DOC《硫酸厂工艺系统升级改造实践》

000 ℃左右.典型炉气成分(%):N2 78.

9、O2 10.

9、SO2 10.

0、SO3 0.2.焚硫炉出口的高温烟气在余热锅炉内进行热量的回收,烟气温度随之降低到~420 ℃,直接送转化工段. 主要设备为焚硫炉,规格为Φ内3.5 m*12.6 m. 收稿日期:2019-02-28 基金项目:科技部创新方法工作专项(2017IM060200) 作者简介:梁东东(1988-),男,山东泰安人,硕士,工程师. 1.3 转化工段 焚硫工段产出的SO2必须转化成SO3后才能与水结合生成硫酸.硫酸生产中,二氧化硫向三氧化硫的转化是可逆的,须在带触媒的转化器中进行,反应为放热反应,反应后体积缩小. 一次转化:来自焚硫工段的高温烟气(~420 ℃)依次经过转化器一段、二段和三段转化后SO2转化率~96%,并分别通过一段高温过热器、二段换热器、三段换热器、三段省煤器后温度降至~180 ℃,送干吸工段. 二次转化:一吸塔出口低温烟气(~60 ℃)分别通过三段换热器、二段换热器升温后进入转化四段进行转化反应,转化后SO2总转化率达到99.8%以上,并经四段低温过热器/省煤器处理后,烟气温度降到~160 ℃,送干吸工段. 转化工段为 3+1 两次转化、 III、II 换热工艺. 主要设备:转化器(Φ内6.8/1.2 m*18 m)、二段换热器(F=566 m2)、三段换热器(F=854 m2). 1.4 干吸工段 干吸工段一方面负责干燥焚烧炉助燃空气,保证入炉烟气中水分尽可能少;

另一方便负责吸收转化工段送来的SO3烟气,制备成品硫酸. 干燥过程:空气采用离心风机加压以克服系统阻力,空气加压后进入干燥塔,干燥塔采用~98%浓硫酸进行喷淋.空气中水分在与喷淋硫酸逆流接触过程中被吸收,出塔气体中的水分≤0.1 g/m3(标态,下同),送往焚硫炉助燃硫磺焚烧. 吸收过程:转化工段一次转化和二次转化后的烟气分别进入第一吸收塔和第二吸收塔.吸收塔内采用~98%硫酸作为吸收酸.转化后烟气在塔内与浓硫酸接触过程中,SO3由气相转入液相,产出硫酸.一吸塔出口~60 ℃烟气送往转化工段进行二次转化.二吸塔出口~60 ℃烟气送往烟囱排放,特殊情况则经过尾气处理后再排放. 干燥塔和吸收塔生产过程中产生的热量,经换热器通过冷却水移除. 干吸工段采用三塔双槽工艺,干燥塔和二吸塔交叉回酸.主要设备风机、干燥塔、吸收塔及换热器等设备规格为:风机(Q=1

100 m3/min,P=38 kPa)、干燥塔(Φ内3.6 m*14.25 m)、一吸塔(Φ内3.6 m*16.08 m)、二吸塔(Φ内3.6 m*13.43 m)、干燥酸冷却器(F=200 m2)、一吸酸冷却器(F=120 m2).

2 焙烧烟气特点 相比于硫磺制酸,硫化铜精矿焙烧后产生的烟气有以下特点:1)成分复杂[2],焙烧过程中,固体颗粒(矿粉)、气态杂质(如HF、As2O3等)均进入烟气;

2)温度低,通过旋风分离器和电除尘器处理焙烧炉出口的烟气后,大部分烟灰被回收,烟气温度~300 ℃;

3)水含量高,矿石中的结合水和游离水均随焙烧过程进入烟气,造成烟气含水量高.若焙烧炉采用浆式给料,烟气含水量更高. 因此,不能直接利用现有硫磺制酸装置处理焙烧烟气,必须对现有工艺流程进行必要改造,才能适应焙烧烟气特点.

3 改造技术方案 基于焙烧烟气的特点提出以下改造方案:1)新建烟气净化系统对焙烧烟气进行湿法净化处理;

2)对干吸系统进行核算,充分利用干吸主体工艺、设备;

3)对转化流程进行改造,以适应焙烧烟气制酸特点. 3.1 净化工段 稀酸洗涤、绝热蒸发工艺是烟气制酸常用工艺流程[3].本次净化系统设置两级洗涤和两级除雾的净化流程,生产外排稀酸送浸出车间,工艺流程如图1所示. 1-高效洗涤器;