【正文】 1 1 文獻(xiàn)綜述 概述 近十幾年以來 ,我國硫酸工業(yè)得到很大的發(fā)展 , 重要的標(biāo)志之一是硫酸工程設(shè)計項目多、質(zhì)量好、技術(shù)水平高、經(jīng)濟(jì)效益和社會效益顯著。我國自行設(shè)計、自己建設(shè)的中、小型硫酸工程遍及全國 , 還承擔(dān)了許多大型硫酸工程設(shè)計。此外 , 從國外引進(jìn)了一些先進(jìn)的硫酸技術(shù)。硫酸工程設(shè)計的進(jìn)步 ， 大大改變了我國硫酸工業(yè)的技術(shù)狀況。 硫酸工程設(shè)計因采用的原料不同其形式各異 ， 工藝過程和設(shè)備須與所用的原料相匹配。以前我國以硫鐵礦生產(chǎn)硫酸為主體 ， 在今相當(dāng)長的時期內(nèi) ， 這種情況不會有較大的變化 ； 以重有色冶金工業(yè)的冶煉煙氣生產(chǎn) 硫酸 ， 是我國硫酸工業(yè)的重要組成部分 ；隨著硫磺供應(yīng)的增加 , 愈來愈多的新建工程從治理環(huán)境、生產(chǎn)簡便和經(jīng)濟(jì)角度考慮 ，選用以硫磺生產(chǎn)硫酸 ； 以石膏、磷石膏為原料生產(chǎn)硫酸、聯(lián)產(chǎn)水泥的工程 ， 也有新的發(fā)展。一般情況下 ， 以硫鐵礦制酸工藝較復(fù)雜些 ， 硫磺制酸過程簡便些。 硫酸工程設(shè)計與消費(fèi)有關(guān) , 因為硫酸產(chǎn)品大部分用于生產(chǎn)磷肥等化學(xué)肥料 , 所以硫酸工程大部分和磷肥工業(yè)配套建設(shè)。比較典型的是小磷銨工程中的 120t/d 硫酸工程； 120kt/a 磷銨工程中的 600t/d 硫酸工程； 240kt/a 磷銨工程中的 1200t/d 硫酸工程 ； 還有配 合重鈣生產(chǎn)的硫酸工程。對重有色金屬冶煉工業(yè)的硫酸工程 , 硫酸裝置的規(guī)模大小取決于冶煉的金屬和所選用的冶煉工藝。在這些聯(lián)合企業(yè)中 , 硫酸裝置的投資費(fèi)用是舉足輕重的 ， 所占的比例均較高。由于磷肥工業(yè)和重有色冶金工業(yè)的裝置日趨大型化 ， 配套的硫酸裝置也相應(yīng)大型化。然而 , 畢竟硫酸生產(chǎn)不是這些企業(yè)的主體裝置 ， 所以硫酸工程的設(shè)計不應(yīng)喧賓奪主 , 而應(yīng)為主體裝置“服務(wù)”。裝置的設(shè)計要有其適應(yīng)性和靈活性。硫鐵礦制酸的南化、開封、云峰、銅陵、黃麥嶺、大峪口等大型硫酸工程和冶煉煙氣制酸的貴溪、白銀、葫蘆島、韶關(guān)、株洲、金川、金隆等大型硫酸工程的設(shè)計都在不同程度上考慮了其配套的地位。 硫酸工程設(shè)計廣泛采用了先進(jìn)的技術(shù)和裝備。在許多工程設(shè)計中 ， 應(yīng)用我國自己開發(fā)的新技術(shù) ， 也引進(jìn)了國外一些新技術(shù) ； 大量使用國內(nèi)研制的裝備 ， 亦引進(jìn)了一些先進(jìn)和大型的設(shè)備 ； 還推廣使用了許多新材料等。這些措施大大改善了工藝和裝備狀態(tài) ， 延長了裝備的使用壽命 ， 減少了維修。我國是世界上使用硫鐵礦生產(chǎn)硫酸最多的國家 ， 在礦制酸方面也是最成熟和最富有經(jīng)驗的國家。有一流的沸騰焙燒技術(shù) ， 較全面地掌握了氣體凈化方面的技術(shù) ， 效果和指標(biāo)均較好。對裝置的機(jī)械化和自動化作了足夠重視 ， 特別是在 大型裝置中 ， 原料的貯運(yùn)、裝卸 ,采用和移植其他工業(yè)部門行之 2 有效的設(shè)備 ， 提高機(jī)械化的水平?？刂品矫?， 已經(jīng)在一些大型工程中 ， 設(shè)置了集散系統(tǒng) (DCS)， 提高了工程設(shè)計的自控水平。 工程設(shè)計的組織體制逐步與國際接軌 ， 推廣了以項目經(jīng)理負(fù)責(zé)制為中心的新體制 ， 提高了管理水平 ， 適應(yīng)了進(jìn)入國際市場的需要。許多設(shè)計單位的裝備不斷地改善和提高 ， 應(yīng)用了 CAD 輔助設(shè)計系統(tǒng) ， 開發(fā)和引進(jìn)了許多應(yīng)用軟件 ， 計算、方案選擇、出圖均由微機(jī)完成 ， 確保了設(shè)計質(zhì)量 ， 加快了設(shè)計進(jìn)度。設(shè)計單位的設(shè)計質(zhì)量普遍提高了 ， 具體反映在這些年建設(shè)的硫酸工程成功率十分高 ， 許多設(shè)計單位還通過ISO9001 質(zhì)量體系認(rèn)證 ， 取得了向國際市場進(jìn)軍的通行證。 硫酸幾種不同的生產(chǎn)工藝 以 硫磺 為原 料 進(jìn) 口 硫磺 可 充分利 用 世 界 硫資 源 ， 以 補(bǔ) 充 我 國 硫資 源的不足 ， 其前提 是 世 界上要有 多 余 的 硫磺供應(yīng) 。 硫磺 進(jìn) 口 量的多少 受 多 種 因 素 影響 ， 據(jù)最近國際 硫研究 所和 加拿大棱鏡硫 磺 公 司的 資料 ， 對世 紀(jì) 年代 以 來世 界 硫 磺 供應(yīng) 總量和 需 求 總量 的 統(tǒng)計 和 未來的 預(yù)測至 年表 明 ， 世 界 硫磺供需 總量 是 平 衡 的 ， 并 且呈現(xiàn)不 同 程 度 的 供 大于 求 ， 多余的 部分成為庫存在 不 同地 區(qū) 、 不同 時 期硫 的 供應(yīng)或硫 的需 求發(fā) 生 著變化 ， 但硫 的 供應(yīng)總 量 和 需求總 量基本 上 平緩地 上 升 ， 即 使 年我國進(jìn) 口 硫磺 達(dá) 占世 界 硫磺貿(mào) 易 量 的 ， 也未出現(xiàn)總 體 上生 產(chǎn) 和 供應(yīng)小 于需 求 的態(tài)勢 。 上 述資 料可 能 有局限性 ， 不 夠全 面 ， 但 可看 出 在世 界 范圍某 些 地 區(qū) 的變化 和 世 界總量的變 化是 有區(qū) 別 的 。 拿 我國的 情況看 ， 年硫鐵 礦 制酸 ， 硫 磺 制酸僅幾十 萬噸 年 礦 制酸減 少 到 ， 硫磺制 酸 升 至 其中 礦 制酸改為硫磺制 酸的 量凈 增 加 了 世 界 硫 的 消費(fèi) ， 而 其 余增加 的 硫磺制 酸 大部分 用于 增產(chǎn)磷 肥 ， 并且主要 是 以 產(chǎn)抵進(jìn) ， 這樣就 減少了國 外磷肥 的生 產(chǎn) ， 即 減 少了國 外硫 的 消費(fèi) 量 。 所 以 ，我國 使世界硫磺消費(fèi)凈增加量實 際 低 于進(jìn) 口 硫磺 的 增加量 。 總 體 上 世 界 硫磺 供 應(yīng) 略有富 余 ， 但年 以 來世 界 硫 磺 的 價格逐漸抬高 ， 原因 何 在目前硫 磺 生 產(chǎn) 主要地區(qū) 是美 國 、 加拿大 、 中東 、 前蘇聯(lián) ， 世界硫磺貿(mào)易 最 大進(jìn) 口 國是 中國 占 最 大 出 口 地 區(qū) 是 加拿大 和 中東總 和 。 以 下 幾個 因 素 影響國際 市場硫 的 供需平衡 和價 格： 我 國 以 及 印度 近 幾年 強(qiáng)勁的需 求；中東 局 勢動蕩 影 響；中東產(chǎn) 油國 硫磺貿(mào)易；前蘇聯(lián) 國 家 是 硫 磺 生 產(chǎn) 大國 ， 因 存在儲 運(yùn)困 難 ， 近 年 進(jìn) 入 貿(mào) 易市場的 量還不 夠大世 界運(yùn) 輸保險 費(fèi)大幅 度 增加 世 界海運(yùn) 費(fèi) 大幅度增加加 拿大鐵路 運(yùn) 輸費(fèi) 用增加 。 硫磺 貿(mào) 易中所 占份額最大 的 是加拿大 、 中東 出 口 方 和 中 國進(jìn) 口 方 ， 因 中東 不 穩(wěn)定 的局 勢 和 費(fèi) 用上漲 ， 加 拿大隨 之 漲價 的可 能性 也 是存 在的 ， 受影響最 大的是我國 。 目 前 的 高 價位 應(yīng) 該 3 能促使 我國 硫 磺 制酸增長的勢 頭下 降 。 如 果 我國 進(jìn) 口 硫磺 的增長 率 逐步 減小 ， 上述 其 它 幾 項不 利 因 素逐步緩解 ， 市場 供應(yīng)量增 加 ， 在市場 經(jīng) 濟(jì) 的環(huán)境 下價格 有 望 不再 增加而 有小 幅 度 回 落 ， 但 不可 能再 回 到年 以 前 的 低價位 。 未 來 幾 年 我國 硫磺制 酸在現(xiàn) 有 生產(chǎn) 能力的 基礎(chǔ)上 保持平穩(wěn) 的增長 是恰當(dāng) 的 。 以 硫鐵 礦含 伴 生 硫鐵 礦為原 料 硫鐵 礦是我國的 自 有 資 源 ， 從 我國這 個 人 口， 大 國的安 全 和 經(jīng)濟(jì)發(fā) 展 考慮 ， 保持一定規(guī)模 的 硫鐵 礦 采選能力 和 硫鐵 礦 制 酸 能力 是需要 的 。 同時 ， 從 我國 硫鐵 礦 資 源 狀況 上 考慮 又應(yīng) 該 節(jié) 約 使 用 ， 恰當(dāng) 地 利 用國 外 的 硫資 源 。 我國 已 是國際 市場中 重 要的 一員 ， 因 而 特別 需要 研 究和 把握好 國際 市場 ， 為硫 酸的長 期 發(fā)展 爭取 有 利條件 ， 硫鐵 礦制酸 可 以 起 到重 要 的調(diào) 節(jié) 、 平衡 作 用 。 如 果 將硫鐵 礦 制酸改為硫磺制酸 ， 將凈增加世界硫 磺 的消費(fèi) 需 求 ， 維 持現(xiàn)有硫鐵礦原料能力并穩(wěn)步增長不但 對國 家經(jīng)濟(jì) 安 全 有 利 ，而 且 可 以 穩(wěn)定世界硫磺市場 ， 反過 來 對我國進(jìn) 口 硫磺有利 ， 總 體 上對我國 硫 酸工 業(yè)的長 期 發(fā) 展有利 。 穩(wěn) 定和發(fā)展 硫鐵 礦 制酸 要重 視 發(fā)展 硫鐵 礦礦源和發(fā) 展硫鐵 礦 制酸 生 產(chǎn)裝 置 。 發(fā) 展 硫鐵 礦礦源包 括 后 備 資 源的 勘 探 、 資 源開發(fā) 利 用的 規(guī) 劃和 評價 、 資 源 合理利 用的 研 究 、 技術(shù) 開 發(fā) 、 礦山 建設(shè) 、 提高 生 產(chǎn)能 力和 技術(shù)水平等 。 發(fā) 展 硫鐵 礦 制 酸生產(chǎn)裝 置 包括 工 藝技術(shù) 和 裝備水平 的 提高 、 減少環(huán) 境 污 染 、 解 決 礦渣 的綜合利 用 、 大型化等 。 要 本著 節(jié)約 資 源 的觀點 ， 礦 山和 硫 酸廠 都 要 考 慮 在充分利 用 中 、 高 品 位 礦的 同時 如何利 用 好低 品 位 礦 ， 提高資 源的 綜合利 用 率 。 冶 煉 煙 氣 和其它原 料 冶煉 煙 氣主 要 是有色 金屬 硫化 礦 物冶煉 時 產(chǎn) 生的含 二 氧 化硫 煙 氣 ， 冶煉煙氣制酸實 際 是 冶 煉 廠 的副產(chǎn) 品 ， 是 隨 著冶金 工 業(yè) 的 發(fā)展 而發(fā)展 。 我 國 冶 煉 煙氣 制 酸發(fā) 展 迅速 ，已 形 成 較大的 生 產(chǎn) 能力 ， 其硫 酸 產(chǎn) 量 占 全國 總產(chǎn)量 的 左右 。 石 膏 、 磷 石 膏是我 國 硫 酸原 料潛在的硫 資 源 ,目 前 已 有 口 以 上的工業(yè)生 產(chǎn)能力 ， 但 近期 大規(guī)模發(fā)展 的 條件還不夠成熟 。 我國 煤 炭 中 所含的 硫 也 是潛在 的 硫資 源 ， 目 前燃煤煙氣脫硫 主要 采 用 拋棄 法 ，回 收這部分硫 的開 發(fā)研究 和 工業(yè)化 應(yīng) 該加緊進(jìn)行 。 硫磺制酸與硫鐵礦制酸的優(yōu)缺點比較 目前我國硫酸工業(yè)是硫鐵礦制酸和硫磺制酸為主。隨著生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展和市場經(jīng)濟(jì)的變化，硫磺制酸體現(xiàn)了越來越多的優(yōu)點： 4 450550 元 /噸，國內(nèi)硫鐵礦到廠價格為 200 220 元/噸（折 35%S）。硫磺制酸消耗的水、電和原料費(fèi)用低于硫鐵礦制酸。生產(chǎn)成本 的降低有利于企業(yè)提高經(jīng)濟(jì)效益； 、凈化工段，只有熔硫、焚化、轉(zhuǎn)化、干吸、成品工段，原料的加工也比硫鐵礦制酸裝置簡單，因此工藝流程短，物料處理量少，設(shè)備少，建設(shè)工期短。其基建投資約為硫鐵礦