纯氧三段转化单炉自循环制取纯三氧化硫的化工生产工艺的制作方法

1.本发明涉及三氧化硫生产技术领域，特别涉及一种纯氧三段转化单炉自循环制取纯三氧化硫的化工生产工艺。


背景技术：

2.现有的纯三氧化硫产品主要依靠发烟硫酸法生产，依托于传统硫磺/硫铁矿制酸装置，用硫酸吸收三氧化硫气体制得发烟硫酸，再经蒸馏得到三氧化硫气体，气体经冷却液化，制得液体状态的纯三氧化硫成品。
3.但传统硫磺制酸生产工艺中转化工段催化氧化生成的三氧化硫极大部分都与干吸系统加入的脱盐水结合，转化为硫酸与发烟硫酸产品，纯三氧化硫成品产量难以提升，成品收率极低。而以空气与液体硫磺燃烧反应生成的烟气成分驳杂，伴有氮氧化物等副产物，又难以实现三氧化硫成品的分离提纯。


技术实现要素：

4.本发明提供一种纯氧三段转化单炉自循环制取纯三氧化硫的化工生产工艺，用以解决上述背景技术中提出的问题的至少一种。
5.为解决上述技术问题，本发明公开了一种纯氧三段转化单炉自循环制取纯三氧化硫的化工生产工艺，包括以下步骤，s1、将液体硫磺储存罐中的液体硫磺、纯氧储存罐中的其中一股纯氧和热回收冷凝装置输出的气体输送至焚硫炉中进行混合并燃烧；s2、将焚硫炉出口的高温气体输送至燃烧热回收器内冷却；
6.s3、燃烧热回收器产生的气体与另一流股纯氧储存罐中的纯氧混合，经过转化器一段、高温热回收器、转化器二段、中温热回收器、转化器三段、低温热回收器、省煤器、并经过换热器换热后进入压缩机内；s4、经过压缩机升温后的气体进入热回收冷凝装置中，经过热回收冷凝装置后，冷凝部分作为纯三氧化硫成品采出。
7.优选的，在s2中，燃烧热回收器的出口设置回焚硫炉的气体自循环流程，用于冷却后的气体降低焚硫炉内的温度与纯氧占比。
8.优选的，在s3中，燃烧热回收器产生的气体与另一流股纯氧储存罐中的纯氧混合后的气体进入转化器一段，然后进行一段二氧化硫的催化氧化反应，经转化器一段转化后的气体温度提升，转化器一段出口气体进入高温热回收器换热，再进入转化器二段；经二段催化氧化后的气体温度又一次提升，转化器二段出口气体进入中温热回收器再次换热，进入转化器三段反应，经三段反应后，气体内的二氧化硫绝大部分都转化为三氧化硫。
9.优选的，转化器三段的出口气体依次进入低温热回收器、省煤器、换热器换热，用于保证进压缩机前，气体内热能得到充分利用，气体的温度大幅降低；
10.换热器的气体进入压缩机内，受到压缩机做功，机械能转化为气体内能，气体体积减小，气体压力增大，温度再次提升。
11.优选的，在s4中，经过压缩机升温后的气体进入热回收冷凝装置中进行压缩机机
械热能回收与成品纯三氧化硫冷凝；气体中一部分气体三氧化硫在热回收冷凝装置内分离为纯三氧化硫成品采出，其余未冷凝气相组分作为不凝气，通过热回收冷凝装置重新进入焚硫炉内，参与生产工艺下一循环。
12.优选的，热回收冷凝装置输出的气体去往焚硫炉的途中增设尾气泄放流程，小部分不凝气间歇地泄放至尾气吸收系统进行处理后排放。
13.优选的，小部分不凝气通过两根左右对称的尾气管与尾气吸收系统连通，尾气吸收系统包括吸收罐，吸收罐内固定设有分隔板，分隔板上侧设有两个左右对称的过滤箱，尾气管穿过吸收罐延伸与过滤箱贯通连接，尾气管与吸收罐穿过位置固定连接，过滤箱内固定设有过滤网，过滤网中央穿设有旋转杆，旋转杆与过滤网转动连接，旋转杆上还固定设有扇叶，旋转杆内设置为中空，且旋转杆上设有若干气孔，旋转杆向下穿过过滤箱和分隔板，且旋转杆与过滤箱和分隔板穿过位置转动连接。
14.优选的，旋转杆内还固定设有固定块，固定块上侧设有滑块，滑块中央固定穿设有辅助杆，滑块上侧安装有弹簧，弹簧套设在辅助杆上，且弹簧上端与旋转杆内部顶端固定连接，旋转杆两侧开设有左右对称的通槽，滑块从通槽向左右两侧延伸，且与滑块与通槽滑动连接，滑块的一侧固定连接第一清扫块，滑块的另一侧固定连接第二清扫块，过滤网倾斜设置，且第一清扫块和第二清扫块抵接过滤网上表面，旋转杆上还固定设有第四齿轮，旋转杆内还设有第一单向阀。
15.优选的，吸收罐上端固定设有电机，电机的下侧输出轴固定连接转动杆，转动杆向下延伸进吸收罐内，且转动杆与吸收罐延伸位置转动连接，转动杆下端固定连接第一齿轮，吸收罐内还左右对称设有螺纹杆，螺纹杆上端与吸收罐上侧内壁转动连接，螺纹杆下端与分隔板转动连接，螺纹杆上还设有第二齿轮和第三齿轮，第二齿轮与第一齿轮啮合连接，第三齿轮和第四齿轮啮合连接，螺纹杆上还螺纹连接有移动块，移动块上转动连接有移动杆，移动杆设置为中空，吸收罐上还固定设有水箱，水箱内设有处理液，水箱上贯通连接有波纹管，波纹管延伸进吸收罐内，且波纹管与吸收罐延伸位置固定连接，波纹管下端贯通固定连接移动杆，移动杆向下穿过分隔板，且移动杆上还设有若干喷管。
16.优选的，移动杆上设有一条环形凹槽，分隔板中央开设有孔，孔内设有两根前后对称的驱动杆，驱动杆与环形凹槽相配合，移动杆下端固定设有转动箱，转动箱内滑动设有两根左右对称的限位板，限位板相互靠近的一侧固定设有两个上下对称的气囊，限位板相互远离的一侧固定设有搅拌杆，搅拌杆延伸出转动箱，且搅拌杆与转动箱延伸位置密封滑动连接，搅拌杆相互远离的一侧固定连接异形刮板；分隔板上还开设有两根左右对称的排气孔，排气孔上安装有排气管，排气管向上延伸出吸收罐，且排气管与吸收罐延伸位置固定连接，排气管内还设有第二单向阀；吸收罐下端还贯通连接有排水管，排水管内安装有阀门，吸收罐下端还左右对称固定连接有支撑杆。
17.与现有技术相比，本发明提供了一种纯氧三段转化单炉自循环制取纯三氧化硫的化工生产工艺，具备以下有益效果：
18.1.以纯氧制备纯三氧化硫，液硫与纯氧反应燃烧、转化后产生的气体内杂质含量低，无氮氧化物等副产品，可满足压缩后冷凝为液体直接产出的条件，摆脱了传统硫磺制酸工艺里需先将烟气中三氧化硫用于生产98％硫酸、发烟硫酸的束缚，原料转化为纯三氧化硫成品的转化率极高，可大大扩充纯三氧化硫的产能；
19.2.本发明摆脱了传统硫磺制酸工艺的补水工序，避免了so3与h20反应的低温热的浪费，装置内化学热能仅有硫磺燃烧热与二氧化硫氧化热，机械热能为压缩机对气体做功后转化的气体内能，这些热量可通过焚硫炉出口、转化器各段出口、压缩机出口设置的热工设备回收，实现热能的高效回收利用，增加装置单位硫磺燃烧产汽量的同时，降低自身蒸汽能耗；
20.3.本发明以三段转化器加三氧化硫循环的工艺生产三氧化硫，三段转化器可提升二氧化硫转化为三氧化硫的转化效率，提升冷凝后产出的纯三氧化硫的品质，降低产品中掺杂二氧化硫的风险。以中间体/成品气体作的循环气，比起传统硫磺制酸中氮气占比78％的空气而言，同产能下装置总气量更小，占地面积与设备管道规模可得到缩减，节约厂区土地成本。
21.4.本发明可兼顾生产产量与装备寿命，因二氧化硫的高转化率需要过量的氧气，转化后的气体内仍保留有一定的氧含量占比，压缩、冷凝后的不凝气内三氧化硫被分离出来，氧含量占比进一步提高，该不凝气循环回焚硫炉后，易造成大量液体硫磺在高氧环境内燃烧剧烈放热，损毁炉内砌体与设备，加速炉内设备高温老化。而设置“焚硫炉-燃烧热回收器”的自循环流程，通过在燃烧热回收器出口设置回焚硫炉支路，出燃烧热回收器的温度相对较低的气体进入焚硫炉内，可起到降低炉内温度的作用，并在一定范围内调控焚硫炉内部温度，降低炉内氧气气浓，进一步降低炉内设备融化、氧化的风险，保证实际生产运行中装置寿命，避免频繁维修/更换设备，保障生产开工率。
附图说明
22.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
23.图1为本发明的物料流程图；
24.图2为本发明的工艺流程图；
25.图3为本发明的尾气吸收系统的结构示意图；
26.图4为本发明的过滤箱的内部结构图；
27.图5为本发明的转动箱的内部俯视图。
28.图中：1、液体硫磺储存罐；2、纯氧储存罐；3、焚硫炉；4、燃烧热回收器；5、转化器一段；6、高温热回收器；7、转化器二段；8、中温热回收器；9、转化器三段；10、高温热回收器；11、省煤器；12、换热器；13、压缩机；14、热回收冷凝装置；15、尾气吸收系统；16、纯三氧化硫成品；17、吸收罐；18、喷管；19、第三齿轮；20、过滤箱；21、尾气管；22、移动块；23、波纹管；24、水箱；25、电机；26、转动杆；27、第一齿轮；28、排气管；29、第二齿轮；30、螺纹杆；31、第四齿轮；32、分隔板；33、移动杆；34、异形刮板；35、转动箱；36、阀门；37、排水管；38、支撑杆；39、搅拌杆；40、扇叶；41、滑块；42、第一清扫块；43、第二清扫块；44、弹簧；45、辅助杆；46、过滤网；47、固定块；48、旋转杆；49、气囊；50、限位板。
具体实施方式
29.以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
30.另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本发明，其仅仅是为了区别以相同技术用语描述的组件或操作而已，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案以及技术特征可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
31.实施例1
32.本发明的实施例提供了一种纯氧三段转化单炉自循环制取纯三氧化硫的化工生产工艺，如图1-2所示，包括以下步骤，s1、将液体硫磺储存罐1中的液体硫磺、纯氧储存罐2中的其中一股纯氧和热回收冷凝装置14输出的气体输送至焚硫炉3中进行混合并燃烧；s2、将焚硫炉3出口的高温气体输送至燃烧热回收器4内冷却；s3、燃烧热回收器4产生的气体与另一流股纯氧储存罐2中的纯氧混合，经过转化器一段5、高温热回收器6、转化器二段7、中温热回收器8、转化器三段9、低温热回收器10、省煤器11、并经过换热器12换热后进入压缩机13内；s4、经过压缩机13升温后的气体进入热回收冷凝装置14中，经过热回收冷凝装置14后，冷凝部分作为纯三氧化硫成品16采出。
33.上述技术方案的工作原理及有益效果为：第一步，将液体硫磺储存罐1中的液体硫磺、纯氧储存罐2中的纯氧和热回收冷凝装置14输出的气体输送至焚硫炉3中进行混合并燃烧；第二步，将焚硫炉3出口的高温气体输送至燃烧热回收器4内冷却；第三步，燃烧热回收器4产生的气体与另一流股纯氧储存罐2中的纯氧混合，经过转化器一段5、高温热回收器6、转化器二段7、中温热回收器8、转化器三段9、低温热回收器10、省煤器11、并经过换热器12换热后进入压缩机13内；第四步，经过压缩机13升温后的气体进入热回收冷凝装置14中，经过热回收冷凝装置14分离为纯三氧化硫成品16采出。
34.本发明以纯氧制备纯三氧化硫，液硫与纯氧反应燃烧、转化后产生的气体内杂质含量低，无氮氧化物等副产品，可满足压缩后冷凝为液体直接产出的条件，摆脱了传统硫磺制酸工艺里需先将烟气中三氧化硫用于生产98％硫酸、发烟硫酸的束缚，原料转化为纯三氧化硫成品的转化率极高，可大大扩充纯三氧化硫的产能；
35.摆脱了传统硫磺制酸工艺的补水工序，避免了so3与h20反应的低温热的浪费，装置内化学热能仅有硫磺燃烧热与二氧化硫氧化热，机械热能为压缩机对气体做功后转化的气体内能，这些热量可通过焚硫炉出口、转化器各段出口、压缩机出口设置的热工设备回收，实现热能的高效回收利用，增加装置单位硫磺燃烧产汽量的同时，降低自身蒸汽能耗。以纯氧与液体硫磺为原料，连续化生产三氧化硫成品，无副产物产生，成品收率接近100％，产品品质纯正；设置气体循环系统，原料利用率极高；以气体先压缩后冷凝的方式将成品纯三氧化硫从系统中分离出来，摆脱了传统发烟硫酸法中需额外产酸的束缚，避免了原料的浪费，降低了产品的能耗单耗，装置经济效益大大提升。
36.实施例2
37.在上述实施例1的基础上，如图1-2所示，在s2中，燃烧热回收器4的出口设置回焚硫炉3的气体自循环流程，用于冷却后的气体降低焚硫炉3内的温度与纯氧占比。
38.其中，优选的，在s3中，燃烧热回收器4产生的气体与另一流股纯氧储存罐2中的纯
氧混合后的气体进入转化器一段5，然后进行一段二氧化硫的催化氧化反应，经转化器一段5转化后的气体温度提升，转化器一段5出口气体进入高温热回收器6换热，再进入转化器二段7；经二段催化氧化后的气体温度又一次提升，转化器二段7出口气体进入中温热回收器8再次换热，进入转化器三段9反应，经三段反应后，气体内的二氧化硫绝大部分都转化为三氧化硫。
39.其中，优选的，转化器三段9的出口气体依次进入低温热回收器10、省煤器11、换热器12换热，用于保证进压缩机13前，气体内热能得到充分利用，气体的温度大幅降低；
40.换热器12的气体进入压缩机13内，受到压缩机13做功，机械能转化为气体内能，气体体积减小，气体压力增大，温度再次提升。
41.其中，优选的，在s4中，经过压缩机13升温后的气体进入热回收冷凝装置14中进行压缩机13机械热能回收与成品纯三氧化硫冷凝；气体中一部分气体三氧化硫在热回收冷凝装置14内分离为纯三氧化硫成品16采出，其余未冷凝气相组分作为不凝气，通过热回收冷凝装置14重新进入焚硫炉3内，参与生产工艺下一循环。
42.其中，优选的，热回收冷凝装置14输出的气体去往焚硫炉3的途中增设尾气泄放流程，小部分不凝气间歇地泄放至尾气吸收系统15进行处理后排放。
43.其中，为了保证该段气体循环内二氧化硫绝大部分(约99.5％)都催化氧化为三氧化硫，进一步地，需控制进入转化器一段的纯氧量，以保证二氧化硫的转化率；
44.其中，为了保证系统内不会形成低于外界大气压的压力，气体循环回焚硫炉3的流程中，须保留部分未冷凝三氧化硫及反应过量剩余的纯氧作为循环气，该部分循环气内应以三氧化硫占组分比最大，避免回炉后炉内气体氧含量过高形成高氧环境损伤炉内设备。
45.其中，为了回收压缩机机械能，热回收冷凝装置14内冷侧介质为脱盐水，吸收工艺气体内热能，提升脱盐水温度，节约系统蒸汽能耗；
46.上述技术方案的工作原理及有益效果为：液体硫磺与纯氧、热回收冷凝装置14气相出口输送来的含so3不凝气进入焚硫炉3内混合，使液体硫磺在炉内充分燃烧，生成二氧化硫气体并放出大量热量，焚硫炉3出口的高温气体进入燃烧热回收器4内冷却；
47.为了避免炉内升华硫的产生，纯氧2与不凝气进入焚硫炉3混合后，炉内o2总物质的量应当略高于送入该焚硫炉的液体硫磺1的物质的量；
48.为了避免炉内氧含量过高，造成硫磺剧烈燃烧放热，高温高氧环境损伤炉内设备，进一步地，在燃烧热回收器4出口设置回焚硫炉3进口的工艺气体自循环流程，以冷却后的工艺气体降低炉内温度与纯氧占比；
49.燃烧热回收器4出口气体与另一流股的常温纯氧气体混合，进入转化器一段5，进行二氧化硫的催化氧化反应，经一段转化后的工艺气体温度提升，一段出口工艺气体进入高温热回收器6换热，再进入转化器二段7；经二段催化氧化后的工艺气体温度又一次提升，二段出口工艺气体进入中温热回收器8再次换热，进入转化器三段9反应，经三段反应后，工艺气体内的二氧化硫绝大部分都转化为三氧化硫，出转化器三段9的工艺气体依次进入低温热回收器10、省煤器11、换热器12换热，以保证进压缩机13前，工艺气体内热能得到充分利用，气体的温度大幅降低；
50.出换热器12的工艺气体进入压缩机13内，受到压缩机13做功，机械能转化为工艺气体内能，工艺气体体积减小，气体压力增大，且温度再次提升；升温后的工艺气体进入热
回收冷凝装置14内进行压缩机机械热能回收与成品纯三氧化硫冷凝；工艺气体中一部分气体三氧化硫在热回收冷凝装置14内分离为纯三氧化硫成品16采出，其余未冷凝气相组分作为不凝气，通过热回收冷凝装置14气相出口管道重新进入焚硫炉3内，参与工艺系统下一循环；
51.以三段转化器加三氧化硫循环的工艺生产三氧化硫，三段转化器可提升二氧化硫转化为三氧化硫的转化效率，提升冷凝后产出的纯三氧化硫的品质，降低产品中掺杂二氧化硫的风险。以中间体/成品气体作的循环气，比起传统硫磺制酸中氮气占比78％的空气而言，同产能下装置总气量更小，占地面积与设备管道规模可得到缩减，节约厂区土地成本。
52.可兼顾生产产量与装备寿命，因二氧化硫的高转化率需要过量的氧气，转化后的工艺气体内仍保留有一定的氧含量占比，压缩、冷凝后的不凝气内三氧化硫被分离出来，氧含量占比进一步提高，该不凝气循环回焚硫炉后，易造成大量液体硫磺在高氧环境内燃烧剧烈放热，损毁炉内砌体与设备，加速炉内设备高温老化。而设置“焚硫炉-燃烧热回收器”的自循环流程，通过在燃烧热回收器出口设置回焚硫炉支路，出燃烧热回收器的温度相对较低的工艺气体进入焚硫炉内，可起到降低炉内温度的作用，并在一定范围内调控焚硫炉内部温度，降低炉内氧气气浓，进一步降低炉内设备融化、氧化的风险，保证实际生产运行中装置寿命，避免频繁维修/更换设备，保障生产开工率。
53.实施例3
54.在上述实施例1-2的基础上，如图3-5所示，小部分不凝气通过两根左右对称的尾气管21与尾气吸收系统15连通，尾气吸收系统15包括吸收罐17，吸收罐17内固定设有分隔板32，分隔板32上侧设有两个左右对称的过滤箱20，尾气管21穿过吸收罐17延伸与过滤箱20贯通连接，尾气管21与吸收罐17穿过位置固定连接，过滤箱20内固定设有过滤网46，过滤网46中央穿设有旋转杆48，旋转杆48与过滤网46转动连接，旋转杆48上还固定设有扇叶40，旋转杆48内设置为中空，且旋转杆48上设有若干气孔，旋转杆48向下穿过过滤箱20和分隔板32，且旋转杆48与过滤箱20和分隔板32穿过位置转动连接。
55.其中，优选的，旋转杆48内还固定设有固定块47，固定块47上侧设有滑块41，滑块41中央固定穿设有辅助杆45，滑块41上侧安装有弹簧44，弹簧44套设在辅助杆45上，且弹簧44上端与旋转杆48内部顶端固定连接，旋转杆48两侧开设有左右对称的通槽，滑块41从通槽向左右两侧延伸，且与滑块41与通槽滑动连接，滑块41的一侧固定连接第一清扫块42，滑块41的另一侧固定连接第二清扫块43，过滤网46倾斜设置，且第一清扫块42和第二清扫块43抵接过滤网46上表面，旋转杆48上还固定设有第四齿轮31，旋转杆48内还设有第一单向阀。
56.其中，优选的，吸收罐17上端固定设有电机25，电机25的下侧输出轴固定连接转动杆26，转动杆26向下延伸进吸收罐17内，且转动杆26与吸收罐17延伸位置转动连接，转动杆26下端固定连接第一齿轮27，吸收罐17内还左右对称设有螺纹杆30，螺纹杆30上端与吸收罐17上侧内壁转动连接，螺纹杆30下端与分隔板32转动连接，螺纹杆30上还设有第二齿轮29和第三齿轮19，第二齿轮29与第一齿轮27啮合连接，第三齿轮19和第四齿轮31啮合连接，螺纹杆30上还螺纹连接有移动块22，移动块22上转动连接有移动杆33，移动杆33设置为中空，吸收罐17上还固定设有水箱24，水箱24内设有处理液，水箱24上贯通连接有波纹管23，波纹管23延伸进吸收罐17内，且波纹管23与吸收罐17延伸位置固定连接，波纹管23下端贯
通固定连接移动杆33，移动杆33向下穿过分隔板32，且移动杆33上还设有若干喷管18。
57.其中，优选的，移动杆33上设有一条环形凹槽，分隔板32中央开设有孔，孔内设有两根前后对称的驱动杆，驱动杆与环形凹槽相配合，移动杆33下端固定设有转动箱35，转动箱35内滑动设有两根左右对称的限位板50，限位板50相互靠近的一侧固定设有两个上下对称的气囊49，限位板50相互远离的一侧固定设有搅拌杆39，搅拌杆39延伸出转动箱35，且搅拌杆39与转动箱35延伸位置密封滑动连接，搅拌杆39相互远离的一侧固定连接异形刮板34；分隔板32上还开设有两根左右对称的排气孔，排气孔上安装有排气管28，排气管28向上延伸出吸收罐17，且排气管28与吸收罐17延伸位置固定连接，排气管28内还设有第二单向阀；吸收罐17下端还贯通连接有排水管37，排水管37内安装有阀门36，吸收罐17下端还左右对称固定连接有支撑杆38。
58.上述技术方案的工作原理及有益效果为：小部分不凝气通过两根左右对称的尾气管21进入过滤箱20内，经过过滤网46的过滤后，从旋转杆48上的若干气孔进入旋转杆48内，然后进入分隔板32的下方，在通入小部分不凝气的同时，打开电机25，并通过波纹管23将水箱24内的处理液排放到移动杆33内，之后处理液从移动杆33上的喷管18喷入到分隔板32的下端，电机25启动，转动杆26开始旋转，转动杆26带动第一齿轮27旋转，第一齿轮27带动螺纹杆30旋转，螺纹杆30带动第三齿轮19旋转，第三齿轮19带动第四齿轮31旋转，第四齿轮31带动旋转杆48旋转，旋转杆48带动扇叶40旋转，扇叶40对进入的气体进行搅拌，使得气体匀速进入旋转杆48内，不管旋转杆48如何旋转，滑块41会在弹簧44的弹力作用下，使得辅助杆45与固定块47相抵接，从而使得滑块41的位置不发生变化，滑块41会使得第一清扫块42、第二清扫块43的位置不发生变化，第一清扫块42、第二清扫块43始终与过滤网46相接触，对过滤网46上附着的杂质进行清理，避免过滤网46堵塞；
59.在螺纹杆30旋转时，螺纹杆30会带动移动块22上下移动，而移动块22上的环形凹槽与驱动杆的配合，使得移动杆33开始旋转，从而使得喷管18旋转，将处理液旋转的喷射到分隔板32下方，移动杆33旋转同时带动转动箱35旋转，在离心力的作用下，转动箱35内的限位板50反向移动，限位板50带动搅拌杆39反向移动，使得异形刮板34与吸收罐17的内壁相接触，同时气囊49可以起到缓冲减震的效果，气囊49也可以使得异形刮板34始终与吸收罐17的内壁相接触；
60.当处理液在吸收罐17内的页面较高时(高度可以由本领域技术人员自行确定)，水箱24内的处理液不再进入移动杆33内，小部分不凝气不再通入过滤箱20内，电机25依旧正常工作，会使得移动块22上下移动，同时带动移动杆33上下移动，使得喷管18和异形刮板34起到搅拌混合的效果，使得处理液与不凝气的反应更加充分，电机25启动一段时间后，关闭电机25，处理后的气体从排气管28排出，打开阀门36，污水从排水管37流出即可；
61.通过设置弹簧44，可以使得第一清扫块42、第二清扫块43始终与过滤网46相接触，对过滤网46上附着的杂质进行清理；且设置气囊49，可以对异形刮板34起到缓冲减震的效果，同时也可以使得异形刮板34始终与吸收罐17的内壁抵接，同时可以刮除内壁上存在的杂质等，异形刮板34还可以起到搅拌的功效；且设置喷管18，既可以实现处理液的喷出，又可以起到搅拌的效果，有效提高装置的功能性，而设置扇叶40，可以对进入过滤箱20的小部分不凝气进行搅拌，使得气体更加均匀，同时匀速进入旋转杆48中，有效提高装置的实用性。
62.实施例4
63.在上述实施例3的基础上，所述的纯氧三段转化单炉自循环制取纯三氧化硫的化工生产工艺，还包括：
64.控制器：设置在吸收罐17上，且控制器与电机25电性连接；
65.转速传感器：设置在移动块22上，用于检测移动杆33的旋转速度；
66.计时器一：设置在电机25上，用于检测电机25的工作时长；
67.计时器二：设置在尾气管21内，用于监测不凝气的进入时长；
68.体积流量计：设置在尾气管21内，用于检测单位时间内不凝气进入吸收罐17的体积流量；
69.所述控制器与所述转速传感器、计时器一、计时器二和体积流量计电性连接，所述控制器基于所述转速传感器、计时器一、计时器二和体积流量计控制电机25工作，包括以下步骤：
70.步骤1：控制器基于计时器一、计时器二、转速传感器和体积流量计及公式(1)计算吸收罐17的处理效果指数：
[0071][0072]
其中，ψ为吸收罐17的处理效果指数；π为圆周率；r为移动杆33的半径；n为转速传感器检测值；t1为计时器一检测值；vg为吸收罐17内处理液的体积；t2为计时器二检测值；m为喷管18的个数；s1为喷管18的横截面积；s2为异形刮板34的横截面积；v为体积流量计检测值；t2为计时器二检测值；为喷管18与处理液之间的摩擦因数；为异形刮板34与处理液之间的摩擦因数；
[0073]
其中，与的值基本相同，与喷管18和异形刮板34的材料相关，可查表取得。
[0074]
步骤2：比较公式(1)计算的吸收罐17的处理效果指数与对应的预设处理效果指数，当公式(1)计算的吸收罐17的处理效果指数大于或等于对应的预设处理效果指数时，电机25旋转速度保持不变，当公式(1)计算的吸收罐17的处理效果指数小于对应的预设处理效果指数时，控制器控制电机25加快旋转速度。
[0075]
上述计算方案的工作原理和有益效果为：先利用公式(1)计算吸收罐17的处理效果指数，控制器将公式(1)计算的吸收罐17的处理效果指数与预设处理效果指数进行对比，当公式(1)计算的吸收罐17的处理效果指数大于等于对应的预设处理效果指数时，控制器控制电机25正常工作，当公式(1)计算的吸收罐17的处理效果指数小于对应的预设处理效果指数时，控制器控制电机25加快旋转速度，控制电机25旋转速度加快(加快多少可由本领域技术人员自行确定)一段时间后，再次对吸收罐17的处理效果指数进行计算，控制器接通计时器一、计时器二、转速传感器和体积流量计吸收罐17的处理效果指数进行预测，能够有效提高吸收罐17的吸收效果，同时提高其实用性。
[0076]
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，
则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

技术特征：
1.一种纯氧三段转化单炉自循环制取纯三氧化硫的化工生产工艺，其特征在于，包括以下步骤，s1、将液体硫磺储存罐(1)中的液体硫磺、纯氧储存罐(2)中的其中一股纯氧和热回收冷凝装置(14)输出的气体输送至焚硫炉(3)中进行混合并燃烧；s2、将焚硫炉(3)出口的高温气体输送至燃烧热回收器(4)内冷却；s3、燃烧热回收器(4)产生的气体与另一流股纯氧储存罐(2)中的纯氧混合，经过转化器一段(5)、高温热回收器(6)、转化器二段(7)、中温热回收器(8)、转化器三段(9)、低温热回收器(10)、省煤器(11)、并经过换热器(12)换热后进入压缩机(13)内；s4、经过压缩机(13)升温后的气体进入热回收冷凝装置(14)中，经过热回收冷凝装置(14)后，冷凝部分作为纯三氧化硫成品(16)采出。2.根据权利要求1所述的纯氧三段转化单炉自循环制取纯三氧化硫的化工生产工艺，其特征在于，在s2中，燃烧热回收器(4)的出口设置回焚硫炉(3)的气体自循环流程，经过燃烧热回收器(4)冷却后的气体，一部分回流到焚硫炉(3)内，用于降低焚硫炉(3)内的温度与纯氧占比。3.根据权利要求1所述的纯氧三段转化单炉自循环制取纯三氧化硫的化工生产工艺，其特征在于，在s3中，燃烧热回收器(4)产生的气体与另一流股纯氧储存罐(2)中的纯氧混合后的气体进入转化器一段(5)，然后进行一段二氧化硫的催化氧化反应，经转化器一段(5)转化后的气体温度提升，转化器一段(5)出口气体进入高温热回收器(6)换热，再进入转化器二段(7)；经二段催化氧化后的气体温度又一次提升，转化器二段(7)出口气体进入中温热回收器(8)再次换热，进入转化器三段(9)反应，经三段反应后，气体内的二氧化硫绝大部分都转化为三氧化硫。4.根据权利要求3所述的纯氧三段转化单炉自循环制取纯三氧化硫的化工生产工艺，其特征在于，转化器三段(9)的出口气体依次进入低温热回收器(10)、省煤器(11)、换热器(12)换热，用于保证进压缩机(13)前，气体内热能得到充分利用，气体的温度大幅降低；换热器(12)的气体进入压缩机(13)内，受到压缩机(13)做功，机械能转化为气体内能，气体体积减小，气体压力增大，温度再次提升。5.根据权利要求1所述的纯氧三段转化单炉自循环制取纯三氧化硫的化工生产工艺，其特征在于，在s4中，经过压缩机(13)升温后的气体进入热回收冷凝装置(14)中进行压缩机(13)机械热能回收与成品纯三氧化硫冷凝；气体中一部分气体三氧化硫在热回收冷凝装置(14)内分离为纯三氧化硫成品(16)采出，其余未冷凝气相组分作为不凝气，通过热回收冷凝装置(14)重新进入焚硫炉(3)内，参与生产工艺下一循环。6.根据权利要求5所述的纯氧三段转化单炉自循环制取纯三氧化硫的化工生产工艺，其特征在于，热回收冷凝装置(14)输出的气体去往焚硫炉(3)的途中增设尾气泄放流程，为了平衡烟气系统内压力，小部分不凝气间歇地泄放至尾气吸收系统(15)进行处理后排放。7.根据权利要求6所述的纯氧三段转化单炉自循环制取纯三氧化硫的化工生产工艺，其特征在于，小部分不凝气通过两根左右对称的尾气管(21)与尾气吸收系统(15)连通，尾气吸收系统(15)包括吸收罐(17)，吸收罐(17)内固定设有分隔板(32)，分隔板(32)上侧设有两个左右对称的过滤箱(20)，尾气管(21)穿过吸收罐(17)延伸与过滤箱(20)贯通连接，尾气管(21)与吸收罐(17)穿过位置固定连接，过滤箱(20)内固定设有过滤网(46)，过滤网(46)中央穿设有旋转杆(48)，旋转杆(48)与过滤网(46)转动连接，旋转杆(48)上还固定设有扇叶(40)，旋转杆(48)内设置为中空，且旋转杆(48)上设有若干气孔，旋转杆(48)向下穿
过过滤箱(20)和分隔板(32)，且旋转杆(48)与过滤箱(20)和分隔板(32)穿过位置转动连接。8.根据权利要求7所述的纯氧三段转化单炉自循环制取纯三氧化硫的化工生产工艺，其特征在于，旋转杆(48)内还固定设有固定块(47)，固定块(47)上侧设有滑块(41)，滑块(41)中央固定穿设有辅助杆(45)，滑块(41)上侧安装有弹簧(44)，弹簧(44)套设在辅助杆(45)上，且弹簧(44)上端与旋转杆(48)内部顶端固定连接，旋转杆(48)两侧开设有左右对称的通槽，滑块(41)从通槽向左右两侧延伸，且与滑块(41)与通槽滑动连接，滑块(41)的一侧固定连接第一清扫块(42)，滑块(41)的另一侧固定连接第二清扫块(43)，过滤网(46)倾斜设置，且第一清扫块(42)和第二清扫块(43)抵接过滤网(46)上表面，旋转杆(48)上还固定设有第四齿轮(31)，旋转杆(48)内还设有第一单向阀。9.根据权利要求8所述的纯氧三段转化单炉自循环制取纯三氧化硫的化工生产工艺，其特征在于，吸收罐(17)上端固定设有电机(25)，电机(25)的下侧输出轴固定连接转动杆(26)，转动杆(26)向下延伸进吸收罐(17)内，且转动杆(26)与吸收罐(17)延伸位置转动连接，转动杆(26)下端固定连接第一齿轮(27)，吸收罐(17)内还左右对称设有螺纹杆(30)，螺纹杆(30)上端与吸收罐(17)上侧内壁转动连接，螺纹杆(30)下端与分隔板(32)转动连接，螺纹杆(30)上还设有第二齿轮(29)和第三齿轮(19)，第二齿轮(29)与第一齿轮(27)啮合连接，第三齿轮(19)和第四齿轮(31)啮合连接，螺纹杆(30)上还螺纹连接有移动块(22)，移动块(22)上转动连接有移动杆(33)，移动杆(33)设置为中空，吸收罐(17)上还固定设有水箱(24)，水箱(24)内设有处理液，水箱(24)上贯通连接有波纹管(23)，波纹管(23)延伸进吸收罐(17)内，且波纹管(23)与吸收罐(17)延伸位置固定连接，波纹管(23)下端贯通固定连接移动杆(33)，移动杆(33)向下穿过分隔板(32)，且移动杆(33)上还设有若干喷管(18)。10.根据权利要求9所述的纯氧三段转化单炉自循环制取纯三氧化硫的化工生产工艺，其特征在于，移动杆(33)上设有一条环形凹槽，分隔板(32)中央开设有孔，孔内设有两根前后对称的驱动杆，驱动杆与环形凹槽相配合，移动杆(33)下端固定设有转动箱(35)，转动箱(35)内滑动设有两根左右对称的限位板(50)，限位板(50)相互靠近的一侧固定设有两个上下对称的气囊(49)，限位板(50)相互远离的一侧固定设有搅拌杆(39)，搅拌杆(39)延伸出转动箱(35)，且搅拌杆(39)与转动箱(35)延伸位置密封滑动连接，搅拌杆(39)相互远离的一侧固定连接异形刮板(34)；分隔板(32)上还开设有两根左右对称的排气孔，排气孔上安装有排气管(28)，排气管(28)向上延伸出吸收罐(17)，且排气管(28)与吸收罐(17)延伸位置固定连接，排气管(28)内还设有第二单向阀；吸收罐(17)下端还贯通连接有排水管(37)，排水管(37)内安装有阀门(36)，吸收罐(17)下端还左右对称固定连接有支撑杆(38)。

技术总结
本发明提供了一种纯氧三段转化单炉自循环制取纯三氧化硫的化工生产工艺，涉及三氧化硫生产技术领域，包括以下步骤，S1、将液体硫磺储存罐中的液体硫磺、纯氧储存罐中的纯氧和热回收冷凝装置输出的气体输送至焚硫炉中进行混合并燃烧；S2、将焚硫炉出口的高温气体输送至燃烧热回收器内冷却；S3、燃烧热回收器产生的气体与另一流股纯氧储存罐中的纯氧混合，经过转化器一段、高温热回收器、转化器二段、中温热回收器、转化器三段、低温热回收器、省煤器、换热器换热后进入压缩机内；S4、经过压缩机升温后的气体进入热回收冷凝装置中，经过热回收冷凝装置后，冷凝部分作为纯三氧化硫成品采出。以纯氧与液体硫磺为原料，生产三氧化硫成品，品质纯正。品质纯正。品质纯正。


技术研发人员：王成 刘祖根 倪一丹 邓博天
受保护的技术使用者：深圳市丞信科技咨询服务有限公司
技术研发日：2023.05.23
技术公布日：2023/8/9