硫酸系統(tǒng)概況

1、硫酸系統(tǒng)概況1、 硫酸系統(tǒng)的任務(wù)Ø 處理冶煉過程中產(chǎn)生的煙氣并達(dá)標(biāo)排放Ø 利用冶煉煙氣中的SO2生產(chǎn)商品硫酸Ø 處理全廠生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水并達(dá)標(biāo)排放2、 硫酸生產(chǎn)過程及工藝原理Ø 煙氣凈化通過洗滌、降溫等過程，除去煙氣中的雜質(zhì)。潔凈的SO2煙氣去后續(xù)工序繼續(xù)處理，雜質(zhì)則進(jìn)入洗滌液中作為廢酸送廢酸處理系統(tǒng)。本工序稱作“煙氣凈化工序”Ø 煙氣干燥用93%的硫酸與凈化后的煙氣在干燥塔中進(jìn)行接觸，利用濃硫酸吸水的特性除去煙氣中的水分Ø SO2鼓風(fēng)機(jī)為煙氣在系統(tǒng)中流動提供動力Ø SO2轉(zhuǎn)化在催化劑（觸媒）的作用和適當(dāng)?shù)臈l件下，將煙氣

2、中的SO2轉(zhuǎn)化為SO3： 2SO2 + O2 = 2SO3 SO2鼓風(fēng)機(jī)（又稱主風(fēng)機(jī)）與SO2轉(zhuǎn)化系統(tǒng)合稱“SO2轉(zhuǎn)化工序”Ø SO3吸收用98%的硫酸與轉(zhuǎn)化后的煙氣在吸收塔中進(jìn)行接觸，煙氣中的SO3與硫酸中的水結(jié)合生成硫酸： SO3 + H2O = H2SO4Ø 由于干燥和吸收的工藝過程類似、配置在一起、相互之間關(guān)系密切，故合稱“干吸工序”Ø “兩轉(zhuǎn)兩吸” SO2經(jīng)過第一次轉(zhuǎn)化（一轉(zhuǎn)）后送去進(jìn)行第一次吸收（一吸），吸收后含有SO2的煙氣再進(jìn)行一次轉(zhuǎn)化后送去進(jìn)行第二次吸收（二吸），尾氣經(jīng)脫硫系統(tǒng)除去殘存的SO2后達(dá)標(biāo)排放。SO2轉(zhuǎn)化率可達(dá)到99.9%以上。3、 廢

3、酸廢水處理過程及工藝原理Ø 廢酸脫鉛煙氣凈化過程中產(chǎn)生的廢酸含有大量固體懸浮物，通過沉降、過濾等過程將這些固體物質(zhì)從廢酸分離出來。由于這些固體物中含有較多的鉛元素，故稱作“廢酸脫鉛”Ø 硫化工序利用硫化物溶解度低的原理，在廢酸中加入Na2S，使廢酸中的Cu、As等物質(zhì)以硫化物的形式固定下來，進(jìn)而通過沉降、過濾等過程將其從廢酸中分離出來：（As砷） Cu+ + S+ = CuS 2As3+ + 3S+ = As 2S3Ø 石膏工序用石灰石乳液與廢酸進(jìn)行酸堿中和反應(yīng)，降低廢酸濃度，同時(shí)生成石膏，經(jīng)沉降、過濾等過程將其從廢酸中分離出來出售： H2SO4 + GaCO3

4、= GaSO4 + CO2 + H2O 石膏處理后液的pH值在3左右。Ø 中和工序經(jīng)硫化、石膏處理后的廢酸仍含有一些雜質(zhì)，與來之全廠各處的酸性廢水一起進(jìn)入中和工序，與熟石灰乳液（電石渣漿液）中的Ga（OH）2進(jìn)行酸堿中和反應(yīng)：H2SO4 + Ga（OH）2 = GaSO4 + 2H2O除去廢水中的雜質(zhì)，經(jīng)沉降、過濾等過程，固體物達(dá)標(biāo)廢棄，液體達(dá)標(biāo)排放?！爸泻凸ば颉庇址Q作“廢水處理站”。4、 硫酸生產(chǎn)系統(tǒng)主要危險(xiǎn)因素Ø 濃硫酸泄漏可燒傷人Ø SO2、SO3煙氣泄漏可令人窒息Ø H2S是有毒氣體，可令人中毒死亡Ø 高空墜落事故時(shí)有發(fā)生Ø

5、各種濃度的硫酸、廢酸都對人體有害，不得直接接觸Ø 進(jìn)入生產(chǎn)現(xiàn)場必須熟悉并遵守現(xiàn)場的安全防范規(guī)定，穿戴并使用好各種勞保和安全防護(hù)用品，掌握相關(guān)防范知識和急救措施。煙氣制酸的工藝過程1、 煙氣凈化與煙氣干燥（任務(wù)）來自閃速熔煉爐電收塵、閃速吹煉爐電收塵和一臺陽極爐預(yù)氧化期或氧化期的混合煙氣首先進(jìn)入一級動力波洗滌器（設(shè)一段噴頭），煙氣由上而下進(jìn)入一級動力波洗滌器的逆噴管，與來自一級洗滌器循環(huán)泵一段噴頭噴出的液體逆向碰撞，在氣液界面處建立起具有一定高度的泡沫區(qū)。在泡沫區(qū)內(nèi)氣液充分混合，有利于傳熱與傳質(zhì)的進(jìn)行，從而達(dá)到對氣體進(jìn)行絕熱蒸發(fā)降溫和去除煙氣中的雜質(zhì)的效果。隨后煙氣和循環(huán)液一起進(jìn)入氣液

6、分離槽進(jìn)行氣液分離，經(jīng)分離后的氣體進(jìn)入氣體冷卻塔。根據(jù)一級動力波洗滌器循環(huán)液中的含砷、氟、塵量抽出一定量的廢酸送至圓錐沉降槽，使凈化后煙氣中的氟含量達(dá)到要求，避免砷在循環(huán)液中結(jié)晶析出，同時(shí)減少由于循環(huán)液中含固量增大而造成對設(shè)備、管道的磨損及管道的堵塞。圓錐沉降槽中的上清液流入上清液貯槽，由泵打入SO2脫吸塔脫除SO2后，自流入原液貯槽，再由泵送往廢酸處理站。圓錐沉降槽的底流定期泵至壓濾機(jī)進(jìn)行固液分離，濾液回流至圓錐沉降槽，濾餅送往濾餅庫堆存外銷。在一級動力波洗滌器中已經(jīng)飽和的煙氣進(jìn)入氣體冷卻塔進(jìn)行氣水分離，為了排出系統(tǒng)的熱量，在氣體冷卻塔循環(huán)泵后設(shè)置稀酸冷卻器，用循環(huán)水間接冷卻。經(jīng)冷卻后的液體

7、進(jìn)入氣體冷卻塔分酸槽自上往下噴淋，對煙氣進(jìn)行降溫、除塵，出口煙氣溫度降至42。冷凝下來的水份和二級動力波串來的液體一并通過循環(huán)泵出口管上設(shè)置的管線送入一級動力波洗滌器上方的事故水高位槽。由氣體冷卻塔出來的煙氣進(jìn)入二級動力波洗滌器（設(shè)兩段噴頭）的逆噴管，通過噴頭逆向噴射循環(huán)液，按一級動力波洗滌器的洗滌原理和過程，在二級動力波洗滌器中進(jìn)一步使殘留在煙氣中的As和F等雜質(zhì)除去。凈化系統(tǒng)的補(bǔ)充水由此加入，并通過二級洗滌器循環(huán)泵出口設(shè)置的管線串入氣體冷卻塔。經(jīng)二級動力波洗滌器出來的煙氣進(jìn)入一級和二級電除霧器，將其酸霧除去，使煙氣凈化出口的酸霧量5mg/Nm3，然后通過煙氣管道送往1#干吸工段和2#干吸工

8、段的干燥塔。經(jīng)凈化工序處理后的煙氣進(jìn)入干燥塔的下部，自下往上流動與自上往下噴淋的的95%H2SO4通過填料層充分接觸，將煙氣中的水份去除，使干燥塔出口煙氣中的水份0.1g/Nm3。2、 SO2轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化流程說明如下：從SO2鼓風(fēng)機(jī)來的冷SO2混合煙氣進(jìn)入熱交，與轉(zhuǎn)化器層出口的熱煙氣進(jìn)行換熱；換熱后的煙氣再進(jìn)入熱交，與轉(zhuǎn)化器層出口的熱煙氣進(jìn)行換熱，經(jīng)兩次換熱后的煙氣溫度達(dá)到420左右，然后進(jìn)入轉(zhuǎn)化器層進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率約為45.4%。由于SO2 轉(zhuǎn)化為SO3的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，轉(zhuǎn)化器層出口的煙氣溫度會升至584左右，經(jīng)熱交冷卻至425左右后進(jìn)入轉(zhuǎn)化器層。經(jīng)轉(zhuǎn)化器層反應(yīng)后的煙氣溫度升至565左右進(jìn)

9、入熱交，煙氣溫度降至430左右后進(jìn)入轉(zhuǎn)化器層進(jìn)行轉(zhuǎn)化反應(yīng)。經(jīng)轉(zhuǎn)化器層反應(yīng)后的煙氣有96.6%左右的SO2 被轉(zhuǎn)化為SO3，煙氣溫度為472左右，進(jìn)入1#余熱鍋爐回收熱量。1#余熱鍋爐出口的煙氣溫度為430左右進(jìn)入到轉(zhuǎn)化器層進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)后的煙氣溫度為432左右，經(jīng)熱交換熱后煙氣溫度降至349左右進(jìn)入2#余熱鍋爐回收熱量。經(jīng)過2#余熱鍋爐回收熱量后的煙氣溫度降至190左右進(jìn)入一吸塔。經(jīng)一吸塔吸收SO3后的二次冷SO2煙氣首先經(jīng)熱交加熱至241左右，再進(jìn)入熱交被加熱至390左右后進(jìn)入轉(zhuǎn)化器層，經(jīng)轉(zhuǎn)化器層反應(yīng)后的煙氣溫度為402左右。轉(zhuǎn)化器層出口煙氣經(jīng)熱交冷卻至209左右后進(jìn)入干吸工段的二吸塔進(jìn)行二

10、次吸收。為了使經(jīng)二次轉(zhuǎn)化后總轉(zhuǎn)化率達(dá)到99.92%，在轉(zhuǎn)化器五層需要填充銫觸媒。 轉(zhuǎn)化系統(tǒng)的開工爐系統(tǒng)采用燃燒爐燃燒天然氣產(chǎn)生高溫氣體，通過預(yù)熱器間接換熱使干燥空氣加熱，并送入轉(zhuǎn)化器加熱各層觸媒使其達(dá)到反應(yīng)溫度，再通入煙氣凈化合格后的煙氣。為節(jié)省開車時(shí)母酸用量及縮短預(yù)熱時(shí)間，加熱氣源由二吸塔出口引入干燥塔，經(jīng)過SO2鼓風(fēng)機(jī)、熱交送入預(yù)熱系統(tǒng)，升溫后分別經(jīng)不同的換熱器送入轉(zhuǎn)化器層和層。3、 SO3吸收與煙氣干燥（過程）硫酸干吸系統(tǒng)原則上采用低位高效的干吸工藝技術(shù)對凈化后的煙氣進(jìn)行干燥，對轉(zhuǎn)化后的SO3煙氣進(jìn)行吸收。具體而言，采用一級干燥塔、兩級吸收、循環(huán)泵后冷卻工藝與雙接觸轉(zhuǎn)化工藝相對應(yīng)。流程說

11、明如下：來自煙氣凈化工段二級電除霧器的煙氣進(jìn)入干燥塔的下部，自下往上流動與自上往下噴淋的的95%H2SO4通過填料層充分接觸，將煙氣中的水份去除，使干燥塔出口煙氣中的水份0.1g/Nm3。經(jīng)干燥后的煙氣中夾帶一定數(shù)量的酸沫，為此，在干燥塔的頂部設(shè)置了不銹鋼金屬絲網(wǎng)捕沫器，煙氣通過捕沫器后將酸沫除去，送入二氧化硫鼓風(fēng)機(jī)。干燥循環(huán)酸由干燥塔的底部通過重力流入干燥塔循環(huán)泵槽，然后由泵打入干燥塔酸冷器，經(jīng)冷卻水間接冷卻后的硫酸送往干燥塔分酸裝置循環(huán)使用。由轉(zhuǎn)化系統(tǒng)來的一次轉(zhuǎn)化煙氣中約97.4%的SO2已被轉(zhuǎn)化成SO3，該SO3煙氣溫度約為190，在一吸塔內(nèi)用98.5%H2SO4進(jìn)行吸收，吸收SO3后的

12、煙氣經(jīng)一吸塔頂部設(shè)置的XP纖維高效捕沫器除去酸霧后送往二次轉(zhuǎn)化。吸收SO3后的循環(huán)酸由塔底通過重力流入一吸塔循環(huán)泵槽，然后由泵打入一吸塔酸冷器，經(jīng)冷卻后送往一吸塔分酸裝置，做為一吸塔循環(huán)使用。二次轉(zhuǎn)化煙氣后約99.92%的SO2已被轉(zhuǎn)化成SO3，該SO3煙氣溫度約為210，同樣采用98.5%H2SO4進(jìn)行吸收，吸收SO3后的煙氣經(jīng)二吸塔頂部設(shè)置的纖維高效捕沫器除去酸霧后，通過煙氣管道送往硫酸尾氣脫硫工段。二吸塔吸收SO3后的循環(huán)酸由塔底通過重力流入二吸塔循環(huán)泵槽，然后由泵打入二吸塔酸冷器，經(jīng)冷卻后送往二吸塔分酸槽，作為二吸塔循環(huán)使用。通過控制成品酸中間槽的液位，吸收塔的酸從二吸塔底的回流管流入

13、成品酸中間槽，通過加水的方式將從二吸塔串來的98.5%H2SO4稀釋至98%或93%。在產(chǎn)93%時(shí)，為防止稀釋放熱使酸溫過高，適當(dāng)加大成品酸輸送泵的回流量，將一部分經(jīng)成品酸冷卻器冷卻后的酸液返回至成品酸中間槽，用以降低槽內(nèi)的酸溫。干吸系統(tǒng)的串酸控制方式：干燥酸通過干燥塔循環(huán)泵槽的液位控制由干燥塔循環(huán)泵出口到酸冷器前的管道上串至脫吸塔，經(jīng)脫吸塔脫除SO2后自流進(jìn)入一吸塔循環(huán)泵槽；一吸塔循環(huán)泵槽的酸通過一吸塔底部的回流酸部分流至二吸塔循環(huán)泵槽；二吸塔酸通過干燥塔酸濃度的控制由二吸塔酸冷器出口的管道上串至干燥塔循環(huán)泵槽；二吸塔酸通過二吸塔底的回流酸部分流至成品酸中間槽。酸在成品酸中間槽內(nèi)調(diào)好酸濃后，

14、由成品酸輸送泵送入成品酸冷卻器冷卻進(jìn)行冷卻，最后送往酸庫的貯酸罐。4、 廢酸處理（1） 硫化來自硫酸凈化工段的廢酸貯存于原液貯槽，由原液泵打入硫化氫反應(yīng)槽 ，并加入Na2S溶液在攪拌的情況下進(jìn)行充分反應(yīng)。反應(yīng)后液流入硫化濃密機(jī)進(jìn)行沉降分離，濃密機(jī)中的上清液流入硫化濾液槽，并用泵送至廢水處理站。濃密機(jī)底流主要是硫化反應(yīng)生成的CuS和As2S3等，通過硫化壓濾機(jī)給液泵打入硫化壓濾機(jī)進(jìn)行固液分離，濾液返回硫化濃密機(jī)，濾渣暫時(shí)送硫化濾餅庫堆存。硫化氫反應(yīng)槽、硫化濃密機(jī)，硫化濾液槽等設(shè)備排出的H2S等有害氣體通過管道用風(fēng)機(jī)集中送至除害塔，由下往上流動與自上而下噴淋的Na2S溶液反應(yīng)，反應(yīng)后液流入Na2S

15、貯槽，供硫化反應(yīng)使用。反應(yīng)后的氣體通過15米高的排氣筒排入大氣。（2） 石膏將來自廢酸工段的污酸水送至石膏第一反應(yīng)槽內(nèi)，同時(shí)投加石灰石乳液（石灰石乳液制備詳見冶煉專業(yè)）進(jìn)行充分?jǐn)嚢璺磻?yīng)。在第一反應(yīng)槽出口溜槽處設(shè)置PH計(jì)，由PH值自動控制石灰石乳液投加量，控制第一反應(yīng)槽內(nèi)溶液PH設(shè)定值為3.5。第一反應(yīng)槽內(nèi)污水自流至第二反應(yīng)槽，再進(jìn)行進(jìn)一步充分?jǐn)嚢璺磻?yīng)，生成石膏。反應(yīng)后的污水溢流至石膏濃密機(jī)，經(jīng)濃密機(jī)沉降后，濃密機(jī)上清液作為石膏工序排出液送中和處理工序繼續(xù)處理。濃密機(jī)底流送至高位槽，再由高位槽分送至二臺離心分離機(jī)進(jìn)行過濾分離，產(chǎn)出副產(chǎn)品石膏。產(chǎn)品石膏外銷。（3） 中和將石膏濾后液和其它廢水分別送

16、至一次中和槽，在管路上加入硫酸亞鐵溶液， 與廢水中砷酸鹽生成難溶絡(luò)合物，過量的硫酸亞鐵水解氧化形成氫氧化鐵有吸附作用。同時(shí)加入石灰乳液進(jìn)行充分?jǐn)嚢璺磻?yīng)，石灰乳液的投加量由一次中和槽出口處的PH計(jì)自動控制。一次中和槽出口處溶液PH設(shè)定值為7.0。為了使二價(jià)鐵氧化成三價(jià)鐵，產(chǎn)生共沉作用，在一次中和槽后設(shè)置氧化槽，進(jìn)行曝氣氧化，經(jīng)氧化后的污水送至二次中和槽，再投加石灰乳液進(jìn)行反應(yīng)。石灰乳的投加量由二次中和槽出口處的PH計(jì)自動控制，控制二次中和槽出口溶液PH值為9。反應(yīng)后廢水自流至濃密機(jī)，濃密機(jī)上清夜流入中間槽，再通過水泵加壓送至薄膜液體過濾器過濾，濾后液自流至回用水池，通過水泵加壓送至石灰石漿化、電石渣漿化藥劑溶解水，冰銅水淬、吹煉爐渣水淬、渣選礦等系統(tǒng)的補(bǔ)充水。濃密機(jī)底流（由泵揚(yáng)送