50吨-天硫磺制酸技术方案与报价

150t/d硫磺制酸技术方案及报价1.前言国际上硫酸生产主要以硫磺为原料。上个世纪九十年代，由于国际硫磺市场持续低迷、国内冶炼技术的不断发展，我国硫酸生产的原料结构发生了深刻变化，硫磺制酸与冶炼烟气制酸得到了飞速发展，改变了过去依赖硫铁矿的单一格局。与硫铁矿制酸相比，硫磺制酸具有运行成本低、环境污染小、操作稳定等特点。在同等规模、污染物达到国家排放标准的情况下，硫磺制酸的装置投资仅为硫铁矿制酸装置投资的一半，具有占地面积小、投资省、建设速度快的优点，除了副产大量的中、低压蒸汽外，没有其他副产品，几乎没有废渣废液排放，有利于企业的发展。目前世界硫酸生产技术基本上都采用接触法工艺，硫酸工业的技术和装备水平已处在较高的水准上。中国自改革开放以来，随着大型硫酸装置的技术引进以及“八五”国家重大技术装备的科研攻关，使中国的硫酸工业技术水平都有了较大的发展，大型硫酸的国产化水平不断提高，技术水平已达到国际先进水平，局部处于国际领先水平。2.产品方案及生产规模2.1硫酸装置的产品为98%工业硫酸。2.2产品的品种、规格及质量指标本项目的产品为98%工业硫酸，利用余热产次中压饱和蒸汽（2.5MPa，225℃），经减压后的低压蒸汽供熔硫、液硫保温。主产品：98%工业硫酸，年产量1.54万吨。副产品：次中压饱和蒸汽（2.5MPa，225℃）2.7t/h，即21600t/a。298%工业硫酸，质量符合中华人民共和国国家“工业硫酸标准(GB/T534-2002)”中一级品的要求，具体如下：项目指标H2SO498%灰分0.03%As0.005%Fe0.01%透明度50mm色度2.0mlHg0.01%Pb0.02%产品规格：合乎GB3637-83标准。3.工艺流程说明3.1硫磺制酸3.1.1原料及熔硫工段原料硫磺由火车运到厂区，并倒运至原料库贮存。固体硫磺与一定比例的固体CaO由胶带输送机送入熔硫槽内用蒸汽间接加热熔融并中和，熔化后的液体硫磺进入澄清槽中进行沉降分离，澄清的液硫在蒸汽的保温下，用硫磺泵送入焚硫炉。3.1.2焚硫转化工段液硫由精硫泵加压后经喷枪机械雾化而喷入焚硫炉，硫磺燃烧所需的空气,由空气鼓风机加压后送入干燥塔，塔内用93%的硫酸干燥，使出塔空气中的水分≤0.1g/Nm3。干燥空气在焚硫炉内与液硫一起燃烧，出焚硫炉的是含39.0%~9.5%SO2的高温炉气，约1000℃的SO2炉气经余热锅炉产生2.5MPa蒸汽，炉气温度降至450℃左右进入炉气过滤器，然后以420℃~430℃进入转化器一段进行转化；转化器一段出口570℃~590℃的高温炉气进入第二废热锅炉，降低温度至460℃~480℃进入转化器二段进行转化；转化后的炉气进入热热换热器间接换热，温度降至440℃~445℃进入转化器三段继续转化。从转化器三段出来的455℃~465℃、一次转化率达92%~94%的SO3炉气，经冷热换热器，降温至220℃后去一吸塔进行SO3吸收。在第一吸收塔中，气体中的SO3被98%硫酸吸收，再经过塔顶的丝网除雾器除去其中的酸雾后，依次通过冷热换热器、热热换热器分别与转化器五段和二段出口的炉气进行逆流换热，气体被加热至430℃后进入转化器第四段催化剂床层进行第二次转化。出第四段床层的气体用干燥空气冷却到425℃进入转化器第五段进行反应，出第五段床层的二次转化的气体经冷热换热器温度降至165℃后进入第二吸收塔，在第二吸收塔中，气体中的SO3被98%硫酸吸收后，经过塔顶的除沫器除去其中的酸雾，出二吸塔的尾气由尾气烟囱放空。经过两次转化后，SO2转化率不小于99.5％，尾气中SO2排放浓度小于960mg/m3。为了调节各段催化剂层气体进口温度，设置了必要的副线和阀门。转化系统开车升温采用电加热器。焚硫炉、锅炉采用柴油点火升温、烘炉、煮锅，转化采用电炉升温。经处理的软化水用高压水泵送入余热热锅炉，产生2.45MPa的饱和蒸汽经减压送到原料工段供熔硫、保温及液体SO2生产使用。3.1.3干吸工段空气鼓风机设在干燥塔上游，干燥酸循环系统采用三塔三槽，干吸塔均为填料塔。湿空气由空气鼓风机升压后送入干燥塔，塔内用93%的硫酸吸收其水4分，经丝网除雾器除去酸雾，再进入焚硫炉与硫磺进行燃烧。经干燥后的空气含水量≤0.1g/Nm3以下。干燥塔内喷淋93%的硫酸，吸收空气中的水分后自塔底排至干燥塔酸循环槽，以一吸塔循环系统串入的98%硫酸维持其浓度，以循环酸泵送入干燥塔酸冷却器冷却降温后入干燥塔喷淋。增多的93~94%硫酸串入一吸塔酸循环槽。来自转化工段的一次转化气进入一吸塔，在一吸塔内喷淋98%硫酸,吸收SO3浓度升高后的硫酸流入一吸塔酸循环槽。配入干燥塔酸循环系统串来的93%硫酸，并加水维持其浓度，经循环酸泵送入一吸塔酸冷却器冷却降温后入一吸塔喷淋。增多的98%硫酸一部分串至干燥塔酸循环槽，一部分作为成品酸送成品酸贮槽贮存。来自转化工段的第二次转化气进入第二吸收塔，在第二吸收塔内喷淋98%硫酸，吸收SO3浓度升高后的硫酸流入二吸塔酸循环槽，加入清水调节其浓度，经循环酸泵送入二吸塔酸冷却器，冷却降温后入二吸塔喷淋。增多的98%硫酸串入一吸塔酸循环槽。干燥塔、第一吸收塔、第二吸收塔均采用塔——槽——泵——酸冷器——塔的循环流程。换热器采用阳板式酸冷却器。冷却水循环使用、适当排污并补充一定的新鲜水。3.23kt/a柠檬酸钠法液体二氧化硫`3.2.1设计条件利用从硫磺制酸的第一余热锅炉出来的二氧化硫气体生产，温度约430℃，二氧化硫浓度约10%,气体流量1500Nm3/h。3.2.2工艺流程介绍5本工程中液体二氧化硫的生产采用柠檬酸钠法，吸收介质为柠檬酸钠溶液，此介质无毒，不产生废渣，因而可以大大改善操作条件和环境卫生，由于吸收剂可以循环利用，有利于降低二氧化硫的液体生产成本，此外该方法生产流程短，设备简单，易于上马。(1)吸收工序二氧化硫在水中的溶解度中等，由于二氧化硫溶解在水中形成亚硫酸，电离出H+离子，限制了二氧化硫的继续溶解。而柠檬酸钠缓冲溶液可以控制PH值的变化，增加二氧化硫的溶解度，从而使吸收塔中的吸收效率大大提高，提高了二氧化硫的利用率，降低生产成本，减少尾气的环境污染。从余热锅炉出来的二氧化硫气体生产，温度约430℃，二氧化硫浓度约10%,气体流量1500Nm3/h，经冷却、除雾后，进入SO2吸收塔,利用柠檬酸钠溶液吸收，二氧化硫吸收率达97.5%,吸收后的尾气除雾后放空或回硫磺制酸干燥塔进口,吸收后的含二氧化硫的富液去解吸工序。(2)解吸工序含二氧化硫的富液从解吸塔上部喷淋下来，由于蒸汽的加热作用，富液中的二氧化硫被解吸出来，形成贫液，贫液经换热器降温后去吸收工序。解吸塔塔顶出来的含有水汽的高浓度二氧化硫气体经降温、除水、冷却、除沫和干燥后去压缩工序，此过程的干燥需用浓硫酸一级干燥和硅胶二级干燥，确保二氧化硫气体中水分小于0.2%。(3)压缩工序经硅胶干燥后的二氧化硫气体经压缩机压缩、除油和冷却后进入成品罐，然后再由成品罐送往其他车间使用。中温炉气的显热、干燥塔内吸收水分产生的稀释和压缩机的压缩热均用循环6水冷却，生产中柠檬酸钠不断消耗，需要向贫液循环槽中不断补入柠檬酸和碳酸钠。4.工艺流程特点a.采用快速熔硫槽，熔硫速度快，热效率高，维护方便。b.采用卧式焚硫炉、机械雾化喷嘴，结构简单，热容强度高，投资省。c.采用高强度填料塔、管式分酸，具有分酸均匀，阻力低，操作弹性大的特点。d.浓酸采用板式换热器，传热系数高、换热面积小、阻力低、投资省、操作环境好。e.采用“3+2”五段转化、两转两吸工艺，使用国产优质催化剂，转化器进口气体SO2浓度9.0~10.0%时，转化率可达到99.7%，尾气SO2含量不大于960mg/m3，确保达到国家排放标准。f.焚硫炉出口采用卧式火管锅炉，结构简单、安全可靠。转化采用二台低压锅炉,系统的热量得到充分利用。g.仪表设置简单实用符合硫磺制酸生产特点。h.冷却水循环使用，节约了水资源。i.转化工段一、四段设置升温电炉，可以缩短开车时间，保护催化剂。5.技术经济指标生产规模60t/d(100%H2SO4)运行时间8000h/a产品规格硫酸（H2SO498%）15720吨/年液体SO23000吨/年7外供蒸汽0.6~0.8MPa饱和蒸汽21600吨/年硫磺消耗332.6kg/t酸电耗67kw·h/t酸水耗工艺用水2.5t/t酸软水消耗1.3t/t酸催化剂消耗≤0.12kg/t酸SO2总转化率≥99.7%SO3总吸收率≥99.95%用柠檬酸钠法生产1吨液体SO2的消耗为：硫磺513kg电150kw.hNaCO320kg水5t蒸汽3t6.自控技术方案6.1本硫磺制酸装置自控仪表控制设计为一个总控室，设有KG型仪表柜五台。仪表盘上配置若干台显示仪、记录仪、调节仪，将把熔硫工段、焚硫工段、转化工段、干吸工段生产过程中所产生的温度、压力、浓度全部显示和记录，且将显示和存储硫酸浓度，SO2气体浓度，将显示硫酸槽硫酸的液位及液位上下限液位报警。锅炉的压力显示和记录、液位显示和自调，以及供给锅炉水的流量及记录，将转化电炉的控制操作及电流监视配置在总控室内，以便随时根据转化器的要求升温和停止。另外，在熔硫工段，液硫温度采用现场指示，以便现场工作人员的随时调8整。转化工段的压力显示，用单管压力计集中在控制室内显示。转化工段各转化段进出口均引出气体取样管至地面1.0米的地方，以便随时取样，分析转化状态。在干吸工段平台上配置一台压力表盘，将干吸工段的气体压力集中显示，以便随时监测干吸工段各设备的阻力，利于系统操作。6.2液体SO2装置自控仪表控制也设计为一个总控室，设有KG型仪表柜。仪表盘上配置若干台显示仪、记录仪、调节仪，将把吸收工段、解吸工段、压缩工段生产过程中所产生的温度、压力、浓度全部显示和记录。7环境保护7.1.建设项目的主要污染源及污染物7.1.1主要污染源、污染物排放点硫磺制酸工艺流程本工程制酸工艺采用固体硫磺焚烧，两转两吸（“3+2”）工艺技术生产硫酸。固体硫磺经皮带输送机送入熔硫槽，液硫进入液硫澄清槽精制后入精硫槽，液体硫磺由硫磺泵送入焚硫炉燃烧，燃烧后的SO2气体进入废热锅炉回收热能后气体温度降低到430℃，进入气体过热器过滤，过滤后的气体进入转化器，使SO2转化为SO3，SO3气体再经换热器降温后，进入第一吸收塔和第二吸收塔用浓硫酸二次吸收生产出成品酸，吸收后的尾气由高烟囱排放。以下为硫磺制酸方快流程及排污点示意图。固体硫磺熔硫槽液硫澄清槽硫磺泵焚硫炉噪声空气硫磺渣鼓风机干燥塔尾气空气回收热量9吸收酸吸收酸废热锅炉一次转化一次吸收二次转化二次吸收成品酸7.1.2主要污染源及排放点主要污染源为干吸工段第二吸收塔排放的SO2尾气和焚硫炉的空气鼓风机噪声。7.2主要污染物类型、排放量、所含有毒有害物质的成分和排放浓度废气：主要来源于干吸工段第二吸收塔排放的含SO2尾气，气量为5318Nm3/h，含SO2：≤960mg/Nm3、酸雾：40mg/Nm3。废渣：本装置产生的废渣主要来源于熔硫工段液硫过滤器的熔硫渣，渣量25t/a，含S≥50%。废水：本装置正常情况下无工艺废水排放，只有在检修或打扫时有少量地坪冲洗水排放，最大5m3/h，含H2SO4≤1%。噪声：主要为焚硫转化工段空气鼓风机噪声，约105分贝。排放方式和去向硫酸装置两转两吸后的含SO2尾气经30米高尾气烟囱排放；地坪设备冲洗水送厂污水处理站处理；噪音经消音器排至大气。10“三废”排放及治理措施一览表污染物名称污染物来源污染物排放量主要成分及浓度治理措施二氧化硫尾气硫酸装置第二吸收塔5318Nm3/h温度：60℃SO2:960mg/Nm3酸雾:40mg/Nm3经30米高烟囱排放废渣废渣澄清槽25t/a含S≥50%出售废水地坪及设备冲洗水正常：2m3/h最大：4m3/h含H2SO4：≤0.5%送全厂污水处理站处理后排放噪音空气鼓风机110dB(A)加消音器≤90dB(A)7.3控制污染物的治理措施三废治理最基本的原则首先是尽可能采用先进的生产工艺和设备，最大限度地提高