【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 查，原料供應(yīng)充分有保障。 工藝技術(shù)方案的比較和選擇 工藝技術(shù)選擇原則 一要充分體現(xiàn)和代表本行業(yè)的先進(jìn)性、可靠性；二要降低工程投資，減少環(huán)境污染。 工藝方案及選擇理由 本 硫鐵礦 制酸工藝技術(shù)方案，是在充分考慮到 八家子 礦脈 的特點(diǎn)，在穩(wěn)妥可靠的前提下進(jìn)行的 技術(shù) 改造。在認(rèn)真研究國(guó)內(nèi) 硫鐵礦 制酸裝置在設(shè)計(jì)與運(yùn)行中成功的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)的基礎(chǔ)上，多方面考慮因 擴(kuò)能 帶來的系統(tǒng)影響，力爭(zhēng)使本裝置在技術(shù)上更穩(wěn)妥、性能上更可靠、操作上更方便、投資更省。采用 硫鐵礦 為原料焙燒，文、泡、電凈化除塵、除霧，“ 3+1”兩轉(zhuǎn)兩吸工藝。選擇的工藝方案理由如下： （ 1）焙燒與凈化工藝 因硫鐵礦 焙燒效率較高，產(chǎn)生的二氧化硫含塵氣體凈化洗滌除塵、除霧均可沿用原工藝技術(shù)，只是焙燒 原料入爐量、 空氣需求量、 熱平衡、 爐渣、灰塵產(chǎn)生量均 略大 于 改造前沸騰爐 ，因此 須增加焙燒面積 、換熱面積、排渣速率 。 技改 擴(kuò)能 內(nèi)容： 沸騰爐增加焙燒面積至 ㎡、換熱面積增加 20%。 改造或更新原沸騰爐；改造或更新原排渣裝置（包括選鐵裝置） 。 （ 2）采用兩 次 轉(zhuǎn) 化 工藝 因 采用原料 硫鐵礦 品位提高 30%，投料量增加 %，通氣量相應(yīng) 增加 %， 擴(kuò) 能提高 了裝置負(fù)荷， 如 延用“ 3+1”兩次轉(zhuǎn)化工藝 保持較高的轉(zhuǎn)化率，須對(duì)風(fēng)機(jī)通氣量、轉(zhuǎn)化器能力進(jìn)行改造 ， 達(dá)到 4萬噸產(chǎn)能 。 技改擴(kuò)能內(nèi)容：轉(zhuǎn)化器擴(kuò)至 ㎡、換熱面積增加 40%、風(fēng)機(jī)風(fēng)量增至 8000 m3／ h。河北省青縣磷肥廠 硫酸生產(chǎn)線技術(shù)改造項(xiàng)目 可行性研究報(bào)告 13 改造或更新轉(zhuǎn)化器 、熱交換器；改造或更新風(fēng)機(jī)。 （ 3）采用兩次吸收工藝 因產(chǎn)能提高 60%，相應(yīng) SO3 吸收量、吸收酸循環(huán)量、吸收熱產(chǎn)生量均有不同程度提高，須增加吸收塔能力、酸泵能力、冷卻器能力。 技改擴(kuò)能內(nèi)容：第一吸收塔擴(kuò)至 Φ 2600、第二吸收塔擴(kuò)至Φ 20酸冷器增加換熱面積至 300m酸泵能力增至 100 m3／ h。改造或更新 第一、第二吸收塔；改造或更新酸冷器；新增酸泵一臺(tái)。 設(shè)備選擇 根據(jù) 原裝置設(shè)備 最大限度保留的原則 ，對(duì)沸騰爐、排渣裝置、轉(zhuǎn)化器、熱交換器、吸收塔、酸冷器進(jìn)行擴(kuò)能改造，風(fēng)機(jī)重組，購置酸泵一臺(tái)。 由于 工藝未發(fā)生改變， 原裝置設(shè)備、設(shè)施， 經(jīng)改造、重組、新增后達(dá)到產(chǎn)能要求 。 工藝流程及消耗定額 工藝流程說明 （ 1）反應(yīng)原理： 硫鐵礦 制酸主要化學(xué)反應(yīng)方程式為： FeS2+O2 SO2 + F2O3 +SO2+ O2 V2O5 SO3 + kJ/mol SO3+ H2O H2SO4 （ 2）工藝流程說明 以硫鐵礦 為原料，經(jīng) 配料 破碎 焙燒產(chǎn)生含有二氧化硫和粉塵的爐氣，同時(shí)產(chǎn)生爐渣，爐渣 經(jīng)提取氧化鐵后出售 ；爐氣進(jìn)入凈化工序經(jīng)洗滌除塵、除霧、干燥形成純凈的二氧化硫氣體進(jìn)入轉(zhuǎn)化工序，爐氣凈化過程中產(chǎn)生的含塵污水進(jìn)入污水治理工序，經(jīng)中和、沉淀 循環(huán)使用；進(jìn)入轉(zhuǎn)化工序的二氧化硫氣體經(jīng)一次轉(zhuǎn)化生成的三氧化硫進(jìn)入一次吸收生成硫酸，一次未充分轉(zhuǎn)化的二氧化硫氣體返回二次轉(zhuǎn)化生成的三氧化硫進(jìn)入二次吸收生成硫酸；未能轉(zhuǎn)化、吸收的含有少量二氧化硫的尾氣達(dá)標(biāo)排放。 其工藝流程框圖見圖 所示。 河 北省青縣磷肥廠 硫酸生產(chǎn)線技術(shù)改造項(xiàng)目 可行性研究報(bào)告 14 圖 ： 硫鐵礦 制取硫酸工藝流程簡(jiǎn)圖： 尾氣 硫鐵礦 SO2 SO2 SO2 SO3 SO3 爐渣 循環(huán)水 工藝流程簡(jiǎn)介： 本工藝屬于文、泡、電封閉水洗流程，兩轉(zhuǎn)兩吸轉(zhuǎn)化生產(chǎn)硫酸工藝。即利用 硫鐵礦 為原料，經(jīng) 配料 破碎 焙燒產(chǎn)生含有二氧化硫和粉塵的爐氣，同時(shí)產(chǎn)生爐渣，爐渣 經(jīng)選鐵后 出售 ；爐氣進(jìn)入凈化工序經(jīng)洗滌除塵、除霧、干燥形成純凈的二氧化硫氣體進(jìn)入轉(zhuǎn)化工序，爐氣凈化過程中產(chǎn)生的含塵污水進(jìn)入污水治理工序，經(jīng)中和、沉淀 循環(huán)使用；進(jìn)入轉(zhuǎn)化工序的二氧化硫氣體經(jīng)一次轉(zhuǎn)化生成的三氧化硫進(jìn)入一次吸收生成硫酸，一次未充分轉(zhuǎn)化的二氧化硫氣體返回二次轉(zhuǎn)化生成的三氧化硫進(jìn)入二次吸收生成硫酸；未能轉(zhuǎn)化、吸收的含有少量二氧化硫的尾氣達(dá)標(biāo)排放。 吸收 Ⅱ 配料 破碎 焙燒 爐氣凈 化 、 干 燥 轉(zhuǎn)化Ⅰ 吸收 Ⅰ 轉(zhuǎn)化Ⅱ 污水治 理 成品硫酸 河北省青縣磷肥廠 硫酸生產(chǎn)線技術(shù)改造項(xiàng)目 可行性研究報(bào)告 15 （ 3）各工段工藝過程敘述如下： 1）原料及破碎工段 硫鐵礦 由汽車送至原料庫堆存，按照入爐料含硫指標(biāo)要求將 原料 按比例 搭 配并化驗(yàn)合格后，經(jīng)破碎、篩分、輸送至焙 燒爐儲(chǔ)料倉。 2）焙燒工段 儲(chǔ)料經(jīng)喂料機(jī)按設(shè)定喂料量連續(xù)穩(wěn)定的投入焙燒爐，在爐前鼓風(fēng)機(jī)送入的空氣中沸騰燃燒，產(chǎn)生的爐渣經(jīng)排渣機(jī) 或磨粉 冷卻后送入 選鐵工序，選鐵后出售 ；產(chǎn)生的 13%左右的含塵 SO2氣體，由主風(fēng)機(jī)吸入凈化工序。 3） 凈化工段 含塵 SO2氣體，經(jīng)文式管除塵器、泡沫塔除塵器在水的洗滌作用下，除去氣體中的灰塵，進(jìn)入電除霧器除霧，再進(jìn)入干燥塔以 95%濃硫酸氣液接觸干燥后的純凈、干燥的SO2氣體由主風(fēng)機(jī)送入轉(zhuǎn)化工序。洗滌含塵 SO2氣體所形成的含塵、含酸污水經(jīng)脫吸塔脫出污水裹帶的 SO2后， 進(jìn)入污水處理工序 ，經(jīng)加入中和、沉淀劑中和后，進(jìn)入 選鐵工序，選鐵后的污水進(jìn)入 三級(jí)沉淀池，沉淀澄清的污水返回凈化工序，循環(huán)利用。 4） 轉(zhuǎn)化工段 由主風(fēng)機(jī)送入轉(zhuǎn)化工序的 SO2氣體首先進(jìn)入換熱器，溫度升高至 420℃再進(jìn)入轉(zhuǎn)化器的第一段催化劑床層進(jìn)行催化反應(yīng)，經(jīng)反應(yīng)后， 70%左右的 SO2轉(zhuǎn)化為 SO3氣體，溫度升至 580℃左右；再經(jīng)二次換熱器冷卻后的爐氣約 450℃，進(jìn)入轉(zhuǎn)化器第二段催化劑床層進(jìn)行催化反應(yīng)，溫度升高至約 520℃，進(jìn)入熱熱換熱器降溫至 440℃，進(jìn)入轉(zhuǎn)化器第三段催化劑層進(jìn)行氧化反應(yīng)，溫度升高到約 459℃后，進(jìn)入冷熱換熱器 ，溫度降至約175℃，送至第一吸收塔氣液接觸吸收氣體中的 SO3，未被吸收的氣體經(jīng)過塔頂?shù)睦w維過濾器除去其中的酸霧后，依次通過冷熱換熱器、熱熱換熱器分別與轉(zhuǎn)化器三段和二段出口的爐氣進(jìn)行逆流換熱，氣體被加熱至 410℃后進(jìn)入轉(zhuǎn)化器第四段進(jìn)行二次轉(zhuǎn)化，溫度升至約 430℃進(jìn)入中溫過熱器換熱，溫度降至約 155℃進(jìn)入第二吸收塔，塔內(nèi)用 98%硫酸氣液接觸吸收 SO3后尾氣中殘余的 SO2由煙囪放空。經(jīng)過兩次轉(zhuǎn)化后， SO2轉(zhuǎn)化率不小于%，尾氣中 SO2排放濃度小于 600ppm。 5）干吸及成品工段 干吸酸循環(huán)系統(tǒng)采用 98%酸干燥和吸收，設(shè)置 3 個(gè)臥式循環(huán)槽，干燥塔、第一吸收塔、第二吸收塔各單獨(dú)使用一個(gè)循環(huán)槽。酸冷卻循環(huán)系統(tǒng)由三個(gè)相對(duì)獨(dú)立的部分組成。 河北省青縣磷肥廠 硫酸生產(chǎn)線技術(shù)改造項(xiàng)目 可行性研究報(bào)告 16 主風(fēng)機(jī)設(shè)在干燥塔下游，轉(zhuǎn)化所需空氣經(jīng)消音器、空氣過濾器后入干燥塔塔底，經(jīng)自塔頂噴淋的 98%酸吸收掉空氣中的水份使出塔干燥空氣中水份≤ ,干燥后的空氣經(jīng) 風(fēng)機(jī)加壓后進(jìn)入轉(zhuǎn)化工序。干燥酸自塔底自流至干吸塔循環(huán)槽，一部分流入吸收酸槽，與干燥塔、一吸酸塔吸收酸通過補(bǔ)加工藝水進(jìn)行調(diào)節(jié)，另一部分通過干燥塔循環(huán)泵送入干燥塔酸冷卻器，經(jīng)循環(huán)冷卻水冷卻后再進(jìn)入干燥塔進(jìn)行噴淋。 由轉(zhuǎn)化器 第三催化床層出口的氣體經(jīng)冷熱換熱器冷卻后進(jìn)入第一吸收塔塔底，塔頂用濃度為 98%的硫酸噴淋，吸收氣體中的 SO3后的酸自塔底流出，進(jìn)入一吸酸循環(huán)槽，一部分進(jìn)干燥酸槽，另一部分由第一吸收塔循環(huán)泵送入第一吸收塔酸冷卻器，經(jīng)循環(huán)冷卻水冷卻后，再進(jìn)入第一吸收塔進(jìn)行噴淋。 干燥塔酸一部分經(jīng)干燥塔酸循環(huán)泵進(jìn)入塔頂干燥空氣，另一部分進(jìn)入吸收酸槽與一吸酸循環(huán)槽、二吸酸循環(huán)槽來的酸進(jìn)行調(diào)酸，經(jīng)化驗(yàn)合格后進(jìn)入成品酸貯罐貯存。 由轉(zhuǎn)化器第四段出來的二次轉(zhuǎn)換氣經(jīng)中溫過熱器換熱降溫后進(jìn)入第二吸收塔塔底。該塔亦采用濃度為 98%的硫酸噴淋， 吸收 SO3后的酸自塔底流入二吸酸循環(huán)槽，一部分流入調(diào)酸槽，與干燥塔、一吸酸塔吸收液通過補(bǔ)加工藝水進(jìn)行調(diào)節(jié)，另一部分通過第二吸收塔循環(huán)泵送入第二吸收塔酸冷卻器，經(jīng)槽內(nèi)酸濃度通過補(bǔ)充工藝水調(diào)節(jié)，再由第二吸收塔循環(huán)泵送至第二吸收塔酸冷卻器，經(jīng)循環(huán)冷卻水冷卻后，再進(jìn)入第二吸收塔進(jìn)行噴淋。河北省青縣磷肥廠 硫酸生產(chǎn)線技術(shù)改造項(xiàng)目 可行性研究報(bào)告 17 物料平衡 主要物料平衡框圖： 單位：萬噸 /年 干空氣： 水汽： 總： 硫損失： 水 圖 主要物料平衡圖 尾氣硫： 成品酸： 硫： 總： 4 （ 100%）硫酸 焙燒工段 凈化工段 轉(zhuǎn)化工段 干吸工段 脫 硫鐵礦 ： 總 硫： 硫： 硫： 水： 渣硫損失： 河北省青縣磷肥廠 硫酸生產(chǎn)線技術(shù)改造項(xiàng)目 可行性研究報(bào)告 18 原材料、輔助材料和燃料、動(dòng)力消耗定額 原材料、輔助材料規(guī)格 硫鐵礦 ，符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) HG27861996 合格品Ⅱ，具體成分如下： 有效硫（ S ）含量 % ≥ 28 碳（ C）含量 % ≤ 5 裝置的生產(chǎn)能力和操作制度 產(chǎn)品： %%工業(yè)硫酸， 4 萬噸標(biāo)酸 /年生產(chǎn)能力。硫酸質(zhì)量符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T5342020 合格品指標(biāo)。 操作制度：本裝置為連續(xù)生產(chǎn)，采用四班三運(yùn)轉(zhuǎn)制，每班工作 8小時(shí)，年運(yùn)行時(shí)間8000 小時(shí)（ 天 ） 。 原輔材料及動(dòng)力消耗定額 表 42 原材料及動(dòng)力消耗定額（以每噸硫酸計(jì)） 序號(hào) 名稱 規(guī) 格 單位 消耗 定額 耗量 （噸 /小時(shí)） 年耗量 備 注 1 硫鐵礦 含 S 2240% 噸 萬噸 2 電 kWh 109 490萬 kWh 3 工藝水 噸 2萬噸 4 循環(huán)水 噸 12萬噸 自動(dòng)控制 （ 1）根據(jù)生產(chǎn)要求及目前國(guó)內(nèi)同類裝置控制水平，本項(xiàng)目自動(dòng)控制及儀表采用中央集中監(jiān)控和就地指示相結(jié)合的方式。將生產(chǎn)過程中主要的和重要的工藝操作參數(shù)采取自動(dòng)儀表控制；聯(lián)鎖報(bào)警系統(tǒng)、緊急開停車系統(tǒng)、電氣設(shè)備狀態(tài)運(yùn)行系統(tǒng)、可燃、有毒氣體濃度檢測(cè)報(bào)警等信號(hào) 進(jìn)行集中實(shí)時(shí)監(jiān)控，便于對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過程實(shí)施有效監(jiān)督管理，確保生產(chǎn)安全可靠穩(wěn)定運(yùn)行。 （ 2）項(xiàng)目中對(duì)生產(chǎn)過程中不直接影響產(chǎn)品質(zhì)量和安全的檢測(cè)參數(shù)采用就地指示，便于操作人員巡回檢查，了解實(shí)時(shí)工況和工藝操作參數(shù)是否在正常范圍，生產(chǎn)裝置及設(shè)備是否運(yùn)行穩(wěn)定安全，一旦出現(xiàn)問題可以及時(shí)檢修處理。 河北省青縣磷肥廠 硫酸生產(chǎn)線技術(shù)改造項(xiàng)目 可行性研究報(bào)告 19 主要設(shè)備的選擇 主要設(shè)備 采用原 4 萬噸硫鐵礦制酸裝置的設(shè)備、設(shè)施，詳見 一覽表 41 表 41 主要生產(chǎn)設(shè)備一覽表 序 號(hào) 工 序 設(shè)備名稱 型號(hào)規(guī)格 材質(zhì)