【正文】 為了開車時轉(zhuǎn)化系統(tǒng)升溫 ,設(shè)置了燒輕柴油的預(yù)熱爐和預(yù)熱器。溫度升至約 422℃通過第五換熱器管程 ,反應(yīng)氣被降溫至約 165℃進(jìn)入第二吸收塔 ,塔內(nèi)用 98%硫酸吸收爐氣中 SO3 后由尾氣煙囪放空。第一吸收塔內(nèi)用 98%濃硫酸吸收其中 SO3,未被吸收的氣體通過塔頂?shù)睦w維除沫器 ,再依次經(jīng)第五、第四、第二換熱器殼程換熱 ,氣體被加熱至 430℃ 進(jìn)入轉(zhuǎn)化器第四段催化劑層進(jìn)行氧化反應(yīng)。 轉(zhuǎn)化工段 干燥后的 SO2 氣體經(jīng) SO2 鼓風(fēng)機(jī)加壓后 ,依次經(jīng)第三換熱器殼程、第一換 熱器殼程預(yù)熱至 420℃進(jìn)入轉(zhuǎn)化器第一段催化劑層進(jìn)行轉(zhuǎn)化 ,經(jīng)反應(yīng)后 ,溫度升至約 584℃通過第一換熱器管程進(jìn)行熱交換。 98%成品酸自一吸塔循環(huán)酸泵出口引出 ,經(jīng)成品酸冷卻器冷卻至40℃ ,輸送到成品酸貯罐貯存 ,并由成品酸泵外送至老廠區(qū)或擬建用酸裝 置的硫酸貯罐。 由轉(zhuǎn)化器第五段出來的轉(zhuǎn)化氣經(jīng)換熱冷卻后 ,進(jìn)入第二吸收塔 ,塔頂用濃度為 98%硫酸噴淋 ,吸收 SO3后的酸自塔底流出進(jìn)入二吸塔酸循環(huán)槽 ,用工藝水調(diào)節(jié)循環(huán)槽濃度至 98%,再由二吸塔循環(huán)酸泵送入二吸塔酸冷卻器 ,多余的 98%硫酸串入一吸塔酸循環(huán)槽。增多的 95%硫酸串入第一吸 收塔循環(huán)槽中。干燥后氣體含水分≤ 。循 環(huán)槽采用臥式槽。 干吸及成品工段 干吸系統(tǒng)采用三塔三槽流程 ,即干燥塔、第一吸收塔、第二吸收塔獨立使用各自的循環(huán)槽。 凈化工段補(bǔ)充水由電除霧器集液槽加入。 冷卻 塔下塔酸溫度 ~57℃ ,經(jīng)酸冷卻器冷卻至 38℃后上塔噴淋。部分下塔酸經(jīng)斜板沉降器除去礦塵后返回循環(huán)酸系統(tǒng)。出冷卻塔的溫度 降至 40℃的爐氣依次進(jìn)入第一級和第二級電除霧器除去酸霧及其它雜質(zhì) ,出口氣體酸霧含量≤ 。 凈化工段 來自焙燒工段的溫度 ~330℃、含塵≤ ,增濕塔為空塔 ,塔內(nèi)噴淋 ~15%的稀酸 ,使?fàn)t氣冷卻至 ~70℃進(jìn)入冷卻塔。本設(shè)計中采用 8 個 60 立方米鋼制貯斗 ,礦渣由汽車運出。 通過埋刮板輸送機(jī)將渣塵送到冷卻增濕滾筒中進(jìn)行冷卻增濕。廢鍋出來的塵先進(jìn)入埋刮板輸送機(jī) ,并通過埋刮板輸送機(jī)轉(zhuǎn)運至冷卻輸送滾筒。本工段為單系列。 焙燒工段 (1)焙燒工藝由原料工段送入加料貯斗的的硫精礦通過加料皮帶及星型給料機(jī)分別送入沸騰爐的兩個加料口內(nèi) ,在沸騰爐內(nèi)與來自空氣鼓風(fēng)機(jī)的空氣混合沸騰焙燒。 成品礦庫區(qū)內(nèi)的原料由電動抓斗橋式起重機(jī)抓取到成品礦斗中 ,經(jīng)圓盤給料機(jī)、膠帶輸送機(jī)轉(zhuǎn)運至篩分廠房經(jīng)振動篩進(jìn)行篩分 ,篩上物多為碎石 ,由手推車承接并外運 ,篩下≤ 3mm 的成品礦由膠帶輸送機(jī)輸送至焙燒工段 ,由配有電動卸料器的膠帶輸送機(jī)分別卸入工藝焙燒爐兩個加料貯 斗中。 工藝流程和消耗定額 工藝流程敘述 本項目 20 萬噸 /年硫酸裝置工藝部分主要由以下六個工段組成 :原料工段、焙燒工段、凈化工段、轉(zhuǎn)化工段、干吸工段及成品工段 。 (8)熱能利用 系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置廢熱鍋爐、省煤器以回收高、中溫位熱能 ,產(chǎn) 、 450℃ 過熱蒸汽用備壓式汽輪機(jī)于發(fā)電 ,剩余低壓蒸汽工業(yè)利用。采用陽極保護(hù)酸冷卻器或板式酸冷卻器 ,傳熱效率大為提高 ,占地面積也可大大減少。 (6)干吸工藝方案的選擇 采用 95%硫酸干燥 ,98%硫酸兩次吸收 ,三塔三槽 ,各自獨立的酸循環(huán)系統(tǒng)的成熟工藝。 本設(shè)計根據(jù)國家《硫酸工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》 GB 261322020 的要求 2020年 3 月 1 日起 ,新建企業(yè)執(zhí)行的大氣污染物排放限值“硫酸生產(chǎn)新裝置 SO2 最高允許排放濃度為 400mg/m” ,確定本項目 SO2 轉(zhuǎn)化率為均 %,排放尾氣中 SO2濃度為 380mg/m3,低 于國家允許的排放濃度。 (5)轉(zhuǎn)化工藝方案的選擇 SO2 的氧化反應(yīng)是可逆反應(yīng) ,其轉(zhuǎn)變?yōu)? SO3 的轉(zhuǎn)化率高低直接影響到硫的利用率和對環(huán)境的危害程度。 根據(jù) ****科技化工有限公司硫精礦中砷、氟含量數(shù)據(jù) ,確定凈化副產(chǎn)稀酸濃度為 15%。 本項目采用增濕塔 ?冷卻塔 ?電除霧器的酸洗凈化工藝及稀酸冷卻流程。 水洗凈化工藝流程較簡單 ,主裝置投資省 ,但需要排放大量酸性污水 ,硫利用率較低 ,為了不對環(huán)境造成污染 ,必須設(shè)置龐大的污水處理系統(tǒng) ,并且需要消耗大量的水資源。排渣系統(tǒng)生產(chǎn)用水大多用于循環(huán)冷卻 ,少量除塵用水送去污水處理站。焙燒工段排渣系統(tǒng)的礦渣塵經(jīng)礦渣增濕器降溫增濕后含塵氣體再經(jīng)水膜除塵器凈化后 ,可以達(dá)到國家環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)。同時冷卻滾筒合理的長徑比、筒體轉(zhuǎn)速、噴淋 + 浸沒水量等 ,使物料在滿足工藝要求、輸送同時也取得較好的冷卻散熱效果。 本著流程簡潔可靠、布置緊湊、具有良好操作環(huán)境的原則 ,本設(shè)計采用浸沒式冷卻滾筒 +水冷式熱料埋刮板 +礦渣增濕器干法機(jī)械排渣流程。 (3)排渣粉體專業(yè)排渣工段的設(shè)計范圍從沸騰爐出料口、廢鍋出料口、旋風(fēng)除塵器下螺旋輸送機(jī)出料 口、電除塵器下埋刮板輸送機(jī)出料口至渣倉外運。因此 ,為了盡可能使工藝技術(shù)和設(shè)備制造立足國內(nèi) ,以減少裝置投資 ,推薦本項目為單系列的技術(shù)方案。一旦這些系統(tǒng)或設(shè)備發(fā)生故障 ,常常引起整個裝置的停車。 通過消化吸收國外引進(jìn)的技術(shù) ,根據(jù)我國國情 ,結(jié)合我院的硫酸裝置設(shè)計經(jīng)驗 ,從技術(shù)上來說 ,20 萬噸 /年硫鐵礦制酸裝置是成熟的 ,國產(chǎn)化也是可行的。 原料工段對環(huán)境的污染主要來源于揚塵 ,就此對含水≤ 8%的成品礦采取了全過程封閉輸送并在各落料點采取相應(yīng)的防護(hù)措施。自然風(fēng)干后的硫精砂 (含水量≤ 8%)送入原料庫內(nèi)成品礦庫區(qū)貯存。在工藝技術(shù)上 ,吸收已建及投產(chǎn)運行的多套大型硫鐵礦制酸和硫磺制酸裝置的成功經(jīng)驗 ,在消化、吸收引進(jìn)的國外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上 ,盡可能采用穩(wěn)妥可靠、先進(jìn)適用、經(jīng)濟(jì)合理的技術(shù) ,以實現(xiàn)節(jié)能降耗 ,達(dá)產(chǎn)達(dá)標(biāo)。 工藝方案及選擇理由 本裝置采用的工藝路線為 :以固體硫精砂為原料 ,硫精砂焙燒采用沸騰焙燒 ,焙燒爐氣采用酸洗凈化 ,采用“ 3+2”兩轉(zhuǎn)兩吸工藝生產(chǎn)硫酸。 工藝技術(shù)方案的比較及選擇理由 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 。例如 ,廢熱鍋爐、電除塵器、電除霧器、酸冷卻器、 SO2 鼓風(fēng)機(jī)、立式濃酸泵、熱渣埋刮板輸送機(jī)、礦渣冷卻滾筒、耐酸瓷填料等。通過消化吸收國外先進(jìn)技術(shù) ,也促進(jìn)了我國硫鐵礦制酸裝置技術(shù)水平和裝備水平的提高 ,逐步縮小了與國外技術(shù)上的差距。 80 年代改革開放以來加快了與國外技術(shù)交流的步伐。但由于投資高 ,國內(nèi)僅兩家企業(yè)引進(jìn)了這項技術(shù)。吸收酸中的低溫位熱量的回收利用也已起步 ,用于加熱鍋爐給水、采暖以及加熱工業(yè)用水和生活用水。 (3)廢熱 利用效率提高隨著能源價格的提高 ,越來越重視硫酸裝置的熱能利用效率 ,從而提高裝置的經(jīng)濟(jì)效益。 (2)提高總轉(zhuǎn)化率、嚴(yán)格控制尾氣中 SO2 排放量 為了減輕尾氣對環(huán)境污染的影響 ,國內(nèi)外普遍采用的兩轉(zhuǎn)兩吸制酸工藝 ,已將二氧化硫的轉(zhuǎn)化率提高到 %以上 ,放空尾氣中 SO2含量降低到 300ppm以下 ,采用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。其中國內(nèi)最大規(guī)模的 80 萬噸 /年單系列硫磺制酸裝置 也已順利投產(chǎn)兩年多。采用全國產(chǎn)化技術(shù)的30 萬噸 /年、 40 萬噸 /年硫鐵礦制酸裝置也已投產(chǎn)運行。目前世界硫磺制酸單系列最大生產(chǎn)能力已超 過年產(chǎn) 100 萬噸規(guī)模。據(jù)統(tǒng)計 ,現(xiàn)在年產(chǎn) 8 萬噸以上規(guī)模的生產(chǎn)能力占總生產(chǎn)能力的一半以上。主要表現(xiàn)在以下幾個方面 : (1)生產(chǎn)裝置向大型化發(fā)展 我國硫鐵礦制酸經(jīng)歷幾十年的發(fā)展 ,已形成較大的總體規(guī)模。 國內(nèi)外工藝技術(shù)概況 目前世界硫酸生產(chǎn)技術(shù)基本上都是采用接觸法工藝 ,硫酸工業(yè)的技術(shù)和裝備水平已處在較高水準(zhǔn)上。且與 **有色金屬公司一直保持長期友好的合作關(guān)系 ,年合同采購量在 15 萬噸 /年 ,定期采購硫精砂。 公司的母公司 ****科技化工有限公司在 ******縣自有硫鐵礦山 ,探明儲量 400 萬噸 ,現(xiàn)年開采量達(dá) 15萬噸 /年 ,目前在 ****已購入硫鐵礦山 ,探明儲量在300 萬噸。國際硫磺價格的大幅度提高 ,對我國硫磺制酸產(chǎn)生了巨大的影響 ,同時由于硫鐵礦制酸成本相對較低 ,其競爭力又有很大提高。進(jìn)口硫磺主要用于硫酸生產(chǎn) ,約占硫磺表觀消費量的 80%以上。同 2020 年相比 ,年均遞增 %,平均每年增加約 110 萬噸。 2020 年以來 ,受國際局勢影響 ,加上國內(nèi)硫磺需求急劇上漲 ,造成國際市場硫磺供應(yīng)偏緊 ,價格一路上揚。 1995 年以后 ,由于國際市場上硫磺呈現(xiàn)供過于求的狀況 ,我國硫磺制酸迅速發(fā)展 ,我國硫酸生 產(chǎn)的原料結(jié)構(gòu)發(fā)生了很大的變化。世界