【正文】 30萬噸/年硫磺制酸裝置工藝流程包括熔硫工段、焚硫工段、轉化及干吸工段、空氣干燥及加壓、余熱蒸汽系統(tǒng)，其工藝流程框圖見圖 。CCDRI 重慶川慶化工廠 30萬噸/年硫磺制酸項目 可行性研究報告(2)(2) (2)(2)((2)(2)(2)高溫過熱器氨水塔尾氣成品空氣硫磺熔硫槽轉化一段轉化二段轉化三段轉化四段轉化五段一吸酸循環(huán)槽熔硫過濾器 焚硫爐 余熱鍋爐熱熱換熱器冷冷熱換熱器一吸塔中溫過熱器干燥塔一吸酸冷器干燥酸冷器風機二吸塔二吸酸循環(huán)槽二吸酸冷器成品酸冷器 成品酸貯槽低溫過熱器空氣過濾器干燥酸循環(huán)槽調(diào)酸槽CCDRI 重慶川慶化工廠 30萬噸/年硫磺制酸項目 可行性研究報告(2)(2) (2)(2)((2)(2)(2)圖 4. 1 硫磺制酸工藝流程框圖化工廠 30 萬噸/年硫磺制酸項目可行性研究報告(2)(2) (2)(2)((2)(2)(2)各工段工藝過程敘述如下：1）原料及熔硫工段原料硫磺由汽車送至原料庫堆存，袋裝硫磺經(jīng)人工拆包后，固體硫磺由膠帶運輸機送入快速熔硫槽內(nèi)熔化，經(jīng)快速熔硫槽熔化后的液體硫磺自溢流口溢流至澄清槽中，并在其中停留除去雜質(zhì)后，澄清液由粗硫泵進入不銹鋼絲網(wǎng)過濾器，經(jīng)過過濾后的精制硫進入精硫槽或送入液硫貯罐貯存待用?？焖偃哿虿?、澄清槽、液硫過濾器、精硫槽及硫貯罐等設備內(nèi)均有蒸汽加熱管，用蒸汽壓力約 ，使硫磺始終保持液態(tài)。2）焚硫轉化工段液硫由精硫泵加壓后經(jīng)硫磺噴槍機械霧化而進入焚硫爐，空氣經(jīng)干燥塔干燥并經(jīng)空氣鼓風機加壓后與液硫一起燃燒，出焚硫爐的是含 10%SO%SO 990℃左右的高溫爐氣，該高溫爐氣首先進入廢熱鍋爐回收熱量，溫度降至 450℃再進入爐氣過濾器進一步出去爐氣中塵埃后進入轉化器的第一段進行轉化。經(jīng)反應后，溫度升至 600℃左右進入高溫過熱器回收熱量，高溫過熱器冷卻后的爐氣進入轉化器第二段催化劑床層進行催化反應，溫度升高至約 512℃后，進入熱熱換熱器降溫至 440℃，進入轉化器第三段催化劑層進行氧化反應，溫度升高到約 459℃后，進入冷熱換熱器，溫度降至約175℃，送至第一吸收塔吸收塔中氣體中的 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化器三段和二段出口的爐氣進行逆流換熱，氣體被加熱至 430℃后進入轉化器第四段進行氧化反應。溫度升至約 443℃進入中溫過熱器換熱，溫度降至約 420℃進入轉化器第五段催化劑層進行反應。出五段氣體經(jīng)低溫過熱器回收熱能，爐氣被降溫至約 155℃進入第二吸收塔，塔內(nèi)用 98%硫酸吸收爐氣中 SO3后，再經(jīng)尾氣回收塔吸收尾氣中殘余的 SO2后，由尾氣煙囪放空。經(jīng)過兩次轉化后，SO 2轉化率不小于 %，尾氣中 SO2排放濃度小于300ppm。3）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，設置三個臥式循環(huán)槽，干燥塔、第一吸收塔、第二吸收塔各單獨使用一個循環(huán)槽。酸冷卻循環(huán)系統(tǒng)由三個相對獨立的部分組成。空 氣 鼓 風 機 設 在 干 燥 塔 下 游 。 即 硫 磺 焚 燒 及 轉 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 份化工廠 30 萬噸/年硫磺制酸項目可行性研究報告(2)(2) (2)(2)((2)(2)(2)≤ ,干 燥 后 的 空 氣 經(jīng) 空 氣 鼓 風 機 加 壓 后 進 入 焚 硫 爐 。 干 燥 酸 自 塔 底 自 流 至 干 吸 塔循 環(huán) 槽 ， 一 部 分 流 入 調(diào) 酸 槽 ， 與 干 燥 塔 、 一 吸 酸 塔 吸 收 酸 通 過 補 加 工 藝 水 進 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 入 干 燥 塔 進 行 噴 淋 。由轉化器第三催化床層出口的氣體經(jīng)冷熱換熱器冷卻后進入第一吸收塔塔底，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，進入一吸酸循環(huán)槽，一部分進調(diào)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，再進入第一吸收塔進行噴淋。干燥塔酸一部分經(jīng)干燥塔酸循環(huán)泵進入塔頂干燥空氣，另一部分進入調(diào)酸槽與一吸酸循環(huán)槽、二吸酸循環(huán)槽來的酸加水進行調(diào)酸，經(jīng)成品酸冷卻器冷卻至 40℃后進入成品酸貯罐貯存。由轉化器第四段出來的二次轉換氣經(jīng)中溫過熱器換熱降溫后進入第五段催化劑層進行反應。出五段氣體經(jīng)低溫過熱器回收熱能，爐氣進入第二吸收塔塔底。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加工藝水進行調(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，再進入第二吸收塔進行噴淋。化工廠 30 萬噸/年硫磺制酸項目可行性研究報告(2)(2) (2)(2)((2)(2)(2) 物料平衡 主要物料平衡框圖： 單位：萬噸/年圖 主要物料平衡圖尾氣硫：總：干空氣：水汽：總：成品酸：硫： 總：30（98%硫酸）熔硫工段焚硫工段轉化工段干吸工段固體硫磺： 總： 液硫： 硫： 總：干氣：水汽：總：爐氣：硫：總：空氣水總：渣：硫蒸汽損失：總：化工廠 30 萬噸/年硫磺制酸項目可行性研究報告(2)(2) (2)(2)((2)(2)(2) 原材料、輔助材料和燃料、動力消耗定額 原材料、輔助材料規(guī)格1）固體硫磺，符合國家標準 GB244992一級品，具體成分如下：S ≥%灰分 ≤%酸度（以 H2SO4計） ≤%砷 ≤%鐵 ≤%有機物 ≤水分 ≤%2）催化劑：低溫釩觸媒中溫釩觸媒，從 TOPSOE、孟山都進口。3）天然氣：35588kJ/Nm 3。 裝置的生產(chǎn)能力和操作制度主產(chǎn)品：98%工業(yè)硫酸，30 萬噸/年生產(chǎn)能力。硫酸質(zhì)量符合國家標準 GB/T5342022一等品指標。副產(chǎn)品：余熱回收中壓過熱蒸汽（450℃，）43 t/h，采用抽汽式發(fā)電機組進行余熱發(fā)電，以熱定產(chǎn)，其中抽提 30t/h低壓蒸汽用于工廠生產(chǎn)。余熱發(fā)電裝置能力為 6000kW，正常發(fā)電為 4500kW，發(fā)電出線電源為 10kV，扣除整個裝置用電外，每年尚可以向外輸送約 1470萬 kWh。操作制度：本裝置為連續(xù)生產(chǎn)，采用四班三運轉制，每班工作 8小時，年運行時間 8000小時（ 天） ?；S 30 萬噸/年硫磺制酸項目可行性研究報告(2)(2) (2)(2)((2)(2)(2) 原輔材料及動力消耗定額表 42 原材料及動力消耗定額（以每噸硫酸計）序號 名稱 規(guī) 格 單位消耗定額小時耗量（噸/小時） 年耗量 備 注一、原材料及動力消耗1 硫 磺 S≥% 噸 2 催化劑 kg 3 天然氣 35588kJ/Nm3 / / / Nm3 用于開車4 電 kWh 1760萬 kWh5 脫鹽水 噸 34 6 工藝水 噸 7 循環(huán)水 32℃～38℃ 噸 5640 4512萬噸8 低壓蒸汽 噸 3萬噸二、副產(chǎn)品7 副產(chǎn)蒸汽發(fā)電，450℃kWh 120 4500 kW3600萬kWh8 副產(chǎn)蒸汽 噸 30 24萬噸 自動控制 概述本項目是以硫磺為生產(chǎn)原料，包括熔硫、精硫、焚燒、轉化、吸收工段，為了充分回收利用余熱，設置廢熱鍋爐和汽輪發(fā)電機組以及配套的脫鹽水系統(tǒng)。（1）根據(jù)生產(chǎn)要求及目前國內(nèi)外同類裝置控制水平，本項目自動控制及儀表采用中央集中監(jiān)控和就地指示相結合的方式。硫磺制酸裝置及配套輔助設施、公用工程、余熱發(fā)電采用 DCS系統(tǒng)，將生產(chǎn)過程中主要的和重要的工藝操作參數(shù)及全部控制回路、聯(lián)鎖報警系統(tǒng)、緊急開停車系統(tǒng)、電氣設備狀態(tài)運行系統(tǒng)、可燃、有毒氣體濃度檢測報警等信號，都在 DCS系統(tǒng)進行集中實時監(jiān)控，便于對整個生產(chǎn)過程實施有效監(jiān)督管理，確保生產(chǎn)安全可靠穩(wěn)定運行。（2）硫磺制酸裝置設置一中央控制室，DCS 配置 2～3 個操作站，1～2 個控制站，控制站中的 CPU、電源卡、通訊總線以及控制回路的 I/O卡進行 1：1 冗余?；S 30 萬噸/年硫磺制酸項目可行性研究報告(2)(2) (2)(2)((2)(2)(2)（3）項目中對生產(chǎn)過程中不直接影響產(chǎn)品質(zhì)量和安全的檢測參數(shù)采用就地指示，便于操作人員巡回檢查，了解實時工況和工藝操作參數(shù)是否在正常范圍，生產(chǎn)裝置及設備是否運行穩(wěn)定安全，一旦出現(xiàn)問題可以及時檢修處理。對生產(chǎn)過程中的關鍵參數(shù)通過各種類型的傳感器、變送器傳送到控制室 DCS進行統(tǒng)一監(jiān)控。根據(jù)工藝要求，初步估計儀表檢測點約有 200～250 點，控制回路約有 20～30 個。（4）為了對生產(chǎn)過程中原、輔料、中間產(chǎn)品、產(chǎn)品、能耗進行全面管理。苯項目通過自動檢測計量，在 DCS系統(tǒng)中按要求做控制、顯示、累積、報警、打印，便于考核管理。（5） 項目中各裝置的信號報警、聯(lián)鎖由 DCS實現(xiàn)。信號接點有直接型或間接型。聯(lián)鎖信號一般為故障安全型（正常時是閉合的，在報警狀態(tài)時打開） 。聯(lián)鎖輸出信號從DCS送出。少數(shù)特別重要的報警信號送操作臺上的信號報警器，通過聲光信號提醒操作人員注意，并采取相應措施避免發(fā)生影響裝置生產(chǎn)的事故發(fā)生。 儀表選型 選型原則由于工藝生產(chǎn)過程較復雜，且具有強腐蝕、毒性的特點，對工藝操作、生產(chǎn)控制要求嚴格，因此，儀表選型首先要考慮到的是防腐蝕的問題.為了保證整個工廠自控系統(tǒng)的先進性和可靠性，根據(jù)各裝置的環(huán)境特征和物料特性，所有需要集中顯示和控制的工藝參數(shù)測量變送器均選用具有 HART通訊協(xié)議的智能型電動儀表，變送器盡量考慮帶就地指示表。執(zhí)行機構一般選用帶電/氣閥門定位器的氣動薄膜調(diào)節(jié)閥.（1）儀表選型原則：以滿足工藝要求，生產(chǎn)安全、穩(wěn)定和經(jīng)濟性為前提，在相同條件下，優(yōu)先選擇國產(chǎn)儀表，當其無法滿足具體要求時，則選用進口儀表。（2）所有儀表與被測介質(zhì)接觸部分的材質(zhì)應嚴格按工藝介質(zhì)對材質(zhì)的要求。無腐蝕介質(zhì)管道上的調(diào)節(jié)閥，切斷閥的閥體材質(zhì)可以選用碳鋼，以利降低工程造價。 主要儀表選型（1）溫度測量儀表 Pt100鉑電阻，K 型和 S型鎧裝熱電偶溫度變送器。對轉化器觸媒層溫度測量選用多點熱電偶?；S 30 萬噸/年硫磺制酸項目可行性研究報告(2)(2) (2)(2)((2)(2)(2) 地 溫 度 指 示 采 用 萬 向 型 抽 芯 式 雙 金 屬 溫 度 計 ， 溫 度 計 的 外 殼 是 全 天 候 防 護 型 的 。按介質(zhì)的不同分別選用碳鋼、不銹鋼、特殊耐磨金屬合金或金屬+PTFE 等材質(zhì)的溫度計套管。（2）壓力和差壓測量儀表，變送器與被測介質(zhì)接觸部件的材質(zhì)有 316L和哈氏合金等。；另根據(jù)介質(zhì)情況分別選用隔膜式或毛細管遠傳壓力表。微小壓力測量選用膜盒壓力表。泵、風機等出口選用耐震型壓力表。（3）流量檢測儀表（孔板、噴嘴等）配智能差壓變送器；大口徑管道的氣體測量采用阿牛巴配智能差壓變送器；硫酸測量選用電磁流量計。蒸汽測量選用渦街流量計。，則使用電磁流量計。（4）液位測量儀表。測量有壓設備液位采用負壓端配毛細管遠傳法蘭的差壓變送器。，所以采用的材料盡量選用 316+PTFE。（5）在線過程分析儀表分析儀表的設置應以保證產(chǎn)品質(zhì)量,確保安全生產(chǎn),增加經(jīng)濟效益為前提,根據(jù)工藝介質(zhì)及操作條件選擇先進可靠、操作維修簡便的過程分析儀表。分別設置在線式 PH、電導率、硫酸濃度、SO 2分析儀。其中 SO2分析儀供應商成套供應取樣和預處理裝置等。（6）控制閥原則上采用單、雙座閥；蒸汽選用籠式閥；對強腐蝕性介質(zhì)（如 H2SO4等） ，采用特殊合金或襯塑控制閥；對大口徑選用蝶閥?；S 30 萬噸/年硫磺制酸項目可行性研究報告(2)(2) (2)(2)((2)(2)(2)等百分比流量特性適應性廣，特別適合開車階段低負荷運轉的場合，S 值太小的控制閥尤其要選等百分比流量特性。本裝置的大多數(shù)控制閥選用等百分比流量特性。若通過控制閥的壓力降是常數(shù)（如減壓系統(tǒng)和某些液位調(diào)節(jié)系統(tǒng)） ，則選用線性流量特性