80萬噸硫磺制酸工藝簡介

1、80萬噸硫磺制酸工藝簡介第一頁，共36頁。1 、硫酸的特性及硫磺制酸原理1.1 硫酸的特性 硫酸分子式H2SO4，濃硫酸具有強烈的腐蝕性，成品濃硫酸濃度為98.3左右，硫酸是典型的強酸，濃硫酸還具有強吸水性、脫水性、強氧化性等特性，檢修時一但人的身體部位粘上硫酸，將對人體產(chǎn)生強烈的腐蝕，儲存過硫酸的容器氣割時必須進行清洗、置換及通風，否則氣割時產(chǎn)生氫氣而發(fā)生爆炸。1.2 硫磺制酸的原理 （1）S+O2=SO2（霧化蒸發(fā)） （2）SO2+O2=SO3（轉(zhuǎn)化反應(yīng) 釩觸媒的催化） （3）SO3+H2O=H2SO4（吸收塔） 第二頁，共36頁。1.3 硫磺制酸生產(chǎn)工藝流程圖第三頁，共36頁。2、焚硫轉(zhuǎn)

2、化工序工藝2.1 生產(chǎn)原理 焚硫爐內(nèi)硫磺的燃燒過程，首先是液硫噴槍出口的霧化蒸發(fā)過程，硫磺蒸氣與空氣混合，在高溫下達到硫磺的燃點時，氣流中氧與硫蒸氣開始反應(yīng)，生成二氧化硫后進行擴散，伴隨反應(yīng)放出熱量。由于熱氣流和熱輻射給霧狀液硫傳熱，因而使液硫繼續(xù)蒸發(fā)。液硫在周圍氣膜中的燃燒反應(yīng)速度與其蒸發(fā)速度為控制因素，反應(yīng)速度隨空氣流速的增加而增加。因而改善霧化質(zhì)量，增加空氣氣流的湍動，提高空氣的溫度有利于液硫的蒸發(fā)，強化液硫的燃燒和改善焚硫操作。 硫與氧的反應(yīng)為：S+O2= SO2+Q 第四頁，共36頁。 轉(zhuǎn)化反應(yīng)是借助釩觸媒的催化作用,將SO2轉(zhuǎn)化成SO3,并釋放出大量的熱。 反應(yīng)式為：SO2+ 1/

3、2O2 SO3+Q 二氧化硫在固體觸媒上轉(zhuǎn)化為三氧化硫的過程，觸媒的催化作用可用以下幾個步 驟加以解釋：A、觸媒表面的活性中心吸附氧分子，使氧分子中的原子鍵斷裂而產(chǎn)生活潑的氧原子O；B、觸媒表面的活性中心吸附二氧化硫分子；C、被吸附的二氧化硫分子和氧原子之間進行電子的重新排列化合成為三氧化硫分子；D、三氧化硫分子從觸媒表面上脫附下來，進入氣相。第五頁，共36頁。2.2 工藝流程敘述 來自熔硫工序的精制液硫，由液硫泵送至精硫泵槽（V1206)， 通過高壓精硫泵(P12201)將液硫加壓后經(jīng)機械噴嘴噴入焚硫爐(F13101)，焚硫所需的空氣經(jīng)空氣鼓風機鼓入干燥塔(T14101)，在干燥塔內(nèi)與98%

4、濃硫酸逆向接觸，使空氣中的水份被吸收，出塔的空氣水份含量小0.1g/Nm3，進入焚硫爐與硫蒸氣混合燃燒生成含 1011.5% SO2、0.3% SO3、溫度在1100左右的的高溫爐氣，經(jīng)廢熱鍋爐(B13101)回收熱量后，溫度降至410-415再進入轉(zhuǎn)化一段（R13101-1）催化劑床層進行轉(zhuǎn)化后，出口溫度升至610左右，進入高溫過熱器（B13102）降溫至440進入轉(zhuǎn)化器二段 (R13101-2）催化劑床層進行行反應(yīng)，二段出口氣體溫度升至520-550進入熱熱換熱器（E13101）換熱，溫度降至440左右，進入轉(zhuǎn)化器三段（R131013）催化劑床層進行反應(yīng)，三段出口氣體第六頁，共36頁。溫度

5、升至460-480左右，依次經(jīng)冷熱換熱器（E13102）和省煤器（B13103）換熱，溫度降至170-190，進入第一吸收塔(T1410)，與98%的濃硫酸接觸吸收其中的三氧化硫，未被吸收的氣體通過塔頂?shù)睦w維除沫器除去其中的酸霧后，依次通過冷、熱換熱器換熱，利用轉(zhuǎn)化二、三段的余熱升溫至410-415左右進入轉(zhuǎn)化器四段（R13101-4）催化劑床層進行轉(zhuǎn)化，四段出口氣體溫度升至440左右，依次經(jīng)低溫過熱器（B13104）和省煤器（B13105）換熱，溫度降至160-180，進入第二吸收塔（T14103），與98%濃硫酸接觸吸收其中的三氧化硫后，尾氣通過塔頂?shù)某鞒ニ崮ㄅ欧臩O2濃度670m

6、g/Nm3、酸霧42 mg/Nm3）后，進入脫硫塔洗滌，洗滌排放S O2濃度100PPM，后經(jīng)150米放空煙囪排放。 為了調(diào)節(jié)各段催化劑層氣體進口溫度，設(shè)置了必要的副線和閥門。第七頁，共36頁。2.3.1 焚硫工序工藝流圖 第八頁，共36頁。2.3.2 轉(zhuǎn)化工序工藝流程圖第九頁，共36頁。3、干燥、吸收、尾氣脫硫的工藝流程3.1 工藝流程敘述3.1.1 干燥部分 空氣由過濾器經(jīng)鼓風機鼓入干燥塔，用98.5%的濃硫酸吸收空氣中的水分，再由塔頂?shù)慕饘俳z網(wǎng)除沫器除去水沫、酸沫,使出干燥塔的氣體水分含量小于0.1g/Nm，酸霧小于0.03 g/Nm，再送至焚硫爐。出干燥塔的循環(huán)酸流入二吸酸循環(huán)槽，考慮

7、到硫磺制酸的特殊性，為簡化工藝流程，提高設(shè)備效率，干燥酸、一吸酸酸濃相近，使用一個槽上酸。第十頁，共36頁。3.1.2 吸收部分 經(jīng)第一次轉(zhuǎn)化從省煤器出來的爐氣進入第一吸收塔，用98.5%的硫酸吸收爐氣中的SO3，爐氣經(jīng)塔頂纖維除沫器除去酸霧后返回轉(zhuǎn)化四段進行二次轉(zhuǎn)化。四段觸媒轉(zhuǎn)化后的SO3爐氣經(jīng)過低溫過熱器、省煤器降溫后進入第二吸收塔，由98.3%硫酸吸收其中的SO3。尾氣經(jīng)塔頂纖維除沫器除霧后進入脫硫洗滌塔（用氨水作吸收劑）,再經(jīng)排氣筒放空。吸收酸循環(huán)槽補加工藝水以調(diào)節(jié)酸濃。 3.1.3 尾氣脫硫系統(tǒng) 二吸出來的尾氣從脫硫塔底部進入，與脫硫塔上部噴淋的氨水充分接觸，吸收尾氣中的二氧化硫，使

8、二氧化硫降到100PPM以下再通過150米煙囪排入大氣。第十一頁，共36頁。3.2 工藝流程圖3.2.1 干吸工序工藝流程圖第十二頁，共36頁。3.2.2 尾氣脫硫工藝流程圖第十三頁，共36頁。4、主要設(shè)備簡介一、中壓蒸進汽壓力3.43MPa(實際開機只需3.2MPa,蒸汽出汽壓力0.69MPa二、風機出口空氣壓力42KPa進入干燥塔干燥（硫酸吸收空氣中的水份），這時進入焚硫爐的壓力只有40KPa。汽輪機第十四頁，共36頁。 干燥塔一、干燥塔內(nèi)物料為空氣和98.5硫酸，填料215M3，工作壓力0.035MPa，溫度4860，塔上部分酸槽內(nèi)裝有瓷環(huán)，主要是為了均勻布酸，使酸與空氣充分接觸而吸收水

9、份使空氣干燥。二、從風機來的空氣從塔底進、塔頂出，進入焚硫爐加氧加壓。第十五頁，共36頁。 干燥塔內(nèi)部結(jié)構(gòu)一、內(nèi)部結(jié)構(gòu)分酸管、分酸槽、瓷環(huán)二、瓷環(huán)均勻布酸第十六頁，共36頁。 焚硫爐一、物料為SO2、SO3氣體，重517.195噸二、初次開機爐溫應(yīng)升至800，液硫燃燒時溫度1100以下，爐氣進入廢熱鍋爐。三、爐膛內(nèi)徑約5.6米，長18.804米，鋼制圓筒內(nèi)襯耐火磚和保溫磚。設(shè)置了二道折流擋墻、二次風、四個硫磺噴嘴。第十七頁，共36頁。液硫泵及精硫池一、底部為精硫 池，池上部安裝 三臺液硫泵二、泵的形號LGS2570，流量Q12m3/h、轉(zhuǎn)速n2900r/min，揚程h=80m，液硫噴入焚硫爐，

10、三、溶硫溫度135145三、大連耐酸泵廠制造，2開1備第十八頁，共36頁。 廢熱鍋爐一、爐氣進氣溫度1100，經(jīng)一、二級降溫冷卻到405進入轉(zhuǎn)化器一段，爐氣壓力28.5KPa，進口水溫110，汽包出汽溫度255 ，煙氣流速67.3m/s，傳熱面積1836m2。二、鍋爐內(nèi)部為爐氣管，殼程為水包，上部為汽包，第十九頁，共36頁。 轉(zhuǎn)化器一段進、出口管一、轉(zhuǎn)化器一段進口溫度為410，SO2轉(zhuǎn)化成SO3后吸收熱量，出口管溫度為590，進入高溫過熱器。二、轉(zhuǎn)化器內(nèi)裝觸煤（V2O5）加速SO2轉(zhuǎn)化成SO3進入高溫過熱器。第二十頁，共36頁。 高溫過熱器容器類別：二類；工作壓力：a（殼程）/a（管程）；設(shè)計

11、壓力：a/a；水壓實驗壓力：a（管程）；工作溫度：590 （進）/0（出）/（進）/（出）煙氣量：/h；過熱蒸氣量：t/h;主要受壓元件材料：5；換熱面積：（管程）；水容積：（管程）；爐氣成分：汽；煙氣進口壓力：a第二十一頁，共36頁。轉(zhuǎn)化器二段進、出口 一、二段進口 溫度440，SO2二次轉(zhuǎn)化后溫度升高至520進入熱熱換熱器第二十二頁，共36頁。二段出口 進入熱熱換熱器一、設(shè)備總重：144t、物料：管程SO2 SO3爐氣 、殼程：SO2爐氣、工作溫度：管程進520 出440、殼程進320 出440、工作壓力：管程0.02Mpa 殼程：0.009Mpa、換熱面積：2604m2。第二十三頁，共3

12、6頁。 轉(zhuǎn)化器三段進、出口管一、三段進口 溫度440，經(jīng)轉(zhuǎn)化后溫度升到480，進入冷熱換熱器第二十四頁，共36頁。 冷熱換熱器一、設(shè)備總重：238.02t、物料：管程SO2 SO3爐氣 殼程：SO2爐氣、工作溫度：管程進480 出320、殼程進70 出320、工作壓力：管程0.0178Mpa 殼程0.0098Mpa、換熱面積：5274m2。第二十五頁，共36頁。 2#省煤器 一、爐氣流量：203432NM3/h；進口爐氣溫度：320 出口爐氣溫度160進口爐氣壓15.8KPa給水量 132000KG/h給水壓力 6.2MPa 給水進口溫度 131 給水出口溫度 179第二十六頁，共36頁。 第

13、一吸收塔一、塔內(nèi)物料為98、SO2、SO3氣體，填料215m3、進氣溫度160 出口溫度70二、爐氣從塔底進入后SO3與硫酸中的水份接觸生成H2SO4，未吸收的SO2爐氣進入冷熱換熱器第二十七頁，共36頁。冷熱換熱器 熱熱換熱器一、右為冷熱換熱器，進口溫度70，出口溫度為320，升溫后進入熱熱換熱器再次升溫至420進入轉(zhuǎn)化器四段。二、SO2走殼程，SO3走管程。第二十八頁，共36頁。 熱熱換熱器進四段一、四段進口溫度420，出口溫度450進入低溫過熱器和1#省煤器第二十九頁，共36頁。 低溫過熱器 1#省煤器一、低溫過熱器屬二類容器，進口溫度450；出口溫度367；總換熱面積1458m2。二、

14、1#省煤器：爐氣流量：181218NM3/h；進口爐氣溫度：367；出口爐氣溫度：160進入二吸塔；進口爐氣壓力：6.5KPa；給水壓力：6.2MPa；給水進口溫度：110（低溫段）179（高溫段）；給水出口溫度：131（ 低溫段）240（高溫段）第三十頁，共36頁。 第二吸收塔一、物料98硫酸SO3 SO2，全容積215m3，溫度80-150。二、未吸收完的微量SO2氣體進入脫硫塔洗滌第三十一頁，共36頁。 脫硫塔一、塔下部為7.5m，上部3.5m，總高150m。二、三臺洗滌泵型號LC200/410， 流量Q393.3m3/h，揚程h28m，轉(zhuǎn)速n=1485r/min，分三層洗滌三、用水、氣氨洗滌SO2生成亞硫酸氨，供后系統(tǒng)生產(chǎn)。四、泵為襄樊五二五廠生產(chǎn)第三十二頁，共36頁。 硫酸尾氣塔 一、塔下部為脫硫塔，標記處為除霧洗滌塔。第三十三頁，共36頁。 一吸 二吸塔一、干燥泵LSB115028、流量Q1150m3、揚程h28m、轉(zhuǎn)速n960r/min。二、一吸泵LSB140028、流量Q1400m3、揚程h28m、轉(zhuǎn)速n960r/min，旅順長城不銹鋼廠制造。三、干吸循環(huán)槽1