80萬噸硫磺制酸工藝設(shè)計(jì)(鄧小東)-資料下載頁
2024-10-13 11:35本頁面
【導(dǎo)讀】蚆袇肂莀薂袆膅膂蒈裊襖莈莄羄羇膁蚃羃聿莆蕿?zāi)d腿薅羈羈蒄蒁薈肅芇莆薇膆蒃蚅薆裊芆薁薅羈蒁蕆蚅肀芄莃蚄膂肇螞蚃袂節(jié)蚈螞肄肅薄蟻膆莀蒀蝕袆膃莆蠆羈荿蚄蠆肁膂薀螈膃莇蒆螇袃膀莂螆羅蒞羋螅膇膈蚇螄袇蒄薃螃罿芆葿螃肂蒂蒞螂膄芅蚃袁袃肈蕿袀羆芃蒅衿肈肆莁袈袈芁莇袇羀膄蚆袇肂莀薂袆膅膂蒈裊襖莈莄羄羇膁蚃羃聿莆蕿?zāi)d腿薅羈羈蒄蒁薈肅芇莆薇膆蒃蚅薆裊芆薁薅羈蒁蕆蚅肀芄莃蚄膂肇螞蚃袂節(jié)蚈螞肄肅薄蟻膆莀蒀蝕袆膃莆蠆羈荿蚄蠆肁膂薀螈膃莇蒆螇袃膀莂螆羅蒞羋螅膇膈蚇螄袇蒄薃螃罿芆葿螃肂蒂蒞螂膄芅蚃袁袃肈蕿袀羆芃蒅衿肈肆莁袈袈芁莇袇羀膄蚆袇肂莀薂袆膅膂蒈裊襖莈莄羄羇膁蚃羃聿莆蕿?zāi)d腿薅羈羈蒄蒁薈肅芇莆薇膆蒃蚅薆裊芆薁薅羈蒁蕆蚅肀芄莃蚄膂肇螞蚃袂節(jié)蚈螞肄肅薄蟻膆莀蒀蝕袆膃莆蠆羈荿蚄蠆肁膂薀螈膃莇蒆螇袃膀莂螆羅蒞羋螅膇膈蚇螄袇蒄薃螃罿芆葿螃肂蒂蒞螂膄芅蚃袁袃肈蕿袀羆芃蒅衿肈肆莁袈袈芁莇袇羀膄蚆袇肂莀薂袆膅膂蒈裊襖莈莄羄羇膁蚃羃聿
【正文】 ，SO2 的轉(zhuǎn)化完全與否， 關(guān)系到原料 硫磺 的利用 率 、 環(huán)境保護(hù) 和 經(jīng)濟(jì)效益等，所以對 SO2氧化用催化劑的選擇提出了更高要求。 SO2 氧化反應(yīng)所用催化劑要求滿足以下條件： ①有較高的轉(zhuǎn)化率， 目的是 提高硫 的 利用率 和 減少二氧化硫排放量。 ② 有較低的起燃溫度、較高的耐熱性能，以降低能耗，縮短開車預(yù)熱時(shí)間，并適應(yīng)氣濃、氣量的變化。 ③ 使用壽命長，以保證系統(tǒng)的 長期 開工率?，F(xiàn)在 硫酸 生產(chǎn)中 的 二氧化硫氧化主要用的是 釩催化劑 。 釩催化劑是以五氧化二釩（ V2O5）為主要活性成分，其組成為 V2O55~9%、SO310~20%、 SiO250~70%，并含有少量 Fe2O CaO、 MgO 及水份等。以堿金屬鹽 類（硫酸鹽）作助催化劑，以硅膠、硅藻土、硅酸鹽作為載體。而引起釩催化劑中毒的主要物質(zhì)是砷、氟、酸霧以及礦塵等。除了礦塵覆蓋催化劑表面降低催化劑活性外，其它 3 種有毒物質(zhì)是以化學(xué)中毒形式來 使 催化劑中毒失去活性 的 。 現(xiàn)在國內(nèi)廣泛采用的是 S1012H 型、 S1071H 型和 S108H 型三種催化劑，這三種催化劑為環(huán)狀催化劑。比較先進(jìn)的有 S1012H(Y) 型和 S1071H(Y)型，它們是菊花環(huán)釩催化劑，床層阻力降比前者小，抗堵能力比前者強(qiáng)：堆密度小、強(qiáng)度高這兩個(gè)指標(biāo)已達(dá)到國際先進(jìn)水平。 S1071H 型和 S1071H(Y)型，起燃溫度為 360℃ ～ 370℃ ，正常使用溫度為 420℃ ～ 580℃ ； S1012H 型和 S1012H(Y)型的起燃溫度為 380℃ ～ 390℃ ，正常的使用溫度為 420℃ ～ 630℃ ，因此比較可得 S107 型催化劑要優(yōu)于 S101 型催化。 S107 型催化劑和 S101 型催化反應(yīng)速度常數(shù) 見表 和表 。 北京化工大學(xué)貴州科技工程職業(yè)學(xué)院函授站 12 表 S101 型釩催化劑反應(yīng)速度常數(shù)： 溫度， ℃ K1 溫度， ℃ K1 K1* 秒 1 大氣壓 1 秒 1 大氣壓 1 秒 1 大氣壓 1 600 490 —— 590 480 —— 580 470 570 460 560 450 550 440 540 430 530 420 520 410 —— 510 400 —— 500 —— —— —— 說明：在轉(zhuǎn)化率小于 60%，溫度小于 470℃ 時(shí)用 K1*值。 S107 型 催化劑的主要物理和化學(xué)性質(zhì)：含 ~%，顆粒尺寸 Φ5（ 10～ 15）mm 圓柱形；堆積密度 ～ ；孔隙率 %～ %；機(jī)械強(qiáng)度﹥ 15kgf/cm2； 表 S107 型或 S105 型釩催化劑反應(yīng)速度常數(shù) 北京化工大學(xué)貴州科技工程職業(yè)學(xué)院函授站 13 溫度， ℃ 1K 溫度， ℃ 1K *K 秒 1 大氣壓 1 秒 1 大氣壓 1 秒 1 大氣壓 1 600 480 — — 590 470 —— 580 460 570 450 560 440 550 430 540 420 530 410 520 400 510 390 500 380 490 — —— —— 說明：在轉(zhuǎn)化率小于 60%，溫度低于 460℃ 是用 K1*值。 所以綜合考慮，選擇國產(chǎn) S107 型釩催化劑作為 SO2 氧化用催化劑。 工藝技術(shù)方案 工藝技術(shù)方案的選擇 國內(nèi)外工藝技術(shù)概況 （ 1）國外工藝技術(shù)概況 （ a）國外硫酸生產(chǎn)的原料主要是硫磺，其生產(chǎn)規(guī)模正向大型化發(fā)展，最大單系列能力為美國 MEC 公司在澳大利亞 Murrin 承建的 4400 噸 /日，帶低溫余熱回收（ HRS）系統(tǒng)的硫酸裝置。一般新建裝置規(guī)模≥ 3000 噸 /日，由于裝置大型化，對節(jié)約投資，提高勞動生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本等 方面效果顯著。 （ b）隨著環(huán)保法日趨嚴(yán)格，生產(chǎn)技術(shù)趨向采用“ 3+1”或“ 3+2”兩轉(zhuǎn)兩吸流程，總轉(zhuǎn)化率在 ～ ％，尾氣 SO2含量低于 300PPM，酸霧含量低于 45mg/m3。 （ c）采用先進(jìn)技術(shù)，強(qiáng)化設(shè)備能力，不斷采用結(jié)構(gòu)先進(jìn)、效率高、節(jié)能耐用的機(jī)泵設(shè)備，從而使硫酸裝置的生產(chǎn)穩(wěn)定，開工率高，安全可靠，先進(jìn)硫酸廠年開工率達(dá)到99％以上。 北京化工大學(xué)貴州科技工程職業(yè)學(xué)院函授站 14 （ d）注重硫酸生產(chǎn)中的熱能回收和轉(zhuǎn)換，最大限度回收高、中、低位熱能。 （ 2）國內(nèi)工藝技術(shù)狀況 近幾年我國硫磺制酸工業(yè)有較快的發(fā)展，生產(chǎn)技術(shù)水平不斷提高，其液體硫磺 精制大多采用沉降法，轉(zhuǎn)化工藝為“ 3+1”和“ 3+2”兩轉(zhuǎn)兩吸工藝，轉(zhuǎn)化觸媒多采用國產(chǎn)觸媒，轉(zhuǎn)化率在 ～ ％，干吸塔、換熱器、轉(zhuǎn)化器等都采用一些新設(shè)備、新材料。熱力系統(tǒng)一般只回收利用高、中位熱能，副產(chǎn)中、低壓蒸汽自用或副產(chǎn)中壓蒸汽用于發(fā)電 或驅(qū)動透平主風(fēng)機(jī) 。與國外相比存在單系列能力小、設(shè)計(jì)余量偏大、熱利用水平偏低等缺點(diǎn)。 工藝技術(shù)方案的選擇 本項(xiàng)目選擇工藝技術(shù)方案為：固體硫磺皮帶輸送，快速熔硫、液硫過濾器過濾精制液硫，機(jī)械霧化焚硫，“ 3+2”兩轉(zhuǎn)兩吸流程，其主要特點(diǎn)： （ 1）結(jié)合中國國 情，采用引進(jìn)技術(shù)消化吸收的國內(nèi)領(lǐng)先的硫磺制酸轉(zhuǎn)化、干吸技術(shù)，進(jìn)行工程設(shè)計(jì)。具有技術(shù)先進(jìn)，操作穩(wěn)妥可靠，投資合理，綜合經(jīng)濟(jì)效益好的特點(diǎn)。 （ 2）采用“ 3+2”兩轉(zhuǎn)兩吸流程， 采用國產(chǎn) 大顆粒環(huán)型觸媒，提高轉(zhuǎn)化器氣速，減少壓降，延長觸媒使用壽命，總轉(zhuǎn)化率保證達(dá)到 ％以上，采用 全 不銹鋼轉(zhuǎn)化器，確保其安全運(yùn)行。 （ 3）轉(zhuǎn)化工段的換熱器選 用 列管 換 熱器，進(jìn)氣擴(kuò)散管，使氣體均勻分布，設(shè)備直徑小，占地面積小。 （ 4）干吸塔采用大開孔球拱和新型填料，蝶形底，采用帶陽極保
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