三种主要制酸方式比较
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三种主要制酸(硫酸)方式比较
硫酸的来源主要有三种方式,第一种是硫磺制酸,中国用于制酸的硫磺主要来自石油、天然气加工。2007年国内硫磺制酸2655万吨,占全部硫酸产量的46.6%。第二种是贵金属冶炼,2007年中国冶炼烟气制酸1315万吨,占全部硫酸产量的23.1%。第三种是硫铁矿生产硫酸,2007年硫铁矿制酸1678万吨,占全部硫酸产量的29.4%。
1.硫磺制酸
硫磺制酸污染小,资源利用率高。从近几年来看,中国硫磺制酸原料90%以上进口。2004年进口硫磺676.6万吨,当年硫磺制酸1621.8万吨,占全部硫酸产量的40.6%;2005年进口硫磺830.6万吨,硫磺制酸1974万吨,占全部硫酸产量的42.7%;2006年进口硫磺881万吨,硫磺制酸2233万吨,占全部硫酸产量的44.3%;2007年进口硫磺965万吨,硫磺制酸2655万吨,占全部硫酸产量的46.6%。从2005~2007年,硫磺进口分别增长154万吨、50.4万吨、84万吨。
据业内人士介绍,硫磺制酸比较简单,硫磺燃烧变成二氧化硫,再用水吸收。硫磺浓度比较高,对杂质的清除相对简化,热利用率高,可用废热来发电。每生产1吨硫酸产蒸汽约1.1~1.3吨以上。硫磺制酸投资省、上马快,仅是硫铁矿制酸投资额的40%,操作简单,工人劳动强度低,无废渣、废水等污染。
2.硫铁矿制酸
化合态硫中可作为硫矿石的矿物主要有:黄铁矿、白铁矿、磁黄铁矿等,黄铁矿分布最为广泛,是中国最重要的硫矿石。黄铁矿又称硫铁矿,分子式为FeS2,理论硫含量为53.45%,理论铁含量为46.55%。
硫铁矿是中国主要硫资源,占硫资源总量的80%。其中,硫铁矿占53%,伴生硫铁矿占27%。国内硫铁矿资源贫矿多富矿少,矿石平均含硫品位只有18%,矿石含硫品位大于35%的富矿仅占总储量的5%,主要集中在中南和华东地区,以广东省最多,约占全国富矿总储量的85%。
中国高品位硫铁矿较少且分布不均,不得不依赖于低品位硫铁矿的开发及精炼。目前国内对硫铁矿资源勘探投入不足,现有矿山产量已越来越少,后续资源无法跟上,造成硫铁矿供应短缺,价格飞涨。
目前较大规模的硫铁矿山有:广东云浮硫铁矿、安徽新桥硫铁矿、安徽青阳县硫铁矿、内蒙古炭窑口硫铁矿、山西阳泉硫铁矿、江苏云台山硫铁矿、湖南七宝山硫铁矿和四川绵阳雁门硫铁矿等。另外,还有江西铜业、陕西金堆城钼业、凡口铅锌矿、山东招金集团等一批有色、冶金矿山,附产硫精砂。此外还有300多个硫铁矿生产点,分布在全国各地,大部分为小型矿山地下开采。
硫铁矿制酸固有的缺点是工艺路线复杂,环境污染严重,热能回收率低。硫铁矿燃烧出的二氧化硫烟气通过净化吸收和转化,得到浓度不低于96%的硫酸。后期除尘、净化等工序非常繁琐。
近年来,由于环保要求不断提高,加上硫磺制酸较硫铁矿制酸具有投资少、建设周期短、环保效益好等特点,以及现阶段国外石油回收硫产量的增加,硫磺市场资源充足,致使江苏、浙江等沿海地区一些以硫铁矿为原料的制酸企业纷纷转向硫磺制酸。但2007年由于硫磺价格飙升,以硫铁矿制酸的化肥生产企业成为2007年利润较高的化肥生产商。
硫铁矿是中国自有资源,可保证长期、稳定供应,对硫酸工业的稳定和安全具有重要作
用。据国家有关规划,今后将积极发展硫铁矿制酸,鼓励发展冶炼气制酸,适当发展硫磺制酸。虽然硫铁矿制酸有许多缺点,相信随着硫铁矿制酸技术的进一步发展,生产工艺更加合理、完善,制酸行业对硫磺的依存度将会降低。
3.冶炼气制酸
中国有色金属冶炼工业迅速发展,国内有色金属矿不能满足需求,大部分原料如铜矿、锌矿、铅矿都需要进口。冶炼企业在进口有色金属原料的同时也带来了硫资源:在冶炼铜、锌、铅的过程中回收烟气生产硫酸。中国有色金属进口原料超过50%。此外,国内从韩国、日本、菲律宾等国进口的硫酸也是有色金属冶炼厂采用烟气回收制成。
中石化股份公司巴陵分公司硫酸装置成功地将硫化氢引入焚烧炉,与硫磺同炉焚烧生产硫酸,实现了硫酸生产工艺的新突破。此举不仅杜绝了硫化氢作为废气排放,每年还可少用硫磺1.5万吨,按当前市场价计算,每年可降低生产成本2000万元以上。该公司的这套硫酸装置成为世界上第一套用硫化氢与硫磺联合制酸的装置。