硫酸生产技术培训技术人员

1、硫酸生产技术培训（技术人员）总体思路：温故知新第一部分国内生产概况2009年我国硫酸总产量为5969万吨，比增11%。其中：硫磺制酸2796万吨，占46.8%;硫铁矿制酸1385万吨，占23.2%;冶炼烟气制酸1778万吨，占29.8%;其它 原料制酸产量10万吨，占硫酸总产量的0.2%,2009年鲁北集团的石膏制酸装置未开 车，国内仅有少量硫化氢、废硫酸等原料制酸在生产。2009年，广东省硫酸总产量161万吨，比降12%。除了我公司用硫磺制酸及韶冶 用冶炼烟气制酸外，其它都用硫铁矿制酸。第二部分基础知识硫酸的生产工艺较为简单。 不同的原料路线的制酸工艺中， 硫磺制酸的工艺最简单, 可概括为：

2、两种产品、三条化学方程式、三个平衡、七种单元操作。1两种产品（1）硫酸（性质及用途）（2）蒸汽（饱和蒸汽、过热蒸汽）生产两种产品所用的物料（原料、中间物料及产品）在整个生产过程中都相互隔开 （间接换热）。2三条化学方程式（1）焚硫反应S（1）+02（g）= S O2（g）+AH1H1：硫的燃烧热，硫的温度为298K时，H1= 9276kJ/kg喷雾式焚硫炉(2)转化反应S 02(g) +1/2 02(g)S 03+H2H2:转化反应热，温度为273K时，H2= 96kJ/mol可逆反应1平衡转化率温度、压力、原始气体浓度平衡转化率两转两吸工艺从转化过程中，把生产的S O3除去，逆反应将大大减少

3、，有利于提高转化率。所 以，需采用“两转两吸”工艺。2反应速率3固定床转化器(3)吸收反应S O3(g) +H2O(I)= H2SO4(I)+H3H3：吸收反应热，132.4kJ/ mol填料塔3三个平衡物料平衡（容易理解、贯穿整个生产过程）热平衡（平衡转化率；余热利用；保温；换热面积；冷却水参数，冷却塔选型）相平衡（饱和蒸汽参数；确定进吸收塔的气体温度，避免结露；空气的干燥，S O3的吸收）4七种单元操作（1）流体输送（贯穿整个生产过程，包括液硫、硫酸、水、空气及炉气、蒸气的 输送）（2）传热（除了成品输送工段及脱盐水制取系统的所有工段）（3）蒸发（锅炉，将水变为蒸气）（4）吸收及解吸（空气

4、的干燥、S O3的吸收，中间水的脱二氧化碳、脱盐水的除 氧）（5）过滤（脱盐水的制取）（6）反渗透（脱盐水的制取）（7）离子交换（脱盐水的制取）第三部分工艺流程及其特点1工艺流程制酸装置工艺流程图.dwg脱盐水流程图.dwg除氧系统图.dwg（1）主物料系统制气及气系统：液硫+空气L-s O2炉气 =：S O2+S O3炉气尾气酸系统：水（空气中的水和补充水），S O3炉气，工业硫酸，硫酸（S）（2）液硫保温系统 硫的熔点：110119C蒸汽，冷凝水（3）锅炉热力系统自来水，脱盐水，饱和蒸汽，过热蒸汽（4）脱盐水及除氧系统工业水，中间水，脱盐水，锅炉给水，压缩空气（气动阀用，工艺用）转化活化能

5、高*转化速率很低触媒（催化剂V2O5）（5）循环水系统补充水，循环水（6）开/停车辅助系统初酸输送系统焚硫、转化升温系统2车间平面布置图总平面布置图.dwg最大容积：84m3设备总重：269000 kg(3) 焚硫炉焚硫炉.dwg采用喷雾式焚硫炉,其结构简单、 容积强度高。 炉型为卧式钢制圆筒内衬保温砖和 耐火砖结构。液体硫磺经喷枪喷入炉内，空气由端部进气口进入，经旋流装置与雾化后 的硫磺充分接触燃烧，产生SO2气体。主要技术参数：1结构参数如下衬后内径：3500mm衬后长度：12000mm2主要工艺参数及特性炉膛操作温度：10001200C炉膛操作压力：0.03MPa(G)雾化方式：机械雾化

6、工作介质：空气、液硫、SO2气体喷枪喷硫量:1.63.6m3/h液硫磺温度：135145C空气温度：65T正常空气流量：32735Nm3/h;最大空气流量；36000Nm3/h设备外壳温度：65r燃烧强度：328X15X9282/115=397108KJ/Mp.h(4) 干燥和吸收塔第一吸收塔.dwg干燥塔和吸收塔的结构基本相同，均为立式圆筒形结构，碳钢内衬耐酸瓷砖,塔底 为蝶形底；干燥塔和吸收塔内部隔离层均采用耐酸石棉板。干燥塔和吸收塔塔内填料采用高效的76mm陶瓷矩鞍填料，填料支撑选择大开孔率的瓷球拱，使塔底受力更为均匀 合理，不易漏酸、维修方便。分酸器采用槽管式分酸器，可使酸的分布更加均

7、匀，大大 改善了填料的润湿率和分酸均匀度，增大空塔速度，提高吸收效率。干燥塔顶采用高效 丝网除雾器，吸收塔顶采用高效纤维烛式除雾器。干、吸塔外形尺寸和相关技术参数如下：1干燥塔筒体内径：3400总高：16000填料高：4000酸喷淋强度：28m3/m2.h空塔气速：1.18m/s2第一吸收塔筒体内径：3400总高： 16000填料高：4000酸喷淋强度：22m3/m2h空塔气速：1.13m/s3第二吸收塔筒体内径：3400总高： 14500填料高：4000酸喷淋强度：22m3/m2.h空塔气速：1.17m/s干吸工序利用98%的浓硫酸吸收空气中的水份（干燥塔）或SO3气体（吸收塔）， 来完成工

8、艺气体的干燥和得到硫酸产品。（5）浓硫酸冷却器1干燥塔酸冷却器带阳极保护管壳式酸冷却器700X7750,F=170M2硫酸浓度98.2%硫酸量200 M3/h进口酸温93T,出口酸温65C进口水温34C,出口水温42C2一吸塔酸冷却器带阳极保护管壳式酸冷却器， 硫酸浓度98.2%硫酸量3成品酸冷却器带阳极保护管壳式酸冷却器，450X6000,F=65M2硫酸浓度98%硫酸量8.6M3/h6）火管锅炉火管锅炉为卧式双锅筒自然循环锅炉， 露天布置。由上下锅筒、进出口烟箱和锅炉 范围内管系等部件组成。上锅筒为汽包，下锅筒为锅壳,烟管固定在锅筒两端的管板上。烟气由进口烟箱分流，纵向通过烟管，在出口烟箱

9、内汇流引出。脱盐水经过省煤器加热 后被送入汽包，汽包内的炉水通过下降管侧进入锅壳的壳程空间， 炉水受热后形所的汽 水混合物再通过上升管进入汽包，形成自然循环回路。上升管和下降管同时作为汽包在 锅筒上方的支撑结构，使汽包与锅壳连成一体。在汽包内设有导流折板和波形板两道汽水分离装置。此外，汽包上还设有安全阀、 水位计、压力表、加药管和连续排污管等接管口。余热火管锅炉L=9170mmH=4180mm炉气量32700Nm3/ h额定蒸发量18t/ h,饱和蒸汽2.8MPa 225C4主要操作指标2010年7月工艺参数.xls5特点600X5960,F=95M2。200 M3/h进口酸温93r出口酸温7

10、5r进口水温34r出口水温42r进口酸温70r进口水温34r出口酸温40r出口水温42r(1)本装置以液体硫磺为原料，采用机械雾化液体硫磺燃烧、余热回收、“3+1”两转两吸生产工艺，单系列生产装置。原料纯度高，容易生产出高质量的工业酸(“过滤酸”)、电池酸和试剂硫酸。(2) 采用“3+1”两转两吸工艺技术，并采用进口高效低压降钒触媒，一吸塔和二吸塔采用纤维烛式除雾器，SO2总转化率达99.83%, SO3吸收率达99.99%,尾气SO2698mg/Nm3，酸雾40 mg/Nm3。实际转化率一般达到99.9%，不使用尾气吸收系统时，尾气SO2359 mg/Nm3。大 气污染物综合排放标准(GB1

11、6297-1996)的要求(SO2含量w960mg/Nm3)。(3)干燥、 吸塔工段工艺路线合理，既减少了二吸塔尾气中SO2的排放量，又降 低了酸中溶解的二氧化硫量，提高了产品质量。第四部分 存在问题及改进措施1存在问题1.1部分设备选型不当 以下几台设备，其额定功率均过大，导致运行过程中能耗较高。(1)空气风机硫酸装置设 计工艺参数现有风机参数现有风机实际运行参数(装置 负荷100%情况下)建议新选风机 参数流量2730042000270002800030000m3/h(700m3/mi n)(450-467m3/mi n)(500m3/mi n)压力kPa4041272935电压kV101

12、010电流A44(额定)3931(额定)功率kw630574450(2)循环水泵(3)锅炉给水泵1.2不能直接稳定地产出试剂酸除了铁含量，其它指标均达到GB/T625-2007化学试剂硫酸规定的 化学纯”的 要求。上述标准要求铁含量w0.0001%，我公司5月10日以来，循环酸槽的硫酸含铁 量为：Few0.0001%的硫酸：18%;Few0.00015%的硫酸：54%;Few0.0002%的硫酸：82%。2已作或正在实施的改进2.1硫酸（S）项目（1）流程在循环酸槽二吸泵出口处安装控制阀门， 干燥塔出口处的硫酸，经取样分析确认符 合蓄电池用硫酸或化学纯硫酸（分析用户关注的某些指标即可）的要求后

13、，即打开该阀 门，将电池酸输送到装车台附近的高位槽中，然后按现有工业硫酸的装车方法进行装车。另外，本方案还改用脱盐水工段的中间水作为干吸工段的制酸补充水，在中间水泵出口处接管到循环酸槽即可。（2）实施过程2009年底提出该项目，3月1日开始实施，4月30日竣工，5月9日开始试生产硫 酸（S），5月10日开始销售硫酸（S）。（3）项目总投资为：19.4万元。（4）实际生产能力：约11吨/小时，但库存容量只有40吨。（5）产品质量：全部优于HG/T2692-2007蓄电池用硫酸规定的 浓硫酸 优等 品”的要求。其中，约20%的硫酸（S）的质量达到GB/T625-2007化学试剂硫酸规 定的化学纯”

14、的要求。（6）应用情况：经下游用户使用证明，该产品可代替目前市场上的 过滤酸”和CP酸”，用于电子行业的线路板清洗、铅酸蓄电池的电解液及生产试剂级硫酸盐等。2.2正在实施的节能改造项目（1）增加一台较小的空气风机1功率较小2采用变频器调速（原空气风机采用液力偶合器调速）3已完成设备基础建设及大部分设备已到货，预计下个月上旬完成安装（2）废水回收预计下个月完成。3最大潜力本生产线的最大潜力是：通过技术改造，减少铁元素从设备（管道）中“溶出”，使生产线在绝大多数情况下能稳定生产出化学纯级试剂硫酸。干吸工段循环酸接触不锈钢设备面积.xls当然，是通过对晟安现有生产线的技术改造生产化学纯级试剂硫酸，

15、还是硫酸项目 二期的生产线直接按生产试剂硫酸设计，尚有待研究。 （制酸装置规模、试剂硫酸市场 容量、与HRS的取舍或配合）第五部分应用实例1流体输送的计算（硫酸（S）项目）管道压损计算.doc循环酸槽二吸泵出口处的硫酸分两路输送， 一路送入二吸塔，另一路送到高位酸槽 和成品酸冷却器；二吸塔喷淋酸进口比高位酸槽硫酸进口高2m左右；采DN65mm的 钢衬氟管道输送。不增加泵能否将硫酸输送到高位酸槽？如能，最大流量是多少？2热量衡算(外供三氧化硫气体项目)按现有制酸流程， 从转化器三段出来的气体温度为455C， 经冷热换热器和省煤器 降温至165C后进入一吸塔。所以，从转化器三段抽走部分气体，会影响

16、系统的热平衡, 并使蒸汽产量减少。本项目从转化器三段抽走气体量为5345Nmh，从而使现有制酸系统损失的热量为2307MJ/h。热回收率按95%+算，则这部分热可以将25C的水加热成蒸汽(250C,1.8MPS)的量为0.78吨/小时。外供三氧化硫减少的蒸汽量计算.xls惠州市百利宏晟安化工有限公司 运行管理部二一年八月二十四日（1）罐区（2）焚硫、锅炉及转化（3）风机房及干燥、吸收（4）循环水冷却（5）脱盐水及除氧3主要设备（1）空气风机整个系统由压缩机、电动机、增速器、润油油系统、动力油站等组成。风机为单吸入、单级、悬臂或双支撑结构，10KV电机驱动压缩机。压缩机叶轮米用咼效叶轮，效率咼、节能。空气风机设计参数进口流量：700m1 2 3 4 5/mi n出口升压：40kPa额定功率：640kW电机电压10kV电机功