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UW500集散控制系统正在硫磺造酸工程的运用

行业计划

一、 概述

我国硫铁矿资本较雄厚,海内的硫酸企业50%以上接纳矿石造酸工艺。但跟着社会对环境质量要求的不断提高,人们的环保认识愈来愈强,矿石造酸工艺存在的对环境污染大的题目愈来愈凸起,对硫磺造酸和矿石制酸两种硫酸生产工艺停止分析研究,应挑选更加干净的生产工艺——硫磺造酸,为适应时期要求,行业重点研讨取设想了硫磺造酸的工艺流程,其包孕质料的预处理,二氧化硫的催化氧化,三氧化硫的吸取及尾气取热量的收受接管取应用。以下装配掌握为例。
    装配局限:硫酸装配界区包孕,熔硫工序、燃硫转化工序、干吸工序、余热汽锅工序,另外借包孕配电室、轮回火站和化验室等配套的辅佐设备。
    产物计划、装配设计能力:杭州优稳UW500集散控制系统正在自动化范畴已有普遍运用,应用UW500集散控制系统对硫磺造酸停止监控,能大幅度进步掌握精度。

二、 工艺引见

经汽车运去的固体硫磺经由过程野生卸车,储存至硫磺袋堆库;固磺再经由过程野生转运、拆袋由皮带运送机送至快速熔硫槽内,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气体或经由过程精硫泵直接送至精硫贮槽内备用。
    液硫经由过程精硫泵加压,离别经两支磺枪机械雾化后喷入焚硫炉内,取枯燥氛围混淆熄灭天生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回响反映,以后进入高温过热器停止降温,降温后的回响反映气体进入转化器第二段触媒层停止再次转化回响反映,温度降低后进入热热换热器停止降温,再进入到转化器第三段触媒层继承停止氧化回响反映。回响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吸收塔吸取SO3,已被吸取的SO2气体经冷热换热器B/A、热换热器换热后进入转化器第四段触媒层停止转化回响反映,再进五段回响反映后的二次转化气进入高温过热器和五段省煤器降温后进入第二吸收塔吸取SO3。余气经由过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干燥塔塔顶分酸器进塔喷淋,取氛围风机送来的湿空气正在塔内停止逆流洗涤,枯燥后的氛围经塔顶除雾器撤除酸雾后送入燃硫转化体系,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后进入一吸塔取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吸取SO3 气体,已被吸取的 SO2 及少许 SO3 经塔顶除雾器撤除酸雾后进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后进入二吸塔取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吸取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,槽内靠到场工艺火调治酸浓,各塔回酸正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,再经由过程卸酸泵送往贮罐。
    从化水站来的脱盐火,本装配熔硫工序、凝结水,离别由离心加压水泵、凝聚水泵送入除氧器,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、三段省煤器吸取一、二次转化气的中温余热后进入余热汽锅。炉火取焚硫炉出口高温炉气换热后发生的蒸汽进入高温过热器取四段出来的转化气换热,然后进入高温过热器取一段出来的转化气再次换热。到达目标要求的过热蒸汽收至汽轮发电机机,过剩局部收车间应用。

●质料工段

固体硫磺由火车运至硫磺堆栈,接纳野生上料体式格局,经由过程一大倾角胶带式运送机将硫磺运送至快速熔硫槽加料心处。

●熔硫工段

来自质料工段的固体散装硫磺由胶带运送机送入快速熔硫槽内融化,经融化后的熔融液硫自溢流心自流至过滤槽中,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央槽内,再由液硫运送泵运送到液硫贮罐内,液硫由液硫贮罐经精硫泵(屏障泵)送到燃硫转化工段的焚硫炉内熄灭。快速熔硫槽、助滤槽、液硫贮罐、精硫槽等内均设有蒸汽加热管,用0.5~0.6MPa蒸汽直接加热,使硫磺连结熔融状况。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。

●燃硫及转化工段

液硫由精硫泵加压经磺枪机械雾化而喷入焚硫炉燃烧,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、干燥塔枯燥后送入焚硫炉。

●干吸及制品工段

氛围鼓风机设在干燥塔上游,即硫磺燃烧及转化所需氛围经由滤器过滤、鼓风机加压后进入干燥塔塔底,用98%硫酸吸取失落氛围中的水份使出塔枯燥氛围中水分0.1g/Nm³,经塔顶除雾器撤除酸雾后的枯燥氛围进入焚硫炉。从干燥塔出来的浓度约97.8%的硫酸流入干吸塔轮回槽中,取来自第一吸收塔的吸取酸混淆后,经干燥塔酸轮回泵加压后送入干燥塔酸冷却器中,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℃后一部分进入第一吸收塔塔底,塔顶用来温度75℃、浓度为98.0%的硫酸喷淋,吸取气体中SO3 后的酸自塔底流出进入干吸塔轮回槽中,取来自干燥塔的枯燥酸停止混淆并用工艺火调治轮回酸浓度至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,收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,吸取转化器中的SO3后,由塔底流入发烟酸轮回槽,经由过程来自一吸塔酸冷却器出口的98%硫酸调治浓度为104.5%,然后经烟酸塔轮回泵送入烟酸塔酸冷却器,冷却后的发烟酸一部分作为产物收至制品工段,另外一局部送入烟酸塔塔顶停止喷淋。吸取后的炉气取另外一局部气体混淆后再进入第一吸收塔。
     由转化器四段出来的二次转化气经高温过热器/省煤器换热降温后进入第二吸收塔塔底。该塔用温度为75℃,浓度为98%的硫酸喷淋,吸取SO3后的硫酸自塔底流入吸收塔轮回槽。然后经二吸塔酸轮回泵加压,并经二吸塔酸冷却器冷却后进入第二吸收塔喷淋。

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℃后进入制品酸贮罐。


三、 掌握战略 

跟着硫磺造酸工业技术的迅速发展,其消费装备和范围络续扩大,生产过程的强化,对自动控制手艺的要求愈来愈急迫,对生化历程执行优化掌握,可稳固消费,进步得率,低落斲丧,增添效益。


● 氛围风机的升压

只管硫酸装配的产物是液体,但正在工艺历程中重要处置惩罚的是气体,且个中80%阁下为不到场回响反映的氮气。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,从而进步装备的消费强度、增大气体换热装备的传热系数,结果是使装配装备管道规格削减,装配投资下落。
体系压降最优化题目,在国外一向是相干装配投资效益的主要因素之一。跟着装配范围的增大,拔取的风机升压也愈来愈下。对统一范围的装配,拔取的风机升压也正在不断提高。稀奇对用蒸汽透平驱动氛围风机,风机升压的汽耗正在体系中又将压力丧失转变为气体升温,那个中多半又经换热器、省煤器收受接管后变成蒸汽,根基实现了蒸汽轮回。

● 转化流程

转化流程的挑选,重要凭据所接纳的催化剂、进转化器的SO2浓度及所要求的总转化率。凭据国度新的环保尺度及生长要求,新建硫酸装配的总转化率要到达99.8%以上。
跟着硫磺造酸装配范围的增大,所拔取的二氧化硫浓度也正在络续增添。从副产蒸汽收受接管、装备规格等综合思索,60万吨/年范围所拔取的二氧化硫浓度正在10~12%, 若思索接纳不含铯催化剂,二氧化硫浓度可选择10.5%阁下。
    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装备投资,但催化剂的装填量会略低于“3+1”四段转化流程。

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燃硫转化工段

● 高温位废热收受接管应用

高温位废热收受接管手艺正在国际上开辟运用十多年,美国孟山都、德国鲁奇、加拿大Chemetics皆开辟胜利该项手艺。其道理是经由过程进步吸取轮回酸温度,用轮回酸吸取SO3后的反应热去发生高压蒸汽。轮回酸温度进步后,酸的腐蚀性加剧,则必需响应进步轮回酸浓度及开辟更优异的耐侵蚀质料,孟山都、鲁奇、Chemetics均研制胜利各自的专利质料。孟山都HRS手艺已有16个装配的功绩,运转工夫最长已凌驾11年。
    关于年产60万吨硫磺造酸的范围来讲,接纳高温兴热收受接管手艺收受接管吸取酸中的高温位废热发生高压蒸汽,曾经到达了国际上的经济范围的装配才能。接纳高温兴热收受接管,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%阁下,从而响应削减轮回火站的投资、运转用度及占地范围。
我国吸取酸中的高温位热量的收受接管应用也已起步,用于加热汽锅给水、采暖和加热工业用水和生活用水。若是不接纳入口的高温兴热收受接管手艺,可采用第一吸收塔下塔酸的热量加热进除氧器的脱盐火。

● 干吸流程的挑选

硫磺造酸取矿制酸和冶炼气差别,枯燥的是氛围而不是露二氧化硫气体,不存在二氧化硫正在枯燥酸中消融正在吸取酸中解吸的状况,因而能够干吸酸同槽、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,配管及掌握简朴;98%酸枯燥能够进步干燥塔进塔酸温,削减轮回火用量,进步蒸汽产量;98%酸的腐蚀性比93%酸小很多。
    干吸工序阳极珍爱不锈钢浓硫酸冷却器、管道掌握剖析,阳极珍爱手艺是60年月建立起去的新兴质料珍爱手艺,UW500正在取南漳龙蟒磷化工生产线中实例。
    当某种金属浸入电解质溶液时,金属表面取溶液之间便会建立起一个电位,侵蚀电化学中把这个电位称为天然侵蚀电位。差别的金属正在肯定的溶液中的电位是不一样的,而同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肯定的电位差值,恰是这类电位差值致使了金属正在电解质溶液中的电化学侵蚀。

 

干吸工段


四、控制工程

    UW500集散控制系统正在硫磺造酸曾经获得普遍的运用。正在取海内最大的磷化工生产厂家龙蟒集团协作多条硫磺造酸生产线,而且获得很好的口碑,优异的两重化冗余设想,使控制系统越发稳固牢靠。




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