WSA—Ⅱ湿接触法硫酸生产工艺

本文由liangkh2008贡献pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。维普资讯叶树桓ｗＳＡ一Ⅱ湿接触法硫酸生产工艺２?３圃ＷＳＡ一１湿接触法硫酸生产工艺Ｉ１（焦火设究ｌ２丁臼ｆ鞍化材计院１）山耐料研４００／ｆ／叶树桓摘要简单介绍了德国ｒ￣］ｕ∞厂以硫化氢为原料采用ＷＳｓ１９ｔｌａＡ—ＩＩ湿接触法生产９．％浓硫酸的工８５艺。该工艺流程短，转化率高，ｓ回收蒸汽量多．能耗低，操作费用少。关键词—湿接触法硫酸生产一—，炉气脱硫制取硫酸。含Ｈ２ｓ的酸性气体，经燃烧及废热锅炉换热后在４０４０℃高温下直接进０－５用Ｈ２Ｓ气体为原料生产硫酸通常采用“接湿触法”。湿接触法硫酸生产工艺国外已开发数种，丹麦托普索公司的ＷＳＡ—ｌ法即为其中的一种。Ｉ人转化器，转化后的Ｓ在高温下冷凝形成浓硫酸。现将了解到的技术情况简介如下。笔者曾于１９９３年９月去德国Ｆｒｔｎａｓｎ厂进ａｓｈｕｅｅ行参观访问，厂采用ＷＳ该Ａ—ｌ法配合焦化厂焦Ｉ２工艺流程工艺流程见图１。图１ＦｉｔｎａｓｎＷＳ￣ｓｅｈｔｅ厂ｒｄＡ—Ｉ焦炉气制酸工艺流程Ｉ１药渡槽２给水脱气器３燃烧炉４废热锅炉５汽包６排污水玲却器７转化器８内部冷却器．．．．．．．．９硫酸玲凝器ｌ．盐冷却器１．．０熔１气体玲却器ｌ．盐槽ｌ．２焙３软水槽１．４硫酸冷却器ｌ．酸中间槽５硫ｌ．６产品贮槽１．囱ｌ．７烟８空气压缩机ｌ．９空气压缩机２．０锅炉给水泵２．盐泵２．１熔２循环硫酸泵２．品硫酸泵３产２．涟泵４药从脱硫装置送来的含Ｆ２Ｉｓ的酸性气体先进人燃烧炉，燃烧后产生的高温ｓ２气体经废热锅ｏ炉降温至４Ｏ～４０℃后直接进入转化器转化Ｏ５器分上下两段，有柱形钒催化剂，装上下两段之间设有内部冷却器，化后的ｓ气体再经气体冷转却器冷却。内部冷却器和气体冷却器均使用同一种熔盐进行冷却，温后的熔盐送至熔盐冷却器，升用锅炉给水降温并产生蒸汽，产生的蒸汽也进人＼ｌ；；维普资讯２?４硫酸工业１９９８年第２期废热锅炉汽包，与废热锅炉产生的蒸汽并网。经气体冷却器后的ｓｏ３气体进入硫酸冷凝器，在硫酸冷凝器内，ｏ气体被进一步冷却并继ｓ３续发生水化作用形成硫酸蒸气，时硫酸蒸气被同冷凝生成９．％的浓硫酸而不产生酸雾。冷凝８５器为管壳式降膜冷凝器，程为玻璃管，ｏ气体管ｓ３自下而上流动，冷凝后的浓硫酸自上而下流出，壳程用空气进行冷却。所需空气由鼓风机供给，冷凝器顶部排出的尾气与一部分循环冷却用空气混合后直接经烟囱排放。由硫酸冷凝器底部流出的９．％的浓硫酸８５４主要技术要点４．１既要保证浓硫酸的浓度，要保证排放尾又气中ｓｏ３的含量在ｌａ／８ｎｍ３以下，ｇ是湿接触法生产浓硫酸需要解决的首要问题。ａ湿接触法生产浓硫酸的关键在于热冷．凝，就是控制硫酸冷凝器出口尾气温度在１０也０℃或稍高，用冷却空气量来控制。温度过高硫可酸冷凝不下来，气中ｓ３必然超标，低于１０排ｏ如０℃则大量水分被冷凝下来，品硫酸的浓度得不成到保证。一孽进入硫酸中间槽，后经硫酸冷却器冷却后至硫然酸贮槽。在冬季可向硫酸中间槽补加软水，硫使ｂ在ｓ３气体进入硫酸冷凝器之前有一．ｏ个小型晶核控制装置（图２，用甲基硅油燃见）利烧产生的细小Ｓ作晶核与ｓ３一起进入硫酸ｉｏ酸浓度降至９．％，４５以降低硫酸的凝结温度。冷凝器，助于硫酸冷凝成液滴，逐步增大，有并而３主要操作参数主要操作参数见表ｌ。不形成硫酸雾。ＬＧＰ表ｌＷＳＡ—Ｉ系统主要操作参数Ｉ参数数值燃烧炉出口ｓ２ｏ气体温度／℃废热锅炉出口Ｓ２体温度／Ｏ气℃废热锅炉产生水蒸汽压力／ａＭＰ转化器上段出口Ｓ３Ｏ气体温度／℃转化器下段入口Ｓ３Ｏ气体温度／℃转化器下段出口Ｓ３Ｏ气体温度／℃气体冷却器出口Ｓ３Ｏ气体温度／℃硫酸冷凝器下部出口硫酸温度／℃硫酸冷凝器上部出口尾气温度／℃硫酸中间槽浓硫酸温度／℃硫酸冷却器后成品浓硫酸温度ＡＣ硫酸冷凝器入口空气温度／℃硫酸冷凝器出口空气温度／℃烟囱入口尾气温度／℃熔盐槽熔盐温度／℃转化器内部冷却器出口熔盐温度／℃Ｓ３Ｏ冷却器出口熔盐温度／℃Ｓ２化率Ｏ转上段转化率％总转化率％产品浓硫酸质量指标浓度一般季节％冬季％灼烧残渣％铁台量＼、硅图２加晶核装置１硫酸冷凝器．２晶棱控制装置．甲基硅油的结构式为：Ｈ３ＣＣ３【Ｈ．ＨＨＣ３Ｊ３ｃ＿＿一０｝ＨＯ０ｃｆ１ａ｝Ｉ燃烧时生成￥Ｏｚ１。硅油的消耗量很少，约大为２ｇ１硫酸。燃烧硅油用的燃料气体为液化／０ｔ石油气（Ｇ，ｕ））其压力约为００ａ．５ＳＰ。４２为了保证硫酸冷凝器人口ｓ气体温度维．ｏ３持在３０，０℃不使硫酸在冷凝器前冷凝下来而腐蚀管道，在进入冷凝器前有ｌ左右管道要采用ｍ电加热保温。４．为了保证硫酸冷凝器管程的ｓ３气体不漏３ｏ至壳程而腐蚀设备，须保证壳程冷却空气出口必％＾捧放尾气成份／ａｍｎｇ?≤１８≤００５．１压力（）于管程ｓ３气体人口压力（）参见Ｐ１大ｏＰ２（图１，）否则将报警并联锁停车。Ｎｘ％０维普资讯叶树桓ＷＳＡ—ｌ湿接触法硫酸生产工艺Ｉ４．转化器内部冷却器与气体冷却器所用冷却４介质熔盐为ＫＮＯ３ＫＮ和ＮａＯ、Ｏ２Ｎ３的混合熔融５４硫酸冷凝器．这是湿接触法生产硫酸的最关键设备，管为壳式降膜冷凝器，ｏ气体走管程，ｓ３自下而上，冷凝后的浓硫酸白上而下流出。壳体材质为Ｓｒ７３，物，开工与停工时均要加热，一种类似“用热得快”的工具插入临时加热。为避免腐蚀，内不设固槽定加热器。接近中国牌号１，０管件为石英玻璃管，长约７管ｍ，管子上口稍粗（见图４，口管内装咖参）粗５主要设备结构５１燃烧炉．燃烧炉分烧嘴部分与燃烧炉部分。烧嘴部分有酸性气体入口、煤气入口、点火烧嘴、主烧嘴、火（四氟乙烯）网捕沫层，丝网捕沫层往下有聚丝从一根ＰＦＴＥ线绳，作为液体硫酸往下流的导向线玻璃管与碳钢管板及碳钢折流板的固定用ＰＥＴＦ衬套（见图５。参）纵８焰检测器、次空气入口、一二次空气入口等。燃烧炉外壳材质为ＨＩ，Ｉ接近中国牌号２。０ｇｒ＿．．＿１５２废热锅炉．废热锅炉为卧式管壳式，为大管，中心四周为小管，大小管内均走热气体，水走管外，过调节大小通管内的气量比，控制出口气体温度在４０５１￣４０℃。３废热锅炉与燃烧炉连成一个整体，只有一点固定，其余均自由膨胀。图４冷凝器内玻璃管详细结构薮璃瞥ｌ碳铜管扳５３转化器．转化器（图３有上、两段催化剂层，见）下顶部气体入口处有筛网状气体分布器，两层催化剂层之问有内部冷却器，冷却器为盘管式，管内走冷却用熔盐。气体人口＼ｒＲＩ囱／ＰＥ村／Ｔ内Ｆ＼婴茎室图５冷凝暮１玻璃管与钢板的固定方式内Ｉ６主要技术经济指标比较现以年产硫酸１０规模装置为例，４００ｔ同样采用含ＨＳ酸性气体为原料，２将用湿接触法与于接触法生产９．％浓硫酸的主要技术经济指标８５进行比较，结果列于表２。表２技术经济比较图３转化器示意１气体分布器．２催化剂层３．内部冷却器转化器材质为１３ＨＩ，近中国牌号ｌ５Ｍｏ／Ｉ接６Ｍｏ２ｇ内部冷却器材质为Ｓ３８接近中国牌／０，ｒ５．，号２。０’ｊ（下转第４Ｏ页）维普资讯４?０硫酸工业崩８＿【１９９８年第２期Ｚ＝当矿渣（）口温度为３０℃．灰进５要求排渣温度为８时，０℃如果增湿冷却器加入的水量为矿渣（量的ｌ５从图中查得：应所进入的干灰）４．％，相（５１）空气量为矿渣（）的１．％，时出渣含水率灰量２７此为８１％。这套数据与国外某工程公司为国内．７某工程项目提供的设计数据基本吻合。设增湿冷却滚筒设计能力为处理２／（Ｏｔｈ干４１６ｔ一８．（２ｌ）８７ｏｒ１一ｙｆ８５（０ｌ２）４１ｔ５．广２Ｉ２．一血一．０１×．６】（９）—８Ｏ８２根据胶带输送机的实际需要，湿冷却后渣温常增控制在８０℃左右。图ｌ即表示了２Ｏ℃时矿＝８渣增湿冷却的加水量与空气量对应于矿渣进口温度、矿渣出口湿含量之间的关系，中实线是进增图湿冷却器矿渣（）温线．灰等虚线表示排出矿渣（）灰的等含水率线。基）的矿渣（，灰）则由式（）７得每１０ｌ干渣的蒸０ｇ【发水量Ｚ＝．０【，ｖ５６ｌ蒸发水量为：ｇＷ＝２００００×＝ｌ１０ｋ／２ｇｈ取容积汽化强度Ｌ＝５ｇ（１ｈ，０ｌ／ｎ?）需要增湿冷【３却滚筒的内部容积：ｖ＝＝２．２４ｍ３选用设备规格为２５０ｒ×６００ｒ的０ｍｒ０ｍｒ增湿冷却滚筒，实际内部容积是２．５１则９４３ｎ。●＊最以ｍ：０５＾：ｌＦ：．、、＿０：４０４４、７”．詈×．２５＝３５Ｄ＝２５００、＝１０人式（２，．、．、．２０代３１）计算得滚筒的填充系数：＝０１９或１．％）．４（４９滚筒内的矿渣量：空气量ｙｋｇ干空气／ｏｋｌｏｇ干渣ｑ＝０１９９．５×ｌ０＝５１ｇ．４ｘ２４０４ｋ３７则矿渣（）滚筒内的平均停留时间：灰在ｆ＝６０×＝１１ｉ＞１７．ｍｎ３ｍｉｎ目ｌ矿渣（）湿冷却时加水量与友增空气量的关系（矿渣出口温度８０℃）——进口矿渣的等湿线出口矿渣的等湿古量线…由计算结果可见．选用的矿渣增湿冷却滚所筒是合适的．有一定的富裕能力。且从图中可见，当矿渣（）灰增湿冷却前、的温后度既定时，与某一矿渣出口湿含量相应的加水量及空气量有一定的匹配关系，问空气量增加比其之水量减少对排渣含水率减少的影响更为敏感，可见利用控制进入增湿冷却器的空气量更容易调节渣出口的湿含量。…………………………………………………………参考文献１汤桂华等．铜官山化肥厂硫精砂干燥机铡定总结．化工技木资料（硫酸专业分册）１６，７：，３（）１９［穑日１７１一收期９—２９……………………（上接第２５页）７结论用ＷＳＡ一Ⅱ湿接触法生产浓硫酸工艺流程排．虽未经尾气除害，由于尾气中舍有大量水汽但及掺人大量空气，气可符合环保要求，排是当今世界上工艺先进、技术成熟的一种新工艺，值得我国硫酸界进一步研究开发。【收穑日期１９一ｏ—２］９７７４短．基建费用低，转化率高．装置回收蒸汽量多．耗低，作费用低；有废酸和其他废液能操没1