锌冶炼烟气制酸系统的改造实践.pdf

5 0 中 固 有色 冶 金 硫酸生产 锌冶炼烟气制酸系统的改造实践 林伟 潘庆洋 刘 伟 葫芦岛有 色金属集 团有限公司 辽宁 葫芦 岛 1 2 5 0 0 3 摘要 针对制酸 系统设备 陈旧老化 跑 冒滴漏严重 效 率低 运行成本 高等 问题 在低投 资的基础上 采用高效洗涤 器 低位 高效干吸塔及 带阳极保护的槽管式分酸器等进行改造 简要 了介绍 系统调 试 投产 及运行情 况 关键词 锌冶炼 烟气制酸 改造 实践 中图分类号 T Q1 1 1 1 文献标识 码 B 文章编号 1 6 7 2 6 1 0 3 2 0 0 7 0 1 0 0 5 0 0 3 U 日 IJ百 葫芦岛有 色金属集 团有 限公 司下属 的硫 酸厂 现有 6套 1 0 0 k t a制酸系统 其 中西区制酸三系统 是 1 9 9 4年在 原一转 一吸基 础上改 造成两 转两 吸 的 净化采用绝热蒸发封闭酸洗 转化采用 3 1 1 1 1 I一 工艺流程 经过多年 的运行 该系统大部 分主体设备已达到或超过使用年 限 设备陈 旧老 化 跑 冒 滴 漏严重 产能下降 操作环境恶劣 职 工劳动强度大 每年需投人大量资金进行维修 既 造成运行成本增高 又无法满足正常生产的需要和 日益严格的环保要求 为此 工厂于 2 0 0 6年初对制 酸三系统进行 了较大规模的技术改造 1 改造前 的生产现状 1 1工 艺流 程 改造前制酸三系统的工艺流程为 焙烧产生的 S O 烟气 电收尘 空塔 洗涤塔 填料塔 一段 间冷器 一段 电除雾器 二段 间冷器 二段 电除 雾器 干燥塔 S O 鼓风机 一次转化 中间吸收 塔 二次转化 最终吸收塔 尾气排空 1 2 净化 工序 空塔 自 1 9 8 7年投产以来 塔 内壁瓷砖 由于腐蚀 变薄 塔底瓷砖裂纹渗水 外壳铅皮裂纹漏水 塔顶 盖衬铅脱落 设备基础局部下沉 铅间冷器 已运行 l 3年 由于腐蚀泄露严重 阻力 增大 最高时达 2 6 k P a 换热效果差 满足不了封闭酸 洗的要求 酸洗被迫改水洗 污酸排放量平均高达 作者简介 林伟 1 9 7 3 一 男 辽宁葫芦 岛人 1 9 9 6年毕业于沈 阳 化工学 院化工工艺专业 现从事硫酸生产技术工 作 4 5 m 3 h 既浪 费了大量水资源 又影响生产 的稳定 运行 1 3干吸工 序 干燥塔的烟气人口弯头与塔体交接处砖体疏松 钢壳 因腐蚀漏气 漏酸 每次系统停车检修 只能采 取灌灰来维持 塔体阻力大 正常生产时达 1 5 k P a 干燥效率低 最终吸收塔外壳变形严重 局部凸起开裂 钢壳 与瓷砖间被腐蚀的厚度达 2 0 mm以上 且塔内球拱 粉化严重 局部厚度减薄了 1 3 另外 干燥塔 吸收塔采用普通耐酸铸铁的管式 分酸装置 布酸点密度小 2 0个 m z 局部分酸不均 导致干燥和吸收效率较低 尾气超标排放 2 改造实践 2 1 改造的原则 1 采用先进 成熟 可靠的技术 2 完全满足当前国家环保要求 并考虑能基本 满足将来环保标准提高后 的要求 2 2改造的可行性 2 2 1 技术可行性 由于历史原 因 硫酸厂西 区 4套制酸系统 的烟 气来 自同一电收尘器管道 沸腾炉之间 制酸工序 4 套系统之 间相互关联 影响和制约 由于制酸系统 S O 浓度和烟气量波动较大 导致转化器各层温度不 稳定 直接影响转化率 S O 主鼓风机由于克服系统 间的阻力消耗无用功较多 运行成本增加 提高净化效率 必须对原净化工艺进行大的调 整 传统空塔虽然操作简单 阻力小 通常为0 2 0 k P a 维普资讯 2 0 0 7年 2月第 1 期 锌冶炼烟气制酸系统的改造实践 林 伟潘庆洋刘 伟 5 1 但存在洗涤效率低 6 0 左右 投资高 施工难度大 建设周期长等缺点 而高效洗涤器虽然阻力大 一般 喷淋为 1 5 k P a 但净化效率高 结构简单 可靠性 高 适应性强 维护简单 节省投资 安装周期短 被 国内外普遍采用 因此改造选用 了高效洗涤工艺 即 一级高效洗涤器一 填料塔一 一级电除雾一 二级 电 除雾 从 系统改造前 的负压阻力 见表 1 可 以看 出 若将两段间冷器拆除 系统 阻力可降低约 2 5 k P a 而高效洗涤器的阻力若控制在 2 5 k P a 左右 改造后 系统的总阻力可基本保持不变 因此 S O 风机可以 维持不变 并且干燥塔经过改造后 阻力还可降低 0 5 0 0 8 0 k P a 给 S 0 风机留出了一定的压头富裕 另外 高效洗涤技术在国内冶炼烟气制酸中已得到 广泛应用 采用单级高效洗涤装置替代空塔在 国内 外已有多个成功的生产实例 可大大提高净化效率 表 1 改造前系统 的负压阻力 k P a 2 2 2 经济可行性 经过细致认真地投资 比较 高效洗涤器 比新建 钢衬铅板 耐酸石棉板 耐酸瓷砖 的空塔工程造价 可节省 3 0 且设备制作方便 施工周期短 另外 工厂已培养了一批有丰富实践经验的工程 技术人员 可确保改造的顺利完成 2 3 改造 实施 2 3 1 净化工序 取消空塔 改为一级高效洗涤器 环璃钢材质 高效洗涤器 由高效洗涤塔 高位槽 循环泵 沉淀槽 及配套工艺管线组成 为确保高效洗涤塔循环泵正 常运行 防止突然 断流而损坏设备 采取 了以下保 护措施 1 高效洗涤塔出 口烟气温度与 S O 鼓风机 联锁 当烟气出口温度 6 5 时 声光报警启动 达 7 0 时 S O 鼓 风机 自动掉闸 同时系统 自动停车 2 事故高位槽在鼓风机掉 闸的同时 自动启动应 急水 槽 内液量可维持一段工作时 间 以便 生产 操 作人员及时采取措施 防止高温烟气烧损玻璃钢设 备及管道 填料塔基本维持不变 仅补充部分填料 以及对 原有 的 F R P槽管式分配装置进行改进 在填料塔循 环泵 出 口设 置稀 酸板式换热器代替原来 的铅 间冷 器 两者相 比 板式换热器具有 占地面积省 结构紧 凑 操作简便 维护方便等优点 由于改为高效洗涤 器 因此 增加 了 3台 3 5 0m 3 h稀 酸泵 材质为高分 子工程塑料 2 3 2 干 吸工序 采用新型低位高效塔 提高了操作气速 填料高 度 由 6 5 i n降 至 4 2 i n 塔径 由原 5 0 0 0 mm降 至 6 4 2 0 0 mm 虽然塔的规格变小 但循环酸泵的流量 由原来的 Q 2 8 o m3 h改为 Q 3 4 o m 3 h 喷淋密度达 2 3 m3 m h 采用加阳极保护的槽管式分酸器 分酸点 由原 2 0个 m 增加至 4 1 个 m 2 其 降液管在整个塔平面内 均匀分布 预先设计好的各进酸支管的节流孑 L 板保 证各分酸槽液面保持在 同一水平面 进而保证各分 酸槽 内降液管人 口流量一致 分酸槽内的降液管人 口距槽底保持一定的合理高度 且每个分酸槽两端 各有一根排酸管 既防止降液管 因酸泥 碎瓷环等 杂物堵塞 又可在停车检修时方便地处理杂物 阳 极保护控制系统采用新型 HD A型恒 电位仪和 电 脑控制 电流 电压 电位信号等数据变化实现智能 化控制 操作简单 新增 1台 3 3 0 m 2 阳极保护干燥酸冷却器 且对 两个吸收塔的 阳极保护冷酸器 进行机械及化 学清 洗 提高了传热效果 2 3 3 转化工序 对转化器一至 四层触媒进行彻底筛分并适 当 补充更新 对转化器的 换热器进行机械清洗 以降 低管程阻力 转化器及其换热器 的保温全部采用新 型硅酸铝保 温材料 施工方便 节能效果 明显 现 2 5 0 m m厚 的保温层 即可达到原 4 0 0 h i m厚岩棉保 温层 的保温效果 且外表整洁美观 2 4系统调试及投产运行 在正式投产运行之前一周对系统进行 了调试 重 点是净化工序高效洗涤器及干吸工序干吸塔分 酸装置 高效洗涤器开车调试时 在循 环泵 出口阀门逐 维普资讯 5 2 中 固 有色 冶 金 硫酸生产 步开全的情况下 通过调节高效洗涤器喷嘴压力 在 保证溢流堰 的持液量后 喷嘴喷淋效果 良好 对仪 表联锁装置进行了测试 达到了联锁保护的要求 在对干吸分酸装置调试时发现 在循环酸泵 出 口阀门开全 的情况下 各 分酸槽布酸不均 靠近进 酸管处分酸槽酸外溢 而进酸管端头处分酸槽则显 酸量 不足 在对部分进酸管的节 流孔 板尺寸调整 后 情况得以改善 2 0 0 6年 6月 2 2日 制酸三系统投产 截止到 目 前 系统运行正常 各项指标达标 投产运行 3个月 后的工艺技术指标见表 2 表 2 改造后系统运行的工艺技术指标 高效洗涤塔 出 口烟气温度保持在 5 5 6 1 出 口含尘平均为 0 0 6 8 g m 除尘效率 8 0 系统基 本实现封闭酸洗 污酸排放量由改造前的4 5 m 3 h降 至 7 m 3 h 干燥塔 吸收塔分酸装置分酸效果明显 干 燥 吸收效率达标 尾气达标排放 从正常生产运行时系统 阻力测试数据看 高效 洗涤塔 阻力基本维持在 1 8 2 2 k P a 其取代空塔 阻力约 0 2 0 k P a 造成的阻力上升基本与取消两段 间冷器 的阻力 约为 2 5 k P a 持平 甚至小于原间冷 器阻力 达到了改造前 的设计要求 即高效洗涤器 阻力控制在 2 5 k P a 改造后系统的运行参数见表 3 表 3 系统的运行参数 设备名称 烟气 m3 h 量 I P a 在生产环境得到改善的同时 经济效果明显 系 统改造前后的技术经济指标对比见表 4 由表 4可 看 出 1 改造后 系统阻力降低 烟气干燥 吸收率 和转化率提高 尾气排放达标 硫 酸产量有较大 幅 表 4 系统改造前后技术经济指标对 比 度提升 经实际测算 改造后增产硫酸 2 0 预计 全年可增产硫酸 7 0 0 0 t 创效达 1 5 0万元 2 改为高效洗涤器后 系统污酸排放量 由 4 5 m 3 h降至 8 m 3 h 每年可节省水费达 7 0余万元 3 尾气达标排放后 提高了硫的回收率 每年 可多产硫酸 3 0 0 t 创效达 6万元 3 存在的问题 1 高效洗涤塔循环泵轴密封部分设计为水冷 却 要求正常生产运行中不能 出现断流情况 这样既 增加 了巡检 点 又不利生产稳定运 行 还存在冬季 防冻问题 因此 结合工厂实际情况 在投产运行后 1个多月 调整冷却方式 取消冷却 水 目前运行状 况 良好 2 为保证事故水高位槽 内的液体纯度 设计 中未使用循环液而是利用 阳极保护冷酸器的补充 水 但在具体操作时由于该水源压力不能满足高位 槽的需要 水不能连续 自动注入其 内 因此考虑在 下次停车检修时增设给水泵单独为高位槽补水 4 结语 1 生产实践表明 高效洗涤器替代空塔是完 全可行 的 并且净化效率较高 系统实现封闭酸洗 污酸排放量由 4 5 m 3 h大幅度下降至 7 m3 h 年可节 约用水 3 x 1 0 6 m 3 有效地节约水资源 2 改造后增加了硫酸产量 全年预计可增产 硫 酸 7 0 0 0 t 3 尾气 S O 排放低 于国家环保要求 极大地 改善了厂区和周边地区的环境 4 由于系统投产运行时间较短 截至 目前只有 3 个多月 有些存在 的问题可能未完全暴露 有待在 今后的工作中进一步摸索和完善 制酸三系统 由于采用合理 的技改设计 选用稳 妥可靠 的设备选型 管理严 密而又规 范 在投产运 行后各项工艺技术指标均达到或优于设计值 与传 统工艺相 比 在保证工艺指标 的前提下 工艺流程 得到简化 强化 了设备 的技术性能 设备配置更为 紧凑 生产环境得到改善 效果较为明显 为今后其 它系统的改扩建提供了参考 下转第 5 5页 维普资讯 2 0 0 7年 2月第 1 期 锌精馏系统中铟的富集 李国伟王宝军高永学马宝军 5 5 En r i c h me n t o f i n d i u m i n t h e z i n c r e d i s t i l l a t i o n s y s t e m L I G u o w e i WA N G B a o j u n G AO Y o n g x u e MA B a o j u n Ab s t r a c t T h i s p a p e r a n a l y s e s t h e d i s t rib u t i o n r e g u l a rit y o f i n d i u m i n t h e z i n c r e d i s t i l l a t i o n s y s t e m a n d d e s c ri b e s s e v e r a l i n d i u m e n ric h me n t me t h o d s s u c h a s o v e r a l l e n ric h me n t i n e c h e l o n a n d d i f f u s i o n e n ric h me n t b y a d o p t i n g t h e m t h e r e c o v e r y r a t e o f i n d i u m f r o m t h e r e d i s t i l l a t i o n s y s t e m h a s b e e n i n c r e a s e d b y 1 5 2 5 Ke y wo r d s z i n c r e d i s t i l l a t i o n i n d i u m d i f f u s i o n e n ric h me n t o v e r a l l e n ri c h me n t i n e c h e l o n 上接第 1 9页 按年产 8万 t 热镀锌规模计算 老式 电炉需 6 台 新式 电炉只需 4台 电费按 O 4 5元 k W h计算 渣处理费用 3 0 0 0元 t 每台炉需操作工 5人 人年 均工资 2万元 两种 电炉所发生的费用见表 2 由表 2可知 新式电炉取代老式 电炉生产热镀 表 2 两种电炉每年所发生的费用 锌 每 年可为企业创效 3 6 0万 元 吨锌成本 可降低 4 5元 4 结论 1 新式电炉结构较老式电炉简化 新式 电炉 采用了大功率可拆式感应体 使用新型高性能炉衬 材料 改善了感应体的工作环境 极大地提高了感应 体 的寿命 且感应体便于检修 2 新式 电炉具有生产 率高 寿命长 直收率 高 能耗低 锌液温度分布好等优点 为企业创 造了 可观的经济效益 3 严格岗位操作 做好 电炉各部尤其是感应 体 的 E t 常维护 对于延长 电炉使用寿命 提高热镀 锌 电炉效益有着重要的作用 Hi g h p o we r d e t a c h a b l e h o t g a l v a n i z i n g f u r n a c e a n d i t s o p e r a t i o n W ANG Xu e x i an Ab s t r a c t I t d e s c ri b e s t h e s t r u c t u r a l f e a t u r e s o f a n e w t y p e h o t g a l v a n i z i n g f u r n a c e a n d s u ms u p i n d e t a i l s t h e o p e r a t i n g p r a c t i c e i n c l u d i n g f u rna c e s t a r t r o u t i n e ma i n t e n a n c e a n d t r o u b l e s h o o t i n g e t c o f t h e f u rna c e t h i s e l e c t ric f u rna c e i s h i g h i n p r o d u c t i o n l o n g i n s e r v i c e l i f e h i g h i n d i r e c t r e c o v e ry a n d l o w i n e n e r g y c o n s u mp t i o n a n d c a n r e d u c e t h e c o s t f o r p e r t o n n e o f z i n c b y RMB 4 5 Ke y wo r ds h i g h p o we r d e t a c h a b l e i n d u c t o r h o t g a l v a n i z i n g f u rna c e 上接 第 5 2页 M o d i fic a t i o n o f a c i d ma k i n g s y s t e m u s i n g z i n c s me l t i n g o ff g a s L I N We i P AN Q i n g y a n g L I U w e i Ab s t r a c t T o