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硫磺制酸工程采用快速熔硫與液硫凈化、兩次轉(zhuǎn)化,中溫兩次98%硫酸吸收工藝。主要生產(chǎn)過程由原料工段、熔硫工段、焚硫轉(zhuǎn)化工段、干吸工段和成品工段五部分組成。其主要化學反應方程式為:
S+O2→SO2+Q
2SO2+O2→2SO3+Q
SO3+H2O→H2SO4+Q
(1)原料工段
本工程所用的固體硫磺均由船運碼頭,通過轉(zhuǎn)運卸至硫磺倉庫,再用電動抓斗橋式起重機將散裝硫磺抓到硫磺貯斗內(nèi),再通過位于硫磺貯斗下的溜管,將固體硫磺送入快速熔硫槽內(nèi)。
(2)熔硫工段
來自原料工段的固體硫磺由電動抓斗橋式起重機抓到硫磺貯斗內(nèi),再送入快速熔硫槽內(nèi)熔化,經(jīng)快速熔硫槽熔化后的液硫自溢流口自流至助濾槽中,由粗硫泵送入di一級葉片式過濾器,經(jīng)過di一級過濾后的硫磺進入硫磺中間槽,再通過中間硫磺泵送入di二級葉片式過濾器進行精濾,經(jīng)過di二級過濾后的精制硫磺進入精硫槽或送入液硫儲罐貯存,再由精硫泵送到焚硫轉(zhuǎn)化工段焚硫爐內(nèi)燃燒。熔硫殘渣(S1)送企業(yè)現(xiàn)有硫鐵礦制酸裝置沸騰爐摻燒。
(3)焚硫轉(zhuǎn)化工段
液硫由精硫泵加壓分別經(jīng)兩個磺槍噴入焚硫爐,硫磺燃燒所需的空氣經(jīng)空氣過濾器過濾后,再經(jīng)干燥塔用98%硫酸干燥空氣,使出塔空氣中的水份≤0.1g/Nm3,然后由空氣鼓風機加壓后送入焚硫爐。干燥空氣在焚硫爐與硫磺混合燃燒生成含10%SO2、1000℃左右的高溫爐氣,進入廢熱鍋爐回收熱量(副產(chǎn)3.82MPa、450℃中壓蒸汽)。
出廢熱鍋爐的氣體溫度已降至420℃,經(jīng)爐氣過濾器后進入轉(zhuǎn)化器di一段催化劑層進行轉(zhuǎn)化,經(jīng)反應后,溫度升至約612℃進入高溫過熱器進行熱交換。冷卻后的爐氣進入轉(zhuǎn)化器di二段催化劑層進行氧化反應,溫度升高至約505℃后,進入熱熱交換器降溫至440℃,進入轉(zhuǎn)化器第三段催化劑層進行氧化反應,溫度升高到約456℃后,依次進入冷熱交換器和省煤器,溫度降至約175℃,送至di一吸收塔,用98%濃硫酸吸收其中的SO3,未被吸收的氣體通過塔頂?shù)睦w維除沫器,再經(jīng)冷熱交熱器,熱熱交換器換熱,氣體被加熱至430℃進入轉(zhuǎn)化器第四段催化劑層進行氧化反應。溫度升至約443℃進入低溫過熱器和省煤器回收其熱能,爐氣被降溫至約160℃進入di二吸收塔,塔內(nèi)用98%硫酸吸收爐氣中SO3,吸收后的尾氣(G1)經(jīng)塔頂除霧器除霧后由80米高的煙囪排放。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。轉(zhuǎn)化系統(tǒng)開車升溫按一定程序采用蓄熱升溫法。
(4)干吸工段
干吸系統(tǒng)采用單一濃度98%硫酸進行干燥和吸收,干吸酸循環(huán)系統(tǒng)采用三塔兩槽,即干燥塔、di一吸收塔共用一個循環(huán)槽,di二吸收塔單獨一個循環(huán)槽。循環(huán)槽采用臥式槽,干吸塔均為填料塔。干燥塔塔頂噴淋酸溫度為55℃、濃度為98%,干燥酸吸收空氣中所含水分后自塔底排至循環(huán)槽,出塔酸溫約57℃。
由轉(zhuǎn)化器第三段出來的轉(zhuǎn)化氣經(jīng)換熱冷卻后進入di一吸收塔,塔頂用75℃、濃度為98%的硫酸噴淋,吸收SO3后的酸自塔底流出進入循環(huán)槽,出塔酸溫約為102℃,在循環(huán)槽中與干燥塔下塔酸混合,用工藝水調(diào)節(jié)循環(huán)槽濃度至98%,再由各自循環(huán)酸泵,分別送入干燥塔酸冷卻器和di一吸收塔酸冷卻器,酸冷卻器進口酸溫約為84℃,出口酸溫分別為55℃和75℃,再進入干燥塔和di一吸收塔進行噴淋。成品酸自干燥塔循環(huán)泵出口引出經(jīng)成品酸冷卻器冷卻至40℃輸送到成品酸貯罐貯存。由轉(zhuǎn)化器第四段出來的二次轉(zhuǎn)化氣經(jīng)換熱后進入di二吸收塔,該塔采用75℃,濃度為98%硫酸噴淋,吸收SO3后的酸自塔底流入酸循環(huán)槽,出塔酸溫約為82℃,用工藝水調(diào)節(jié)循環(huán)槽濃度至98%,再由di二吸收塔循環(huán)酸泵送至di二吸收塔酸冷卻器冷卻至75℃后進入di二吸收塔。增多的硫酸通過di二吸收塔循環(huán)酸泵出口串酸調(diào)節(jié)閥串入干吸塔循環(huán)槽。
(5)成品工段
自干燥塔循環(huán)酸泵出口經(jīng)成品酸冷卻器引出的98%成品硫酸輸送到成品酸貯罐貯存,也可直接送往用酸點。成品酸貯罐中的酸可自流進入酸地下槽,經(jīng)地下槽泵送往用酸點。shou次開車用母酸由成品酸泵送入干吸工段酸循環(huán)槽,以后開車用母酸也可用成品酸貯罐中的酸經(jīng)地下槽泵送入干吸工段酸循環(huán)槽。