【導(dǎo)讀】工程咨詢資格證號(hào)：工咨甲××××××

　　

【正文】 含銫催化劑甚至還可以使二氧化硫的轉(zhuǎn)化率提高到 %、放空尾氣 中的二氧化硫降低到 100ppm 以下。國內(nèi)已有多套硫磺制酸裝置的總轉(zhuǎn)化率達(dá)到 %以上的水平，像蘇州精細(xì)化工集團(tuán)公司的 30 萬噸 /年硫磺制酸裝置則達(dá)到了 %以上。 3）余熱利用效率提高 4）技術(shù)和裝備水平不斷提高 工藝技術(shù)方案的比較及選擇 選擇的工藝方案理由如下： （ 1）熔硫與精硫工藝 采用帶攪拌器的快速熔硫工藝，與常規(guī)熔硫池工藝相比，具有效率高，設(shè)備體積小。粗硫過濾采用加壓過濾，與自然沉降過濾相比，過濾效率高，過濾速度快、強(qiáng)度高，占地少，排渣操作方便。 （ 2）液硫霧化采用機(jī)械霧化工藝 與空氣霧化 工藝相比，具有結(jié)構(gòu)簡單，噴嘴加工容易，不易堵塞，操作方便，不需設(shè)二次加壓風(fēng)機(jī)，工藝配管簡單，動(dòng)力消耗低。 （ 3）采用“ 3+1”兩轉(zhuǎn)兩吸轉(zhuǎn)化吸收工藝 與一轉(zhuǎn)一吸相比，不僅提高了硫的利用率，還降低了 SO2 的排放濃度，減少了環(huán)境污染。 （ 4）采用中高溫吸收工藝 知識(shí)水 壩（網(wǎng) @pologoogle）傾心為您整理（雙擊刪除） 與常規(guī)吸收工藝相比，能有效防止酸霧的形成，減少尾氣中酸霧的危害，同時(shí)可以減少換熱面積。采用陽極保護(hù)酸冷卻器，與傳統(tǒng)的冷卻排管相比傳熱效率大為提高，占地面積也可大大減少。 （ 5）余熱回收工藝 在焚硫爐出口設(shè)火管鍋爐，轉(zhuǎn)化器一段出口設(shè)一蒸汽高溫過熱器，三段出口 冷熱換熱器后設(shè)一中溫省煤器，四段出口設(shè)低溫過熱器和高低溫省煤器。回收這些液硫燃燒熱及 SO2生成 SO3的反應(yīng)熱，產(chǎn)生 ， 450℃的中壓過熱蒸汽，供汽輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電，供熔硫、液硫保溫低壓蒸汽來自老廠低壓蒸汽管網(wǎng)。 硫酸工藝特點(diǎn) 本裝置生產(chǎn)流程的特點(diǎn)具體體現(xiàn)在以下幾方面： 1)快速熔硫與液硫凈化 采用帶攪拌器和蒸汽盤管加熱的快速熔硫槽，熔硫迅速，清理方便，粗硫凈化采用葉式過濾器機(jī)械過濾。 2)機(jī)械霧化焚硫 焚硫爐是硫磺制酸的關(guān)鍵設(shè)備，本設(shè)計(jì)的焚硫爐設(shè)有兩個(gè)機(jī)械霧化噴嘴，焚硫爐為臥式結(jié)構(gòu)。 為 確保硫蒸汽和空氣在焚硫爐中充分混合、燃燒，在爐體內(nèi)設(shè)置多道折流擋墻。為避免因燃燒不完全而在爐氣中殘存硫蒸汽，在焚硫爐設(shè)置了二次空氣的進(jìn)口。 機(jī)械霧化噴嘴特點(diǎn)是霧化噴嘴中液硫壓力大，不易堵塞，不需探針裝置，較之低壓噴嘴采用空氣霧化的方法結(jié)構(gòu)簡單，加工制造容易，操作方便，且機(jī)械霧化不需霧化風(fēng)機(jī)，節(jié)省了動(dòng)力消耗，簡化了流程。 3)充分利用液硫燃燒熱和轉(zhuǎn)化部分的反應(yīng)熱 在焚硫爐出口設(shè)置廢熱鍋爐，在轉(zhuǎn)化器第一段出口設(shè)置高溫過熱器，三段出口冷熱換熱器后（第一次吸收塔前）設(shè)一中溫省煤器，四段出口設(shè)低溫過熱器和高低溫省煤器 ，回收這些廢熱均用于產(chǎn) 、 450℃的中壓過熱蒸汽并用于發(fā)電。 4)提高轉(zhuǎn)化率，消除尾氣污染 本設(shè)計(jì)采用兩次轉(zhuǎn)化、兩次吸收工藝，“ 3＋ 1”四段轉(zhuǎn)化流程，總轉(zhuǎn)化率達(dá)到%以上，使放空尾氣中 SO2含量在 300ppm 以下，以降低對環(huán)境的污染。在催化知識(shí)水 壩（網(wǎng) @pologoogle）傾心為您整理（雙擊刪除） 劑選用上，國內(nèi)催化劑在活性、強(qiáng)度、起燃溫度和使用壽命上均較國外催化劑性能差，為保證總轉(zhuǎn)化率，減少對環(huán)境的污染，需引進(jìn)催化劑。 5)采用新型高效設(shè)備，節(jié)省投資 （ 1）干燥塔、吸收塔采用碟形底，這樣可以取消常規(guī)的混凝土平臺(tái)，采用柱式支撐，大大節(jié)省了土建費(fèi)用。 （ 2）干吸塔的填料支撐采用球拱，其平均開孔率大于 50％，填料采用具有較大比表面積和空隙率的瓷質(zhì)耐酸 3″階梯環(huán)，以提高吸收效率和操作彈性。干燥塔頂部裝設(shè)抽屜式絲網(wǎng)除霧器，吸收塔頂部裝設(shè)孟山都高效 ES 型和 CSⅡ型除霧器以除去酸霧，減少酸霧的排放量，保護(hù)環(huán)境。 （ 3）采用結(jié)構(gòu)先進(jìn)、氣體分布均勻的轉(zhuǎn)化器，為轉(zhuǎn)化率達(dá)到 %以上提供了可靠的條件。 （ 4）熱熱交換器和冷熱交換器，采用結(jié)構(gòu)先進(jìn)的高效管殼式換熱器，特點(diǎn)是低壓降、高傳熱系數(shù)。 （ 5）酸冷卻器采用技術(shù)先進(jìn)可靠的帶陽極保護(hù)管殼式換熱器，該設(shè)備傳熱效率高，使 用壽命長，檢修方便，占地面積小。 (6） 工藝過程控制自動(dòng)化程度高 本裝置采用先進(jìn)的 PLC 集散控制系統(tǒng)。對整個(gè)流程的工藝參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控，設(shè)有流程圖動(dòng)態(tài)畫面顯示、參數(shù)顯示畫面、調(diào)節(jié)顯示畫面、報(bào)警畫面、趨勢記錄顯示、自動(dòng)打印報(bào)表等功能，整個(gè)生產(chǎn)過程監(jiān)控基本可以在主控室內(nèi)完成 磷酸工段工藝技術(shù)方案 原料生產(chǎn)中磨礦工藝的確定 磷酸生產(chǎn)中磨礦工藝通常有干磨與濕磨兩種工藝，開路和閉路二種流程。 干磨工藝是將磷礦在風(fēng)掃磨內(nèi)磨成 90%通過 100 目的礦粉，水分含量在 1%以下，進(jìn)磨機(jī)的磷礦塊度控制在 25mm 以下，水分控制在 8%以下。磨機(jī)尾氣處理采用干法除塵。 濕磨工藝是將磷礦與水一起研磨成含水約 30～ 38%的礦漿，一般采用球磨或棒磨。 原料磨礦工藝選擇濕磨，與干法相比，它具有流程簡單，設(shè)備少，廠房體量小，占地少，投資低；濕磨的功率消耗比干磨低，且原料不需干燥，節(jié)省了燃料，從而知識(shí)水 壩（網(wǎng) @pologoogle）傾心為您整理（雙擊刪除） 降低生產(chǎn)成本；操作環(huán)境好，噪聲低，并消除了粉塵污染；簡化礦粉加料系統(tǒng)，工人勞動(dòng)強(qiáng)度低等優(yōu)點(diǎn)。 濕磨工藝的缺點(diǎn)：礦漿的含水帶入反應(yīng)系統(tǒng)，與干磨流程相比，石膏過濾時(shí)，洗滌水量需相應(yīng)減少。 表 41 磷礦組成一覽表 成份 P2O5 CaO SiO2 Al2O3 Fe2O3 MgO F 組成 % 開路與閉路工藝流程優(yōu)缺點(diǎn)比較如下表 42 表 42 開路與閉路工藝比較 比較指標(biāo) 流 程 閉路流程 開路流程 流程 流程長、復(fù)雜 流程短、簡單 對礦的適應(yīng)性 對原料礦一致性要求較高，并且要求原礦的含泥量低，一般要求采用擦洗精礦 對各種礦均能適應(yīng) 可靠性 對分級(jí)和濃縮設(shè)備的可靠性要求高 可靠性好 裝機(jī)容量 稍低于開路 稍高于閉路 每噸礦的耗電量 稍低于開路 稍高于閉路 占地面積 大，一般為開 路流程二倍以上 小 產(chǎn)品粒度 易于控制、粒度均勻性較好 粒度均勻性一般 可以看出，閉路工藝流程是通過粒度分級(jí)設(shè)備，對磨過的礦漿進(jìn)行分級(jí)，主要分級(jí)方法有：使用螺旋分級(jí)機(jī)分級(jí)、水力旋流器分級(jí)以及重力沉降等。閉路流程的優(yōu)點(diǎn)是顯而易見的，通過分級(jí)，礦漿的粒度分布比較均勻，并且成品粒度容易保證。但是，他的缺點(diǎn)也比較多，如生產(chǎn)工藝流程長、占地面積大，設(shè)備多、水耗大、需要有濃縮過程等。濃縮過程對磷礦本身的質(zhì)量比較挑剔，對物料的一致性要求很高。當(dāng)物料的性質(zhì)有所變化時(shí)，能直接影響到設(shè)備的效率和能力，而往往磷礦來時(shí)為統(tǒng)礦 ，不易控制物性。因此該種流程的運(yùn)用中受到一定的限制。 知識(shí)水 壩（網(wǎng) @pologoogle）傾心為您整理（雙擊刪除） 就開路工藝流程而言，優(yōu)點(diǎn)是流程簡單、占地少，設(shè)備少和水耗少、原料的適應(yīng)能力強(qiáng)、運(yùn)行可靠。其缺點(diǎn)是粒度分布較難控制。為了解決上述問題，針對各種不同礦種的物理特性，設(shè)計(jì)了各種新規(guī)格磨機(jī)，加長了長徑比，以滿足工藝生產(chǎn)對粒度的要求，如φ 3200179。 8000、φ 3200179。 7000、φ 2700179。 6000、φ 2700179。 9000 等。φ 3200179。 7000 已用于云南磷肥工業(yè)有限公司 8 萬噸 /年磷酸裝置、昆陽磷肥廠 8 萬噸 /年磷酸裝置。而φ 2700179。 6000 則用于云南紅磷公司以及 179。 179。 洋豐集團(tuán) 6 萬噸 /年磷酸裝置。 179。179。 洋豐集團(tuán)已生產(chǎn)數(shù)年，運(yùn)行情況良好。另外在新的磨機(jī)中，使用雙倉溢流型球磨機(jī)，一個(gè)倉為棒磨，另一個(gè)倉為球磨，以保證粒度均勻，并能提高產(chǎn)量。磷礦采用兩級(jí)破碎磷礦，第二級(jí)破碎采用反擊式破碎機(jī)，保證磷礦進(jìn)球蘑機(jī)時(shí)粒度大大小于以往要求 25mm。從而大幅度提高球磨機(jī)產(chǎn)量。 通過以上比較，很清楚的反映出開路與閉路的各有優(yōu)缺點(diǎn)，對具體項(xiàng)目的工藝流程選擇有決定作用。結(jié)合東圣磷復(fù)肥有限公司的實(shí)際情況和要求，決定該項(xiàng)目采用礦漿制備工藝流程為濕法球磨的開路流程。 磷酸工藝技術(shù)的比較及選擇 （ 1）濕法 磷酸工藝技術(shù)發(fā)展特點(diǎn) ① 裝置大型化 隨著市場對濕法磷酸需求量的增加，為增加產(chǎn)量，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低單位產(chǎn)品投資成本和日常的維修管理費(fèi)用，從七十年代末，世界磷酸裝置的單系列生產(chǎn)能力（指反應(yīng)槽）不斷增加，到目前為止，日產(chǎn) 1000 噸 P2O5以上的裝置有數(shù)十套，最大單系列能力已達(dá)到 1800 噸 P2O5/天，而更大的 2650 噸 P2O5/天裝置正在建設(shè)之中。 ② 二水法流程仍占主導(dǎo)地位，同時(shí)積極發(fā)展半水法和再結(jié)晶工藝，使裝置更加節(jié)能。 目前世界上共有濕法磷酸生產(chǎn)裝置 350 套左右，其中 80%以上用二水法生產(chǎn) ,二水法生產(chǎn)的 磷酸約占世界濕法磷酸生產(chǎn)總量的 85%。為進(jìn)一步節(jié)約能耗，降低磷礦和硫酸消耗，世界各國競相研究開發(fā)半水法 (HH)和再結(jié)晶法 (HDH 或 DHH)工藝。目前半水法最大能力已達(dá) 1500t/d P2O5，半水 —— 二水法的單系列最大能力為 1100 噸P2O5/天。但隨著世界磷礦品位的降低和雜質(zhì)含量的增加，二水法流程因其對磷礦的適應(yīng)性和工藝的可靠性，穩(wěn)定性較強(qiáng)，在大型磷酸裝置工藝中仍占主導(dǎo)地位，正在知識(shí)水 壩（網(wǎng) @pologoogle）傾心為您整理（雙擊刪除） 建設(shè)的 2650 噸 P2O5/天裝置即采用二水法 JACOBS 工藝。 下表 43 列出了世界上濕法磷酸工藝情況： 表 43 濕法工藝概 況 工藝路線 工藝專利及其擁有者 建廠數(shù) 備注 二水法工藝 普萊昂 Prayon 140 吉科布斯 道爾科 JacobsDorr 29 羅納普朗克 RhonePoulenc 70 現(xiàn)為 KrebsSpeichim SIAPE 11 費(fèi)森斯 () Fisons 8 辛馬斯特 布雷耶 7 斯溫森 Swenson 8 凱洛格 洛普克 KelloyLupka 1 半水法工藝 費(fèi)森斯 () 7 西方石油公司 OXY 5 前蘇聯(lián)半水法 流程 許多 未出口 多木 Tomo 1 建在本公司 TVA泡沫法 僅作試驗(yàn)室試驗(yàn) 日本鋼管公司 (NKK)和魯姆斯流程Lumas 僅作工業(yè)試驗(yàn) 半水二水再結(jié)晶工藝 日本日產(chǎn) H法 Nissan H 26 日本鋼管公司 (NKK) 11 日本三菱 7 厄爾泰流程 二水半水再結(jié)晶工藝 辛特雷爾 — 普萊昂 11 費(fèi)雷格特 (DDR)流程 半水二水再 費(fèi)森斯 3 知識(shí)水 壩（網(wǎng) @pologoogle）傾心為您整理（雙擊刪除） 結(jié)晶濃酸流程 日產(chǎn) C法 2 另一個(gè)在建 吉科布斯 — 道爾科 HYS 1 后改為 二水法 西方石油公司 OXY 僅作中試 鋼管公司 (NKK)和魯姆斯流程 僅作試驗(yàn)室試驗(yàn) 阿爾巴特羅流程 1 后停產(chǎn) 辛馬斯特 — 布雷耶和厄爾泰流程 僅有專利 由上表可以看出，由比利時(shí)普萊昂 (Prayon)公司的二水物工藝，在世界各地的二水法流程中被采用的數(shù)目最多，其產(chǎn)量約占磷酸總產(chǎn)量的一半。其次是法國的羅納普朗克 (RhonePoulenc)流程、吉科布斯 — 道爾科 (JacobsDorr)等。 國內(nèi)近幾年陸續(xù)建成的十幾套大型磷酸裝置以及六七十年代建成的中小型磷酸裝置幾乎全部采用的是 二水法工藝。 （ 2）磷酸工藝技術(shù)方案的比較與選擇 二水法工藝技術(shù)成熟，操作穩(wěn)定可靠，單系列規(guī)模大，對磷礦的適用性強(qiáng)，操作靈活，作業(yè)率高，維修工作量小。磷礦可采用濕磨，礦漿加料，能耗低，投資省，環(huán)境好，計(jì)量容易，國內(nèi)通過引進(jìn)技術(shù)已建成了幾個(gè)規(guī)模較大的工廠，在設(shè)計(jì)、設(shè)備制造、生產(chǎn)操作等多方面積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，對于中小型規(guī)模的磷酸裝置，所有設(shè)備均可以國產(chǎn)化，從而降低總投資。因此，本工程選用二水法磷酸工藝。 （ 3）二水法工藝技術(shù)的比較和選擇 二水法工藝技術(shù)有多種，在國內(nèi)大型裝置中已有 Prayon 工藝、 RP 工藝和JacobsDorr 工藝，這幾種工藝過濾部分的機(jī)型有帶式過濾機(jī)、翻盤式過濾機(jī)和轉(zhuǎn)臺(tái)式過濾機(jī)，反應(yīng)部分各有特點(diǎn)： Prayon 工藝采用多格槽反應(yīng)器，每格中安裝一臺(tái)軸流式透平槳，通過建立硫酸濃度梯度來保持未反應(yīng)和共晶的 P2O5損失最低，提高了 P2O5回收率，降低了動(dòng)力消耗。采用低位閃蒸冷卻技術(shù)，利用大流量軸流泵把循環(huán)料漿通過真空冷卻器蒸發(fā)水來冷卻，料漿進(jìn)出溫度差約 2℃，大大降低了系統(tǒng)結(jié)垢。反應(yīng)槽的溫度可以通過調(diào)節(jié)閃蒸冷卻器內(nèi)的真空度來控制，操作簡便可靠。 JacobsDorr工藝采用環(huán)形單槽反應(yīng)器，單槽中每 區(qū)安裝一個(gè) 45176。折葉透平槳。知識(shí)水 壩（網(wǎng) @pologoogle）傾心為您整理（雙擊刪除） 也采用低位閃蒸冷卻技術(shù)，除大流量的冷卻料漿循環(huán)外，還專門安裝了一臺(tái)熱料漿循環(huán)泵，大大增加了了整個(gè)反應(yīng)系統(tǒng)的循環(huán)比，改善了石膏的結(jié)晶，并具有高的過濾強(qiáng)度。 RP 工藝采用無分室?guī)е行臄嚢杵鞯膯尾鄯磻?yīng)器，磷礦的溶解和生成石膏都是在均勻 SO3濃度條件下完成 .采用料漿拋灑冷卻技術(shù)，為增加空氣流與料漿的高效 傳熱，安裝了多臺(tái)表面冷卻器和硫酸加料分布器。料漿過濾采用 UCEGO 轉(zhuǎn)臺(tái)過濾機(jī)。 Prayon 工藝和 Jacobs 工藝均配有熟化槽， RP 工藝也由單槽發(fā)展為雙槽，其設(shè)計(jì)對礦種變化具化較強(qiáng)的適 用性，可根據(jù)礦種變化，改變硫酸加料點(diǎn)，控制反應(yīng)料漿的硫酸濃度梯