【正文】 輸 單位 :噸 主要年運輸量表位 表 72 序號 物料名稱 運 量 狀態(tài) 運輸方式 來源或去向 一 運 入 1 硫鐵礦 萬 固 汽車 內部調撥 2 石灰 600 固 汽車 外購 3 輕柴油 78 固 汽車 外購 4 催化劑 固 汽車 外購 二 運 出 22 1 98%硫酸 萬 液體 槽車 外運 2 礦渣 (鐵精粉 ) 萬 固 汽車 倒運至選場 3 稀硫酸 萬 液體 槽車 綜合利用 本裝置年運輸量約 萬噸左右 ， 其中運入 13萬噸 /年左右，運出約 25 萬噸 /年左右。工藝流程合理，節(jié)約用地。由北向南依此為：原料運輸區(qū)；主裝置區(qū)；包括焙燒、凈化、轉化、干吸及成品工段；輔助裝置區(qū)：包括污水 處理站、發(fā)電廠房、脫鹽水廠房、循環(huán)水站及綜合樓。 （ 6）輔助設施：包括發(fā)電廠房、脫鹽水廠房、循環(huán)水站、綜合樓及污水處理站等。 21 （ 4）轉化工段：包括轉化器、換熱器及鼓風機房等。 （ 2）焙燒工 段：包括沸騰爐、余熱鍋爐、旋風除塵、電除塵和排渣系統(tǒng)等。結合開發(fā)區(qū)總體規(guī)劃要求，節(jié)約用地，充分考慮到工廠的遠期發(fā)展。 廠址方案 本工程場地約 占 30 畝，原料、成品、設備進出道路暢通，計量方便。 新建廠址區(qū)域水源充足，水質良好，符合新項目生產補水、循環(huán)用水。地震烈度 6度。年降水日 174 天，年平均降雨量 ， 最大降雨量 2200 mm， 常年主導風向為東風，夏季主導風向為東南風，靜風頻率為 60%,平均風速 ，最大風速 12m/s。 氣象條件 氣象條件：廠址所在地屬中亞熱帶季風氣候，冬短夏長，干濕明顯，春季及初夏多陰雨，秋冬多晴天。 E） （ 20℃） 密度 840mg/m3 閃點 65℃ 熱值 46055kJ/kg（ 11000kcal/kg） 20 燃料油年用量不多，在當地即可采購。 燃料供應 本項目所需燃料為輕柴油，用于硫酸生產的開車，本裝置年總用量為 78噸。 輔助材料供應 本項目所需主要輔助材料為國產釩催化劑?？账馑偃缦拢? 11 干燥塔酸循環(huán)槽 Φ 內 4800 1臺，鋼襯耐酸磚 12 吸收塔循環(huán)槽 Φ 內 4800 2臺，鋼襯耐酸磚 13 轉化器 Φ 內 6000 H=18500 催化劑量 :63m3 截面氣速 : 1臺，鋼襯耐火磚 14 空氣鼓風機 D500， N=280kW Q=500m3/min， Δ P=2020mmH2O 1臺，離心式 轉速： 2970r/min 15 SO2鼓風機 D800, N=700kW Q=800m3/min Δ P=3200mmH2O 1臺，離心式 轉速： 2970r/min 19 16 第 Ⅰ 換熱器 S=390m2 17 第 Ⅱ 換熱器 S=420m2 18 第 Ⅲ 換熱器 S=1650 m2 19 第 Ⅳ 換熱器 S=55m2 20 第Ⅴ 換熱器 S=1830m2 5 原材料、輔助材料及燃料和動力的供應 原材料及燃料和動力的供應 原料的成分 本項目所用硫鐵礦均為賀州地區(qū) 所屬礦山所產的硫鐵礦，具體 成分如下： 生產原料為硫鐵礦，粒度≤ 120 目，主要成份為： 鋅硫精砂 S 32%、 Fe51%、 F ≤ %、 As≤ %、 H2O 12% 硫鐵礦年消耗量 本硫酸裝置的公稱規(guī)模為 12萬噸 /年 硫酸（以 100%H2SO4計），按實際硫酸產量 360噸 /天（以 100%H2SO4計）進行物料平衡計算，本裝置實物硫精礦的年消耗總量為 萬噸（干基，含硫 32%）。轉化器殼體外表面、頂蓋及底座下面設有外保溫。隔板為不銹 鋼，隔板上鋪硅酸鋁纖維磚磚以保證每段間相互隔熱。 (5) 轉化器： SO2轉化器的作用是將經過換熱后達到轉化器內催化劑的反應溫度的氣體 18 在催化劑的催化作用下與氧氣發(fā)生反應生成 SO3氣體。具有結構簡單，重量輕，制造、安裝及維修較方便等優(yōu)點，單位面積分酸點數達 2027/ m2。殼側設有人孔和視鏡，以便除沫器的安裝、檢修和觀察。填料上部為分酸裝置。在保證大開孔率的前提下，塔內填料支承既可采用高鋁瓷條梁，也可采用耐酸瓷球拱。吸收塔的作用是將在轉化器內產生的 SO3氣體用濃硫酸吸收產出成品酸。 (4) 干吸塔：干吸塔是指干燥塔、第一吸收塔和第二吸收塔。噴淋 5%的稀酸。其優(yōu)點是便于大型化、氣體壓降小、操作彈性大、性能穩(wěn)定、可靠性較高。為防止 SO3露點腐蝕，沸騰爐殼體外部設有外保溫。沸騰床中裝有冷卻管束，以移走沸騰床的余熱，它們與鍋爐汽包聯結，是余熱鍋爐蒸發(fā)受熱面的一部分。爐子的最下部是風室，設有空氣進口管，其上部是空氣分布板，空氣分布板上是耐火澆注料爐床 ，爐床上埋設有許多側向開小孔風帽。 e、腐蝕裕量：容器的腐蝕裕量在工藝數據表有明確規(guī)定時，以數據表規(guī)定為準；當工藝數據表沒有明確規(guī)定時，按以下規(guī)定選取： 碳鋼容器：取 C2=3mm(當采取內部防腐措施時取 C2=1mm) 17 不銹鋼容器：取 C2=0mm f、材料許用應力：材料的許用應力按 JB/T4735 確定和選取。 c、設計溫度：設備設計溫度在工藝數據表有明確規(guī)定時，以數據表規(guī)定為準；當工藝數據表沒有明確規(guī)定時，必須考慮在工作過程中可能遇到的工作溫度和相應工作壓力兩者結合中各種苛刻條件下的最高工作溫度。 （ 2） 一般技術規(guī)定 a、自然條件參數：按業(yè)主提供的數據。 d、設備法蘭按設計條件選用靠近壓力等級或高一等級標準法蘭；無標準直接選用時，才允許進行設計；對既能選用板材也能使用鍛件加工時，優(yōu)先選用板材加工。 b、設備設計條件在工藝數據表和結構簡圖中已有明確規(guī)定的，必須以設計條件的內容為準。 主要設備的選擇 概述 12 萬噸 /年 硫鐵礦制酸裝置非標設備的設計，將在該 公司已設計投產的多套硫鐵礦制酸裝置的基礎上，吸收國內外硫鐵礦制酸的先進技術，立足于國產化，根據國內的制造條件和標準，在穩(wěn)妥可靠的前提下進行改進和提高，優(yōu)化設備設計。 16 交流輸出： 24VDC177。 220VAC177。 5% 交流輸出： 380VAC177。 交流輸入： 380VAC177。 儀表電源的要求和用量 儀表電源：來自電氣專業(yè)，通過不間斷電源提供儀表所需的 220VAC 電源。 分析儀表：酸濃檢測采用電導式酸濃分析儀。 物位儀表：硫酸的液位測量采用雷達液位變送器。蒸汽流量的測量采用阿紐巴流量計。 流量儀表：氣體流量的測量采用托巴管流量計或阿紐巴流量計。 壓力儀表：硫酸等腐蝕性介質的壓力測量，就地指示采用隔膜壓力表，集中指示采用隔膜壓力變送器。 主要關鍵儀表選擇 溫度儀表：需要集中檢測的工藝參數的溫度傳感器主要使用 熱電阻和 K分度號的熱電偶。 根據工藝操作需要，在焙燒工段設置一個操作室，面積約為 30平方米；在發(fā)電廠房內設置一個操作室，面積約為 30平方米。 以集中控制為主 ,整個生產過程的操作及主要動設備的狀態(tài)顯示、停止操作均可在控制室內完成。工藝物料主要為硫鐵礦、高溫爐氣、硫酸、蒸汽以及水。為了系統(tǒng)的升溫預熱方便，在轉化器一段和四段進口設置了兩臺電爐。第一次轉化分別經一、二、三段催化劑層反應和 Ⅰ 、 Ⅱ 、 Ⅲ 換熱器換熱，轉化率達到 92%，反應換熱后的爐氣降溫至 180℃，進入第一吸收塔吸收 SO3后，再分別經過第 Ⅴ 、第 Ⅳ 和第 Ⅱ 換熱器換熱后，進入轉化器四和五段進行第二次轉化，總轉化率達到 %以上，二次轉化氣經第 Ⅴ 換熱器換熱后，溫度降至 156℃進入第二吸收塔吸收 SO3。增多的 98%硫酸，一部分串入干燥塔循環(huán)槽，一部分作為成品酸經過成品酸冷卻器冷卻后直接輸入成品酸貯罐。 經二次轉化的轉化氣，溫度大約為 156℃，進入二吸塔，吸收其中的 SO3，經塔頂的金屬絲網除霧器除霧后，通過 60m 煙囪達標排放。增多的 93%酸全部通過干燥塔循環(huán)泵串入一吸塔。塔內用 93%硫酸淋灑，吸水稀釋后自塔底流入干燥塔 循環(huán)槽，槽內配入由吸收塔酸冷卻器出口串來的 98%硫酸，以維持循環(huán)酸的濃度。氣體經干燥后含水份 ，吸入二氧化硫鼓風機。 在生產中，考慮到因突然停電造成高溫爐氣影響凈化設備，本項目設計中在文氏管上方設置了高位水箱，通過文氏管出口氣溫與文氏管高位水箱出水閥聯鎖來保護下游設備和管道。 洗滌塔為塔、槽一體結構，淋灑酸從洗滌塔塔底循環(huán)槽流出，通過冷卻塔循環(huán)泵 打入冷卻塔循環(huán)使用。文氏管淋灑酸經斜管沉降器沉降，清液回文氏管的循環(huán)槽，進入文氏管循環(huán)系統(tǒng)循環(huán)使用，一部分循環(huán)液通過文氏管循環(huán)泵打入脫氣塔，經脫吸后的清液通過脫氣塔循環(huán)泵送入稀酸貯槽，作為稀酸副產品外賣或用石灰中和處理。經凈化后的氣體進入干吸工段，在干燥塔前設有安全封。 凈化工段 由電除塵器來的爐氣，溫度約 350℃，進入第一文氏管，用濃度約 10%的稀硫酸除去一部分礦塵，然后進入洗滌塔，進一步除去礦塵、砷、氟等有害物質。在排渣工藝的設備選型中，其設備能力主要不體現在礦渣的輸送能力，而是體現在移走礦渣熱量的能力，經過熱平衡計算，排渣我們選用φ900mm 的浸沒式冷卻滾筒一臺，該設備的特點是分高溫段和低溫段，高溫段密閉冷卻，低溫段噴淋冷卻。來自沸騰爐的高溫礦渣會同來自余熱鍋爐、旋風除塵器、電除塵器的高溫礦塵分別通過卸灰閥進入埋刮板輸送機，再進入冷卻滾筒降溫，冷卻后的礦渣通過帶式輸送機送至渣倉，直接通過汽車倒運至鐵精砂堆 場。 焙燒排渣系統(tǒng)：本設計中擬采用冷卻滾筒（浸沒式） +埋刮板輸送機 +帶式輸送機的排渣方案。該爐氣經余熱鍋爐后，溫度降至 ~400℃，余熱鍋爐產生的中壓過熱蒸汽，供抽凝汽式汽輪發(fā)電機 組發(fā)電。 焙燒工段 含硫 32%、含水 7%的硫鐵礦由焙燒爐的加料斗，通過皮帶給料機連續(xù)均勻地送至沸騰爐，采用氧表控制沸騰爐出口氧含量，根據其氧含量對沸騰爐的加礦量進行自調。 進廠的硫鐵礦，可堆放在倉庫內，用裝載機進行搬運。 裝置工藝流程方框圖如下： 尾氣排放 工藝流程詳見附圖 LHS15— 1。 （ 4） 采用 93%酸干燥爐氣， 98%酸吸收 SO3。 （ 2） 采用封閉酸洗凈化，以減少稀酸產出。采用的技術方案為：沸騰爐氧化 焙燒、封閉酸洗凈化、“ 3＋ 2”兩轉兩吸、余熱回收發(fā)電等工藝。 工藝方案及選擇理由 該裝置工藝技術方案的選擇是在 包頭明天化學工程 有限公司多年從事硫酸工程設計的基礎上，結合國內近年來投產運行硫酸裝置的實際運行經驗，在穩(wěn)妥可靠的前提下進行改 11 進和提高，技術和裝備全部立足國產化。國產的濃酸泵的性能已經達到國際先進水平，帶陽極保護的濃酸冷卻器已在國內廣泛使用。 就 總體而言，我國硫酸工業(yè)的技術和裝備與國際水平相比仍有一定的差距。在國際上，硫酸工業(yè)的技術和裝備水平已處在較高水準上，新技術、新材料的運用層出不窮。近年來開發(fā)的“ 3＋ 2”兩次轉化技術，可使總轉化率達到 %以上，排放尾氣中 SO2濃度小于 300PPm，達到我國目前新的環(huán)保要求。如含銫催化劑便是如此，它能使二氧化硫轉化的起燃溫度降低 30～ 40℃，使各段的分段轉化率均有較大提高，從而提高總轉化率。國外有的裝置甚至能使二氧化硫的總轉化率高達 %，放空尾氣中二氧化硫含量在 100PPm 以下。 提高總轉化率，嚴格控制尾氣 SO2排放量。近十多年來，隨著大型磷復肥工程建設的需要，大型硫鐵礦資源的開采，硫酸新技術、新裝備的引進及消化吸收，大型硫酸裝置的投產運行和陸續(xù)興建，使我國硫酸工業(yè)技術和裝備都有了較大進步。顯然，大型化有利于節(jié)省投資和經營費用，而且隨著磷復肥裝置的大型化，也要求與之配套的硫酸裝置的大型化。目前，以硫磺為原料的單系列硫酸裝置，最大生產能 力為日產 4400 噸硫酸。當今硫酸生產技術的主要特點如下： 生產裝置向大型化發(fā)展 由于單體設備生產效率的不斷提高，為裝置的大型化創(chuàng)造了條件，其結果是提高了勞動生產率、降低了單位產品的投資和生產成本。經過焙燒后，礦渣可成為優(yōu)質鐵精砂原料，在 賀州 及周邊地區(qū)也有良好的市場需求。我國另一部分硫鐵礦屬伴生硫鐵礦 —— 與有色金屬共存 —— 選礦后即為硫精砂，其儲量在 2 億噸左右，主