れることができ、これによって、燃料ガスと助燃空気との混合ガスはプロセスガス出口113に螺旋状(図2を参照)に流れ、これによって、螺旋状に流れる過程において、混合ガスは火炉111における滞在時間がより十分になり、硫黄含有廃棄物混合液と十分に燃焼反応することができ、これによって、反応炉アセンブリの燃焼効率が高まり、また、混合ガスが火炉111により長く滞在できるため、燃料ガス入口112とプロセスガス出口113との間の距離が短く、本発明の反応炉アセンブリの小型化が図られる。 In the present invention, fuel gas enters the furnace 111 through the fuel gas inlet 112 and flows along the axial direction of the furnace 111. Furthermore, the supporting air supplied to the furnace 111 by the supporting air supply mechanism can flow along the circumferential direction of the inner wall of the furnace 111. This allows the mixed gas of fuel gas and supporting air to flow spirally (see FIG. 2) to the process gas outlet 113. As a result, during the spiral flow, the mixed gas has a longer residence time in the furnace 111, allowing for a sufficient combustion reaction with the sulfur-containing waste mixture. This improves the combustion efficiency of the reactor assembly. Furthermore, because the mixed gas can reside in the furnace 111 for a longer period of time, the distance between the fuel gas inlet 112 and the process gas outlet 113 is shorter, enabling the reactor assembly of the present invention to be made more compact.

なお、助燃空気供給機構は、助燃空気を駆動して火炉111において火炉111の内側壁の周方向に沿って流動させるために様々な形態に設計されてもよく、例えば、助燃空気供給機構は、助燃空気ノズルとガイドファンを含んでもよく、助燃空気ノズルは火炉111に燃空気を供給することに用いられ、ガイドファンは火炉111内に設けられて助燃空気の流れ方向を変えて、助燃空気が助燃空気ノズルから出てからガイドファンの案内の下で火炉111の内側壁の周方向に沿って流れることを可能にする。コストをさらに削減させ、反応炉アセンブリの構造を簡素化するために、本発明の一実施形態では、助燃空気供給機構は助燃空気入口群を含み、助燃空気入口群は、それぞれ火炉111に連通している第1助燃空気入口114及び第2助燃空気入口115を含み、第1助燃空気入口114及び第2助燃空気入口115は、それぞれ火炉111の接線方向に沿って助燃空気を火炉111に供給可能に設けられ、第1助燃空気入口114が供給する助燃空気の流れ方向と第2助燃空気入口115が供給する助燃空気の流れ方向とが同じである。第1助燃空気入口114と第2助燃空気入口115のいずれも火炉111の内側壁の接線方向に沿って開けられるので、第1助燃空気入口114及び第2助燃空気入口115から噴出された助燃空気はすべて火炉111の内側壁の周方向に流れることができ、これにより、他の部材を省略し、構造を簡素化させるとともに、メンテナンスを容易にする。 In addition, the auxiliary combustion air supply mechanism may be designed in various forms to drive the auxiliary combustion air to flow circumferentially around the inner wall of the furnace 111 in the furnace 111. For example, the auxiliary combustion air supply mechanism may include an auxiliary combustion air nozzle and a guide fan, where the auxiliary combustion air nozzle is used to supply combustion air to the furnace 111 and the guide fan is installed in the furnace 111 to change the flow direction of the auxiliary combustion air, allowing the auxiliary combustion air to flow circumferentially around the inner wall of the furnace 111 under the guidance of the guide fan after leaving the auxiliary combustion air nozzle. To further reduce costs and simplify the structure of the reactor assembly, in one embodiment of the present invention, the auxiliary combustion air supply mechanism includes a group of auxiliary combustion air inlets, each of which includes a first auxiliary combustion air inlet 114 and a second auxiliary combustion air inlet 115, each of which is connected to the furnace 111. The first auxiliary combustion air inlet 114 and the second auxiliary combustion air inlet 115 are each configured to supply auxiliary combustion air to the furnace 111 along a tangential direction of the furnace 111, and the flow direction of the auxiliary combustion air supplied by the first auxiliary combustion air inlet 114 is the same as that of the second auxiliary combustion air inlet 115. Since both the first auxiliary combustion air inlet 114 and the second auxiliary combustion air inlet 115 are opened along a tangential direction of the inner wall of the furnace 111, all of the auxiliary combustion air ejected from the first auxiliary combustion air inlet 114 and the second auxiliary combustion air inlet 115 can flow in the circumferential direction of the inner wall of the furnace 111, which eliminates the need for additional components, simplifies the structure, and facilitates maintenance.

もちろん、助燃空気入口群は第1助燃空気入口114及び第2助燃空気入口115に加えて、第3助燃空気入口、第4助燃空気入口などを含んでもよく、これらの助燃空気入口はすべて火炉111の同一の径方向平面に位置し、また、同一方向(すなわち、共に時計回り又は反時計回り)に開口して設けられ、このようにして、混合ガスが火炉111内で螺旋状に流れることを実現できる。 Of course, the auxiliary combustion air inlet group may include a third auxiliary combustion air inlet, a fourth auxiliary combustion air inlet, etc. in addition to the first auxiliary combustion air inlet 114 and the second auxiliary combustion air inlet 115, and all of these auxiliary combustion air inlets are located on the same radial plane of the furnace 111 and are arranged to open in the same direction (i.e., both clockwise or counterclockwise), thereby enabling the mixed gas to flow spirally within the furnace 111.

注意すべきものとして、本発明の一実施形態では、図2及び図3に示すように、第1助燃空気入口114の開口方向と第2助燃空気入口115の開口方向の両方が火炉111の軸線方向に垂直であり、つまり、燃料ガスの流れ方向が助燃空気の流れ方向による平面に垂直である。本発明の他の一実施形態では、第1助燃空気入口114の開口方向と第2助燃空気入口115の開口方向の両方が燃料ガス入口112に向かって傾斜し、このような構成によれば、助燃空気が火炉111に入って流れる方向が燃料ガスの流れ方向とは逆であるので、助燃空気と燃料ガスがより十分に混合され、混合ガスの流動速度が低下し、火炉111における混合ガスの流動時間が増加し、反応炉アセンブリがより小型化するという利点がある。もちろん、例えば燃料ガス入口112に向かって20~40°傾斜するなど、第1助燃空気入口114の開口方向と第2助燃空気入口115の開口方向が燃料ガス入口112に向かって僅かに傾斜すればよい。 It should be noted that in one embodiment of the present invention, as shown in Figures 2 and 3, the opening directions of the first auxiliary combustion air inlet 114 and the second auxiliary combustion air inlet 115 are both perpendicular to the axial direction of the furnace 111, i.e., the flow direction of the fuel gas is perpendicular to the plane defined by the flow direction of the auxiliary combustion air. In another embodiment of the present invention, the opening directions of the first auxiliary combustion air inlet 114 and the second auxiliary combustion air inlet 115 are both inclined toward the fuel gas inlet 112. With this configuration, the flow direction of the auxiliary combustion air entering the furnace 111 is opposite to the flow direction of the fuel gas, which has the advantages of more thorough mixing of the auxiliary combustion air and the fuel gas, reducing the flow velocity of the mixed gas, increasing the flow time of the mixed gas in the furnace 111, and making the reactor assembly more compact. Of course, the opening directions of the first auxiliary combustion air inlet 114 and the second auxiliary combustion air inlet 115 may be slightly inclined toward the fuel gas inlet 112, for example, by 20 to 40 degrees toward the fuel gas inlet 112.

助燃空気をより十分に供給するために、本発明の一実施形態では、図2に示すように、助燃空気供給機構は複数の助燃空気供給口群を含み、複数の助燃空気供給口群は火炉111の軸方向に沿ってスペースを空けて分布している。図示した好適な実施形態では、反応炉体100には、2つの前述第1助燃空気入口114及び第2助燃空気入口115がそれぞれ設けられ、ここで、燃料ガス入口112に近い助燃空気入口114a及び115aは第1空気供給口群を構成し、プロセスガス出口113に近い助燃空気入口114b及び115bは第2空気供給口群を構成する。よって、硫黄含有廃棄物の燃焼は第1空気供給口群及び第2空気供給口群から火炉111内に導入される助燃空気の量により制御することができる。 To more fully supply supporting air, in one embodiment of the present invention, as shown in FIG. 2, the supporting air supply mechanism includes multiple supporting air supply inlet groups, which are spaced apart along the axial direction of the furnace 111. In the preferred embodiment shown, the reactor body 100 is provided with two of the aforementioned first and second supporting air inlets 114 and 115, respectively. Here, the supporting air inlets 114a and 115a closer to the fuel gas inlet 112 constitute the first air supply inlet group, and the supporting air inlets 114b and 115b closer to the process gas outlet 113 constitute the second air supply inlet group. Therefore, the combustion of sulfur-containing waste can be controlled by the amount of supporting air introduced into the furnace 111 from the first and second air supply inlet groups.

具体的には、図5に示す硫黄含有廃棄物処理システムの反応炉燃焼制御方法のフローチャートは、ステップS11~13を含む。 Specifically, the flowchart of the reactor combustion control method for a sulfur-containing waste treatment system shown in Figure 5 includes steps S11 to S13.

ステップS11:前記第1空気供給口群及び前記第2空気供給口群の位置での酸素量を検出する。 Step S11: Detect the amount of oxygen at the positions of the first air supply port group and the second air supply port group.

例えば、第1空気供給口群及び第2空気供給口群に、酸素量を検出するための酸素センサが設けられてもよい。 For example, oxygen sensors for detecting the amount of oxygen may be provided in the first air supply port group and the second air supply port group.

ステップS12:空気が前記第1空気供給口群から入り、前記第1空気供給口群の位置での酸素量が第1酸素量となるように制御する。 Step S12: Air enters through the first group of air supply ports, and the amount of oxygen at the position of the first group of air supply ports is controlled to be the first amount of oxygen.

例えば、第1空気供給口群の位置での酸素量を参照して、第1空気供給口群に空気を補充/減少し、第1空気供給口群の位置での酸素量を第1酸素量にしてもよく、第1酸素量は、例えば硫黄含有廃棄物の正常な燃焼による理論酸素量の60%であり、これによって、硫黄含有廃棄物は酸素欠乏燃焼を行い、これに含まれる窒素元素を含有する物質、例えば(NHSO及び/又はNHHSOの反応時に窒素酸化物の発生が減少する。 For example, the amount of oxygen at the position of the first air supply port group may be referenced, and air may be added/reduced to the first air supply port group, so that the amount of oxygen at the position of the first air supply port group becomes a first oxygen amount, for example, 60% of the theoretical oxygen amount in normal combustion of the sulfur-containing waste, thereby causing oxygen-deficient combustion of the sulfur - containing waste, and reducing the generation of nitrogen oxides during the reaction of nitrogen-containing substances contained therein , such as ( NH4 ) 2SO4 and/or NH4HSO4 .

ステップS13:前記空気が前記第2空気供給口群から入り、前記第2空気供給口群の位置での酸素量が硫黄含有廃棄物の正常な燃焼による理論酸素量であって前記第1酸素量よりも大きい第2酸素量となるように制御する。 Step S13: The air enters through the second group of air supply ports, and the amount of oxygen at the position of the second group of air supply ports is controlled to be a second amount of oxygen, which is the theoretical amount of oxygen resulting from normal combustion of sulfur-containing waste and is greater than the first amount of oxygen.

例えば、正常な燃焼を実現するために、反応炉の末端における第2空気供給口群に空気を補充し、第2空気供給口群の位置での酸素量を第2酸素量にし、第2酸素量は、例えば硫黄含有廃棄物の正常な燃焼による理論酸素量であって、硫黄含有廃棄物が正常な燃焼を行うようにする。窒素酸化物の発生量が温度に関連し、すなわち、温度が上昇するに伴い増大するため、反応炉の末端において炎心から離れた位置での温度が低い場合、酸素量が十分であるものの、窒素酸化物の発生量が低下する。 For example, to achieve normal combustion, air is supplied to the second group of air supply ports at the end of the reactor, and the amount of oxygen at the position of the second group of air supply ports is set to a second amount of oxygen, which is, for example, the theoretical amount of oxygen required for normal combustion of the sulfur-containing waste, so that the sulfur-containing waste will burn normally. Since the amount of nitrogen oxides produced is related to temperature, i.e., increases as the temperature rises, if the temperature at the end of the reactor, away from the flame core, is low, the amount of nitrogen oxides produced will decrease even though the amount of oxygen is sufficient.

上記の方法を採用すると、窒素酸化物が減少するため、反応炉内のプロセスガス中の二酸化硫黄の含有量が向上し、また、所望の燃焼が行われるため、正常なプロセスに影響を与えることはない。 By adopting the above method, nitrogen oxides are reduced, the sulfur dioxide content in the process gas in the reactor is improved, and the desired combustion is achieved without affecting the normal process.

図6は本発明の別の一実施例による硫黄含有廃棄物処理システムの反応炉燃焼制御方法のフローチャートである。本実施例では、反応炉体は反応炉体の中央部に設けられる第3空気供給口をさらに含み、該方法は、ステップS21~24を含む。 Figure 6 is a flowchart of a reactor combustion control method for a sulfur-containing waste treatment system according to another embodiment of the present invention. In this embodiment, the reactor body further includes a third air supply port provided in the center of the reactor body, and the method includes steps S21 to S24.

ステップS21:前記第1空気供給口群及び前記第2空気供給口群の位置での酸素量を検出する。 Step S21: Detect the amount of oxygen at the positions of the first air supply port group and the second air supply port group.

ステップS22:空気が前記第1空気供給口群から入り、前記第1空気供給口群の位置での酸素量が第1酸素量となるように制御する。 Step S22: Air enters through the first group of air supply ports, and the amount of oxygen at the position of the first group of air supply ports is controlled to be the first amount of oxygen.

例えば、ステップS21~22の実施例は上記のステップS11~12の実施例と類似しており、ここでは詳しく説明しない。 For example, the implementation of steps S21-22 is similar to the implementation of steps S11-12 above and will not be described in detail here.

ステップS23:前記空気が前記第3空気供給口群から入り、前記第3空気供給口群の位置での酸素量が第3酸素量となるように制御する。該第3酸素量は、例えば第2酸素量の95%であってもよい。これによっても、硫黄含有廃棄物が酸素欠乏燃焼を行い、これに含まれる窒素元素を含む物質、例えば(NHSO及び/又はNHHSOの反応時に窒素酸化物の発生が減少する。 Step S23: The air enters through the third group of air supply ports, and the amount of oxygen at the position of the third group of air supply ports is controlled to be a third amount of oxygen. The third amount of oxygen may be, for example, 95% of the second amount of oxygen. This also allows the sulfur-containing waste to undergo oxygen-deficient combustion, and reduces the generation of nitrogen oxides during reaction of nitrogen-containing substances contained therein, such as ( NH4 ) 2SO4 and/or NH4HSO4 .

ステップS24:前記空気が前記第2空気供給口群から入り、前記第2空気供給口群の位置での酸素量が硫黄含有廃棄物の正常な燃焼による理論酸素量であって前記第1酸素量よりも大きく、前記第3酸素量よりも大きい第2酸素量となるように制御する。 Step S24: The air enters through the second group of air supply ports, and the amount of oxygen at the position of the second group of air supply ports is controlled to be a second amount of oxygen, which is the theoretical amount of oxygen resulting from normal combustion of sulfur-containing waste, and is greater than the first amount of oxygen and greater than the third amount of oxygen.

例えば、同様に、正常な燃焼を行うために、反応炉の末端の第2空気供給口群に空気を補充し、第2空気供給口群の位置での酸素量を第2酸素量にし、硫黄含有廃棄物が正常な燃焼を行うようにする。 For example, similarly, to ensure normal combustion, air is replenished to the second group of air supply ports at the end of the reactor, and the amount of oxygen at the location of the second group of air supply ports is set to a second amount of oxygen, thereby ensuring normal combustion of the sulfur-containing waste.

なお、以上では、2つの空気供給口群と3つの空気供給口群を有する実施例だけが記載されているが、反応炉がより多くの空気供給口を有してもよく、例えば複数の第3空気供給口群を有し、これらの空気供給口は同時に空気を供給するようにしてもよく、末端の空気供給口の位置での酸素量が硫黄含有廃棄物の正常な燃焼による理論酸素量であって、残りの空気供給口の位置での酸素量がすべて硫黄含有廃棄物の正常な燃焼による理論酸素量よりも小さければよく、ここでは詳しく説明しない。 Note that while the above describes only examples having two air supply port groups and three air supply port groups, the reactor may have more air supply ports, for example, multiple third air supply port groups, and these air supply ports may supply air simultaneously, as long as the amount of oxygen at the terminal air supply port is the theoretical amount of oxygen resulting from normal combustion of the sulfur-containing waste, and the amounts of oxygen at the remaining air supply ports are all less than the theoretical amount of oxygen resulting from normal combustion of the sulfur-containing waste; this will not be described in detail here.

上記の過程において、燃料と燃焼対象の硫黄含有廃棄物は、前記第1酸素量に対応する1回目の燃焼と前記第2酸素量に対応する2回目の燃焼を含む少なくとも2回の燃焼を行い、最終的に二酸化硫黄含有ガスを得るように制御されている。 In the above process, the fuel and the sulfur-containing waste to be burned are controlled to undergo at least two combustions, including a first combustion corresponding to the first amount of oxygen and a second combustion corresponding to the second amount of oxygen, ultimately producing a sulfur dioxide-containing gas.

ここで、1回目の燃焼において、酸素係数はX1であり、温度は1100~1250℃であり、最後の燃焼において、酸素係数はX3であり、温度は1000~1100℃であり、任意に存在する余剰燃焼において、酸素係数はそれぞれ独立してX2であり、温度はそれぞれ独立して1100~1200℃であり、かつ、0.5≦X1≦0.85、0.7≦X1+X2≦1、1≦X1+X2+X3≦1.15であり、前記酸素係数とは、含有される酸素に換算される前記酸素含有助燃ガスのモル量と前記燃料の完全燃焼に必要な酸素のモル量との比である。 Here, in the first combustion, the oxygen coefficient is X1 and the temperature is 1100-1250°C; in the final combustion, the oxygen coefficient is X3 and the temperature is 1000-1100°C; in any additional combustions present, the oxygen coefficient is X2 and the temperatures are each independently 1100-1200°C; and 0.5≦X1≦0.85, 0.7≦X1+X2≦1, 1≦X1+X2+X3≦1.15. The oxygen coefficients are the ratio of the molar amount of the oxygen-containing combustion supporting gas converted into oxygen to the molar amount of oxygen required for complete combustion of the fuel.

本発明では、前記酸素係数とは、燃焼ごとに含有される酸素に換算される前記酸素含有助燃ガスのモル量と前記燃料の完全燃焼に必要な酸素のモル量との比であり、ここでは、前記燃料は、前回の燃焼後の剩余燃料ではなく、初期総燃料である。 In the present invention, the oxygen coefficient is the ratio of the molar amount of the oxygen-containing combustion supporting gas converted to the oxygen contained in each combustion to the molar amount of oxygen required for complete combustion of the fuel, where the fuel is the initial total fuel, not the surplus fuel from the previous combustion.

本発明によれば、本発明では、燃焼ごとに前記酸素含有助燃ガスの使用量を制御して、燃焼ごとの酸素係数を調整し、燃焼ごとの他のプロセス条件例えば温度と合わせて、前記硫黄含有廃棄物を十分に燃焼し、二酸化硫黄含有量の高いプロセスガスを得る。 According to the present invention, the amount of oxygen-containing combustion supporting gas used is controlled for each combustion, the oxygen coefficient for each combustion is adjusted, and in combination with other process conditions for each combustion, such as temperature, the sulfur-containing waste is combusted sufficiently to obtain a process gas with a high sulfur dioxide content.

さらに、特に窒素元素を含有する反応材料の場合、本発明による方法を採用すると、追加の脱硝処理を必要とせずに、得られたプロセスガス中の窒素酸化物(NO)の含有量を顕著に低下させることができ、環境に優しく、経済的かつ効率的である。 Furthermore, particularly in the case of reactant materials containing nitrogen element, the method according to the present invention can significantly reduce the content of nitrogen oxides (NO x ) in the resulting process gas without the need for additional denitrification treatment, which is environmentally friendly, economical and efficient.

好ましくは、前記1回目の燃焼において、酸素係数はX1であり、温度は1150~1250℃であり、前記最後の燃焼において、酸素係数はX3であり、温度は1050~1100℃であり、前記任意に存在する余剰燃焼において、酸素係数はそれぞれ独立してX2であり、温度はそれぞれ独立して1100~1200℃であり、かつ、0.7≦X1≦0.85、0.8≦X1+X2≦1、1≦X1+X2+X3≦1.15である。よって、本発明の発明者は、特に燃焼ごとの反応における酸素係数と温度を前述好ましい範囲内に制御する場合、これらの両方を合わせることにより、前記硫黄含有廃棄物の燃焼がより十分になり、得られた二酸化硫黄を含むプロセスガス中の二酸化硫黄の含有量がより高く、特に窒素元素を含む反応材料の場合、得られたプロセスガス中のNOの含有量がより低いことを見出した。 Preferably, in the first combustion, the oxygen coefficient is X1 and the temperature is 1150-1250°C, in the final combustion, the oxygen coefficient is X3 and the temperature is 1050-1100°C, and in the optional excess combustions, the oxygen coefficients are each independently X2 and the temperatures are each independently 1100-1200°C, and 0.7≦X1≦0.85, 0.8≦X1+X2≦1, and 1≦X1+X2+X3≦1.15. Therefore, the inventors of the present invention have found that, particularly when the oxygen coefficient and temperature in the reaction for each combustion are controlled within the above-mentioned preferred ranges, by combining these, the combustion of the sulfur-containing waste can be more complete, the sulfur dioxide content in the resulting sulfur dioxide-containing process gas can be higher, and the NOx content in the resulting process gas can be lower, especially in the case of reaction materials containing nitrogen element.

本発明によれば、前記少なくとも2回の燃焼とは、2回以上(例えば3回、4回、5回)などの複数回の燃焼であってもよい。すなわち、前記任意に存在するとは、前記余剰燃焼が存在してもよいし、存在しなくてもよい。 According to the present invention, "at least two combustions" may refer to multiple combustions, such as two or more (e.g., three, four, or five). In other words, "optionally present" may refer to the presence or absence of excess combustion.

好ましくは、前記燃焼の回数は2~3回である。 Preferably, the number of combustions is 2 to 3.

本発明によれば、注意すべきものとして、前記燃焼が2回である場合、前記1回目の燃焼と前記最後の燃焼のみあり、前記余剰燃焼はない。 It should be noted that according to the present invention, if there are two combustions, there is only the first combustion and the last combustion, and there is no extra combustion.

本発明の1つの好適な特定実施形態によれば、前記燃焼の回数は2回であり、前記方法は、
酸素含有助燃ガスの存在下で、燃料と燃焼対象の硫黄含有廃棄物について1回目の燃焼と2回目の燃焼を順次行い、二酸化硫黄含有ガスを得るステップを含む。
According to one preferred specific embodiment of the present invention, the number of combustions is two, and the method comprises:
The method includes a step of sequentially performing a first combustion and a second combustion on a fuel and a sulfur-containing waste to be burned in the presence of an oxygen-containing combustion supporting gas to obtain a sulfur dioxide-containing gas.

好ましくは、前記1回目の燃焼の条件は、酸素係数X1、温度1150~1250℃を含み、前記2回目の燃焼の条件は、酸素係数X3、温度1050~1100℃、かつ、0.7≦X1≦0.85、1≦X1+X3≦1.15を含む。 Preferably, the conditions for the first combustion include an oxygen coefficient X1 and a temperature of 1150 to 1250°C, and the conditions for the second combustion include an oxygen coefficient X3, a temperature of 1050 to 1100°C, 0.7≦X1≦0.85, and 1≦X1+X3≦1.15.

本発明の別の好適な特定実施形態によれば、前記燃焼の回数は3回であり、前記方法は、
酸素含有助燃ガスの存在下で、燃料と燃焼対象の硫黄含有廃棄物について1回目の燃焼、2回目の燃焼及び3回目の燃焼を順次行い、二酸化硫黄含有ガスを得るステップを含む。
According to another preferred specific embodiment of the present invention, the number of combustions is three, and the method comprises the steps of:
The method includes a step of sequentially performing a first combustion, a second combustion, and a third combustion on a fuel and a sulfur-containing waste to be burned in the presence of an oxygen-containing combustion supporting gas to obtain a sulfur dioxide-containing gas.

好ましくは、前記1回目の燃焼の条件は、酸素係数X1、温度1150~1250℃を含み、前記2回目の燃焼の条件は、酸素係数X2、温度1100~1200℃を含み、前記3回目の燃焼の条件は、酸素係数X3、温度1050~1100℃、かつ、0.7≦X1≦0.85、0.8≦X1+X2≦1、1≦X1+X2+X3≦1.15を含む。 Preferably, the conditions for the first combustion include an oxygen coefficient X1 and a temperature of 1150 to 1250°C, the conditions for the second combustion include an oxygen coefficient X2 and a temperature of 1100 to 1200°C, and the conditions for the third combustion include an oxygen coefficient X3, a temperature of 1050 to 1100°C, and 0.7≦X1≦0.85, 0.8≦X1+X2≦1, and 1≦X1+X2+X3≦1.15.

好ましくは、前記酸素含有助燃ガスは、空気(酸素含有量21mol%)、酸素富化空気(酸素含有量21~40mol%)、純酸素、及び液体酸素から選択される少なくとも1種である。本発明の発明者は、酸素含有量の高い酸素富化空気又は純酸素を助燃ガスとすることで、燃料の使用量を大幅に減少させ、また、同じ規模の装置では、より大量の硫黄含有廃物を処理することができ、装置への投資を削減させ、エネルギー消費量や運用コストを下げることができることを見出した。 Preferably, the oxygen-containing combustion supporting gas is at least one selected from air (oxygen content 21 mol%), oxygen-enriched air (oxygen content 21-40 mol%), pure oxygen, and liquid oxygen. The inventors of the present invention have discovered that using oxygen-enriched air with a high oxygen content or pure oxygen as the combustion supporting gas significantly reduces fuel consumption and enables a larger amount of sulfur-containing waste to be processed in a device of the same scale, thereby reducing investment in the device and lowering energy consumption and operating costs.

好ましくは、前記硫黄含有廃棄物は、廃硫酸、硫黄含有廃液、及び硫黄含有廃ガスから選択される少なくとも1種である。 Preferably, the sulfur-containing waste is at least one selected from waste sulfuric acid, sulfur-containing waste liquid, and sulfur-containing waste gas.

本発明は、前記硫黄含有廃棄物の由来及び種類を特に制限するものではなく、前記硫黄含有廃液は、例えば液硫、硫酸アンモニウムを含有する硫黄含有廃液、重硫酸アンモニウムを含有する硫黄含有廃液、硫酸鉄を含有する硫黄含有廃液、硫酸メチルを含有する硫黄含有廃液、石膏を含有する硫黄含有廃液などであってもよく、前記硫黄含有廃ガスは、例えば硫化水素、二酸化硫黄及び硫黄成分を含有する他の廃ガスなどであってもよい。好ましくは、前記廃硫酸中の硫酸の質量濃度は50~99%である。好ましくは、前記硫黄含有廃棄物の含水量は15wt%未満である。 The present invention does not particularly limit the origin or type of the sulfur-containing waste. The sulfur-containing waste liquid may be, for example, liquid sulfur, sulfur-containing waste liquid containing ammonium sulfate, sulfur-containing waste liquid containing ammonium bisulfate, sulfur-containing waste liquid containing iron sulfate, sulfur-containing waste liquid containing methyl sulfate, or sulfur-containing waste liquid containing gypsum. The sulfur-containing waste gas may be, for example, hydrogen sulfide, sulfur dioxide, or other waste gas containing sulfur components. Preferably, the mass concentration of sulfuric acid in the waste sulfuric acid is 50 to 99%. Preferably, the water content of the sulfur-containing waste is less than 15 wt%.

本発明の1つの好適な特定実施形態によれば、前記反応炉アセンブリは、前記硫黄含有廃棄物(例えば硫黄含有廃液)を十分に霧化可能に構成される液体スプレーガン116をさらに含む。前記硫黄含有廃棄物が前記液体スプレーガン内の高圧霧化風で霧化されてから前記火炉内に噴射され、前記酸素含有助燃ガス及び前記燃料とともに燃焼し、これによって、前記硫黄含有廃棄物の燃焼がより十分になり、プロセスガス中の二酸化硫黄の含有量が向上する。好ましくは、前記液体スプレーガンの圧力は0.4~0.8MPa、より好ましくは0.5~0.7MPaである。 According to one preferred specific embodiment of the present invention, the reactor assembly further includes a liquid spray gun 116 configured to sufficiently atomize the sulfur-containing waste (e.g., sulfur-containing waste liquid). The sulfur-containing waste is atomized by high-pressure atomizing air in the liquid spray gun and then sprayed into the furnace, where it is combusted together with the oxygen-containing combustion supporting gas and the fuel, thereby more fully combusting the sulfur-containing waste and improving the sulfur dioxide content in the process gas. Preferably, the pressure of the liquid spray gun is 0.4 to 0.8 MPa, more preferably 0.5 to 0.7 MPa.

本発明の1つの好適な特定実施形態によれば、前記硫黄含有廃棄物には硫黄含有固体廃棄物(例えば硫黄含有鉱砂)が含有されており、本発明の方法は、前記硫黄含有固体廃棄物について1回の燃焼を行い(燃焼条件:温度800~1050℃)、二酸化硫黄含有ガスIIを得るステップと、硫黄含有廃液及び/又は硫黄含有廃ガスについて少なくとも2回の燃焼を行い、二酸化硫黄含有ガスIを得るステップと、前記二酸化硫黄含有ガスIIと前記二酸化硫黄含有ガスIを併せて本発明の前記二酸化硫黄含有ガスを得るステップと、を含む。 According to one preferred specific embodiment of the present invention, the sulfur-containing waste contains sulfur-containing solid waste (e.g., sulfur-containing mineral sand), and the method of the present invention includes the steps of: performing one combustion of the sulfur-containing solid waste (combustion conditions: temperature 800-1050°C) to obtain sulfur dioxide-containing gas II; performing at least two combustions of the sulfur-containing waste liquid and/or sulfur-containing waste gas to obtain sulfur dioxide-containing gas I; and combining the sulfur dioxide-containing gas II and the sulfur dioxide-containing gas I to obtain the sulfur dioxide-containing gas of the present invention.

本発明によれば、前記燃料は、酸素含有助燃ガスの存在下で、前記硫黄含有廃棄物の燃焼のために熱を供給する高発熱量の可燃材料を燃焼することができる。好ましくは、前記燃料の発熱量は500kcal/Nm以上、例えば天然ガスの発熱量は9700kcal/Nmである。 According to the present invention, the fuel is capable of burning a combustible material with a high calorific value in the presence of an oxygen-containing combustion supporting gas to provide heat for the combustion of the sulfur-containing waste. Preferably, the calorific value of the fuel is 500 kcal/ Nm3 or more, for example, the calorific value of natural gas is 9700 kcal/ Nm3 .

好ましくは、前記燃料は、天然ガス、硫黄、液化炭化水素、硫化水素酸性ガス、及び重油有機物から選択される少なくとも1種である。 Preferably, the fuel is at least one selected from natural gas, sulfur, liquefied hydrocarbons, hydrogen sulfide acid gas, and heavy oil organics.

好ましくは、前記液化炭化水素は、液化エチレン、液化エタン、液化プロピレン、液化プロパン、液化ブテン、及び液化ブタンから選択される少なくとも1種である。 Preferably, the liquefied hydrocarbon is at least one selected from liquefied ethylene, liquefied ethane, liquefied propylene, liquefied propane, liquefied butene, and liquefied butane.

好ましくは、前記重油有機物は、ガソリン、灯油、軽油から選択される少なくとも1種である。 Preferably, the heavy oil organic matter is at least one selected from gasoline, kerosene, and diesel.

本発明によれば、前記燃料の使用量は、前記硫黄含有廃棄物の使用量に応じて合理的に選択、調整されてもよい。 According to the present invention, the amount of fuel used may be rationally selected and adjusted depending on the amount of sulfur-containing waste used.

なお、本発明によれば、特に注意すべきものとして、前記硫黄含有廃棄物と前記燃料は同一物質(例えば硫化水素)であってもよく、当業者が理解できるように、前記硫黄含有廃棄物が硫化水素酸性ガスである場合、前記硫化水素酸性ガス自体は燃料として機能することができ、追加の他の燃料を提供する必要はなく、この場合も本発明の発明構想であり、当業者は、これが発明を制限するものであると理解すべきではない。 It should be noted that, according to the present invention, the sulfur-containing waste and the fuel may be the same substance (e.g., hydrogen sulfide). As will be understood by those skilled in the art, if the sulfur-containing waste is hydrogen sulfide acid gas, the hydrogen sulfide acid gas itself can function as fuel, and there is no need to provide any additional fuel. This is also within the scope of the present invention, and those skilled in the art should not understand this as a limitation of the invention.

好ましくは、本発明の前記硫黄含有廃棄物の燃焼方法によれば、得られた前記二酸化硫黄含有ガス中、二酸化硫黄の含有量は3~12mol%、NOの含有量は100mg/m以下、酸素の含有量は0.5~5mol%である。 Preferably, according to the method for burning sulfur-containing waste of the present invention, the sulfur dioxide-containing gas obtained has a sulfur dioxide content of 3 to 12 mol%, a NOx content of 100 mg/ m3 or less, and an oxygen content of 0.5 to 5 mol%.

本発明では、燃焼ごとの反応の条件、特に温度及び酸素係数を制御することにより、燃料及び燃焼対象の硫黄含有廃棄物の1回目の燃焼反応は高温と酸素欠乏の条件で行われ、硫黄含有廃棄物が燃焼して二酸化硫黄を生成するとともに、窒素含有材料が酸素欠乏の条件下で窒素ガスを生成する。後続の燃焼は低温及び酸素富化の条件で行われ、これにより、燃料及び硫黄含有廃棄物の十分な燃焼が確保され、しかも、前回の燃焼により生成された窒素ガスが低温のため、さらに反応して窒素酸化物を生成することができない。よって、複数の燃焼反応を合わせることによって、二酸化硫黄の含有量が高く、NO含有量が低いプロセスガスが得られ、得られた前記二酸化硫黄含有ガスには可燃性成分が含有されていない。 In the present invention, by controlling the reaction conditions for each combustion, particularly the temperature and oxygen coefficient, the first combustion reaction of the fuel and the sulfur-containing waste to be burned is carried out under high temperature and oxygen-deficient conditions, so that the sulfur-containing waste burns to produce sulfur dioxide, and the nitrogen-containing material produces nitrogen gas under oxygen-deficient conditions. Subsequent combustions are carried out under low temperature and oxygen-rich conditions, ensuring sufficient combustion of the fuel and sulfur-containing waste, and the nitrogen gas produced by the previous combustion is too cold to further react to produce nitrogen oxides. Therefore, by combining multiple combustion reactions, a process gas with a high sulfur dioxide content and a low NOx content is obtained, and the resulting sulfur dioxide-containing gas does not contain any combustible components.

本発明によれば、好ましくは、前記酸素含有助燃ガス、前記燃料及び前記硫黄含有廃棄物のうちの少なくとも1種は窒素元素を含有する。前記硫黄含有廃棄物は、例えば、重硫酸アンモニウム、硫酸アンモニウムなどの窒素硫黄含有物質であり、前記燃料は、例えば窒素ガスを含有する可燃性材料であり、前記酸素含有助燃ガスは例えば空気である。 According to the present invention, preferably, at least one of the oxygen-containing combustion supporting gas, the fuel, and the sulfur-containing waste contains a nitrogen element. The sulfur-containing waste is, for example, a nitrogen-sulfur-containing substance such as ammonium bisulfate or ammonium sulfate, the fuel is, for example, a combustible material containing nitrogen gas, and the oxygen-containing combustion supporting gas is, for example, air.

本発明の1つの好適な特定実施形態によれば、本発明の前記方法は、まず、前記硫黄含有廃棄物を除水処理し、次に、酸素含有助燃ガスの存在下で、燃料とともに少なくとも2回の燃焼を行い、二酸化硫黄含有ガスを得るステップをさらに含む。 According to one preferred specific embodiment of the present invention, the method of the present invention further comprises the steps of first removing water from the sulfur-containing waste and then combusting the waste with fuel at least twice in the presence of an oxygen-containing combustion supporting gas to obtain a sulfur dioxide-containing gas.

本発明では、前記除水処理の具体的な操作について特に限定はなく、前記硫黄含有廃棄物のうちの少なくとも水分の一部を除去できればよく、例えば蒸発濃縮により行うことができる。 In the present invention, there are no particular limitations on the specific procedures for the water removal treatment, as long as at least a portion of the water in the sulfur-containing waste is removed, and this can be done, for example, by evaporation and concentration.

本発明による方法では、特に硫黄含有廃棄物の燃焼条件を制御し、複数回の燃焼反応を互いに合わせることによって、硫黄含有廃棄物の燃焼をより十分にし、二酸化硫黄含有量の高いプロセスガスが得られ、得られた前記二酸化硫黄含有ガスには可燃性成分が含有されない。 In the method according to the present invention, the combustion conditions of the sulfur-containing waste are particularly controlled and multiple combustion reactions are coordinated to more thoroughly combust the sulfur-containing waste, resulting in a process gas with a high sulfur dioxide content, and the resulting sulfur dioxide-containing gas does not contain any combustible components.

特に、窒素含有反応材料の場合、本発明による方法を採用すると、特に燃焼ごとの条件を制御することによって、硫黄含有廃棄物の燃焼がより十分になり、二酸化硫黄含有量が高くかつNO含有量が低いプロセスガスが得られ、前記窒素含有反応材料中の窒素元素は極めて微量なNOに加えて、窒素ガスの形態として排出される。本発明による方法を採用することによって、追加の脱硝処理を必要とせずに、得られたプロセスガス中の窒素酸化物(NO)の含有量を顕著に低下させることができる。 In particular, in the case of nitrogen-containing reaction materials, the method of the present invention allows for more complete combustion of the sulfur-containing waste, particularly by controlling the conditions for each combustion, resulting in a process gas with a high sulfur dioxide content and a low NOx content, and the nitrogen element in the nitrogen-containing reaction material is emitted in the form of nitrogen gas in addition to a very small amount of NOx. By using the method of the present invention, the content of nitrogen oxides ( NOx ) in the resulting process gas can be significantly reduced without the need for additional denitrification treatment.

以上に基づいて、本発明はまた、
硫黄含有廃棄物を燃焼して、二酸化硫黄含有ガスを得るステップ(1)と、
前記二酸化硫黄含有ガスを酸化して、三酸化硫黄含有ガスを得るステップ(2)と、
前記三酸化硫黄含有ガスを吸収して、硫酸を得るステップ(3)と、を含む、硫黄含有廃棄物を用いた硫酸製造方法を提供する。
Based on the above, the present invention also provides:
(1) burning sulfur-containing waste to obtain a sulfur dioxide-containing gas;
(2) oxidizing the sulfur dioxide-containing gas to obtain a sulfur trioxide-containing gas;
and (3) absorbing the sulfur trioxide-containing gas to obtain sulfuric acid.

以下、例をもって本発明について詳細に説明する。 The present invention will be explained in detail below using examples.

特に断らない限り、以下の例に使用される原料はすべて市販品である。 Unless otherwise noted, all materials used in the following examples are commercially available.

特に断らない限り、以下の例はすべて前述反応炉アセンブリにて行われる。2組の助燃ガス入口は前記反応炉の軸方向に沿って分布している(前記反応炉の軸方向において、火炉の直筒段は軸方向の長さがL、アスペクト比が4~10(例えばアスペクト比5)であり、それぞれ火炉の燃料入口側から0.25L離れた部位及び火炉のガス排出口側から0.5L離れた部位に2つの助燃ガス入口が設けられる)。燃焼ごとに必要な酸素含有助燃ガスを提供するために、前記酸素含有助燃ガス入口は、前記火炉の内側壁の接線方向に沿って流れる酸素含有助燃ガスを供給可能に構成される。 Unless otherwise specified, all of the following examples are performed using the reactor assembly described above. Two sets of combustion supporting gas inlets are distributed along the axial direction of the reactor (in the axial direction of the reactor, the straight cylindrical stage of the furnace has an axial length of L and an aspect ratio of 4 to 10 (e.g., an aspect ratio of 5), and two combustion supporting gas inlets are provided at a position 0.25 L away from the fuel inlet side of the furnace and a position 0.5 L away from the gas outlet side of the furnace). In order to provide the oxygen-containing combustion supporting gas required for each combustion, the oxygen-containing combustion supporting gas inlets are configured to be able to supply oxygen-containing combustion supporting gas that flows tangentially to the inner wall of the furnace.

実施例1A
該実施例に使用される燃料及び化学繊維産業由来の硫黄含有廃棄物の具体的な組成は表1に示され、酸素含有助燃ガスは酸素含有量が21mol%の空気である。
Example 1A
The specific compositions of the fuel and sulfur-containing waste from the chemical fiber industry used in this example are shown in Table 1, and the oxygen-containing combustion supporting gas is air with an oxygen content of 21 mol %.

反応炉を1200℃に加熱し、常温空気を空気送風機で加圧して、電気加熱炉にて630℃に加熱し、助燃ガス入口から反応炉に入れた。液体スプレーガンによって、前記硫黄含有廃棄物を0.6MPaの高圧霧化風で硫黄含有廃棄物入口から反応炉の火炉に噴射した。燃料を燃料入口から反応炉の火炉に導入した。 The reactor was heated to 1200°C, and room temperature air was pressurized with an air blower and heated to 630°C in an electric heating furnace and introduced into the reactor through the combustion support gas inlet. The sulfur-containing waste was sprayed into the reactor furnace through the sulfur-containing waste inlet with high-pressure atomized air at 0.6 MPa using a liquid spray gun. Fuel was introduced into the reactor furnace through the fuel inlet.

具体的なプロセスは以下のとおりである。 The specific process is as follows:

硫黄含有廃棄物(68.22wt%廃硫酸+31.78%wt%硫黄含有廃液)38.11t、燃料3990kgを、それぞれ硫黄含有廃棄物入口及び燃料入口から反応炉に導入し、火炉の軸方向において、まず、第1酸素含有助燃ガス入口から導入された酸素含有助燃ガスと1回目の燃焼を行い、次に、第2酸素含有助燃ガス入口から導入された酸素含有助燃ガスと2回目の燃焼を行った。ここで、1回目の燃焼の条件は、酸素係数X1 0.7、温度1200℃を含み、2回目の燃焼の条件は、酸素係数X3、X1+X3=1.05、温度1100℃を含む。二酸化硫黄含有ガスを得た。 38.11 t of sulfur-containing waste (68.22 wt% waste sulfuric acid + 31.78 wt% sulfur-containing waste liquid) and 3,990 kg of fuel were introduced into the reactor through the sulfur-containing waste inlet and fuel inlet, respectively. In the axial direction of the furnace, a first combustion was carried out with oxygen-containing combustion supporting gas introduced through the first oxygen-containing combustion supporting gas inlet, and a second combustion was carried out with oxygen-containing combustion supporting gas introduced through the second oxygen-containing combustion supporting gas inlet. The conditions for the first combustion included an oxygen coefficient X1 of 0.7 and a temperature of 1,200°C. The conditions for the second combustion included an oxygen coefficient X3 (X1 + X3 = 1.05) and a temperature of 1,100°C. A sulfur dioxide-containing gas was obtained.

炉からの二酸化硫黄含有ガス中、二酸化硫黄の含有量は3.8mol%、酸素の含有量は2mol%、NOの含有量は100mg/Nm以下、二酸化硫黄の転化率は99mol%であった。 In the sulfur dioxide-containing gas from the furnace, the sulfur dioxide content was 3.8 mol%, the oxygen content was 2 mol%, the NOx content was 100 mg/Nm3 or less , and the sulfur dioxide conversion rate was 99 mol%.

実施例1B
実施例1Aと類似の方式を採用し、使用される酸素含有助燃ガスが酸素含有量40mol%の酸素富化空気である以外、残りは実施例1と同様であった。
Example 1B
The procedure was similar to that of Example 1A, except that the oxygen-containing combustion supporting gas used was oxygen-enriched air with an oxygen content of 40 mol %.

炉からの二酸化硫黄含有ガス中、酸素の含有量は2mol%、二酸化硫黄の含有量は6mol%、NOの含有量は80mg/Nm以下、二酸化硫黄の転化率は99mol%であった。 In the sulfur dioxide-containing gas from the furnace, the oxygen content was 2 mol%, the sulfur dioxide content was 6 mol%, the NOx content was 80 mg/Nm3 or less , and the sulfur dioxide conversion rate was 99 mol%.

実施例2
本実施例で使用される塩素含有廃硫酸及び硫化水素酸性ガスと燃料の具体的な組成は表2に示され、酸素含有助燃ガスは酸素含有量21mol%の空気であった。
Example 2
The specific compositions of the chlorine-containing waste sulfuric acid, hydrogen sulfide acid gas and fuel used in this example are shown in Table 2, and the oxygen-containing combustion supporting gas was air with an oxygen content of 21 mol %.

反応炉を1100℃に加熱して、常温空気を空気送風機で助燃ガス入口から反応炉に入れた。液体スプレーガンによって前記硫黄含有廃棄物を0.7MPaの高圧霧化風で硫黄含有廃棄物入口から反応炉の火炉に噴射し、燃料を燃料入口から反応炉の火炉に導入した。 The reactor was heated to 1100°C, and room temperature air was introduced into the reactor through the combustion support gas inlet using an air blower. The sulfur-containing waste was sprayed into the reactor furnace through the sulfur-containing waste inlet using high-pressure atomized air at 0.7 MPa using a liquid spray gun, and fuel was introduced into the reactor furnace through the fuel inlet.

本実施例では、硫黄含有廃棄物は7t(71.43wt%塩素含有廃硫酸+28.57wt%硫化水素酸性ガス)であり、ここで、ポリテトラヒドロフラン生産装置による塩素含有廃硫酸は水分含有量が48wt%であって、不純物含有量が少なく、85wt%に蒸発濃縮してから反応炉9に入る。硫化水素酸性ガスは硫黄含有廃ガスであるが、反応炉システムの70mol%の熱だけを供給し、残りの30mol%の熱は、補助燃料である天然ガスによって補充された。 In this example, the sulfur-containing waste was 7 tons (71.43 wt% chlorine-containing waste sulfuric acid + 28.57 wt% hydrogen sulfide acid gas). Here, the chlorine-containing waste sulfuric acid from the polytetrahydrofuran production plant had a moisture content of 48 wt% and a low impurity content, and was evaporated and concentrated to 85 wt% before entering reactor 9. The hydrogen sulfide acid gas was a sulfur-containing waste gas, but it only supplied 70 mol% of the heat for the reactor system, with the remaining 30 mol% being supplemented by natural gas as an auxiliary fuel.

具体的な反応プロセスは以下のとおりである。 The specific reaction process is as follows:

廃硫酸を硫黄含有廃棄物入口から反応炉の火炉に導入し、硫化水素酸性ガス及び天然ガスを燃料入口から反応炉の火炉に導入し、火炉の軸方向において、まず、第1酸素含有助燃ガス入口から導入された酸素含有助燃ガスと1回目の燃焼を行い、次に、第2酸素含有助燃ガス入口から導入された酸素含有助燃ガスと2回目の燃焼を行った。ここで、1回目の燃焼の条件は、酸素係数X1 0.75、温度1150℃を含み、2回目の燃焼の条件は、酸素係数X3、X1+X3=1.05、温度1050℃を含む。二酸化硫黄含有ガスを得た。 Waste sulfuric acid was introduced into the reactor furnace through the sulfur-containing waste inlet, and hydrogen sulfide acid gas and natural gas were introduced into the reactor furnace through the fuel inlet. In the axial direction of the furnace, a first combustion was carried out with an oxygen-containing combustion supporting gas introduced through the first oxygen-containing combustion supporting gas inlet, and then a second combustion was carried out with an oxygen-containing combustion supporting gas introduced through the second oxygen-containing combustion supporting gas inlet. The conditions for the first combustion included an oxygen coefficient X1 of 0.75 and a temperature of 1150°C, and the conditions for the second combustion included an oxygen coefficient X3 (X1 + X3 = 1.05) and a temperature of 1050°C. A sulfur dioxide-containing gas was obtained.

炉からの二酸化硫黄含有ガス中、酸素の含有量は3mol%であり、二酸化硫黄の含有量は8.5mol%であり、NOの含有量は100mg/Nm以下であり、二酸化硫黄の転化率は99mol%であった。 In the sulfur dioxide-containing gas from the furnace, the oxygen content was 3 mol%, the sulfur dioxide content was 8.5 mol%, the NOx content was 100 mg/Nm3 or less , and the sulfur dioxide conversion rate was 99 mol%.

実施例3
本実施例で使用される硫黄含有廃棄物及び燃料の具体的な組成は表3に示され、酸素含有助燃ガスは酸素含有量21mol%の空気である。
Example 3
The specific compositions of the sulfur-containing waste and fuel used in this example are shown in Table 3, and the oxygen-containing combustion supporting gas is air with an oxygen content of 21 mol %.

反応炉を1250℃に加熱して、常温空気を空気送風機で加圧して、電気加熱炉にて450℃に加熱して反応炉に入れた。液体スプレーガンによって、前記硫黄含有廃棄物を0.5MPaの高圧霧化風で硫黄含有廃棄物入口から反応炉の火炉に噴射した。燃料を燃料入口から反応炉の火炉に導入した。 The reactor was heated to 1250°C, and room temperature air was pressurized with an air blower and heated to 450°C in an electric heating furnace before being introduced into the reactor. The sulfur-containing waste was sprayed into the reactor furnace from the sulfur-containing waste inlet using a liquid spray gun with high-pressure atomized air at 0.5 MPa. Fuel was introduced into the reactor furnace from the fuel inlet.

具体的な反応プロセスは以下のとおりである。 The specific reaction process is as follows:

硫黄含有廃棄物7.5t(80wt%廃硫酸+20wt%硫黄含有鉱砂)中の廃硫酸、燃料120kgを、それぞれ、硫黄含有廃棄物入口及び燃料入口から反応炉の火炉に導入し、火炉の軸方向において、まず、第1酸素含有助燃ガス入口から導入された酸素含有助燃ガスと1回目の燃焼を行い、次に、第2酸素含有助燃ガス入口から導入された酸素含有助燃ガスと2回目の燃焼を行った。ここで、1回目の燃焼の条件は、酸素係数X1 0.85、温度1200℃を含み、2回目の燃焼の条件は、酸素係数X3、X1+X3=1.05、温度1050℃を含む。二酸化硫黄含有ガスIを得た。別の反応炉内に硫黄含有鉱砂を燃焼させ(温度800℃)、二酸化硫黄含有プロセスガスIIを生成した。 7.5 t of sulfur-containing waste (80 wt% waste sulfuric acid + 20 wt% sulfur-containing mineral sand) and 120 kg of fuel were introduced into the reactor through the sulfur-containing waste inlet and fuel inlet, respectively. A first combustion was performed in the axial direction of the furnace with oxygen-containing combustion supporting gas introduced through the first oxygen-containing combustion supporting gas inlet, followed by a second combustion with oxygen-containing combustion supporting gas introduced through the second oxygen-containing combustion supporting gas inlet. The first combustion conditions included an oxygen coefficient X1 of 0.85 and a temperature of 1200°C. The second combustion conditions included an oxygen coefficient X3 (X1 + X3 = 1.05) and a temperature of 1050°C. Sulfur dioxide-containing gas I was obtained. Sulfur-containing mineral sand was combusted in a separate reactor (temperature 800°C) to produce sulfur dioxide-containing process gas II.

2つの反応炉からの二酸化硫黄含有混合ガス中、酸素の含有量は5mol%であり、二酸化硫黄の含有量は6mol%であり、NOの含有量は100mg/Nm以下であり、二酸化硫黄の転化率は99mol%であった。 In the sulfur dioxide-containing mixed gas from the two reactors, the oxygen content was 5 mol%, the sulfur dioxide content was 6 mol%, the NOx content was 100 mg/Nm3 or less, and the sulfur dioxide conversion rate was 99 mol%.

比較例1
実施例1と類似の方法を採用したが、前記燃焼回数を1回としたことが異なった。
Comparative Example 1
A method similar to that of Example 1 was employed, except that the number of combustions was one.

具体的には、硫黄含有廃棄物(68.22wt%廃硫酸+31.78%wt%硫黄含有廃液)38.11t、燃料4588kgを材料入口から反応炉の火炉に導入し、火炉の軸方向において、第1酸素含有助燃ガス入口から導入された酸素含有助燃ガスと燃焼させた。ここで、燃焼の条件は、酸素係数1.04、温度1150℃を含む。二酸化硫黄含有ガスを得た。 Specifically, 38.11 t of sulfur-containing waste (68.22 wt% waste sulfuric acid + 31.78 wt% sulfur-containing waste liquid) and 4,588 kg of fuel were introduced into the reactor furnace through the material inlet and combusted in the axial direction of the furnace with oxygen-containing combustion supporting gas introduced through the first oxygen-containing combustion supporting gas inlet. Combustion conditions included an oxygen coefficient of 1.04 and a temperature of 1,150°C. A sulfur dioxide-containing gas was obtained.

炉からの二酸化硫黄含有ガス温度は950~1000℃であり、酸素の含有量は1.8mol%であり、二酸化硫黄の含有量は3.2mol%であり、NOの含有量は約500mg/Nmであり、二酸化硫黄の転化率は98.8mol%であった。比較例においては、燃料は実施例1よりも15wt%多く消費された。 The sulfur dioxide-containing gas temperature from the furnace was 950-1000°C, the oxygen content was 1.8 mol%, the sulfur dioxide content was 3.2 mol%, the NOx content was about 500 mg/ Nm3 , and the sulfur dioxide conversion rate was 98.8 mol%. In the comparative example, 15 wt% more fuel was consumed than in Example 1.

比較例2
実施例1と類似の方法を採用したが、2回の燃焼分解において酸素係数が実施例1と異なり、前記1回目の燃焼の酸素係数X1は0.9であり、前記2回目の燃焼の酸素係数はX3であり、X1+X3=1.05である以外、残りを実施例1と同様にして、二酸化硫黄含有ガスを得た。炉からの二酸化硫黄含有ガス中、酸素の含有量は2mol%であり、NOの含有量は約200mg/Nmであった。
Comparative Example 2
A method similar to that of Example 1 was employed, but the oxygen coefficients in the two combustion decompositions were different from those in Example 1. The oxygen coefficient X1 in the first combustion was 0.9, and the oxygen coefficient X3 in the second combustion was X3, so that X1 + X3 = 1.05. The remaining procedures were the same as in Example 1, and a sulfur dioxide-containing gas was obtained. The oxygen content of the sulfur dioxide-containing gas from the furnace was 2 mol%, and the NOx content was approximately 200 mg/ Nm3 .

さらに、図1及び図4に示すように、助燃空気供給機構は加熱装置120と送風機130をさらに含んでもよい。加熱装置は、加熱チャンバ123と該加熱チャンバ123内に設けられた電熱機構122とを内部に備える加熱ハウジング121を有する。加熱ハウジング121には、それぞれ加熱チャンバ123に連通している加熱ガス入口124及び加熱ガス排出口125が開けられ、加熱ガス入口124は送風機130に連通しており、加熱ガス排出口125は反応炉アセンブリの火炉111に連通している。電熱機構122は、チャンバ123の内部が加熱される温度を上昇可能に構成される。加熱ガス入口124が送風機130に連通しており、加熱ガス排出口125が反応炉アセンブリの火炉111に連通しているため、電熱機構122は加熱チャンバ123の内部温度を向上させることができ、よって、送風機130からの助燃空気は該加熱装置120を経るときに温度が上昇し、火炉111に入った助燃空気の温度が600~650℃に達し、反応炉アセンブリの混合ガスの燃焼効率が高まる。 1 and 4, the auxiliary combustion air supply mechanism may further include a heating device 120 and a blower 130. The heating device has a heating housing 121 that includes a heating chamber 123 and an electric heating mechanism 122 provided within the heating chamber 123. The heating housing 121 is provided with a heating gas inlet 124 and a heating gas outlet 125 that are each connected to the heating chamber 123, the heating gas inlet 124 being connected to the blower 130, and the heating gas outlet 125 being connected to the furnace 111 of the reactor assembly. The electric heating mechanism 122 is configured to be able to increase the temperature to which the interior of the chamber 123 is heated. Because the heating gas inlet 124 is connected to the blower 130 and the heating gas outlet 125 is connected to the furnace 111 of the reactor assembly, the electric heating mechanism 122 can increase the internal temperature of the heating chamber 123. As a result, the temperature of the supporting air from the blower 130 increases as it passes through the heating device 120, and the temperature of the supporting air entering the furnace 111 reaches 600-650°C, improving the combustion efficiency of the mixed gas in the reactor assembly.

図7及び図8に示すように、本発明はまた、
硫黄含有廃棄物を燃焼反応させて、二酸化硫黄を含む第1ガスを得る前述反応炉アセンブリ100と、
前記第1ガスから熱エネルギーを回収して、第2ガスを得る熱エネルギー回収ユニット300と、
前記第2ガスを浄化して冷却し、第3ガスを得る浄化冷却ユニットと、
前記第3ガスを乾燥して、第4ガスを得る乾燥ユニット700と、
前記第4ガスを酸化して吸収し、硫酸及び排出ガスを得る酸化吸収ユニット800と、を含む、硫黄含有廃棄物処理システムを提供する。
As shown in FIGS. 7 and 8, the present invention also provides:
the reactor assembly 100 for burning and reacting sulfur-containing waste to obtain a first gas containing sulfur dioxide;
a thermal energy recovery unit (300) for recovering thermal energy from the first gas to obtain a second gas;
a purification and cooling unit that purifies and cools the second gas to obtain a third gas;
a drying unit 700 for drying the third gas to obtain a fourth gas;
an oxidation-absorption unit (800) for oxidizing and absorbing the fourth gas to obtain sulfuric acid and an exhaust gas.

以下、実施例によって該処理システムの具体的な操作プロセスについて例示的に説明する。 The specific operating process of the processing system will be described below using examples.

廃硫酸及び硫黄廃液を含む硫黄含有廃棄物(68.22wt%廃硫酸+31.78wt%硫黄含有廃液)の水分含有量が36wt%であるものの、化学繊維産業由来の廃硫酸及び硫黄含有廃液には粒子や不純物が大量含有されているので、濃縮脱水が困難であるため、これらを脱水せずに反応炉体110に入れた。 The water content of the sulfur-containing waste, including waste sulfuric acid and sulfur waste liquid (68.22 wt% waste sulfuric acid + 31.78 wt% sulfur-containing waste liquid), is 36 wt%. However, since the waste sulfuric acid and sulfur-containing waste liquid from the chemical fiber industry contain large amounts of particles and impurities, concentrating and dehydrating them is difficult. Therefore, they were placed in the reactor body 110 without dehydrating them.

(1)硫黄含有廃棄物を液体スプレーガンにて0.6MPaの高圧霧化風で霧化して、反応炉体110に噴射し、火炉内の反応温度を1200℃にし、燃料(天然ガス)によって熱を供給した。酸素含有量21mol%の空気を用いて助燃を行い、常温助燃空気を送風機130で加圧してから、加熱装置120にて630℃に加熱し、高温助燃空気を、異なる助燃ガス入口114、115から火炉に導入した。まず、硫黄含有廃棄物を、第1空気供給口群114a、115aから導入された助燃ガスと1回目の燃焼を行い、次に、第2空気供給口群114b、115bから導入された助燃ガスと2回目の燃焼を行った。ここで、1回目の燃焼の条件は、酸素係数X1 0.7、温度1200℃を含み、2回目の燃焼の条件は、酸素係数X3、X1+X3=1.05、温度1100℃を含み、炉からの第1ガス中に残った酸素の含有量は2mol%であり、プロセスガスの炉内での滞在時間は5s以上である。 (1) Sulfur-containing waste was atomized with a liquid spray gun using high-pressure atomizing air at 0.6 MPa and sprayed into the reactor body 110. The reaction temperature inside the furnace was set to 1,200°C, and heat was supplied using fuel (natural gas). Support combustion was performed using air with an oxygen content of 21 mol%. The room-temperature support air was pressurized with a blower 130 and then heated to 630°C with a heating device 120. The high-temperature support air was introduced into the furnace through separate support gas inlets 114 and 115. First, the sulfur-containing waste was combusted a first time with support gas introduced through the first air supply port group 114a and 115a, and then a second time with support gas introduced through the second air supply port group 114b and 115b. Here, the conditions for the first combustion include an oxygen coefficient X1 of 0.7 and a temperature of 1200°C, and the conditions for the second combustion include an oxygen coefficient X3, X1 + X3 = 1.05, a temperature of 1100°C, the content of oxygen remaining in the first gas from the furnace being 2 mol%, and the residence time of the process gas in the furnace being 5 seconds or longer.

(2)炉からの高温プロセスガスについて集塵ユニット200によって金属ダストを除去し、集塵高温プロセスガスを得た(サイクロン集塵器210の操作条件は、供給口温度1100℃、供給口圧力-1kPa、サイクロン集塵器の供給口の吸気速度30m/sを含み、セラミックメンブランフィルタ220の集塵操作条件は、供給口温度1050℃、供給口圧力-1kPa、セラミックメンブランフィルタ供給口の吸気速度15m/sを含む)。次に、集塵高温プロセスガスが廃熱ボイラー310に入って熱が回収され(第1熱交換であって、第1熱交換の条件は、チューブサイドの煙道ガス側の圧力-1.5kPa、ボイラーの煙道ガス入口温度1000℃、ボイラーの煙道ガス出口温度380℃、シェルサイドの蒸気側の圧力3.8MPa、温度249℃を含む)、1時間あたり31tの3.8MPa飽和蒸気が生成された。飽和蒸気が蒸気過熱器320において固体のない少量の高温プロセスガスと熱交換し(第2熱交換であって、第2熱交換の条件は、煙道ガス側の圧力-1.5kPa、加熱器の煙道ガス入口温度1000℃、加熱器の煙道ガス出口温度450℃、蒸気側圧力3.8MPa、温度350℃を含む)、熱蒸気16が得られ、過熱蒸気は蒸気タービンに入って、装置の電気エネルギーが低下する。 (2) Metal dust was removed from the high-temperature process gas from the furnace using the dust collection unit 200 to obtain a dust-collected high-temperature process gas. (The operating conditions of the cyclone dust collector 210 included a feed inlet temperature of 1100°C, a feed inlet pressure of -1 kPa, and an air intake velocity at the cyclone dust collector's feed inlet of 30 m/s. The dust collection operating conditions of the ceramic membrane filter 220 included a feed inlet temperature of 1050°C, a feed inlet pressure of -1 kPa, and an air intake velocity at the ceramic membrane filter's feed inlet of 15 m/s.) The dust-collected high-temperature process gas then entered the waste heat boiler 310 to recover heat. (This was the first heat exchange, and the conditions for the first heat exchange included a tube-side flue gas pressure of -1.5 kPa, a boiler flue gas inlet temperature of 1000°C, a boiler flue gas outlet temperature of 380°C, and a shell-side steam pressure of 3.8 MPa and a temperature of 249°C.) 31 tons of 3.8 MPa saturated steam was generated per hour. The saturated steam exchanges heat with a small amount of solid-free high-temperature process gas in the steam superheater 320 (second heat exchange, conditions for which include flue gas side pressure of -1.5 kPa, heater flue gas inlet temperature of 1000°C, heater flue gas outlet temperature of 450°C, steam side pressure of 3.8 MPa, and temperature of 350°C), producing hot steam 16. The superheated steam enters the steam turbine, reducing the electrical energy of the system.

(3)熱エネルギーを利用済みのプロセスガスは急冷加湿塔400に入って、断熱加湿により急速冷却を行い、ガス温度が400℃から77℃に急冷した。次に、多段パッキンを備えた冷却吸収塔500に入り、次に、第1吸収層に入って循環水冷却器で洗浄され、35℃に降温し、次に、第2吸収層に入って洗浄され、冷凍水冷却器で洗浄されて29℃に降温し、2回の冷却を行ったプロセスガスは電気デミスター600に入って、三酸化硫黄酸ミストを除去された。 (3) The process gas after thermal energy utilization enters the rapid cooling and humidification tower 400, where it is rapidly cooled by adiabatic humidification, and the gas temperature is rapidly cooled from 400°C to 77°C. It then enters the cooling and absorption tower 500 equipped with multi-stage packing, then enters the first absorption chamber where it is washed with a circulating water cooler and cooled to 35°C, then enters the second absorption chamber where it is washed, washed with a refrigerated water cooler and cooled to 29°C. After being cooled twice, the process gas enters the electric demister 600, where sulfur trioxide acid mist is removed.

(4)三酸化硫黄酸ミストを除去したプロセスガスは乾燥ユニット700に入って、93wt%の濃硫酸で乾燥された。 (4) The process gas from which the sulfur trioxide acid mist had been removed entered the drying unit 700 and dried with 93 wt% concentrated sulfuric acid.

(5)乾燥されたプロセスガスは、二酸化硫黄の含有量が5mol%になり、主送風機810によって20kPaに昇圧してから、第1外部熱交換器830、第2熱交換管路845b(図13を参照)に順次入って、熱交換された後、第1転化チャンバに入り、転化器840内で第1触媒層844aの反応プロセスガス37の温度が415±5℃に達すると、酸化反応を行った。反応を完了したプロセスガスは、温度が555±5℃に達すると、転化器840の第1熱交換管路845aのチューブサイドのガスと熱交換を行い、第2触媒層844bでのプロセスガスの温度が455±5℃に達すると、酸化反応を行い、このように、第1転化チャンバにて第1酸化反応が行われ、第1酸化反応の転化率は96mol%である。第1酸化反応プロセスガス38は、第1外部熱交換器830のチューブサイドを経て熱交換を行った後、温度が150℃以上に制御され、多段吸収塔880の第1段吸収層に入って第1吸収を100wt%硫酸で行い、吸収率は99.99wt%であった。 (5) The dried process gas, whose sulfur dioxide content was 5 mol%, was pressurized to 20 kPa by the main blower 810 and then entered the first external heat exchanger 830 and the second heat exchange line 845b (see Figure 13) in sequence for heat exchange. After that, it entered the first conversion chamber. When the temperature of the reaction process gas 37 in the first catalyst layer 844a in the converter 840 reached 415±5°C, an oxidation reaction was initiated. When the temperature of the reaction-completed process gas reached 555±5°C, it underwent heat exchange with the gas on the tube side of the first heat exchange line 845a in the converter 840. When the temperature of the process gas in the second catalyst layer 844b reached 455±5°C, an oxidation reaction was initiated. Thus, the first oxidation reaction was initiated in the first conversion chamber, with a conversion rate of 96 mol%. The first oxidation reaction process gas 38 undergoes heat exchange through the tube side of the first external heat exchanger 830, after which its temperature is controlled to 150°C or higher. It then enters the first absorption layer of the multi-stage absorption tower 880, where it undergoes first absorption with 100 wt% sulfuric acid, with an absorption rate of 99.99 wt%.

第1吸収を完了したプロセスガスは第2外部熱交換器870及び第1熱交換管路845aに順次入って熱交換を行ってから、第2転化チャンバに入った。第3触媒層844cでの反応プロセスガスの温度が415±5℃に達すると、酸化反応を開始させ、反応を完了した三酸化硫黄含有プロセスガスは、第2熱交換管路845bを経て熱交換を行った後、第4触媒層844dの温度が415±5℃に達すると、酸化反応を開始させ、第2転化チャンバにおいて第2酸化反応を完了し、反応後の4つの触媒層の総転化率は99.92mol%であった。次に、転化器840の第2転化ガス出口からの第2酸化反応プロセスのガス温度を130℃以上に制御して、多段吸収塔880の第2段吸収層に入れて第2吸収を98wt%硫酸で行い、吸収率は99.99wt%であった。 After the first absorption, the process gas entered the second external heat exchanger 870 and the first heat exchange line 845a for heat exchange before entering the second conversion chamber. When the temperature of the reacted process gas in the third catalyst layer 844c reached 415±5°C, the oxidation reaction began. The sulfur trioxide-containing process gas, which had completed the reaction, passed through the second heat exchange line 845b for heat exchange. When the temperature of the reacted process gas in the fourth catalyst layer 844d reached 415±5°C, the oxidation reaction began. The second oxidation reaction was completed in the second conversion chamber. The total conversion rate of the four catalyst layers after the reaction was 99.92 mol%. The gas temperature of the second oxidation reaction process from the second conversion gas outlet of the converter 840 was then controlled to above 130°C and entered the second absorption layer of the multi-stage absorption tower 880 for second absorption with 98 wt% sulfuric acid, with an absorption rate of 99.99 wt%.

第2吸収を完了したプロセスガスを外部に排出し、該排出ガス中、SO濃度は50mg/Nm以下、NO濃度は50mg/Nm以下、酸ミストの濃度は5mg/Nm以下、粒子の濃度は30mg/Nm以下である。 The process gas that has completed the second absorption is discharged to the outside, and in the discharged gas, the SO2 concentration is 50 mg/Nm3 or less , the NOx concentration is 50 mg/Nm3 or less, the acid mist concentration is 5 mg/Nm3 or less , and the particle concentration is 30 mg/Nm3 or less .

図9は、上記の硫黄含有廃棄物処理システムの集塵ユニット200と熱エネルギー回収ユニット300との接続構造を示し、ここで、熱エネルギー回収ユニット300は集塵ユニット200の下流に接続される。前記集塵ユニット200は、並列に配置された少なくとも2つのフィルタ群を含み、前記フィルタ群ごとに2つのフィルタが含まれており、2つのフィルタは、それぞれサイクロン集塵器210及びセラミックメンブランフィルタ220であり、前記セラミックメンブランフィルタ220は前記サイクロン集塵器210の下流に直列接続される。前記サイクロン集塵器210のシェルの材質は高合金鋼である。前記サイクロン集塵器210の内側壁には断熱層及び耐火層が順次設けられ、前記断熱層の材質は軽量キャスタブル及び/又は軽量耐火煉瓦である。前記耐火層の材質は、コランダム煉瓦、コランダムムライト煉瓦、クロムコランダム煉瓦、及び炭化ケイ素から選択される少なくとも1種である。前記サイクロン集塵器の吸気口は螺旋面の吸気構造である。前記サイクロン集塵器の灰排出口は星型アッシュバルブ構造又はオーバーフロースパイラル構造を採用する。前記熱エネルギー回収ユニット300は廃熱ボイラー310と蒸気過熱器320を含み、前記廃熱ボイラー310及び前記蒸気過熱器320はすべて前記集塵ユニット200に連通しており、かつ、前記廃熱ボイラー310と前記蒸気過熱器320は連通しており、これによって、前記廃熱ボイラー310で得られた飽和蒸気は前記蒸気過熱器320に入ることができる。 Figure 9 shows the connection structure between the dust collection unit 200 and the thermal energy recovery unit 300 of the sulfur-containing waste treatment system, where the thermal energy recovery unit 300 is connected downstream of the dust collection unit 200. The dust collection unit 200 includes at least two filter groups arranged in parallel, each filter group including two filters, the two filters being a cyclone dust collector 210 and a ceramic membrane filter 220, respectively, and the ceramic membrane filter 220 being connected in series downstream of the cyclone dust collector 210. The shell of the cyclone dust collector 210 is made of high-alloy steel. An insulating layer and a refractory layer are sequentially formed on the inner wall of the cyclone dust collector 210, and the insulating layer is made of lightweight castable and/or lightweight refractory brick. The refractory layer is made of at least one material selected from corundum bricks, corundum-mullite bricks, chrome-corundum bricks, and silicon carbide. The cyclone dust collector's air inlet has a spiral surface air inlet structure. The cyclone dust collector's ash outlet adopts a star-shaped ash valve structure or an overflow spiral structure. The thermal energy recovery unit 300 includes a waste heat boiler 310 and a steam superheater 320. The waste heat boiler 310 and the steam superheater 320 are both connected to the dust collection unit 200. The waste heat boiler 310 and the steam superheater 320 are also connected to each other, allowing saturated steam obtained in the waste heat boiler 310 to enter the steam superheater 320.

特定の集塵ユニットと熱エネルギー回収ユニットが組み合わされ、サイクロン集塵器の内側壁に特定の断熱層及び耐火層が順次設けられ、また、特定の装置構造及び組み合わせの形態も採用されることによって、温度の高い粉塵含有煙道ガス(例えば硫黄含有廃棄物の高温燃焼分解プロセスにおいて高温分解炉から排出された、温度が900~1200℃と高い二酸化硫黄含有煙道ガス)の設備に対する要件が満たされ、集塵効率が高く、また、粉塵含有高温煙道ガスの集塵装置での熱損失が顕著に低下する。 By combining a specific dust collection unit with a thermal energy recovery unit, sequentially installing specific heat insulating and fireproof layers on the inner wall of the cyclone dust collector, and adopting a specific device structure and combination form, the requirements for equipment handling high-temperature dust-containing flue gas (for example, sulfur dioxide-containing flue gas with a temperature of 900-1200°C discharged from a high-temperature decomposition furnace in the high-temperature combustion decomposition process of sulfur-containing waste) are met, dust collection efficiency is high, and heat loss in the dust collection device for high-temperature dust-containing flue gas is significantly reduced.

上記の硫黄含有廃棄物処理システムの浄化冷却ユニットは、順次連通している急冷加湿塔400、多段冷却吸収塔500、及び電気デミスター600を含み、前記急冷加湿塔400と前記熱エネルギー回収ユニット300は連通している。 The purification and cooling unit of the sulfur-containing waste treatment system includes a quenching and humidifying tower 400, a multi-stage cooling and absorption tower 500, and an electric demister 600, which are connected in series, and the quenching and humidifying tower 400 is connected to the thermal energy recovery unit 300.

図10は急冷加湿塔400の概略図を示す。該急冷加湿塔400は第1塔体410とスプレーアセンブリ420を含み、第1塔体410は、冷却チャンバ411、チャンバ入口412及びチャンバ出口413を含み、チャンバ入口412及びチャンバ出口413は、それぞれ第1塔体410の外壁に設けられ、冷却チャンバ411に連通しており、チャンバ入口412は塔体410の下部に位置し、チャンバ出口413は塔体410の上部に位置する。スプレーアセンブリ420は冷却チャンバ411内に設けられ、スプレーアセンブリ420は第1スプレー口421と第2スプレー口422を含み、第1スプレー口421は、冷却液体を下方にスプレー可能に構成され、第2スプレー口422は、冷却液体を上方にスプレー可能に構成され、第1スプレー口421と第2スプレー口422は互いに反対して設けられる。 Figure 10 shows a schematic diagram of a quenching and humidifying tower 400. The quenching and humidifying tower 400 includes a first tower body 410 and a spray assembly 420. The first tower body 410 includes a cooling chamber 411, a chamber inlet 412, and a chamber outlet 413. The chamber inlet 412 and chamber outlet 413 are respectively provided on the outer wall of the first tower body 410 and communicate with the cooling chamber 411. The chamber inlet 412 is located at the bottom of the tower body 410, and the chamber outlet 413 is located at the top of the tower body 410. The spray assembly 420 is provided within the cooling chamber 411 and includes a first spray port 421 and a second spray port 422. The first spray port 421 is configured to spray cooling liquid downward, and the second spray port 422 is configured to spray cooling liquid upward, with the first spray port 421 and the second spray port 422 being opposite each other.

スプレーアセンブリ420の第1スプレー口421は、冷却液体を下方にスプレー可能に構成され、第2スプレー口422は、冷却液体を上方にスプレー可能に構成され、また、第1スプレー口421と第2スプレー口422は互いに反対して設けられるため、高温プロセスガスがチャンバ入口412から冷却チャンバ411に入ってチャンバ出口130へ流れるときに、第1スプレー口421及び第2スプレー口422によってスプレーされた冷却液体は、それぞれ上方と下方の2つの方向において高温プロセスガスを完全に冷却して降温することができ、また、高温プロセスガスの湿度を向上させ、高温プロセスガスを320~350℃の高温から75~80℃に急冷することができ、これによって、プロセスガスを効率的かつ有効に降温することを実現し、システムに発生した抵抗力は小さく、通常1Kpaであり、これにより、硫黄含有廃棄物の処理周期が短縮される。 The first spray nozzle 421 of the spray assembly 420 is configured to spray cooling liquid downward, and the second spray nozzle 422 is configured to spray cooling liquid upward. The first spray nozzle 421 and the second spray nozzle 422 are positioned opposite each other. Therefore, when the high-temperature process gas enters the cooling chamber 411 from the chamber inlet 412 and flows to the chamber outlet 130, the cooling liquid sprayed by the first spray nozzle 421 and the second spray nozzle 422 can completely cool and reduce the temperature of the high-temperature process gas in both upward and downward directions, respectively. This also improves the humidity of the high-temperature process gas and allows it to be rapidly cooled from a high temperature of 320-350°C to 75-80°C, thereby achieving efficient and effective cooling of the process gas. The resistance generated by the system is small, typically 1 kPa, thereby shortening the treatment cycle for sulfur-containing waste.

さらに、急冷加湿塔400は単方向スプレー430をさらに含んでもよく、単方向スプレー430はスプレーアセンブリ420とチャンバ出口413との間に設けられ、単方向スプレー430は冷却液体を下方にスプレー可能に構成され、これにより、冷却効果が高まる。 Furthermore, the quenching and humidifying tower 400 may further include a unidirectional spray 430, which is disposed between the spray assembly 420 and the chamber outlet 413 and is configured to spray cooling liquid downward, thereby enhancing the cooling effect.

図11は冷却吸収塔500の概略図を示す。該冷却吸収塔は、第2塔体510と、第1吸収層と、第2吸収層と、を含み、第2塔体510は垂直方向に沿って設けられ、垂直方向に延びている冷却吸収チャンバを有し、第2塔体510は、それぞれ冷却吸収チャンバに連通しているガス供給口及びガス排出口を含み、ガス供給口は第2塔体510の下部に設けられ、ガス排出口は第2塔体510の上部に設けられる。第1吸収層と第2吸収層は垂直方向に沿って冷却吸収チャンバ内にスペースを空けて設けられ、ここで、第1吸収層は冷却吸収チャンバ内に吸収液をスプレーすることができる第1スプレー機構520を含み、第2吸収層は冷却吸収チャンバ内に吸収液をスプレーすることができる第2スプレー機構530を含む。 Figure 11 shows a schematic diagram of a cooling absorption tower 500. The cooling absorption tower includes a second tower body 510, a first absorption layer, and a second absorption layer. The second tower body 510 is arranged vertically and has a cooling absorption chamber extending vertically. The second tower body 510 includes a gas supply port and a gas discharge port, each of which communicates with the cooling absorption chamber. The gas supply port is located at the bottom of the second tower body 510, and the gas discharge port is located at the top of the second tower body 510. The first absorption layer and the second absorption layer are arranged vertically with a space between them within the cooling absorption chamber. The first absorption layer includes a first spray mechanism 520 capable of spraying absorption liquid into the cooling absorption chamber, and the second absorption layer includes a second spray mechanism 530 capable of spraying absorption liquid into the cooling absorption chamber.

第2塔体510は垂直方向に沿って設けられ、垂直方向に延びている冷却吸収チャンバを有するため、該冷却吸収塔の占有面積が減少し、使用コストが低下する。また、冷却吸収チャンバ内には第1吸収層と第2吸収層が垂直方向に沿ってスペースを空けて設けられるので、第1吸収層は冷却吸収チャンバ内に吸収液をスプレーすることができる第1スプレー機構520を含み、第2吸収層は冷却吸収チャンバ内に吸収液をスプレーすることができる第2スプレー機構530を含み、このため、プロセスガスはガス供給口から冷却吸収チャンバに入った後、第1スプレー機構520によってスプレーされた吸収液及び第2スプレー機構530によってスプレーされた吸収液のそれぞれと吸収反応を行い、吸収液はプロセスガス中の三酸化硫黄を十分に吸収し、これにより、プロセスガスを洗浄する効果が得られる。 The second tower body 510 is installed vertically and has a cooling absorption chamber extending vertically, thereby reducing the footprint of the cooling absorption tower and lowering operating costs. Furthermore, the first and second absorption layers are installed vertically spaced apart within the cooling absorption chamber. The first absorption layer includes a first spray mechanism 520 capable of spraying absorbing liquid into the cooling absorption chamber, and the second absorption layer includes a second spray mechanism 530 capable of spraying absorbing liquid into the cooling absorption chamber. Therefore, after the process gas enters the cooling absorption chamber from the gas supply port, it undergoes an absorption reaction with the absorbing liquid sprayed by the first spray mechanism 520 and the second spray mechanism 530, respectively. The absorbing liquid sufficiently absorbs the sulfur trioxide in the process gas, thereby achieving the effect of purifying the process gas.

さらに、第2塔体510の冷却吸収チャンバ内にセパレータ513が設けられていてもよく、該セパレータ513によって冷却吸収チャンバは下方から上方へ第1チャンバと第2チャンバに仕切られ、第1吸収層は第1チャンバ内に設けられ、第2吸収層は第2チャンバ内に設けられる。第2塔体510には、吸気口511と、排気口512と、第1チャンバと第2チャンバを連通させる通気口とが開けられ、吸気口511は第1チャンバに連通しており、該第1チャンバの下部に位置し、外部のプロセスガスを受けることに用いられ、排気口512は第2チャンバに連通しており、該第2チャンバの上部に位置し、プロセスガスを下流の工程に排出することに用いられる。第1スプレー機構520及び第2スプレー機構530は、それぞれ第1チャンバ及び第2チャンバ内に吸収液をスプレーするとともに冷凍液をスプレー可能に構成され、冷凍液の温度が冷却液の温度よりも低い。このように構成すると、冷凍液によってプロセスガスの温度をさらに低下できるという利点があり、例えば、冷却液の温度は28~32℃であり、プロセスガスは第1吸収層を経て洗浄され約35℃に降温し、次に、温度7~10℃の冷凍液でさらに降温した後、第2吸収層を経て洗浄され約15℃に降温することができ、これによって、冷却効果が大幅に高まる。 A separator 513 may be provided in the cooling absorption chamber of the second tower body 510, dividing the cooling absorption chamber into a first chamber and a second chamber from bottom to top by the separator 513, with the first absorption layer provided in the first chamber and the second absorption layer provided in the second chamber. The second tower body 510 is provided with an intake port 511, an exhaust port 512, and a vent connecting the first and second chambers. The intake port 511 is connected to the first chamber, located at the bottom of the first chamber, and is used to receive external process gas. The exhaust port 512 is connected to the second chamber, located at the top of the second chamber, and is used to discharge the process gas to a downstream process. The first spray mechanism 520 and the second spray mechanism 530 are configured to spray absorption liquid and refrigerating liquid into the first and second chambers, respectively, with the temperature of the refrigerating liquid being lower than that of the cooling liquid. This configuration has the advantage that the refrigerating liquid can further lower the temperature of the process gas. For example, if the temperature of the cooling liquid is 28-32°C, the process gas is washed through the first absorption layer and cooled to approximately 35°C, and then further cooled with refrigerating liquid at a temperature of 7-10°C, before being washed through the second absorption layer and cooled to approximately 15°C, significantly increasing the cooling effect.

冷却液の利用効率を高め、エネルギーを節約し、生産コストを下げるために、冷却吸収塔500は水ポンプ560と冷却器570を含み、これにより、吸収液及び冷凍液は冷却されてから冷却チャンバ内に再循環される。 To increase the efficiency of cooling liquid utilization, save energy, and reduce production costs, the cooling absorption tower 500 includes a water pump 560 and a cooler 570, which cool the absorption liquid and refrigeration liquid before recirculating them into the cooling chamber.

吸収液とプロセスガスとの接触をより十分にするために、第1吸収層は第1パッキン540を含んでもよく、第1スプレー機構520は吸収液を下方にスプレー可能に構成され、第1パッキン540は第1スプレー機構520の下方に設けられる。第2吸収層は第2パッキン550を含んでもよく、第2スプレー機構530は吸収液を下方にスプレー可能に構成され、第2パッキン550は第2スプレー機構530の下方に設けられる。理解すべきことは、パッキンは様々な材質を採用することができ、吸収液とプロセスガスとをさらに十分に接触できればよく、一実施形態では、第1パッキン540及び第2パッキン550はポリプロピレンヘリックスリングである。 To ensure more thorough contact between the absorbing liquid and the process gas, the first absorption layer may include a first packing 540, a first spray mechanism 520 configured to spray the absorbing liquid downward, and the first packing 540 located below the first spray mechanism 520. The second absorption layer may include a second packing 550, a second spray mechanism 530 configured to spray the absorbing liquid downward, and the second packing 550 located below the second spray mechanism 530. It should be understood that the packings can be made of various materials as long as they ensure more thorough contact between the absorbing liquid and the process gas. In one embodiment, the first packing 540 and the second packing 550 are polypropylene helix rings.

プロセスガスは、浄化冷却及び乾燥ユニット700による乾燥処理を施された後、酸化吸収ユニット800に導入され、その中の二酸化硫黄が三酸化硫黄に転化され、この三酸化硫黄が吸収されて硫酸になる。図12は酸化吸収ユニット800の概略図を示し、図13は該酸化吸収ユニット800の転化器840の構造概略図である。 After undergoing drying treatment in the purification, cooling, and drying unit 700, the process gas is introduced into the oxidation and absorption unit 800, where the sulfur dioxide contained therein is converted to sulfur trioxide, which is then absorbed to form sulfuric acid. Figure 12 shows a schematic diagram of the oxidation and absorption unit 800, and Figure 13 is a structural schematic diagram of the converter 840 of the oxidation and absorption unit 800.

該酸化吸収ユニット800は転化装置と吸収装置を含み、前記転化装置は乾燥ユニット700に連通しており、乾燥ユニット700で得られた第4ガス中の二酸化硫黄を酸化し、三酸化硫黄含有ガスを得ることに用いられ、前記吸収装置は転化装置に連通しており、三酸化硫黄含有ガスを吸収処理し、硫酸及び排出ガスを得ることに用いられる。具体的には、図示した好適な実施形態では、酸化吸収ユニット800は、第1外部熱交換器830、第2外部熱交換器870、多段吸収塔880、第1熱交換器850、第2熱交換器860、硫酸冷却器890、吸収循環ポンプ、及び第1熱交換管路845aと第2熱交換管路845bに設けられる転化器840を含む。点線は昇温管路を表し、実線はプロセス管路を表し、矢印は昇温時の媒体の流通方向を表し、具体的には、以下のように流通する。プロセスガスは送風機810によって昇温炉820に送られ、その後、第1外部熱交換器830に入り、次に、転化器840に入り、その後、第2外部熱交換器870に入り、最後に、第2熱交換器860を経て送風機810に戻り、このように、循環が完了する。この昇温過程においては、媒体は送風機810、昇温炉820及び転化器840内を循環し、多段吸収塔880に入らず、昇温管路及びプロセス管路は一部が重なるが、プロセスの正常な流れに影響しない。 The oxidation-absorption unit 800 includes a converter and an absorber. The converter is connected to the drying unit 700 and is used to oxidize sulfur dioxide in the fourth gas obtained in the drying unit 700 to obtain a sulfur trioxide-containing gas. The absorber is connected to the converter and is used to absorb the sulfur trioxide-containing gas to obtain sulfuric acid and exhaust gas. Specifically, in the illustrated preferred embodiment, the oxidation-absorption unit 800 includes a first external heat exchanger 830, a second external heat exchanger 870, a multi-stage absorption tower 880, a first heat exchanger 850, a second heat exchanger 860, a sulfuric acid cooler 890, an absorption circulation pump, and a converter 840 provided with first heat exchange pipes 845a and second heat exchange pipes 845b. Dotted lines represent heating pipes, solid lines represent process pipes, and arrows represent the flow direction of the medium during heating. Specifically, the medium flows as follows: The process gas is sent to the temperature-raising furnace 820 by the blower 810, then enters the first external heat exchanger 830, then the converter 840, then the second external heat exchanger 870, and finally returns to the blower 810 via the second heat exchanger 860, thus completing the circulation. During this temperature-raising process, the medium circulates through the blower 810, the temperature-raising furnace 820, and the converter 840, but does not enter the multi-stage absorption tower 880. Although the temperature-raising pipeline and the process pipeline partially overlap, this does not affect the normal flow of the process.

図13に示す転化器840は、転化器ハウジング841と、触媒層アセンブリと、熱交換管路845a、845bと、を含み、転化器ハウジング841の内部に転化チャンバを有し、転化器ハウジング841には、それぞれ転化チャンバに連通している転化ガス入口842a、842b及び転化ガス出口843a、843bが開けられ、触媒層アセンブリは少なくとも2つの触媒層844a、844b、844c、844dを含み、複数の触媒層は転化チャンバ内に設けられ、プロセスガスの流れ方向にスペースを空けて配置され、熱交換管路845a、845bの数と触媒層844a、844b、844c、844dの数とが一致し、熱交換管路は転化チャンバに少なくとも部分的に位置し、隣接する2つの触媒層の間に設けられる。熱交換管路は転化チャンバに位置するように構成され、隣接する2つの触媒層の間に設けられることによって、占有空間を大幅に小さくし、使用コストを効果的に下げることができる。 The converter 840 shown in Figure 13 includes a converter housing 841, a catalyst layer assembly, and heat exchange lines 845a and 845b, and has a conversion chamber inside the converter housing 841. The converter housing 841 has converted gas inlets 842a and 842b and converted gas outlets 843a and 843b, which respectively communicate with the conversion chamber. The catalyst layer assembly includes at least two catalyst layers 844a, 844b, 844c, and 844d. The multiple catalyst layers are provided in the conversion chamber and spaced apart in the flow direction of the process gas. The number of heat exchange lines 845a and 845b matches the number of catalyst layers 844a, 844b, 844c, and 844d. The heat exchange lines are at least partially located in the conversion chamber and are provided between two adjacent catalyst layers. The heat exchange line is configured to be located in the conversion chamber and is provided between two adjacent catalyst layers, significantly reducing the space occupied and effectively lowering usage costs.

具体的には、該転化器840は、転化器ハウジング841内に形成された第1転化チャンバと第2転化チャンバ、第1触媒層844a、第2触媒層844b、第3触媒層844c、第4触媒層844d、第1転化ガス入口842a、第2転化ガス入口842b、第1転化ガス出口843a及び第2転化ガス出口843bを含み、第1転化ガス入口842aと第1転化ガス出口843aはすべて第1転化チャンバに連通しており、これにより、プロセスガスは第1転化ガス入口842aから第1転化ガス出口843aに流れることができ、第2転化ガス入口842bと第2転化ガス出口843bはすべて第2転化チャンバに連通しており、これにより、プロセスガスは第2転化ガス入口842bから第2転化ガス出口843bに流れることができ、第1触媒層844aと第2触媒層844bはすべて第1転化チャンバ内に設けられ、プロセスガスの流れ方向にスペースを空けて設けられ、第3触媒層844cと第4触媒層844dはすべて第2転化チャンバ内に設けられ、プロセスガスの流れ方向にスペースを空けて配置される。 Specifically, the converter 840 includes a first conversion chamber and a second conversion chamber formed within a converter housing 841, a first catalyst layer 844a, a second catalyst layer 844b, a third catalyst layer 844c, a fourth catalyst layer 844d, a first converted gas inlet 842a, a second converted gas inlet 842b, a first converted gas outlet 843a, and a second converted gas outlet 843b. The first converted gas inlet 842a and the first converted gas outlet 843a are all connected to the first conversion chamber, whereby the process gas flows from the first converted gas inlet 842a to the first converted gas outlet 843a. The second converted gas inlet 842b and the second converted gas outlet 843b are all connected to the second conversion chamber, allowing the process gas to flow from the second converted gas inlet 842b to the second converted gas outlet 843b. The first catalyst layer 844a and the second catalyst layer 844b are all located within the first conversion chamber and are spaced apart in the flow direction of the process gas. The third catalyst layer 844c and the fourth catalyst layer 844d are all located within the second conversion chamber and are spaced apart in the flow direction of the process gas.

本発明では、プロセスガスは、第1転化ガス入口842aから第1転化チャンバに入り、まず、第1触媒層844aと反応し、次に、第2触媒層844bと反応し、反応完了後、第1転化ガス出口843aから外部の熱交換器に直接入り、反応を完了した三酸化硫黄含有プロセスガスは、外部の熱交換器で熱交換されることにより温度が150℃以上に制御され、次に、多段吸収塔の第1段に入る。一次転化の転化率は95~96%であり、100wt%硫酸で吸収されたところ、吸収率は99.99%である。吸収を完了したプロセスガスは、さらに外部の熱交換器を順次通過して熱交換を行い、熱交換後のプロセスガスは、温度が415~420℃に達し、第2転化ガス入口842bから第2転化チャンバに入り、まず、第3触媒層844cと反応し、反応を完了した三酸化硫黄含有プロセスガスは、第2熱交換管路845bで熱交換されてから、第4層触媒層844dと反応し、反応後のプロセスガスは、温度が130℃以上に制御され、第2転化ガス出口843bから多段吸収塔の第2段に入る。吸収率は99.99%であり、吸収を完了したプロセスガスは外部に排出され、SO濃度は50mg/m以下、NO濃度は100mg/m以下、酸ミストは5mg/m以下、粒子濃度は30mg/m以下である。このため、本発明の転化器には、転化効率が高い利点がある。 In the present invention, the process gas enters the first conversion chamber through the first conversion gas inlet 842a, reacts first with the first catalyst layer 844a, then with the second catalyst layer 844b, and after the reaction is complete, directly enters the external heat exchanger through the first conversion gas outlet 843a. The sulfur trioxide-containing process gas that has completed the reaction is heat exchanged in the external heat exchanger to control its temperature to 150°C or higher, and then enters the first stage of the multi-stage absorption tower. The conversion rate of the first conversion is 95-96%, and when absorbed with 100 wt% sulfuric acid, the absorption rate is 99.99%. The absorbed process gas then passes through an external heat exchanger for heat exchange. The heat-exchanged process gas reaches a temperature of 415-420°C and enters the second conversion chamber through the second conversion gas inlet 842b. The sulfur trioxide-containing process gas then undergoes heat exchange in the second heat exchange line 845b and reacts with the fourth catalyst layer 844d. The temperature of the reacted process gas is controlled to 130°C or higher and enters the second stage of the multi-stage absorption tower through the second conversion gas outlet 843b. The absorption rate is 99.99%, and the absorbed process gas is discharged to the outside. The SO2 concentration is 50 mg/ m3 or less, the NOx concentration is 100 mg/m3 or less , the acid mist is 5 mg/m3 or less, and the particulate concentration is 30 mg/m3 or less . Therefore, the converter of the present invention has the advantage of high conversion efficiency.

転化チャンバ内に各触媒層を安定的に設けるために、本発明の一実施形態では、転化器840は、第1触媒層844a、第2触媒層844b、第3触媒層844c及び第4触媒層844dにそれぞれ対応する複数の支持アセンブリを含み、支持アセンブリは格子板846を含み、格子板846の縁部が転化器ハウジング841の内側壁に接続されて触媒層を支持する。さらに、支持アセンブリは、触媒層の格子板846から離れた側に設けられる耐熱性セラミックボール847を含む。本発明では、耐熱性セラミックボール847の主な作用は、触媒層を押えて触媒層を格子板846上に平坦に被覆し、触媒層が気流により吹き飛ばされて飛散することを防止する。また、耐熱性セラミックボール847は、これを経るプロセスガスと熱交換を行い、プロセスガスの温度を、触媒層と反応するのに適切な温度に下げる一方、プロセスガス中の不純物粒子を吸収し、浄化の作用を果たすことができる。 To stably position each catalyst layer within the conversion chamber, in one embodiment of the present invention, the converter 840 includes multiple support assemblies corresponding to the first, second, third, and fourth catalyst layers 844a, 844b, 844c, and 844d, respectively. The support assemblies include a grid plate 846, the edges of which are connected to the inner wall of the converter housing 841 to support the catalyst layers. The support assemblies also include heat-resistant ceramic balls 847 located on the side of the catalyst layer away from the grid plate 846. In this embodiment, the primary function of the heat-resistant ceramic balls 847 is to press down on the catalyst layer, ensuring a flat coating on the grid plate 846 and preventing the catalyst layer from being blown away by airflow. The heat-resistant ceramic balls 847 also exchange heat with the process gas passing through them, lowering the temperature of the process gas to a temperature suitable for reaction with the catalyst layers, while also absorbing impurity particles in the process gas, thereby purifying the process gas.

上記の反応炉アセンブリ及び硫黄含有廃棄物処理システムに基づいて、本発明はまた、硫黄含有廃棄物の燃焼方法、及び硫黄含有廃棄物再生による硫酸製造方法を提供する。燃焼対象の硫黄含有廃棄物は、廃硫酸、硫黄含有廃液や硫黄含有廃ガスなどであってもよく、燃料は天然ガス、硫黄、液化炭化水素、硫化水素や重油有機物から選択された少なくとも1種であってもよい。燃焼によるプロセスガスでは、二酸化硫黄の含有量は3~12mol%であり、NOの含有量は100mg/m以下、酸素の含有量は0.5~5mol%である。 Based on the above-mentioned reactor assembly and sulfur-containing waste treatment system, the present invention also provides a method for burning sulfur-containing waste and a method for producing sulfuric acid by regenerating sulfur-containing waste. The sulfur-containing waste to be burned may be waste sulfuric acid, sulfur-containing waste liquid, sulfur-containing waste gas, etc., and the fuel may be at least one selected from natural gas, sulfur, liquefied hydrocarbons, hydrogen sulfide, and heavy oil organic matter. The process gas from the combustion has a sulfur dioxide content of 3 to 12 mol%, a NOx content of 100 mg/ m3 or less, and an oxygen content of 0.5 to 5 mol%.

以上は図面を参照して本発明の好適な実施形態を詳細に説明したが、本発明はこれに限定されない。本発明の技術構想範囲内で本発明の技術案について各種の簡単な変形を行うことができ、不要な重複をしないように、本発明では、各種の可能な組み合わせについて別途説明しない。ただし、これらの簡単な変形及び組み合わせも本発明の開示内容とみなすべきであり、すべて本発明の特許範囲に属する。 The above describes in detail preferred embodiments of the present invention with reference to the drawings, but the present invention is not limited thereto. Various simple modifications of the technical solutions of the present invention may be made within the scope of the technical concept of the present invention, and to avoid unnecessary duplication, the present invention does not separately describe various possible combinations. However, these simple modifications and combinations should also be considered as part of the disclosure of the present invention, and all fall within the patentable scope of the present invention.

〔符号の説明〕
100 反応炉アセンブリ
110 反応炉体
111 火炉
112 燃料ガス入口
113 プロセスガス出口
114 第1助燃空気入口
115 第2助燃空気入口
116 液体スプレーガン
120 加熱装置
121 加熱ハウジング
122 電熱機構
123 加熱チャンバ
124 加熱ガス入口
125 加熱ガス排出口
130 送風機
200 集塵ユニット
210 サイクロン集塵器
220 セラミックメンブランフィルタ
300 熱エネルギー回収ユニット
310 廃熱ボイラー
320 蒸気過熱器
400 急冷加湿塔
410 第1塔体
411 冷却チャンバ
412 チャンバ入口
413 チャンバ出口
420 スプレーアセンブリ
421 第1スプレー口
422 第2スプレー口
430 単方向スプレー
500 冷却吸収塔
510 第2塔体
511 吸気口
512 排気口
513 セパレータ
520 第1スプレー機構
530 第2スプレー機構
540 第1パッキン
550 第2パッキン
560 水ポンプ
570 冷却器
600 電気デミスター
700 乾燥ユニット
800 酸化吸収ユニット
810 送風機
820 昇温炉
830 第1外部熱交換器
840 転化器
841 転化器ハウジング
842a 第1転化ガス入口
842b 第2転化ガス入口
843a 第1転化ガス出口
843b 第2転化ガス出口
844a 第1触媒層
844b 第2触媒層
844c 第3触媒層
844d 第4触媒層
845a 第1熱交換管路
845b 第2熱交換管路
846 格子板
847 耐熱性セラミックボール
850 第1熱交換器
860 第2熱交換器
870 第2外部熱交換器
880 多段吸収塔
890 硫酸冷却器
[Explanation of symbols]
100 Reactor assembly 110 Reactor body 111 Furnace 112 Fuel gas inlet 113 Process gas outlet 114 First auxiliary combustion air inlet 115 Second auxiliary combustion air inlet 116 Liquid spray gun 120 Heating device 121 Heating housing 122 Electric heating mechanism 123 Heating chamber 124 Heating gas inlet 125 Heating gas outlet 130 Blower 200 Dust collection unit 210 Cyclone dust collector 220 Ceramic membrane filter 300 Thermal energy recovery unit 310 Waste heat boiler 320 Steam superheater 400 Quench and humidification tower 410 First tower body 411 Cooling chamber 412 Chamber inlet 413 Chamber outlet 420 Spray assembly 421 First spray nozzle 422 Second spray nozzle 430 Unidirectional spray 500 Cooling absorption tower 510 Second tower body 511 Air inlet 512 Air outlet 513 Separator 520 First spray mechanism 530 Second spray mechanism 540 First packing 550 Second packing 560 Water pump 570 Cooler 600 Electric demister 700 Drying unit 800 Oxidation absorption unit 810 Blower 820 Heating furnace 830 First external heat exchanger 840 Converter 841 Converter housing 842a First converted gas inlet 842b Second converted gas inlet 843a First converted gas outlet 843b Second converted gas outlet 844a First catalyst layer 844b Second catalyst layer 844c Third catalyst layer 844d Fourth catalyst layer 845a First heat exchange line 845b Second heat exchange pipe 846: lattice plate 847: heat-resistant ceramic balls 850: first heat exchanger 860: second heat exchanger 870: second external heat exchanger 880: multi-stage absorption tower 890: sulfuric acid cooler

本発明の一実施形態における反応炉アセンブリの概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram of a reactor assembly in one embodiment of the present invention. 本発明の反応炉アセンブリの火炉の側面図である。FIG. 2 is a side view of the furnace of the reactor assembly of the present invention. 本発明の反応炉アセンブリの火炉の正面図である。FIG. 2 is a front view of the furnace of the reactor assembly of the present invention. 本発明の反応炉アセンブリの加熱装置の概略図である。1 is a schematic diagram of a heating device for a reactor assembly of the present invention; 本発明の一実施例による硫黄含有廃棄物処理システムの反応炉燃焼制御方法のフローチャートである。2 is a flowchart of a reactor combustion control method for a sulfur-containing waste treatment system according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施例による硫黄含有廃棄物処理システムの反応炉燃焼制御方法のフローチャートである。2 is a flowchart of a reactor combustion control method for a sulfur-containing waste treatment system according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施例による硫黄含有廃棄物処理システムのプロセス流れの概略図である。1 is a process flow diagram of a sulfur-containing waste treatment system according to an embodiment of the present invention. 本発明の硫黄含有廃棄物再生による硫酸製造方法のフローチャートである。1 is a flowchart of a method for producing sulfuric acid by regenerating sulfur-containing waste according to the present invention. 集塵ユニット及び熱エネルギー回収ユニットの概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram of a dust collection unit and a thermal energy recovery unit. 急冷加湿塔の概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram of a quenching and humidifying tower. 冷却吸収塔の概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram of a cooling absorption tower. 酸化吸収ユニットの概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram of an oxidation absorption unit. 転化器の概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram of a converter.

Claims (16)

反応炉アセンブリであって、
硫黄含有廃棄物が供給されて燃焼反応を行うための円筒状構造の火炉(111)と、該火炉(111)にそれぞれ連通している燃料ガス入口(112)及びプロセスガス出口(113)と、を含み、前記燃料ガス入口(112)及び前記プロセスガス出口(113)は前記火炉(111)の軸方向に沿って前記火炉(111)の両端にスペースを空けて設けられ、前記燃料ガス入口(112)は、前記火炉(111)の軸方向に沿って流れる燃料を前記火炉(111)に供給できるように構成される、反応炉体(110)と、
前記火炉(111)の内側壁の周方向に沿って流れる助燃空気を前記火炉(111)に供給できるように構成される助燃空気供給機構と、を含み、
前記助燃空気供給機構は前記火炉(111)の軸方向に沿ってスペースを空けて分布している複数の助燃空気供給口群を含み、
複数の前記助燃空気供給口群には第1空気供給口群(114a、115a)と第2空気供給口群(114b、115b)が含まれ、前記第1空気供給口群(114a、115a)は前記燃料ガス入口(112)に接近して設けられ、前記第2空気供給口群(114b、115b)は前記プロセスガス出口(113)に接近して設けられ、
前記反応炉アセンブリは、空気が前記第1空気供給口群(114a、115a)から入り、前記第1空気供給口群(114a、115a)の位置での酸素量が第1酸素量となるように制御するとともに、前記空気が前記第2空気供給口群(114b、115b)から入り、前記第2空気供給口群(114b、115b)の位置での酸素量が硫黄含有廃棄物の正常な燃焼による理論酸素量であって前記第1酸素量よりも大きい第2酸素量となるように制御し、さらに、燃料と燃焼対象の硫黄含有廃棄物が前記第1酸素量に対応する1回目の燃焼と前記第2酸素量に対応する2回目の燃焼を含む少なくとも2回の燃焼を行うように制御するように構成された、前記助燃空気供給機構を制御するための制御装置を含み、
複数の前記空気供給口群には、前記第1空気供給口群(114a、115a)と第2空気供給口群(114b、115b)との間に設けられた少なくとも1つの第3空気供給口群が設けられ、
前記制御装置はさらに、前記空気が前記第3空気供給口群から入り、該第3空気供給口群の位置での酸素量が前記第2酸素量未満となるように制御するように構成され、
1回目の燃焼において、酸素係数はX1であり、温度は1100~1250℃であり、最後の燃焼において、酸素係数はX3であり、温度は1000~1100℃であり、剰燃焼において、酸素係数はそれぞれ独立してX2であり、温度はそれぞれ独立して1100~1200℃であり、かつ、0.5≦X1≦0.85、0.7≦X1+X2≦1、1≦X1+X2+X3≦1.15であり、
前記酸素係数とは、酸素モル含有量に換算される酸素含有助燃ガスと前記燃料の完全燃焼に必要な酸素モル含有量との比である、ことを特徴とする反応炉アセンブリ。
1. A reactor assembly comprising:
a reactor body (110) including a cylindrical furnace (111) for receiving sulfur-containing waste and carrying out a combustion reaction therein, and a fuel gas inlet (112) and a process gas outlet (113) respectively communicating with the furnace (111), the fuel gas inlet (112) and the process gas outlet (113) being provided at both ends of the furnace (111) along the axial direction of the furnace (111) with a space therebetween, and the fuel gas inlet (112) being configured so that fuel flowing along the axial direction of the furnace (111) can be supplied to the furnace (111);
a combustion supporting air supply mechanism configured to supply the combustion supporting air flowing along the circumferential direction of the inner wall of the furnace (111) to the furnace (111);
The combustion supporting air supply mechanism includes a plurality of combustion supporting air supply ports spaced apart along the axial direction of the furnace (111),
the plurality of auxiliary combustion air supply port groups include a first air supply port group (114a, 115a) and a second air supply port group (114b, 115b), the first air supply port group (114a, 115a) being provided close to the fuel gas inlet (112), and the second air supply port group (114b, 115b) being provided close to the process gas outlet (113);
The reactor assembly includes a control device for controlling the auxiliary combustion air supply mechanism, configured to control air to enter through the first air supply port group (114a, 115a) and to control the amount of oxygen at the position of the first air supply port group (114a, 115a) to be a first oxygen amount, and to control the air to enter through the second air supply port group (114b, 115b) and to control the amount of oxygen at the position of the second air supply port group (114b, 115b) to be a second oxygen amount that is a theoretical oxygen amount for normal combustion of sulfur-containing waste and is greater than the first oxygen amount, and further to control the fuel and the sulfur-containing waste to be combusted to perform at least two combustions, including a first combustion corresponding to the first oxygen amount and a second combustion corresponding to the second oxygen amount,
The plurality of air supply port groups include at least one third air supply port group provided between the first air supply port group (114a, 115a) and the second air supply port group (114b, 115b),
the control device is further configured to control the air to enter through the third group of air supply ports so that the amount of oxygen at the third group of air supply ports is less than the second amount of oxygen;
in the first combustion, the oxygen coefficient is X1 and the temperature is 1100-1250°C; in the final combustion, the oxygen coefficient is X3 and the temperature is 1000-1100°C; in the subsequent combustions, the oxygen coefficients are each independently X2 and the temperatures are each independently 1100-1200°C; and 0.5≦X1≦0.85, 0.7≦X1+X2≦1, 1≦X1+X2+X3≦1.15;
10. A reactor assembly according to claim 9, wherein the oxygen coefficient is the ratio of the oxygen-containing combustion support gas converted to the oxygen molar content to the oxygen molar content required for complete combustion of the fuel.
前記助燃空気供給機構は、前記反応炉体(110)に開けられ、それぞれ前記火炉(111)に連通している第1助燃空気入口(114)及び第2助燃空気入口(115)を含み、前記第1助燃空気入口(114)及び前記第2助燃空気入口(115)は、それぞれ前記火炉(111)の周方向における様々な位置で前記火炉(111)の接線方向に沿って前記火炉(111)に助燃空気を供給できるように構成され、前記第1助燃空気入口(114)が供給する助燃空気の流れ方向と前記第2助燃空気入口(115)が供給する助燃空気の流れ方向とが同じである、ことを特徴とする請求項1に記載の反応炉アセンブリ。 The reactor assembly of claim 1, characterized in that the supporting air supply mechanism includes a first supporting air inlet (114) and a second supporting air inlet (115) opened in the reactor body (110) and each communicating with the furnace (111), the first supporting air inlet (114) and the second supporting air inlet (115) being configured to supply supporting air to the furnace (111) along a tangential direction of the furnace (111) at various positions in the circumferential direction of the furnace (111), and the flow direction of the supporting air supplied by the first supporting air inlet (114) and the flow direction of the supporting air supplied by the second supporting air inlet (115) being the same. 前記第1酸素量は前記第2酸素量の60%である、ことを特徴とする請求項1に記載の反応炉アセンブリ。 The reactor assembly of claim 1, wherein the first amount of oxygen is 60% of the second amount of oxygen. 前記助燃空気供給機構は、加熱ハウジング(121)と電熱機構(122)を含む加熱装置(120)を含み、
前記加熱ハウジング(121)の内部に加熱チャンバ(123)を有し、前記加熱ハウジング(121)には、前記加熱チャンバ(123)に連通している加熱ガス入口(124)及び加熱ガス排出口(125)がそれぞれ開けられ、前記加熱ガス入口(124)は外部のガス源に連通しており、前記加熱ガス排出口(125)は前記火炉(111)に連通して、該火炉(111)に前記助燃空気を供給し、
前記電熱機構(122)は、前記加熱チャンバ(123)の内部の温度を上昇できるように構成される、ことを特徴とする請求項1に記載の反応炉アセンブリ。
The auxiliary combustion air supply mechanism includes a heating device (120) including a heating housing (121) and an electric heating mechanism (122);
The heating housing (121) has a heating chamber (123) therein, and the heating housing (121) has a heating gas inlet (124) and a heating gas outlet (125) which are connected to the heating chamber (123), respectively, the heating gas inlet (124) is connected to an external gas source, and the heating gas outlet (125) is connected to the furnace (111) to supply the auxiliary combustion air to the furnace (111);
The reactor assembly of claim 1, wherein the electric heating mechanism (122) is configured to increase the temperature inside the heating chamber (123).
硫黄含有廃棄物処理システムであって、
硫黄含有廃棄物を燃焼反応させて、二酸化硫黄を含む第1ガスを得る請求項1~4のいずれか1項に記載の反応炉アセンブリ(100)と、
前記第1ガスから熱エネルギーを回収して、第2ガスを得る熱エネルギー回収ユニット(300)と、
前記第2ガスを浄化して冷却し、第3ガスを得る浄化冷却ユニットと、
前記第3ガスを乾燥して、第4ガスを得る乾燥ユニット(700)と、
前記第4ガスを酸化して吸収し、硫酸及び排出ガスを得る酸化吸収ユニット(800)と、を含む、ことを特徴とする硫黄含有廃棄物処理システム。
1. A sulfur-containing waste treatment system, comprising:
A reactor assembly (100) according to any one of claims 1 to 4, which is adapted to combust and react sulfur-containing waste to obtain a first gas comprising sulfur dioxide;
a thermal energy recovery unit (300) for recovering thermal energy from the first gas to obtain a second gas;
a purification and cooling unit that purifies and cools the second gas to obtain a third gas;
a drying unit (700) for drying the third gas to obtain a fourth gas;
an oxidation-absorption unit (800) that oxidizes and absorbs the fourth gas to obtain sulfuric acid and an exhaust gas.
前記反応炉アセンブリ(100)と前記熱エネルギー回収ユニット(300)との間に設けられる集塵ユニット(200)を含み、前記反応炉アセンブリ(100)により得られた前記第1ガスは、まず、前記集塵ユニット(200)に入って集塵処理を行い、次に、前記熱エネルギー回収ユニット(300)に入って前記熱エネルギーを回収され、前記第2ガスを得る、ことを特徴とする請求項5に記載の硫黄含有廃棄物処理システム。 The sulfur-containing waste treatment system of claim 5, further comprising a dust collection unit (200) disposed between the reactor assembly (100) and the thermal energy recovery unit (300), wherein the first gas obtained by the reactor assembly (100) first enters the dust collection unit (200) for dust collection, and then enters the thermal energy recovery unit (300) to recover the thermal energy and obtain the second gas. 前記集塵ユニット(200)は、並列に配置された少なくとも2つのフィルタ群を含み、かつ、フィルタ群ごとに少なくとも1つのフィルタが含まれている、ことを特徴とする請求項6に記載の硫黄含有廃棄物処理システム。 The sulfur-containing waste treatment system of claim 6, characterized in that the dust collection unit (200) includes at least two filter groups arranged in parallel, and each filter group includes at least one filter. 前記熱エネルギー回収ユニット(300)は、廃熱ボイラー(310)と蒸気過熱器(320)と、を含み、前記廃熱ボイラー(310)及び前記蒸気過熱器(320)は、いずれも、前記集塵ユニット(200)により得られたプロセスガスが前記廃熱ボイラー(310)及び前記蒸気過熱器(320)にそれぞれ入られるように、前記集塵ユニット(200)に連通しており、かつ、前記廃熱ボイラー(310)及び前記蒸気過熱器(320)は、前記廃熱ボイラー(310)により得られた飽和蒸気が前記蒸気過熱器(320)に入られるように、互いに連通している、ことを特徴とする請求項6に記載の硫黄含有廃棄物処理システム。 The sulfur-containing waste treatment system of claim 6, characterized in that the thermal energy recovery unit (300) includes a waste heat boiler (310) and a steam superheater (320), both of which are connected to the dust collection unit (200) so that the process gas obtained by the dust collection unit (200) enters the waste heat boiler (310) and the steam superheater (320), respectively, and the waste heat boiler (310) and the steam superheater (320) are connected to each other so that saturated steam obtained by the waste heat boiler (310) enters the steam superheater (320). 前記浄化冷却ユニットは、順次連通している急冷加湿塔(400)、多段冷却吸収塔(500)及び電気デミスター(600)を含み、前記急冷加湿塔(400)と前記熱エネルギー回収ユニット(300)は連通している、ことを特徴とする請求項5に記載の硫黄含有廃棄物処理システム。 The sulfur-containing waste treatment system described in claim 5, characterized in that the purification and cooling unit includes a quenching and humidifying tower (400), a multi-stage cooling and absorption tower (500), and an electric demister (600) that are connected in series, and the quenching and humidifying tower (400) and the thermal energy recovery unit (300) are connected in series. 前記急冷加湿塔(400)は、第1塔体(410)とスプレーアセンブリ(420)と、を含み、
前記第1塔体(410)は、冷却チャンバ(411)、チャンバ入口(412)及びチャンバ出口(413)を含み、前記チャンバ入口(412)及び前記チャンバ出口(413)は、それぞれ前記第1塔体(410)の外壁に開けられ、前記冷却チャンバ(411)に連通し、前記チャンバ入口(412)は前記第1塔体(410)の下部に位置し、前記反応炉アセンブリ(100)のプロセスガス出口(113)からのプロセスガスを受け、前記チャンバ出口(413)は前記第1塔体(410)の上部に位置し、
前記スプレーアセンブリ(420)は前記冷却チャンバ(411)内に設けられ、前記スプレーアセンブリ(420)は、第1スプレー口(421)と第2スプレー口(422)を含み、前記第1スプレー口(421)は冷却液体を下方にスプレー可能に構成され、前記第2スプレー口(422)は冷却液体を上方にスプレー可能に構成され、前記第1スプレー口(421)と前記第2スプレー口(422)は互いに反対して設けられる、ことを特徴とする請求項9に記載の硫黄含有廃棄物処理システム。
The quench and humidification tower (400) includes a first tower body (410) and a spray assembly (420);
The first column body (410) includes a cooling chamber (411), a chamber inlet (412), and a chamber outlet (413), the chamber inlet (412) and the chamber outlet (413) are respectively opened in the outer wall of the first column body (410) and communicate with the cooling chamber (411), the chamber inlet (412) is located at the bottom of the first column body (410) and receives process gas from the process gas outlet (113) of the reactor assembly (100), and the chamber outlet (413) is located at the top of the first column body (410);
10. The sulfur-containing waste treatment system of claim 9, wherein the spray assembly (420) is provided within the cooling chamber (411), the spray assembly (420) includes a first spray port (421) and a second spray port (422), the first spray port (421) is configured to spray cooling liquid downward, and the second spray port (422) is configured to spray cooling liquid upward, and the first spray port (421) and the second spray port (422) are provided opposite each other.
前記冷却吸収塔(500)は、第2塔体(510)と、第1吸収層と、第2吸収層と、を含み、
前記第2塔体(510)は、垂直方向に沿って設けられ、垂直方向に沿って延びている冷却吸収チャンバを有し、前記第2塔体(510)は、それぞれ前記冷却吸収チャンバに連通しているガス供給口及びガス排出口を含み、前記ガス供給口は前記第2塔体の下部に設けられ、前記反応炉アセンブリ(100)のプロセスガス出口(113)からのプロセスガスを受け、前記ガス排出口は前記第2塔体(510)の上部に設けられ、
前記第1吸収層及び前記第2吸収層は垂直方向に沿って前記冷却吸収チャンバ内にスペースを空けて設けられ、前記第1吸収層は、前記冷却吸収チャンバ内に吸収液をスプレー可能な第1スプレー機構(520)を含み、前記第2吸収層は、前記冷却吸収チャンバ内に吸収液をスプレー可能な第2スプレー機構(530)を含む、ことを特徴とする請求項9に記載の硫黄含有廃棄物処理システム。
The cooling absorption tower (500) includes a second tower body (510), a first absorption layer, and a second absorption layer,
the second column body (510) is arranged vertically and has a cooling absorption chamber extending vertically, the second column body (510) includes a gas inlet and a gas outlet each communicating with the cooling absorption chamber, the gas inlet being arranged at a lower part of the second column body and receiving process gas from a process gas outlet (113) of the reactor assembly (100), and the gas outlet being arranged at an upper part of the second column body (510);
10. The sulfur-containing waste treatment system of claim 9, wherein the first absorption layer and the second absorption layer are spaced apart along a vertical direction within the cooling absorption chamber, the first absorption layer including a first spray mechanism (520) capable of spraying absorption liquid into the cooling absorption chamber, and the second absorption layer including a second spray mechanism (530) capable of spraying absorption liquid into the cooling absorption chamber.
前記酸化吸収ユニット(800)は、転化装置と、吸収装置と、を含み、
前記転化装置は前記乾燥ユニット(700)に連通しており、前記乾燥ユニット(700)により得られた前記第4ガスを酸化して、三酸化硫黄含有ガスを得ることに用いられ、
前記吸収装置は、前記転化装置に連通しており、前記三酸化硫黄含有ガスを吸収処理して、前記硫酸及び前記排出ガスを得ることに用いられる、ことを特徴とする請求項5に記載の硫黄含有廃棄物処理システム。
The oxidation absorption unit (800) includes a converter and an absorber;
the conversion device is in communication with the drying unit (700) and is used to oxidize the fourth gas obtained by the drying unit (700) to obtain a sulfur trioxide-containing gas;
6. The sulfur-containing waste treatment system according to claim 5, wherein the absorption device is connected to the conversion device and is used to absorb and treat the sulfur trioxide-containing gas to obtain the sulfuric acid and the exhaust gas.
前記転化装置は転化器(840)を含み、前記転化器は、転化器ハウジング(841)と、触媒層アセンブリと、熱交換管路(845a、845b)と、を含み、
前記転化器ハウジング(841)の内部に転化チャンバを有し、前記転化器ハウジング(841)には、それぞれ前記転化チャンバに連通している転化ガス入口(842a、842b)及び転化ガス出口(843a、843b)が開けられ、前記転化ガス入口(842a、842b)は前記反応炉アセンブリ(100)のプロセスガス出口(113)からのプロセスガスを受けることに用いられ、
前記触媒層アセンブリは、少なくとも2つの触媒層(844a、844b、844c、844d)を含み、複数の前記触媒層(844a、844b、844c、844d)は前記転化チャンバ内に設けられ、プロセスガスの流れ方向に沿ってスペースを空けて配置され、
前記熱交換管路(845a、845b)の数は、前記触媒層(844a、844b、844c、844d)の数に適合し、前記熱交換管路(845a、845b)は前記転化チャンバ内に少なくとも部分的に位置し、隣接する2つの前記触媒層(844a、844b、844c、844d)の間に設けられる、ことを特徴とする請求項12に記載の硫黄含有廃棄物処理システム。
The conversion device includes a converter (840), the converter including a converter housing (841), a catalyst bed assembly, and heat exchange lines (845a, 845b);
The converter housing (841) has a conversion chamber therein, and the converter housing (841) has conversion gas inlets (842a, 842b) and conversion gas outlets (843a, 843b) respectively communicating with the conversion chamber, and the conversion gas inlets (842a, 842b) are used to receive process gas from the process gas outlet (113) of the reactor assembly (100);
The catalyst layer assembly includes at least two catalyst layers (844a, 844b, 844c, 844d), and the plurality of catalyst layers (844a, 844b, 844c, 844d) are provided in the conversion chamber and spaced apart along the flow direction of the process gas;
13. The sulfur-containing waste treatment system according to claim 12, wherein the number of the heat exchange lines (845a, 845b) is adapted to the number of the catalyst layers (844a, 844b, 844c, 844d), and the heat exchange lines (845a, 845b) are at least partially located within the conversion chamber and are provided between two adjacent catalyst layers (844a, 844b, 844c, 844d).
請求項1~4のいずれか1項に記載の反応炉アセンブリを用いた硫黄含有廃棄物の燃焼方法。 A method for burning sulfur-containing waste using the reactor assembly described in any one of claims 1 to 4. 硫黄含有廃棄物の再生による硫酸製造方法であって、
請求項14に記載の方法によって、酸素含有助燃ガスの存在下で、燃料と前記硫黄含有廃棄物を前記反応炉アセンブリに導入して、少なくとも2回の燃焼を行い、二酸化硫黄を含む第1ガスを得るステップ(1)と、
前記第1ガスを熱エネルギー回収ユニットに導入して熱エネルギーを回収し、過熱蒸気及び第2ガスを得るステップ(2)と、
前記第2ガスを浄化冷却ユニットに導入して浄化冷却を行い、第3ガスを得るステップ(3)と、
前記第3ガスを乾燥ユニットに導入して乾燥し、第4ガスを得るステップ(4)と、
前記第4ガスを酸化吸収ユニットに導入して酸化吸収を行い、硫酸及び排出ガスを得るステップ(5)と、を含む、ことを特徴とする方法。
A method for producing sulfuric acid by regenerating sulfur-containing waste, comprising:
15. The method of claim 14, comprising the steps of: (1) introducing fuel and the sulfur-containing waste into the reactor assembly in the presence of an oxygen-containing combustion supporting gas to perform at least two combustions to obtain a first gas containing sulfur dioxide;
(2) introducing the first gas into a thermal energy recovery unit to recover thermal energy and obtain superheated steam and a second gas;
(3) introducing the second gas into a purification and cooling unit for purification and cooling to obtain a third gas;
(4) introducing the third gas into a drying unit to dry it and obtain a fourth gas;
and (5) introducing the fourth gas into an oxidation absorption unit for oxidation absorption to obtain sulfuric acid and exhaust gas.
前記硫黄含有廃棄物は廃硫酸、硫黄含有廃液及び硫黄含有廃ガスから選択される少なくとも1種であり、
前記燃料は天然ガス、硫黄、液化炭化水素、硫化水素及び重油有機物から選択される少なくとも1種であり、
前記第1ガス中、二酸化硫黄の含有量は3~12mol%、NOの含有量は100mg/Nm以下、酸素の含有量は0.5~5mol%である、ことを特徴とする請求項15に記載の方法。
The sulfur-containing waste is at least one selected from waste sulfuric acid, sulfur-containing waste liquid, and sulfur-containing waste gas;
The fuel is at least one selected from natural gas, sulfur, liquid hydrocarbons, hydrogen sulfide, and heavy oil organics;
16. The method according to claim 15, wherein the first gas has a sulfur dioxide content of 3 to 12 mol % , a NOx content of 100 mg/Nm3 or less, and an oxygen content of 0.5 to 5 mol%.
JP2023524681A 2020-10-23 2021-10-22 Reactor assembly, sulfur-containing waste treatment system, method for burning sulfur-containing waste, and method for producing sulfuric acid by regenerating sulfur-containing waste Active JP7715797B2 (en)

Applications Claiming Priority (17)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011150297.1 2020-10-23
CN202011150297 2020-10-23
CN202011148953 2020-10-23
CN202011148953.4 2020-10-23
CN202110736751.XA CN114074924A (en) 2020-08-20 2021-06-30 System and method for preparing sulfuric acid by regenerating sulfur-containing waste
CN202121481507.5 2021-06-30
CN202110736743.5A CN114162790A (en) 2020-08-20 2021-06-30 Dust-removing heat-exchanging device, dust-removing heat-exchanging method of dust-containing high-temperature flue gas and method for preparing sulfuric acid from sulfur-containing waste
CN202110739636.8 2021-06-30
CN202110736744.X 2021-06-30
CN202110736743.5 2021-06-30
CN202110739636.8A CN114076523A (en) 2020-08-20 2021-06-30 Reaction furnace assembly and sulfur-containing waste treatment system
CN202110736751.X 2021-06-30
CN202110736752.4A CN114074925A (en) 2020-08-20 2021-06-30 Method for burning sulfur-containing waste and method for preparing sulfuric acid from sulfur-containing waste
CN202110736752.4 2021-06-30
CN202110736744.XA CN114076317A (en) 2020-08-20 2021-06-30 Sulfur-containing waste system, reaction furnace combustion control method and device and storage medium
CN202121481507.5U CN215983987U (en) 2021-06-30 2021-06-30 Heating device, reaction furnace assembly and sulfur-containing waste treatment system
PCT/CN2021/125714 WO2022083737A1 (en) 2020-10-23 2021-10-22 Reactor assembly, sulfur-containing waste treatment system, method for burning sulfur-containing waste, and method for making sulfuric acid by regenerating sulfur-containing waste

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2023547861A JP2023547861A (en) 2023-11-14
JP7715797B2 true JP7715797B2 (en) 2025-07-30

Family

ID=81291641

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2023524681A Active JP7715797B2 (en) 2020-10-23 2021-10-22 Reactor assembly, sulfur-containing waste treatment system, method for burning sulfur-containing waste, and method for producing sulfuric acid by regenerating sulfur-containing waste

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP7715797B2 (en)
CA (1) CA3199289A1 (en)
WO (1) WO2022083737A1 (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US12264066B2 (en) 2022-04-25 2025-04-01 Messer Industries Usa, Inc. Process and apparatus for acid regeneration
CN115597074A (en) * 2022-09-28 2023-01-13 上海安居乐环保科技股份有限公司(Cn) A kind of tail gas treatment system of acrylonitrile plant
US12607352B2 (en) 2023-04-20 2026-04-21 Messer Industries Usa, Inc. Process and burner apparatus for acid regeneration
US12600627B2 (en) 2023-04-20 2026-04-14 Messer Industries Usa, Inc. Process and apparatus for oxygen injection in a sulfur furnace
US12577103B2 (en) 2023-04-20 2026-03-17 Messer Industries Usa, Inc. Process and redox furnace for acid regeneration

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001141207A (en) 1999-08-31 2001-05-25 Nkk Corp Combustion device and combustion method
JP2002372217A (en) 2001-06-15 2002-12-26 Goro Takagi Turning combustion type fluidized bed incinerator
JP2008281316A (en) 2007-05-14 2008-11-20 Mhi Environment Engineering Co Ltd Carbide combustion equipment and its method
CN102371108A (en) 2010-08-20 2012-03-14 中国石油化工集团公司 Method for producing sulfuric acid by oxygen-enriched air incineration of acid gas containing hydrogen sulfide
CN103626136A (en) 2012-08-23 2014-03-12 中国石油化工股份有限公司 Wet method used for preparing sulfuric acid from exhaust gas containing hydrogen sulfide
CN106430116A (en) 2016-08-24 2017-02-22 金能科技股份有限公司 Method for preparing sulfuric acid by utilizing sulfur-containing waste liquid generated during gas wet type oxidation process

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6034007B2 (en) * 1980-07-15 1985-08-06 日鉄化工機株式会社 High load combustion method
CA1179826A (en) * 1980-07-17 1984-12-27 William R. Parish Oxidation of so.sub.2 and h.sub.2so.sub.4 manufacture
JPS6241509A (en) * 1985-08-13 1987-02-23 Showa Denko Kk Cyclone combustion fornace
GB9127096D0 (en) * 1991-12-20 1992-02-19 Ici Plc Treatment of liquid waste material
JP3310812B2 (en) * 1995-05-01 2002-08-05 中部電力株式会社 Melt combustion equipment
JPH1163444A (en) * 1997-08-28 1999-03-05 Nkk Corp How to operate a waste gasifier
CN106379868A (en) * 2016-08-30 2017-02-08 南京海陆化工科技有限公司 Method for preparing sulfuric acid by burning sulfur-containing waste liquid
CN207108486U (en) * 2017-07-27 2018-03-16 中石化南京工程有限公司 A kind of horizontal Waste Sulfuric Acid pyrolysis furnace

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001141207A (en) 1999-08-31 2001-05-25 Nkk Corp Combustion device and combustion method
JP2002372217A (en) 2001-06-15 2002-12-26 Goro Takagi Turning combustion type fluidized bed incinerator
JP2008281316A (en) 2007-05-14 2008-11-20 Mhi Environment Engineering Co Ltd Carbide combustion equipment and its method
CN102371108A (en) 2010-08-20 2012-03-14 中国石油化工集团公司 Method for producing sulfuric acid by oxygen-enriched air incineration of acid gas containing hydrogen sulfide
CN103626136A (en) 2012-08-23 2014-03-12 中国石油化工股份有限公司 Wet method used for preparing sulfuric acid from exhaust gas containing hydrogen sulfide
CN106430116A (en) 2016-08-24 2017-02-22 金能科技股份有限公司 Method for preparing sulfuric acid by utilizing sulfur-containing waste liquid generated during gas wet type oxidation process

Also Published As

Publication number Publication date
WO2022083737A1 (en) 2022-04-28
CA3199289A1 (en) 2022-04-28
JP2023547861A (en) 2023-11-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7715797B2 (en) Reactor assembly, sulfur-containing waste treatment system, method for burning sulfur-containing waste, and method for producing sulfuric acid by regenerating sulfur-containing waste
CN203501187U (en) Device for treating waste gas with high-concentration organic pollutants
CN103657404A (en) Tail gas catalysis combustion treatment system
CN113513761B (en) Sulfur recovery device tail gas treatment equipment and control method
CN113509834A (en) Cement production carbon capture device and process with local calcium circulation and pure oxygen combustion coupled
CN111252743A (en) A sulfuric acid-making system for recovering low-level heat in secondary suction process
CN109668157A (en) Waste gas catalytic incineration processing system and its adjustment control method
CN115854369A (en) Method and device for treating m-phthalonitrile ammonia oxidation waste gas based on negative pressure direct combustion type combustion purification treatment technology
CN107642789A (en) A kind of staged air distribution type thermal accumulating incinerator
WO2023050897A1 (en) Flue gas low-temperature desulfurization and denitrification system for rotary kiln combustion furnace of garbage power plant
CN113148961B (en) A system and process for preparing high-concentration sulfur dioxide flue gas using phosphogypsum
CN114074924A (en) System and method for preparing sulfuric acid by regenerating sulfur-containing waste
RU2530077C2 (en) Method of producing sulphuric acid and apparatus therefor
CN111252742A (en) Flue gas acid making system for recovering low-level heat of secondary absorption process
CN103868081A (en) Method and device for treating volatile organic chemical waste gases and recovering energy sources
CN114130193A (en) Clean processing apparatus that discharges of SCV burning flue gas denitration decarbonization integration
CN113120906A (en) Cement production carbon capture device and process for local calcium circulation coupling waste disposal
CN209355269U (en) A kind of heating power burning facility for chemical industry tail gas purified treatment
WO2018015138A1 (en) Method for production of sulfuric acid from sulfur containing feeds with gas quenching
RU2506495C1 (en) Device for combustion of fuels and heating of process media, and fuel combustion method
CN100349643C (en) Method of reducing discharge of nitrogen oxide in industrial procedue
CN216010869U (en) Sulfur recovery tail gas incineration purification device
CN214087722U (en) System for coking desulfurization waste liquid system sulphuric acid
CN110433641A (en) A kind of new type low temperature denitrification apparatus and its application method
CN119524588A (en) Device and process for preparing sulfuric acid from wet acid gas

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20230620

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20240711

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20240903

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20241202

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20250204

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20250507

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20250708

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20250717

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7715797

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150