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UW500集散节制体系在硫磺制酸工程的操纵

行业计划

一、 概述

我国硫铁矿资本较丰硕,国际的硫酸企业50%以上接纳矿石制酸工艺。但跟着社会对环境品质请求的不时进步,人们的环保认识愈来愈强,矿石制酸工艺存在的对环境净化大的题目愈来愈凸起,对硫磺制酸和矿石制酸两种硫酸出产工艺停止阐发研讨,应挑选加倍洁净的出产工艺——硫磺制酸,为适应时期请求,行业重点研讨与设想了硫磺制酸的工艺流程,其包含质料的预处置,二氧化硫的催化氧化,三氧化硫的接收及尾气与热量的收受接管与操纵。以下装配节制为例。
    装配范围:硫酸装配界区包含,熔硫工序、焚硫转化工序、干吸工序、余热汽锅工序,另外还包含配电室、轮回水站和化验室等配套的帮助举措措施。
    产物计划、装配设想才能:杭州优稳UW500集散节制体系在主动化范畴已有普遍操纵,操纵UW500集散节制体系对硫磺制酸停止监控,能大幅度进步节制精度。

二、 工艺先容

经汽车运来的固体硫磺经由进程野生装车,储存至硫磺袋堆库;固磺再经由进程野生转运、拆袋由皮带保送机送至疾速熔硫槽内,接纳蒸汽直接加热融化成液硫,经液硫过滤机撤除杂质后,送至焚硫炉熄灭,制取SO2气体或经由进程精硫泵直接送至精硫贮槽内备用。
    液硫经由进程精硫泵加压,别离经两支磺枪机器雾化后喷入焚硫炉内,与枯燥氛围夹杂熄灭天生SO2烟气。高温烟气进入余热汽锅降温后,进入转化器第一段触媒层停止转化反映,以落后入高温过热器停止降温,降温后的反映气体进入转化器第二段触媒层停止再次转化反映,温度降落落后入热热换热器停止降温,再进入到转化器第三段触媒层持续停止氧化反映。反映后顺次进入冷热换热器A/B和三段省煤器停止降温,降温后的一次气进入第一接收塔接收SO3,未被接收的SO2气体经冷热换热器B/A、热换热器换热落后入转化器第四段触媒层停止转化反映,再进五段反映后的二次转化气进入高温过热器和五段省煤器降温落后入第二接收塔接收SO3。余气经由进程复挡除沫器进入烟囱放空。
    干吸轮回酸槽内的开车母酸由干吸酸轮回泵经枯燥酸冷却器冷却后从枯燥塔塔顶分酸器进塔喷淋,与氛围风机送来的湿氛围在塔内停止逆流洗濯,枯燥后的氛围经塔顶除雾器撤除酸雾后送入焚硫转化体系,轮回酸从塔底进入干吸轮回酸槽。
转化器三段出来的一次气体经换热器冷却落后入一吸塔与干吸轮回酸槽内一吸泵打入一吸酸冷却器冷却后的酸从塔顶分酸器喷啉逆向接收SO3 气体,未被接收的 SO2 及少许 SO3 经塔顶除雾器撤除酸雾落后转化体系停止二次转化。
    转化器五段出来的二次转化气经高温过热器和五段省煤器降温落后入二吸塔与干吸轮回酸槽内二吸轮回酸泵打入塔内的浓酸从塔顶分酸器喷淋逆向接收SO 3 ,尾气经塔顶除雾器撤除酸雾后,由烟囱放空。轮回酸从塔底进入干吸轮回酸槽,槽内靠插手工艺水调理酸浓,各塔回酸在干吸轮回酸槽内主动混酸。制品酸由干吸酸轮回泵打入制品酸冷却器降温至 40 ℃以下时流至卸酸地槽,再经由进程卸酸泵送往贮罐。
    从化水站来的脱盐水,本装配熔硫工序、固结水,别离由离心加压水泵、固结水泵送入除氧器,经蒸汽加热除氧后,由汽锅给水泵顺次将除氧水送至五段省煤器、三段省煤器接收一、二次转化气的中温余热落后入余热汽锅。炉水与焚硫炉出口高温炉气换热后发生的蒸汽进入高温过热器与四段出来的转化气换热,然落后入高温过热器与一段出来的转化气再次换热。到达目标请求的过热蒸汽送至汽轮发机电机,过剩局部送车间操纵。

●质料工段

固体硫磺由火车运至硫磺堆栈,接纳野生上料体例,经由进程一大倾角胶带式保送机将硫磺保送至疾速熔硫槽加料口处。

●熔硫工段

来自质料工段的固体散装硫磺由胶带保送机送入疾速熔硫槽内融化,经融化后的熔融液硫自溢流口自流至过滤槽中,由过滤泵送入带助滤剂预涂层的液硫过滤器内过滤后流入液硫中间槽内,再由液硫保送泵保送到液硫贮罐内,液硫由液硫贮罐经精硫泵(屏障泵)送到焚硫转化工段的焚硫炉内熄灭。疾速熔硫槽、助滤槽、液硫贮罐、精硫槽等外均设有蒸汽加热管,用0.5~0.6MPa蒸汽直接加热,使硫磺坚持熔融状况。助滤槽内设有助滤泵将助滤剂硅藻土预涂到液硫过滤器上。

●焚硫及转化工段

液硫由精硫泵加压经磺枪机器雾化而喷入焚硫炉熄灭,硫磺熄灭所需的氛围经氛围过滤器过滤后,再经氛围鼓风机加压、枯燥塔枯燥后送入焚硫炉。

●干吸及制品工段

氛围鼓风机设在枯燥塔下游,即硫磺熄灭及转化所需氛围颠末滤器过滤、鼓风机加压落后入枯燥塔塔底,用98%硫酸接收掉氛围中的水份使出塔枯燥氛围中水份0.1g/Nm³,经塔顶除雾器撤除酸雾后的枯燥氛围进入焚硫炉。从枯燥塔出来的浓度约97.8%的硫酸流入干吸塔轮回槽中,与来自第一接收塔的接收酸夹杂后,经枯燥塔酸轮回泵加压后送入枯燥塔酸冷却器中,经冷却至约70℃后送到塔顶停止喷淋。
由转化器第三段出口的气体经冷热换热器和省煤器II收受接管热量、温度降为172℃后一局部进入第一接收塔塔底,塔中用来温度75℃、浓度为98.0%的硫酸喷淋,接收气体中SO3 后的酸自塔底流出进入干吸塔轮回槽中,与来自枯燥塔的枯燥酸停止夹杂并用工艺水调理轮回酸浓度至98%后,再由一吸塔酸轮回泵顺次送入一吸塔酸冷却器冷却后,送至一吸塔塔顶停止喷淋。另外一局部一次转化气进入烟酸塔。塔内用104.5%发烟硫酸停止喷淋,接收转化器中的SO3后,由塔底流入发烟酸轮回槽,经由进程来自一吸塔酸冷却器出口的98%硫酸调理浓度为104.5%,尔后经烟酸塔轮回泵送入烟酸塔酸冷却器,冷却后的发烟酸一局部作为产物送至制品工段,另外一局部送入烟酸塔塔顶停止喷淋。接收后的炉气与另外一局部气体夹杂后再进入第一接收塔。
     由转化器四段出来的二次转化气经高温过热器/省煤器换热降温落后入第二接收塔塔底。该塔用温度为75℃,浓度为98%的硫酸喷淋,接收SO3后的硫酸自塔底流入接收塔轮回槽。尔后经二吸塔酸轮回泵加压,并经二吸塔酸冷却器冷却落后入第二接收塔喷淋。

98%制品硫酸由枯燥酸轮回泵出口引出,再经制品酸冷却器冷却至40℃落后入制品酸贮罐。


三、 节制战略 

跟着硫磺制酸产业手艺的敏捷成长,其出产设备和范围不时扩展,出产进程的强化,对主动节制手艺的请求愈来愈火急,对生化进程实施优化节制,可不变出产,进步得率,降落耗损,增添效益。


● 氛围风机的升压

虽然硫酸装配的产物是液体,但在工艺进程中首要处置的是气体,且此中80%摆布为不到场反映的氮气。增大氛围风机的升压,即增添体系的气体阻力,便能够进步气体操纵速度,从而进步设备的出产强度、增大气体换热设备的传热系数,功效是使装配设备管道规格削减,装配投资降落。
体系压降最优化题目,在外洋一向是相干装配投资效益的首要身分之一。跟着装配范围的增大,拔取的风机升压也愈来愈高。对统一范围的装配,拔取的风机升压也在不时进步。出格对用蒸汽透平驱动氛围风机,风机升压的汽耗在体系中又将压力丧失改变为气体升温,这此中大都又经换热器、省煤器收受接管后变为蒸汽,根基完成了蒸汽轮回。

● 转化流程

转化流程的挑选,首要按照所接纳的催化剂、进转化器的SO2浓度及所请求的总转化率。按照国度新的环保规范及成长请求,新建硫酸装配的总转化率要到达99.8%以上。
跟着硫磺制酸装配范围的增大,所拔取的二氧化硫浓度也在不时增添。从副产蒸汽收受接管、设备规格等综合斟酌,60万吨/年范围所拔取的二氧化硫浓度在10~12%, 若斟酌接纳不含铯催化剂,二氧化硫浓度可挑选10.5%摆布。
    接纳“3+1”四段转化能够到达99.8%以上的总转化率,若接纳“3+2”五段转化将能到达99.8%以上及更高的总转化率,但3+2”五段转化增添了第四段出口换热器、并增添了一段转化器的设备投资,但催化剂的装填量会略低于“3+1”四段转化流程。


焚硫转化工段

● 高温位废热收受接管操纵

高温位废热收受接管手艺在国际上开辟操纵十多年,美国孟山都、德国鲁奇、加拿大Chemetics都开辟胜利该项手艺。其道理是经由进程进步接收轮回酸温度,用轮回酸接收SO3后的反映热来发生高压蒸汽。轮回酸温度进步后,酸的侵蚀性加重,则必须响应进步轮回酸浓度及开辟更优异的耐侵蚀资料,孟山都、鲁奇、Chemetics均研制胜利各自的专利资料。孟山都HRS手艺已有16个装配的事迹,运转时候最长已跨越11年。
    对年产60万吨硫磺制酸的范围来讲,接纳高温废热收受接管手艺收受接管接收酸中的高温位废热发生高压蒸汽,已到达了国际上的经济范围的装配才能。接纳高温废热收受接管,可减产高压蒸汽37.5t/h,并响应削减了干吸局部所需轮回冷却水的70%摆布,从而响应削减轮回水站的投资、运转用度及占地范围。
我国接收酸中的高温位热量的收受接管操纵也已起步,用于加热汽锅给水、采暖和加热产业用水和糊口用水。若是不接纳入口的高温废热收受接管手艺,可接纳第一接收塔下塔酸的热量加热进除氧器的脱盐水。

● 干吸流程的挑选

硫磺制酸与矿制酸和冶炼气差别,枯燥的是氛围而不是含二氧化硫气体,不存在二氧化硫在枯燥酸中消融在接收酸中解吸的环境,是以能够干吸酸同槽、用98%酸枯燥。
    硫磺制酸用98%酸枯燥比用93%酸枯燥有很多长处:98%酸的水蒸汽分抬高,枯燥速度快;98%酸枯燥不需串酸,配管及节制简略;98%酸枯燥能够进步枯燥塔进塔酸温,削减轮回水用量,进步蒸汽产量;98%酸的侵蚀性比93%酸小很多。
    干吸工序阳极掩护不锈钢浓硫酸冷却器、管道节制阐发,阳极掩护手艺是60年月成立起来的新兴资料掩护手艺,UW500在与南漳龙蟒磷化工出产线中实例。
    当某种金属浸入电解质溶液时,金属外表与溶液之间就会成立起一个电位,侵蚀电化学中把这个电位称为天然侵蚀电位。差别的金属在必然的溶液中的电位是不一样的,而统一种金属因为其各部位间存在着电化学不均一性而形成差别部位间发生必然的电位差值,恰是这类电位差值致使了金属在电解质溶液中的电化学侵蚀。

 

干吸工段


四、节制工程

    UW500集散节制体系在硫磺制酸已获得普遍的操纵。在与国际最大的磷化工出产厂家龙蟒团体协作多条硫磺制酸出产线,并且获得很好的口碑,优异的两重化冗余设想,使节制体系加倍不变靠得住。




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