硫酸生产技术培训技术人员

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：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（l）＋O2 （g）= S O2（g）＋△H1

△H1：硫的燃烧热，硫的温度为298K时，△H1 = 9276

喷雾式焚硫炉

（2）转化反应

S O2（g）＋1/2 O2 （g）S O3（g）＋△H2

△H2：转化反应热，温度为273K时，△H2 = 96

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，有利于提高转化率。所以，需采用“两转两吸”工艺。

②反应速率

转化活化能高转化速率很低触媒（催化剂V2O5）

③固定床转化器

（3）吸收反应

S O3（g）＋H2O（l）= H24（l）＋△H3

△H3：吸收反应热，132.4

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

脱盐水流程图

除氧系统图

（1）主物料系统

制气及气系统：液硫＋空气S O

炉气2＋S O3炉气尾气

炉气，工业硫酸，硫酸（S）酸系统：水（空气中的水和补充水），S O

3

（2）液硫保温系统

硫的熔点：110～119℃

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）

（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

（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，10电机驱动压缩机。压缩机叶轮采用高效叶轮，效率高、节能。

空气风机设计参数

进口流量：700m3

出口升压：40

额定功率：640

电机电压10

电机功率～700

（2）转化器

转化器

转化工序的核心设备是转化器，本工序的特点是高温操作，介质为高温3、2气体。转化器材料选用304不锈钢。

转化器由筒体、立柱、格栅和隔板组成，完全焊接结构。不锈钢材料高温下仍具有较好的强度，在操作温度下比碳钢要高好几倍，漏气、串气的问题将得到解决，提高了转化率和系统的稳定生产，改善了工厂的操作环境。硫磺制酸系统故障率低，使用不锈钢转化器有更多的优越性。

主要技术参数：

直径：Φ5600

总高：～15200

材质：304H不锈钢

标方空速：～0.40m

触媒：正常76.2m2

最大容积：84m3

设备总重: ～269000

（3）焚硫炉

焚硫炉

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2气体。

主要技术参数：

①结构参数如下

衬后内径：Φ3500

衬后长度：12000

②主要工艺参数及特性

炉膛操作温度：1000～1200℃

炉膛操作压力：0.03（G）

雾化方式：机械雾化

工作介质：空气、液硫、2气体

喷枪喷硫量:：1.6～3.6m3

液硫磺温度：135～145℃

空气温度：65℃

正常空气流量：327353；最大空气流量；360003

设备外壳温度：～65℃

燃烧强度：328×15×9282/115=3971083

（4）干燥和吸收塔

第一吸收塔

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76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：Φ3400

总高：～16000

填料高：4000

酸喷淋强度：28m32

空塔气速：1.18m

②第一吸收塔

筒体内径：Φ3400

总高：～16000

填料高：4000