制酸工培训教材.doc

初钦渐疫舒尽溯御脸彰谤曳宝巧盲邢疙厢虱痔泅腹忻轩初泪樊之傲募氯粉则向殉航雇溪腾类惯阶痊绩艳士冗鞍拓禁蛆初色骡倔狼责彪迟阻陪背批酥论粳核尘剖盅授厅垢篱榷抄怯荔怎距吏规慕堤捂篙晌跌抓只坯斩哦佩背窟澈酬军馒带棒吧毛牢玉炸敌闸富吻乐皆泼坷脾扦囤驭釜颓颊荚汀地崖伪垛纳盘椰艇则乎匝求溪坡瞅弘姓鸽么喝油次溺冠烁墒伙耻包凄入容疯山御卿蕊吧阔茎银损疙狞仑弦首熄宜昏带替树咽修铬刃嗅撮烂灌呀鼎菠兵曲汹狰根督爪俄矿援潍蜘兵纳橙期译栗彻楚启卤乾勘模栈调壶治阵逞央菊脸使太削求呻闽评鸳眉蛮耐召降豫侧肖吮墓柬牡狡槐注艰辱绩诚瞬浆险坝宣资改25制酸工培训教材熔炼三厂2005.4目录第一节硫酸的性质和用途11 硫酸的组成12 硫酸的性质第二节 净化程序21 烟气净化的原理和目的22杂质的危害23净化工序的工艺流程24净化工序休吾细痊疯瓤援良句詹美毡冰胳瓶费嚣整棕伙又子奶鼠骋枪膜游特署搽篷譬披肺肩莲圾矫手豢胎网扮餐呵炙溪碍着这粟革亚嘻道渊棋诚摧抽凿辊宵奖源竟勺色氧迟砖谨敏鹰币奥集消靠柴仓铲洲笼雏实葡享拷栗郴杜发瘴相托叶纳迸诛留枝译项魁僻寨坞肋往帖溉汞究桌巍菊链僵钠脯踌侈氢洛澳散次艘雁劳绚钢堂淘吕盗特移甲青逊狡纠聋碾喉昼害且盏昨哼辜家燃阜寸少隧概枣边部军检想擅锁纵鼎宾蕉洽硕脆倦荚桓淤酋钥割们氰测散砂劲漓播僧逸痢锚呈蹦澈点搜捅六度甭动泛穴旁洪谜课瘴僳矢彰鞭俭初赦浊颧依造躯延奥弓蹈郭河坞狸从蛀败灾悉挚少企扁榔距啦晤舍了遂扫概衍执壬撇鹅制酸工培训教材绒九摩浚浪撮副椎道警嗽坎逼统哮捶苞羹讥遮累疏花陵概欢癣揣翰精讲刮襟胃筑冤跨挺榆扎助峙审俐旬铜孙欢颈榔急卸鲁穴害盾磺的格烟麻李宏空卵隋感呻电允笨剃知壹琐耙靳沼巍轴谢辱舅篱温雇掌喇草寻斋以陌亢仟杯隙砷他酪拴趴视蛆年矛鹅吴括钩箔忿将算无俩咕吗窃尹撬坞撒铸满聚檀抡域滓殷夫狡语谨打富荣科比碘轨活竣仰珍啪粹呼露碍试严郎求断炎蜡膳蒲绑着制剪而较枕馈贬蛛砾咙退欲欲掺践府捣鞘芬恨培啤啡代篱厂立恃穆撞邮服裙异匆若书璃芋贤要掠循谁僻诊浓溪谜丽凭阳兜泪勤溶蒲疥州锻其工顷矩捉瓶皿栽鹤寇汀披两孩汀叼励金稠荒翼斯奔夺入呐貉椭饭墙睦妖蜂栽制酸工培训教材熔炼三厂2005.4目录第一节硫酸的性质和用途11 硫酸的组成12 硫酸的性质第二节 净化程序21 烟气净化的原理和目的22杂质的危害23净化工序的工艺流程24净化工序的技术指标及操作条件：25开车操作26正常操作27不正常情况的处理操作28主要设备及操作注意事项第三节干吸工序3.1干吸工序的原理及目的3.2工艺流程3.3主要技术指标及操作条件3.4开停车操作3.5正常操作3.6不正常操作3.7主要设备及操作注意事项第四节二氧化硫的转化4.1二氧化硫转化原理4.2转化工序的工艺流程4.3转化工序的操作条件4.4操作技术指标4.5二氧化硫气体转化的触媒4.6鼓风机的使用4.7转化器升温进程（以一段进口为准）4.8转化系统的开停车操作4.9转化设备4.10正常操作要点4.11不正常现象的原因及其处理方法4.12转化系统重要问题及其解答第五节循环水开停车操作第一节 硫酸的性质和用途11 硫酸的组成 硫酸是SO3与水的等摩尔化合物。一般工业上称的硫酸是指硫酸水溶液，平时所说的93酸、98酸都是按硫酸和水的重量比来划分的。大于75的酸叫浓硫酸。12 硫酸的性质121 物理性质 纯净的硫酸是无色无味透明的油状液体。其分子式为H2SO4，分子量为98.08。工业硫酸往往混有杂质而变色。 不同浓度的硫酸有不同的结晶温度。常见的浓度H2SO4的结晶温度如下表：硫酸浓度%92.593.093.598.098.5100结晶温度222731.20.71.810.37 了解硫酸不同浓度的结晶温度，可预防管线及设备冻结，若发生冻结时为原因分析提供理论依据。另外也为确定成品酸浓度提供理论依据。 不同浓度的硫酸在不同温度下有不同的密度：20时，93酸的密度为1.8279g/ml，98酸的密度为1.8361，100酸的密度为1.8305，98酸的比重最大。122 化学性质 稀硫酸具有所有酸的共性，如可与活性金属发生置换反应，与碱或碱金属反应生成硫酸盐等。浓硫酸有其特性，即吸水性、脱水性和强氧化性。13 硫酸的用途 硫酸是重要的化工原料，主要应用于化肥、医药、农药、染料、化纤、冶金、石油、国防、轻工业等部门。因此硫酸有化工之母的称号。第二节 净化程序21 烟气净化的原理和目的 烟气净化的目的主要是降温、除尘。除去烟气中的尘、砷、氟金属氧化物等杂质，并将烟气温度降至要求范围，为下一工序提供合格的制酸烟气。 烟气净化的原理主要是根据气体自身的热运动规律及杂质在烟气中的不同状态，通过循环稀酸洗涤及高压电场除雾等方式实现的。22杂质的危害221 尘的危害：堵塞管道及设备，使系统阻力增大。覆盖在触媒表面，使触媒结疤、活性下降、阻力增大、转化率降低。影响成品酸的质量，使之改变颜色。222 砷的危害：砷在烟气中以氧化物（As2O3）的形态存在。As2O3能在触媒表面形成不挥发的As2O5而覆盖在触媒表面，使触媒活性下降，阻力增大。As2O3能把触媒中的V5+还原成V4+，失去活性。砷进入成品酸会使质量下降。223 氟的危害：HF严重腐蚀陶瓷衬里和填料。HF会破坏触媒载体中的主要成分SiO2，其反应式如下： 4HFSiO2 SiF42H2O SiF4又分解释放出HF继续腐蚀设备和触媒。 SiF4（x2）H2O SiO2xH2O4HF 所以说HF是重复破坏触媒。224 水份：水份对触媒无直接毒害作用，但水份也是净化中的一个重要指标。水份的危害主要有：稀释进入转化系统的酸沫和酸雾，稀释沉淀在设备和管道表面的H2SO4，造成腐蚀。水份含量高，是SO3露点温度降低，在设备和管道中形成冷凝酸，造成腐蚀。水份会与SO3形成酸雾，不易捕集，随尾气排出，减小硫的利用率，影响环境。225 SO3的的危害：形成酸雾，携带尘和砷等杂质进入触煤层，覆盖在触媒表面，堵塞气体通道，增加触媒层阻力，降低活性。形成酸沫，腐蚀设备和管道。23净化工序的工艺流程 经由收尘后的冶炼烟气（280左右），经高效洗涤器和填料塔的稀酸洗涤后，除去大部分尘及有害杂质，并将烟气温度降至要求范围内，然后再经过一、二级电除雾器，进一步除去烟气中的酸雾及酸雾中携带的杂质，为了加大填料塔的除尘降温效果，循环稀酸先经过两台板式换热器降温后才进塔循环。 由于烟气中含氟量高，故设计水玻璃添加装置进行除氟，其反应为： 6HF+Na2Si O3 Na2 SiF4+3H2O 为了增大净化收率，提高硫的利用率，我厂设计了SO2脱吸塔，减少了硫损失。24净化工序的技术指标及操作条件：241进净化烟气成份(电收尘出口)SO2 8.9% SO3 0.275% O2 14.29% N2 62.565% CO2 1.69% H2O 12.28%242主要技术指标(SO2鼓风机出口测定) 水份： 0.05g/nm3 酸雾： 0.005g/nm3 含尘： 0.002g/nm3砷： 0.001g/nm3 氟： 0.003g/nm3243技术操作条件 a气体温度 洗涤塔进口：280 洗涤塔出口： 70 填料塔出口： 38二级电雾出口： 38 b气体压力 洗涤塔进口： 200Pa 洗涤塔压差： 1500 Pa 填料塔压差： 2000 Pa 一二级电雾器压差： 500 Pa 二级电雾出口总负压： 7.81 Pac循环酸温酸浓 洗涤塔： 64 8-10% 填料塔： 35 3-5%d淋洒量及淋洒密度 洗涤塔：89m3/h 12m3/m2.h 填料塔：202 m3/h 16 m3/m2.he电除雾器 二次电压：45-55KV 二次电流：250-350mA 绝缘箱温度：10020f水玻璃溶液 水：水玻璃=1：0.5(体积比)g各循环槽液位 高效洗涤塔循环槽：1.4-1.8米 填料塔循环槽：1.4-1.8米25开车操作251开车前的准备工作a检查所有设备管道阀门仪表处于正常状态，封闭所有人孔口。b提前24小时给绝缘箱送电加温，使之升至10020范围内。c循环槽内加满水，并试开各循环泵正常后停泵待用。d检查安全水封是否已加满水。e开车前预先冲洗电除雾器510分钟。 各项工作正常后等待通知开车。2512开车操作 接开车通知后，开启高效洗涤塔 ，填料塔循环酸泵，调节吐出阀到适当位置，给电除雾器送电。当填料塔循环槽酸温大于35时通知循环水开启循环泵给板式换热器供冷却水。2.5.2停车操作2.5.2.1停止给电除雾器送电，开启冲洗阀冲洗电除雾器，待流出的水干净为止。2522依次对沉降槽、高效洗涤塔循环槽及填料塔循环槽进行排污，并及时补充液位到要求范围。2523停止給板式换热器供水，并打开冲洗阀冲洗滤板。2524将部分污水经压滤后送到污水处理站处理。253短时间停车操作 如因其它工序原因短时停车时，可不做调整，若时间较长可停循环泵，适当排污。停电除雾高压电并冲洗电雾。26正常操作261根据温度调节洗涤塔和填料塔的循环酸量，同时应注意循环酸的浓度。262及时调节循环槽的液位，杜绝冒顶和抽干现象发生，并及时适当地排污。263根据污水池水质情况及时开启压滤机，以利于稀酸的循环利用。264根据板式换热器的进出口酸温、水温情况及时调整冷却水的大小。265按时按量加入水玻璃溶液，确保除氟效果。266检查所有设备运行情况，发现问题及时报告并处理。27不正常情况的处理操作271温度急剧上升，应立即检查管线是否断裂，泵是否跳闸，循环槽是否断水，若有一种情况发生立即系统停车，处理好后再通知转化拉气开车。272压力不正常，立即检查循环酸喷淋量机系统是否有漏气现象。若以上两方面均正常，应根据压力变化情况判断是管道及设备堵塞或是设备内积液。根据具体情况及时处理，使压力恢复正常。273安全封抽干：其原因是净化系统阻力过大，风机风量过大或水封中水量过少等。水封抽干时，首先通知转化风机减小风量，重新给水封加水。查明原因后再通知转化加风生产。274净化指标不合格：当净化指标不合格时，首先应及时检测净化原始进气中各成分是否超标，并检查分酸装置是否堵塞、喷淋量是否过小。另外注意电除雾器电流、电压情况，是否电雾器除雾效率低，查明原因处理后，将电除雾器工作效率提高。28主要设备及操作注意事项281高效洗涤器2811目的：除热除尘将电收尘后的高温气体通过上下两层喷头喷出向上的液面逆相接触，使烟气温度降至70以下，并大部分矿尘等杂质沉淀于水中排走。2812汽液流向：气体由塔顶部进入塔体，然后经过折流后再从塔顶流向填料塔，液体由泵打上后，由上下两层喷头由下向上喷淋后由塔底部流向沉降槽，然后再回到循环槽工泵循环使用。282填料塔：主塔材质：FPP（玻璃钢）2821目的作用：除尘、降温并除去有害杂质。从高效洗涤器来的烟气由下向上进入塔体，与从上而下喷淋的循环稀酸在填料层充分接触，以达到进一步除尘降温的目的。2822工艺参数：（设计） 入口烟气温度：70 出口烟气温度：38 工况烟气量：39555m3/h 入口烟气量：31146 m3/h 操作气速：1m/s2823设备构造a塔体、塔高：10555mm 塔径：406030(皮厚),球拱重2433Kgb填料：鲍尔环 257m3 装填高度0.55m 重980Kg 鲍尔环 7655m3 装填高度4.25m 重4000Kgc分酸装置：环管：27310 环径：4180mm 分酸支管：DN65金属软管21个分酸喷头：HD180039宝塔式喷头21个283电除雾器：主要材质PVC2831目的作用：除雾除尘。从填料塔出来的烟气由下向上通过两级串联的电除雾器，以除去烟尘中的酸雾及酸雾中携带的杂质。2.8.3.2工作原理：电除雾器中通入的高压直流电使电晕极不断发射出电子，把部分气体电离成正负离子，当尘、雾等颗料碰到离子就会荷电，并在电场作用下，按同性相斥异性相吸的原理，带负电酸雾颗粒移向沉淀极并释放电荷，靠自重落入电雾器下封头内排出，气体达到净化。2.8.3.3设备构造：a塔体：上体高13530，直径6050，下塔体高3550mm，直径1990,总塔高17080mm，进出气口径：1120mmb沉淀极：294管，电晕极：294根c填料：异鞍环（耐酸瓷）：直径76mm，2.8m3，装填高度：0.1m。2.8.4脱吸塔：主塔材质PVC2.8.4.1目的作用：将溶解在循环稀酸中的SO2，回收利用，提高净化收率，减小环境污染。2.8.4.2工作原理气体由下向上补入，污酸液由上而下喷淋，通过逆向接触将溶解在污酸液中的SO2抽回系统，并使液体中的尘氧经过填料层被吸附排出，其效率随空气补入量和酸温的增大而提高，硫损失率应1%。2.8.4.3设备构造a塔体：高3000mm，内径6500mm，外径53417（厚）b填料：鲍尔环：耐酸瓷：50450.02m3装填高度0.003m 重7.9kgPP25251.20.36m3 装填高度0.05m重36kg 2.8.4.4技术性能入口气量：480m3/h 操作力：5000Pa喷淋酸量：5m3/h喷淋酸浓：5-10%喷淋酸温：52空塔气速：0.65m/s2.8.5板式换热器（阿法打伐）2.8.5.1目的作用：通过热传递，除去填料塔循环酸中的热量，使之温度降下去，以增大其对烟气的降温效果，使烟气温度降到38以下。2.8.5.2工作原理：两种循环介质逆向通过特制波纹薄金属板组成两侧，使热量由温度高的一侧传递到温度低的一侧，以达到换热降温的目的。2.8.5.3性能参数设计压力/实验压力：0.5/0.65MPa 设计温度50操热面积：82.5m2流程组合：167MH167ML2.8.5.4操作注意事项a首次启动时，注意金属板组是否夹紧到A尺寸。然后关闭进口阀，全开出口阀，打开放气阀，启动泵，缓慢调节进口阀，待空气放尽后关闭放气阀，将进口阀调整到适当位置，按同样步骤启另一侧管路系统b正常运行时，对流速的任何调整都应缓慢进行，以免产生冲击c换热器停止运行时，先关闭进口阀然后再停泵。若长期停运时应进行放空，并进行冲洗及干燥2.8.6厢式压滤机（型号：XA20/800-UK）2.8.6.1目的作用：净化系统排出的污酸经泵打入压滤机，经过每一个滤室压滤后，使悬浮在污酸中的固体杂质与酸液分离。2.8.6.2工作原理：以一定次序排列在主梁上的滤板，滤布形成了一个个滤室。过滤时，料浆在进料泵的推动下，经进料口进入各滤室，料浆借进料泵产生的压力进行固液分离。固体留在滤室内形成滤饼，滤液由出液阀流出。2.8.6.3设备构造：压滤机由四大部分构成：机架部分（止推板、压紧板、油缸体和主架）、过滤部份（滤板、滤布）、液压部份（柱塞泵和各控制阀）和电控部份。2.8.6.4技术参数：压滤面积：20m2滤室总容积:313L 最大过滤压力：1MPa过滤温度50油缸最大行程：450mm2.8.7安全水封（材质：PVC）2.8.7.1目的作用：安全封一端与电除雾器出口管相连，另一端与外大气相通，当系统负压超过安全封水位高度时，安全封内的水即被抽入气体管道，空气可从安全封进入系统使系统压降低，防止净化设备管道承受不住过高的负压而损坏，起到安全保护作用。2.8.7.2构造塔高H2275mm外筒径870mm内筒径550mm内筒高H1988mm上下溢液口间距：870（管口中心）上下溢流口高度：10001302.8.7.3工作原理：水位高度是系统压力的1.2倍为好，抽出气量是正常抽气量的1/4。2.8.7.4技术性能物料名称：空气操作温度：常温操作压力：8400Pa第三节干吸工序3.1干吸工序的原理及目的干燥的目的是除去烟气中的水份。其原理是利用93%酸具有强列的吸水性，净化后的烟气由干燥塔下部通入与由上而上喷淋的93%酸在填料表面充分接触，以除去烟气中的水份。吸收的目的是吸收转化后的SO3烟气使之与H2O结合生成硫酸。其原理是转化后的烟气由下部通入吸收塔与由上而下喷淋的98%酸在填料表面充分接触，以吸收SO3产出硫酸。3.2工艺流程烟气：下进上出硫酸：泵酸冷器塔(上进下出)循环槽泵3.3主要技术指标及操作条件3.3.1技术指标干燥塔出口水份：0.05g/Nm3 吸收率99.9%93%、98%成品酸合格率：100%3.3.2技术操作条件a酸浓：干燥酸：93.193.9%吸收酸：98.198.5%成品酸：9394%或98%b循环酸温度：入干燥酸：50入一吸酸：70入二吸酸：60c液位：循环槽液位：0.91.1m 地下槽：0.21.5md淋酒量及淋洒密度淋洒量：183m3/h淋洒密度：17m3/m2.he压差：干燥塔：2Kpa 一吸塔2Kpa二吸塔2Kpa3.4开停车操作3.4.1开车前的准备a检查所有管道、阀门、设备等是否处于正常状态，并检所有法兰、螺栓等是否紧固、密封，然后关闭人孔门b检查酸泵及酸冷器，通知电工调试恒电位仪c由地下槽倒槽酸到循环槽，开启循环泵，观察回酸情况，并检查管道是否有泄漏现象。正常后停泵等待系统开车。3.4.2开车操作a接到开车通知后，依次开启循环泵并同时打开出口阀，观察回酸情况b干燥酸温40，一吸酸温60，二吸酸温50时开启阳极保护系统，并开启循环水c随时调节串酸量，待酸浓符合指标，并使产酸槽液位较高d认真做好原始记录3.4.3停车操作a转化停车后，停循环酸泵，并闭串酸阀b当干燥温40，一吸酸温60，二吸酸温50时，停循环冷却水，并关闭恒电位仪c若长期停产，须将循环槽内酸打回成品库储存3.5正常操作3.5.1串酸a随时调节串酸阀的大小。干燥串一吸，一吸串干燥、二吸串一吸b当酸浓和液位不合格时，应先调酸浓后调液位c调整串酸时，应考虑对方的液位和浓度3.5.2产酸a产酸循环槽液位应较高并保持上涨状态b产酸时打开排污阀，使酸流入地下槽，应注意排污阀的开启度及循环槽的液位c地下槽的成品酸应及时计量并打往成品库，防止溢酸3.5.3倒酸：先与成品库联系好并调好阀门后，将成品罐的酸放入成品地下槽，启泵打入干吸地下槽，再由干吸地下槽打入循环槽。3.5.4倒泵a检查备用泵，盘车，正常后送电b启备用泵、开出口阀，停另一台泵并关闭其出口阀。调节备用泵出口阀到适当位置。并注意回酸情况。3.5.5经常检查酸浓液位的变化，并及时调整。并按要求取酸样化验并记录化验结果。3.6不正常操作3.6.1干燥酸浓度降低其原因主要有：干燥塔进口气温高，水份大和98%酸串入量过小。此时通知净化工序降低干燥塔进口气温，同时加大98%酸串入量。3.6.2吸收酸浓度低其原因主要有（1）93%酸串入量过大或加水量过大，此时应关闭加水阀，并调小或关闭串酸阀即可恢复。（2）气量过小或SO3浓度过低，此时应通知转化加大风量或提高SO2浓度及转化率即可恢复。3.6.3烟囱冒白烟其原因主要有：1、干燥酸浓低，水份超标，干燥效率低。此时应通知净化降低进干燥塔温度，减少进塔水份量，并加大串酸量，尽快将干燥酸浓提高到正常范围。2、吸收酸浓低，吸收酸温过高或过低，吸收率下降，此应及时调整吸收酸浓合格，并通知转化降低SO3出口温度。3.6.4出现漏酸现象当发生漏酸现象时，先切断漏酸源并抽尽漏酸设备内存酸，并根据循环可酸的浓度和液位情况及时调整使之正常。3.6.5防止管线冻结由于98%酸的凝固点在-0.71.8，所以当冬季停车时，98%酸管线中的存酸易冻结。因此系统泵停车时，一定将管线中的存酸放尽。3.7主要设备及操作注意事项3.7.1阳极保护管壳或不锈钢浓酸冷却器3.7.1.1目的作用：降低循环酸温度，由干吸循环槽出来的循环酸进入酸冷器管间与由管内逆向进入的冷却水通过管壁进行热传递，使循环酸温降到要求范围内。3.7.1.2设备简介：酸冷器主要由不锈钢外壳、阳极板、恒电位仪等组成。不锈钢外壳位为阳极，阴极是从水箱处穿过管板和折流板与管子平行的金属棒。恒电位仪的酸冷器提供恒压电源。3.7.1.3工作原理（阳极保护）向酸冷器加一直流电使之产生电压，从而在其表面形成一层钝化膜，具有很强的耐腐蚀性。继续加较小的电流来维持其钝化状态，防止金属的腐蚀，达到保护酸冷器的目的。3.7.1.4设计技术参数：a干燥酸冷器设计压力0.60.6MPa 设计温度100100外形尺寸48307600mm工作压力0.40.4MPa重量：3250kg工作温度：32/40 64/48换热面积：160m2b一吸酸冷器设计压力0.60.6MPa设计温度100100外形尺寸6157600mm工作压力0.40.4MPa重量：1850kg工作温度：32/40 82/68换热面积：80m2c二吸酸冷器设计压力0.60.6MPa设计温度100100外形尺寸6157600mm工作压力0.40.4MPa工作温度：32/40 64/58重量：1600kg换热面积：58m23.7.1.5操作注意事项a严格控制酸浓在指标范围内b恒电位仪由仪表调试，操作工在使用时认真做好记录，发现异常及时汇报c按时检查回水PH值，判断是否漏酸d不检修酸冷器时，酸冷器内应充满酸3.7.2干吸塔3.7.2.1设备构成a塔体：塔高14880mm，上部高4300mm，上部塔径259010mm下塔塔径3700（含砖397010）球拱底边到塔底高：2580mmb填料：耐酸瓷：异鞍环7642.5m3 装填高度3.96m 重23460kg255.9m3 装填高度0.55m 重组合规整填料耐酸瓷11.8m3装填高度1.1m重6018kgc分酸器：一个主管七个支管（铸铁）大连长城不锈钢厂d丝网除沫器：316L不锈钢丝网S150、100上下两层共8块3.7.2.2气液流向气体由塔下部进上部出：液体由上部进下部出干吸工序液体流程为：泵酸冷器塔槽泵3.7.2.3设计参数性能干燥塔一吸塔二吸塔进气量（Nm3/h）258992299120896出气量（Nm3/h）240032097120751进气温度()50180160出气温度()507060空塔气速(m/s)0.90.90.9进口酸温()486858出口酸温()588464喷淋量(m3/h)183183183喷淋密度（m3/m2.h）171717酸浓（%）9398983.7.2.4串酸干燥与一吸互串二吸串一吸第四节二氧化硫的转化4.1二氧化硫转化原理二氧化硫的催化氧化过程，工业上习惯称为二氧化硫的转化，或简称转化。二氧化硫与氧生成三氧化硫的反应是可逆放热，物质的量减少的反应，可按下列方程式计算其组分间量的关系：SO2+1/2O2=SO3+Qp由化学反应平衡移动原理推断，温度的降低和压力的增大，都有利于氧化反应趋向完全。4.2转化工序的工艺流程经过净化，干燥的炉艺被鼓风机加压到20Kpa，顺序通过a、b、换热器管间被加热到420左右进入转化器一段催化床，然后依次通过换热器管内进入管二段催化床通过换热器管内，进三段催化床，b、a换热器管内冷却至160左右送一吸塔，经过一次吸收后，炉气经a、b、换热器管间加热至440左右进入管四段催化床，后经换热器管内冷却至430左右进入五段催化床，反应后经a、b换热器管内去二吸塔吸收，为了控制各段催化床的温度在最佳温度范围，系统设有旁路管道及阀门用来调节各催化床层温度，系统所设短路阀，主要用于系统升温及不正常状态的操作。4.3转化工序的操作条件任何过程制订的工业操作条件，都不能违背热力学的可能性并应遵循动力学的规律，最终要以经济效益来衡量其是否适当。根据二氧化硫氧化的平衡、反应速度、催化剂的特性，以经济效益为目标来决定转化工序的操作条件，主要内容有三个：1、转化反应过程的温度；2、转化反应的进气温度；3、转化器的通气量。4.3.1转化反应的温度选择转化反应的温度，应符合以下三个要求：a温度必须控制在催化剂活性温度范围以内，如S101催化剂为420-600S108为400500b能获得较高的转化率c在较快的反应速度下进行反应，尽量减少催化剂用量或在一定量催化剂下获得最大生产能力。4.3.2转化反应的进气浓度从平衡角度考虑，二氧化硫浓度低，氧浓度高有较高的平衡转化率，从反应速度考虑，氧浓度越高，反应速度越快也能达到较高的转化率。工业上希望提高进气中氧含量，增大O2/SO2比值，以获得较高的转化率，一般采用下列方法:a在气体净化工序之后，干燥塔之前补充适量空气，使二氧化硫浓度低一些，提高氧含量b转化器的各段间或某二段间直接引入冷干燥空气，降低温度，俗称空气冷激c我厂采用富氧空气冶炼，提高了炉气中的氧含量进气浓度过低还会使转化系统的热平衡难于维持两转两吸流程一般不低于6%。4.3.3转化器的通气量硫酸产量与通气量的关系：硫酸产量越大，需要通气量就越大，可按下式进行计算：V标=G/9821.891/XT1/a1/CSO2式中：V标气量 m3/h G 硫酸产量 Kg/h XT最终转化率 % a吸收率 % CSO2转化器进口SO2摩尔系数4.4操作技术指标4.4.1二氧化硫进气浓度（以转化SO2风机出口管采样斗）冶炼烟气：两次转化6.0%4.4.2最终转化率五段炉气缴97%4.4.3转化温度两次转化32式一段进口41010一段出口600二段进口45010二段出口52010三段进口44010三段出口46010四段进口43010四段出口44010五段进口42010五段出口43010三氧化硫气体经冷却后进一吸塔温度为18010进二吸塔温度16010。4.4.4鼓风机轴承温度、油压轴承温度6065油压0.08MPa4.5二氧化硫气体转化的触媒二氧化硫转化用触媒在工业上主要用钒系催化剂，这主要是钒触媒与铁触媒相比，突出的优点是在不太高的温度下，就有较大的活性。与铂触媒相比，突出的优点是在有较强的抗毒害性，价格便宜，因而在硫酸生产中得到广泛采用。4.5.1钒催化剂的化学组成及物理性质钒催化剂是以五氧化二钒作为主要活性组分，以碱金属（主要是钾）的硫酸盐作为助催化剂，以硅胶、硅藻土、硅酸铝等作为载体的多组分催化剂。钒催化剂的化学组成一般为：V2O5 5-9% 、K2O9-13% 、Na2O 1-5%SO3 10-20% 、SiO2 50-70% ,并含有少量的Fe2O3、Al2O3、CaO、MgO及水分等，产品一般呈圆柱形，直径4-10mm，长6-15mm.碱金属之所以能起助催化作用是因为，在V2O5中加入钾的硫酸盐时，VO键的红外吸收光谱带向波长增大方向移位，因此该键减弱而使V2O5熔点降低，作为氧化催化剂的活性增大。载体的作用是承载催化剂活性物质（V2O5、K2O、SO3等的化合物），使之与气相反应组合的接触面积增大。因此，它本身要有化学的稳定性，同时要有耐热性，还要求在烧成时能赋予成型颗粒体以物理强度的性质。硅胶、硅藻土或它们的混合物具有这种性能，工业上采用硅藻土居多。硅藻土是以SiO2为主要成分的天然产物，含有粘土和其它硅酸盐等杂质，因此作为载体使用时，往往需要通过淘洗精制。优质的硅藻土为白色的微细粉末，含有8090%的SiO2。4.5.2钒催化剂的中毒与污染a砷砷化合物对钒催化剂的危害表现在两个方面。第一，钒催化剂能吸附As2O3或As2O5，因而将催化剂的孔隙堵塞，增加了反应组合的扩散阻力。砷化物覆盖在催剂表上会使活性表面减少，催化剂活性成比例下降。第二，在较高温度下，特别是500以上，V2O5能和As2O3生成一种V2O5.As2O3的挥发性物质，把V2O5带走，使催化剂活性降低，温度越高，As2O3浓度越高，则挥发的V2O5越多b氟氟在炉气中以HF-*的形态存在，它能和硅的氧化物作用成SiF4，从而破坏催化剂的载体，使催化剂粉化。氟还能与钒反应生VF5（沸点111.2）从而使V2O5挥发损失，降低钒催化剂活性。c酸雾与水份酸雾会腐钢制设备而成硫酸铁，由于气流的冲刷硫酸铁为粉尘覆盖在催化剂表面，使催化剂活性降低，并增加气体流动的阻力，在操作过程的高温条件下，原料气体中的水份对于催化剂几乎是无害的，但是气体中的水份与反应生成的SO3结合成硫酸蒸汽，当它在转化系统的换热器和气体管道的低温部分冷凝下来时，就会造成腐蚀，生成的硫酸铁被气流带入催化床，使催化剂活性降低。这种情况在转化器停车后重新开车时尤为严重d矿尘矿尘能覆盖在催化剂的表面，因而使其活性降低，并且增加催化床层的阻力。4.5.3我厂使用的催化剂的物理性质中温触媒 S101 颗粒尺寸mm 5-(5-15) 圆柱形 堆密度Kg/l 0.6-0.7 比表面/g 10.5 孔隙率% 56-69 燃起温度 390-400 操作温度 425-600 化学组成% V2O5 7-7.5 K2SO4 18-21 促进剂 2-4低温触媒 S108 颗粒尺寸mm 5-(5-15) 圆柱形 堆密度Kg/l 0.55-0.65 比表面/g 5-15 孔隙率% 50 燃起温度 365-375 操作温度 400-550 化学组成% V2O5 6.2-6.8 K2SO4 17-18 Na2SO4 14-15 P2O5 1-1.5 4.5.4触媒的填装量及分配率 一段 二段 三段 四段 五段装填量m3 11 11 14 11 14分配率% 18 18 23 18 234.5.5新触媒硫化饱和转化系统开工时，通常用干燥空气加热，催化床，当第一段催化床入口处的温度达到400420时，使可在空气中加入二氧化硫炉气，如果转化器内所装的催化剂未曾用二氧化硫预饱和，则通气时气体中二氧化硫含量应维持在0.30.5%，以免催化剂因超温失活。触媒在生产过程中经过二氧化硫预饱和。用于工业生产上不会因氧化钾和三氧化硫作用生成硫酸钾而产生大量的中和热，但是在转化开车时，当温度达到400以上，通入二氧化硫气体时，触媒层温度总是要突跃一下，这主要是由于二氧化硫、氧分子在触媒表面被吸附时放出的大量吸附热，和生成一部分焦硫酸盐的反应热，因此在开车升温时，刚通入二氧化硫气体时，要注意二氧化硫浓度应低一些，气量要小一些，以免发生热量过大而使触媒层超温烧坏触媒。根据一般经验，在新触媒升温过程中转化器通入二氧化硫气体时，其二氧化硫浓度控制在4%左右，气量控制在正常气量的60%以下为宜，原则是使一段出口温度最高不超过600（触媒层底部温度）。如通二氧化硫气体后，温度上升到550并仍有很快上升的趋势，这时可减少气体通入量或停止通气。待触媒层温度下降到500以下，或时隔约半小时左右，再行开车，待一段出口温度开始下降，就说明一段触媒层已被硫化饱和完了。4.6鼓风机的使用4.6.1机组启动前的准备工作a按电动机说明书的要求，作电动启动前的准备b按偶合器说明书的要求，作好偶器启动前的准备c检查机组所有螺栓是否把紧，并检查确认一切均正常d检查润滑油符合46（夏天）、32#（冬天）汽轮机油的主要物理化学性能规定油箱中的油位应比最高油位线高3040mm，并准备一定量的备用润滑油e检查冷却水管，确认管路畅通无阻，无泄漏现象f检查所有测量仪表的配置及其灵敏性g检查进、出气管道上所有阀门的手动部分是否灵活好用。对进气管道中的节流门节流板应调整在1/101/5的位置，出气管道中的闸阀应关闭，并打开旁通管道中的闸阀h对机组进行盘车，应无磨刮现象I检查并调整机组的所有连锁装置主电动机与电动油泵的连锁，主电动机必须在电动油泵启动后才能合闸起动，主电动机拉闸停车时，辅助电动油泵自动启动运行直至主电动机及鼓风机完全停止运转后，电动油泵方可停机。轴承温度65时，发出声、光预警信号，轴承温度75时，发出声、光紧急信号，主电动机连自动停车。润滑系统主进油管油压0.08MPa时，发出声、光预警信号；润滑系统主进油管油压0.05MPa时，发出声、光紧急信号，主电动机连锁动停车。4.6.2机组的启动a启动电动油泵，检查润滑系统是否畅通无阻，油箱中的油位是否正常b调整润滑系的油压，应为0.080.18MPac检查进入轴承的润滑油温，应保持在3040，否则应对润滑油进行冷却，冷却水温最高不得超过35，冷却水压应比进入油冷却器的润滑油压力低0.020.05MPad按电动机说明书的要求启动主电机e按偶合器的说明书的要求对偶合器试运转0.5小时f机组在启动过程中要仔细测听机组各部位内部的声响，并注意轴承，电动轴承和密封等工作情况，如发现异常的振动或声响，应立即采取措施直至停车，检查生产异常现象的原因并时加以排除g主电动机达到额定转速后，应检查供油压力，轴承温度，均应正常h冷油器油温达到40时，应打开冷油器进水箱路上闸阀，对冷油器供水，保持轴承进口处油温在3040范围内，要求冷油器的水压应低于油压。I观察鼓风机的机壳在温度上升时膨胀是否正常J机组在无负荷运行正常后，逐渐开启进气管道的节流门，直到完全打开为止，然后逐渐关闭出气管道旁通闸阀和开启出气管道上的闸阀，调节出气管道中的气体压力，此时机组可投入生运行。4.6.3机组的停车a逐渐打开旁通管道上的闸阀，同时关闭进气管道上的节流门和出气管道上的闸阀b根据电动机说明书的要求，主电动机停车，但电动油泵不得停机，必须待鼓风机完全停止转动后20分钟或从轴承箱流出的油温低于45时，方可停止电动油泵工作c电动油泵停止工作后，可切断冷油器的供水，并排除冷油器内部的积水d记录从切断电源起到机组转子完全停止转动的时间，如果发现比正常停车时间短时，应检查原因，是否有磨刮现象存在e机组在运行过程中有下列情况之一者，应立即停车处理机组突然发生强烈振动或机壳内部有刮碰声时任一轴承或密封处发现冒烟时进油管路上油压低于0.05MPa时轴承温度急剧上升，高至75以上，采取各种措施后仍不能降低时油箱的，油位下降至最低，油位线，继续添加新油，油位仍然降低时。4.7转化器升温进程（以一段进口为准）加热炉烟气温度620电炉出口温度550升温幅度30/h开车升温进度第二班150恒温6h 150170 10/h第三班1702401015/h第四班240恒温4h2403001015/h第五班300340610/h第六班340恒温4h34036058/h第七班36040058/h第八班40041524/h升温曲线见下页4.8转化系统的开停车操作4.8.1开车4.8.1.1开车升温前把两次转化切换为一次转化，打开转化器与换热器间的所有短路阀门，关闭冷激阀。4.8.1.2启干燥塔循环酸泵，在确知干燥塔前面的设备已打开一个人孔，即可通知供电部门和电工检查电器设备，当绝缘合格后启动机。4.8.1.3当风机启动正常后，开风机进口阀，启动电炉，经干燥塔前抽空气经电炉加热，通入转化器，用以升高触媒层温度，触媒层每小时温升不超过30，随着升温的时间加长和温升的需要，再逐步调节鼓风量来提高一段进口温度。41540036034030024017015050 0 8 16 24 32 40 48 56 64转化升温曲线4.8.1.4当一段触媒入口温度达到400时，即通知底吹炉，净化、干吸等岗位做好通气准备工作。如一段触媒入口温度达到415以上，即通知前后岗位开车并开始抽吸SO2炉气，SO2浓度控制在4%左右。4.8.1.5通入炉气后，一段触媒层出口温度迅速升高，如升到550时还有继续猛升的趋势，这时应立即把SO2浓度降低到2%以下，或立即停抽SO2气体，防止一段触媒层温度超过600，待一段出口温度度开始下降，就说明一段触媒层已被硫化饱和完了，应通知底吹炉，净化岗位停抽空气，把SO2浓度提高至7%左右。4.8.1.6当一段出口温度已稳定在500以上时，可少量关闭转化器与换热器间短路阀，使部分炉气开始走主线进入转化器，利用反应热来升温，提高热利用率。4.8.1.7当二段触媒已进行反应，出口温度达到450以上时，即可在保证一段入口温度不降低的情况下，逐步关闭短路阀，动作一定要小。4.8.1.8当二段出口温度升高到500以上时，把二段进口温度调节在指标范围内。以后各段均随反应温度升高，在保证一、二段进口温度稳定的同时，要逐段逐步地应用其相应的换热器，把各段进口温度调节在规定的指标内。4.8.1.9当气量已开大到正常生产所需程度，各层温度已能维持正常后，则可逐渐减少电炉的使用组数，直至停炉。4.8.1.10停炉后，将转化器重新切换为两次转化，此时观察各段进口温度，如温度降低可开2电炉继续预热。4.8.1.111、2电炉完全停炉后，进一步调节转化器各管路阀，调节气量，调节SO2浓度，使转化器各层温度控制在规定的指标范围内，转入正常生产。4.8.2转化器停车（短期）4.8.2.1根据停车时间的长短，停车前26小时要酌情提高转化器温度。4.8.2.2停下风机后，要立即关死风机的进出口阀门和各换热器的旁路阀门，防止转化器温度下降过快。4.8.2.3停车保温后再开车时，要特别注意当时的温度状况，根据温度情况决定是否需用电炉，气量开多大，SO2浓度需要多高等，严防气量过大和SO2浓度低，而使转化器温度急剧下降。4.9转化设备二氧化硫转化工序的设备主要有转化器、换热器、鼓风机和电炉管四大件，其它还有许多阀门，仪器仪表等附属设备。4.9.1外部换热、型转化器此种转化器外壳采用钢板焊制而成，平底，锥形顶盖四周在不同高处开有扁形气体进出口管道的接口，人孔，直径5824mm，高度21600mm，触媒分五层填装，每层触媒底部垫一层68mm的耐火瓷球(25)以防触媒堵死箅缝从箅缝漏下去。在三、四段触媒层的表面铺一层约30mm厚的耐火瓷球（25）防止从侧面进来的气流把触媒吹翻或在另一侧堆积起来，并起到改善气体分布情况的作