硫酸設備

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湖北非穩態鉬冶煉硫酸設備項目

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湖北非穩態鉬冶煉硫酸設備項目

  • 所屬分類:湖北硫酸設備

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  • 發布日期:2018/06/07
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河北豐寧非穩態鉬冶煉硫酸設備項目


非穩態鉬冶煉硫酸設備項目

硫酸設備介紹

硫酸設備主要用途 

化學工業上是制造化學肥料、無機鹽、合成纖維、染料、醫藥和食品工業的原料;  7.2石油化工行業用于精制石油產品;  7.3國防工業上用于制造炸藥、毒物、發煙劑等; 7.4冶煉工業上用于冶煉煙氣酸洗; 7.5在紡織行業用于印染和漂白等。

硫酸設備工段流程及其控制特點 

采用的主要工段流程為:氧化焙燒、酸洗凈化、―3+1‖兩次轉化、96%酸干燥、98%酸中溫兩次吸收、廢熱回收等工段,并采用DCS系統進行自動控制。主要特點如下:   (1) 采用氧化焙燒技術,提高硫的燒出率。  (2) 采用酸洗凈化,以減少稀酸產出。   (3) 采用―3+1‖四段轉化,使SO2總轉化率大于99.7%,保證尾氣中的SO2達標排放。   (4) 采用96%酸干燥爐氣,98%酸吸收SO3。   (5) 采用中溫吸收,以抑制霧粒的形成并增大霧粒粒徑以便除霧。

(6) 沸騰爐出口設置廢熱鍋爐,回收廢熱產中壓過熱蒸汽用于發電。 

1  硫酸設備原料  硫酸生產的原料主要有硫鐵礦、硫磺、含SO2的冶煉煙氣、天然石膏以及磷石膏等。  硫鐵礦以及有色金屬伴生副產的硫精砂是我國的主要硫資源,國內硫酸生產原來一直以硫鐵礦為主。

2  硫酸設備焙燒工段  含硫48%、含水10%的硫鐵礦由焙燒爐的加料斗,通過皮帶給料機連續均勻地送至沸騰爐,采用氧表控制沸騰爐出口氧含量,根據其氧含量對沸騰爐的加礦量進行調節。  沸騰爐出口爐氣SO2濃度~13%,溫度約950℃。該爐氣經廢熱鍋爐后,溫度降至~340℃,廢熱鍋爐產生的中壓過熱蒸汽,供凝汽式汽輪發電機組發電。從廢熱鍋爐出來的爐氣進旋風除塵器、電除塵器進一步除塵,出電除塵器的爐氣溫度~320℃,含塵量<0.2g/Nm3,然后進入硫酸設備凈化工段。  焙燒工序的主要流程為:―沸騰焙燒爐-廢熱鍋爐-旋風除塵器-電除塵器‖流程。 

3  硫酸設備制酸工藝  由電除塵器來的爐氣,溫度約320℃,進入動力波,用濃度約15%的稀硫酸除去一部分礦塵,降溫后進入氣液分離塔,然后進入冷卻塔,進一步除去礦塵、砷、氟等有害物質。氣體溫度降至42℃以下,再硫鐵經一級、二級電除霧器除去酸霧,出口氣體中酸霧含量<0.005g/Nm3。經凈化后的氣體進入硫酸設備干吸工段,在干燥塔前設有安全水封。  分離塔為塔、槽一體結構,采用絕熱蒸發,循環酸系統不設冷卻器,熱量由后面的冷卻塔稀酸冷卻器帶走。分離塔淋灑酸出塔后,經斜管沉降器沉降,清液回增濕塔塔底的循環槽,進入動力波循環系統循環使用,一部分循環液通過分離塔循環泵打入脫氣塔,經脫吸后的清液通過脫氣塔循環泵全部送入硫酸設備干吸工段作為工藝補充水。斜管沉降器沉降下來的污泥,排入酸溝,可用石灰中和處理后采用料漿泵送至硫酸設備焙燒工段增濕滾筒與熱礦渣混合。  冷卻塔也為塔、槽一體結構,淋灑酸從冷卻塔塔底循環槽流出,通過冷卻塔循環泵打入冷卻塔循環使用。增多的循環酸串入增濕塔循環系統,整個凈化系統熱量由稀酸冷卻器帶走。 

在生產中,考慮到因突然停電造成高溫爐氣影響凈化設備,本項目設計中在動力波上方設置了緊急事故用水閥,通過分離塔出口氣溫與動力波緊急事故用水閥聯鎖來保護下游設備和管道。  煙氣凈化采用稀酸洗滌絕熱蒸發冷卻,部分排放工藝,采用一級動力波洗滌,其煙氣凈化流程為:焙燒工序出口煙氣—一級動力波洗滌器—填料冷卻塔—一級電除霧器—二級電除霧器。凈化系統熱量由填料冷卻塔循環酸泵出口設置的稀酸板式冷卻器移走;為防止煙塵在洗滌循環酸中的富集,而影響煙氣冷卻凈化效果,在一級動力波循環酸泵出口抽出部分循環酸進入斜板管沉降器,進行固液分離,上清液部分通過S02脫吸后送污水處理工序,部分返回一級動力波洗滌器循環使用。     

硫酸設備中動力波煙氣凈化工段的特點: 

(1)采用一級動力波設備可以獲得比空塔設備更高的效率,而且 投資費用較空塔少。    

(2)允許入口煙塵量高:由于該洗滌器對粒子的捕集率與粒度的  關系曲線較其它洗滌器平坦,因此可有效地進行分級洗滌,故可以較低的能量費用獲得較高的效率。    

(3)允許氣量波動范圍大,可在50~100%之間變化,對總的除塵效率不產生影響。    

(4)噴咀采用一個大開孔的噴咀將液體噴入氣體之中,這樣循環  液可在較高的含固量下運行噴咀不會被堵塞(據加拿大英坷冶煉廠介紹循環液中含固濃度達25%),由于循環液固體含量較高,故液體排放量可相應減少,這樣污酸處理裝置的負荷可以減輕。    

(5)開孔噴咀的另一優點是噴出的液體不發生霧化,因此排氣中   就不含細小的液體。因為這種細小的液滴使得氣一液難以分離,故雜質可隨煙氣排出。相應利用開孔噴咀噴液洗滌煙氣的過程酸霧量的生成量較常規煙氣凈化流程少,這對電除霧器的負荷也可減少。     

由上可知這種洗滌原理的獨特之處在于不但充分有效地利用了氣 相能量,而且有效地利用了液相能量來形成接觸界面,從而達到高效捕集細粒,同時達到傳熱傳質的目的。離開填料氣體冷卻塔的氣體依次通過第Ⅰ區和第Ⅱ區管式電除霧器。以除去氣體中的酸霧、塵、砷等雜質。每一臺電除霧器基本上由帶氣體進、出連接管的殼體,帶支承的放電系統和收集管組成。放電系統借助于絕緣子在殼體的上部支承,絕緣子用熱空氣吹掃并放置在金屬殼內以防止意外和偶然的接觸。  

放電極懸掛于框架的上部,借助底框架分隔,底框架由側向緊固的絕緣子固定。 在必要時清洗,所需的清洗液由消防水進行清洗。   廢酸貯槽安裝在地坑里,收集來自凈化工段的廢酸以及在凈化工序的任何溢出酸、泄漏物或沖洗液。并用廢酸輸送泵送回到動力波系統或進行處理或進行回收利用。    

 硫酸設備干吸工段     

自硫酸設備凈化工段來的含SO2爐氣,補充一定量空氣,控制SO2濃度為~8.5%進入干燥塔。氣體經干燥后含水份0.1g/Nm3以下,進入二氧化硫鼓風機。  干燥塔系填料塔,塔頂裝有金屬絲網除霧器。塔內用96%硫酸淋灑,吸水稀釋后自塔底流入干燥塔循環槽,槽內配入由吸收塔酸冷卻器出口串來的98%硫酸,以維持循環酸的濃度。然后經干燥塔循環泵打入干燥塔酸冷卻器冷卻后,進入干燥塔循環使用。增多的96%酸全部通過干燥塔循環泵串入一吸塔。  經一次轉化后的氣體,溫度大約為180℃,進入一吸塔,吸收其中的SO3,經塔頂的纖維除霧器除霧后,返回轉化系統進行二次轉化。經二次轉化的轉化氣,溫度大約為156℃,進入二吸塔,吸收其中的SO3,經塔頂的金屬絲網除霧器除霧后,通過煙囪達標排放。  第一吸收塔和第二吸收塔均為填料塔,第一吸收塔和第二吸收塔共用一個酸循環槽,淋灑酸濃度為98%,吸收SO3后的酸自塔底流入吸收塔循環槽混合,加水調節酸濃至98%,然后經吸收塔循環泵打入吸收塔酸冷卻器冷卻后,進入吸收塔循環使用。增多的98%硫酸,一部分串入干燥塔循環槽,一部分作為成品酸經過成品酸冷卻器冷卻后直接輸入成品酸貯罐。采用低位高效干吸工藝技術,采用一級干燥、二級吸收、循環酸泵后冷卻工藝與雙接觸轉化工藝相對應。     干燥塔采用96%硫酸干燥,單獨設置循環槽,第一吸收塔,第二吸收塔采用98%硫酸吸收,共用一個循環槽,循環槽為臥式槽。     循環酸的冷卻采用316L不銹鋼管殼式陽極保護冷卻器,干燥循環酸冷卻設置一臺,一吸收、二吸收循環酸冷卻設置—臺。    

硫酸設備干吸工段的主要特點:   

(1)低位高效  塔的操作氣速、噴淋密度較國內生產數據提高,而填料高度比國內生產實際低 2-3m,設備配置相應比國內常規低2-3m,塔內分酸點增多,并設置高效捕沫器。    

(2)串酸方式的設計,省去了成品酸脫吸系統,同時減少了尾氣 排放中的S02濃度。      即干燥向一吸串酸為:干燥泵出口的濃酸冷卻器前一→一吸塔入酸管道。串酸量由干燥泵槽液位控制。      吸收向干燥串酸為:吸收泵出口濃酸冷卻器后→干燥泵槽。串酸量由干燥酸濃度控制。     成品酸產出:二吸塔出酸管產酸→中間成品槽→泵→成品酸冷卻器→酸庫。    

(3)采用臥式泵槽與蝶型底干吸塔相配,出塔酸由泵槽封頭底部進入槽內,正常生產時塔底不存酸,事故停車時可相應利用塔底貯存  部分酸,這樣一則相配的泵槽容積可減少,二則槽底進酸不會沖擊內襯磁磚,三則內襯磁磚受力均勻,四則節省造價。    

(4)泵槽加水型式的設計,使混酸更為均勻,減輕設備的腐蝕。   

(5)濃酸冷卻器的設置設計,配置于泵后,提高了傳熱效果,使換熱面積相應減少,酸管道可縮短,降低工程造價。    

(6)干吸塔分酸裝置設計擬采用管式分酸裝置,增加分酸點,使  酸分布均勻,進而提高干吸效果。    

(7)干吸塔捕沫器設計,為減少干吸塔酸沫的帶出,減輕對S02主鼓風機及轉化系統冷熱交換器的腐蝕,減少最終吸收塔出口尾氣酸霧量,干燥塔、二吸塔采用絲網除沫器,一吸收塔采用纖維除沫器。   

(8)干吸塔底及填料支承裝置設計,為加強氣體的分布,減少塔的阻力,盡量避免塔底存酸腐蝕,干吸塔的結構采用蝶型底球拱或者條梁的結構型式。

轉化工序 

經干燥塔金屬絲網除沫器除沫后,SO2濃度為~8.5%的爐氣進入二氧化硫鼓風機升壓后,經第III換熱器和第I換熱器換熱至~430℃,進入轉化器。第一次轉化分別經一、二、三段催化劑層反應和I、II、III換熱器換熱,轉化率達到95.5%,反應換熱后的爐氣經省煤器降溫至180℃,進入第一吸收塔吸收SO3后,再分別經過第IV和第II換熱器換熱后,進入轉化器四進行第二次轉化,總轉化率達到99.75%以上,二次轉化氣經第IV 換熱器換熱后,溫度降至156℃進入第二吸收塔吸收SO3。  為了調節各段催化劑層的進口溫度,設置了必要的副線和閥門。為了系統的升溫預熱方便,在轉化器一段和四段進口設置了兩臺電爐。     

硫酸設備轉化工段的主要特點:    

(1)為了提高總轉化率,減少尾氣排放的S02量,提高煙氣中的  硫利用率,應用3+1式雙接觸轉化,轉化煙氣換熱流程采用Ⅲ I—ⅥII流程。    

(2)換熱器采用空心環管殼式換熱器,這比傳統的單園缺型折流 板式換熱器具有更高的傳熱系數和更低的阻力降。    

(3)轉化工序生產和停產檢修加熱空氣利用第二吸收塔出口的熱 煙氣循環使用,利用其中一部分余熱,以利節省燃料。 

(4)轉化工段配管設計,根據不同的情況,不同的部位設置伸縮節,支架、不同的管托和拉桿結構,使設備管道布置緊湊,管道系統彈性較好,不因熱脹冷縮拉裂而漏氣。 

(5)轉化器內充填觸媒,為確保S02的環保排放指標,二氧化硫轉化率要控制在99.8%以上,從國外引進低溫釩催化劑。 

(6)脫鹽水及發電裝置   脫鹽水裝置采用一級除鹽系統。脫鹽水出力為15t/h。 脫鹽水流程為:  原水→原水箱→原水泵→機械過濾器→逆流再生陽離子交換器→除二氧化碳器→中間水箱→中間水泵→逆流再生陰離子交換器→脫鹽水箱→脫鹽水泵→除氧器(除氧器設置在發電廠房)。  再生劑采用鹽酸及氫氧化鈉溶液,酸堿廢水排至硫酸裝置外污水處理站。

脫鹽水送至鍋爐給水除氧器用低壓蒸汽進一步加熱到105℃進行除氧,由鍋爐給水泵加壓,一路經過省煤器后,給水溫度升高到150℃左右,然后分別送至廢熱鍋爐的汽包。另一路給水供給高溫過熱器兩級之間的噴水減溫器。  廢熱鍋爐為單汽包橫向沖刷式磚襯水管鍋爐,受熱面為垂直懸吊式蛇形結構,受熱面包括幾組蒸發區和高、低溫過熱器。給水經過和高溫爐氣換熱后,在汽包主蒸汽口產出飽和蒸汽,飽和蒸汽在經過高、低溫過熱器最終產出3.82MPa 450℃中壓過熱蒸汽14t/h。  由鍋爐產生的3.82MPa  450℃中壓蒸汽14t/h經過主蒸汽管道送至發電廠房。由于其它裝置沒有用汽需求,所以采用3000kW凝汽式發電機組,14t/h中壓過熱蒸汽可發電2941kw.h。除氧器用汽由汽輪機供除氧器用汽抽汽口供給。   為了保護爐水和蒸汽的品質,本工段配備了一套爐水加藥裝置以控制水質。  

(7)  過程控制特點   整個硫酸廠主要采用集散控制系統(DCS)來實現集中管理,分散控制。系統結構上應使數據采集功能和控制功能分布在各個不同的模塊上,以有效地分散各種由于意外發生而造成對整個系統的危害。PID參數應能夠自動整定。該系統具有豐富的運算控制功能,邏輯運算功能,極高的控制品質,便于集中監視和操作,監視直觀清晰,系統擴散性好,易于改善控制方案,具有診斷和相應的保護功能,控制站的硬件冗余,總體不小于1:10,重要控制回路應為1:1,與操作站的通訊冗余為1:1。通訊速率不低于1Mbps。動態元素更新時間≤1秒。DCS內部的通訊系統是充分冗余的。DCS供電要求設置不間斷電源(UPS)。蓄電池容量按30分鐘考慮。

 


本文網址:http://www.nvxkli.live/product/571.html

關鍵詞:硫酸設備,硫磺制酸硫酸設備,非穩態硫酸設備

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