以硫磺替代硫铁矿焙烧生产硫酸实践

以硫磺替代硫铁矿焙烧生产硫酸实践

发表时间：2019-06-05T18:05:15.127Z 来源：《建筑学研究前沿》2019年3期作者：王彦久

[导读] 介绍了硫铁矿制酸装置利用硫磺替代硫铁矿制酸的三种焙烧方法；结合三种焙烧方法的各自特点提出生产运行中采取的技术措施，并对运行中易出现的问题提出预防和解决方案，对硫磺储存的安全问题也采取了相应的技术措施。

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摘要：介绍了硫铁矿制酸装置利用硫磺替代硫铁矿制酸的三种焙烧方法；结合三种焙烧方法的各自特点提出生产运行中采取的技术措施，并对运行中易出现的问题提出预防和解决方案，对硫磺储存的安全问题也采取了相应的技术措施。

关键词硫磺；硫铁矿；焙烧；储存；硫酸

1、以硫磺替代硫铁矿制酸的焙烧方法

1.1硫磺与矿渣掺混焙烧法

硫磺与矿渣混用作沸腾炉的入炉料，通过调节矿渣的掺兑量，将入炉料的含硫配制在略高于硫铁矿制酸时入炉料含硫的水平，以控制沸腾炉的炉温。然后通过沸腾炉圆盘给料机对沸腾炉适量、均衡加料，同时沸腾炉出渣口保持连续出渣以保持炉内物料的稳定，确保稳定炉底压力。

1.2沸腾炉纯烧硫磺焙烧法

原料硫磺（粒径在5mm以下）经过沸腾炉圆盘给料机向沸腾炉均衡，适量加入，停止排渣。运行过程中沸腾炉炉内的物料颗粒会出现爆裂，物料内的细小粉尘会被沸腾炉的出口气体带走，当带走的粉尘达到一定量时会表现出沸腾炉炉底压力下降，需定期向沸腾炉内补充矿渣来维持炉底压力的稳定。

1.3硫铁矿掺入硫磺焙烧法

在硫铁矿中掺入硫磺，硫磺的掺烧比例以10%—70%不等，而后通过调节硫铁矿烧渣的加入量将沸腾可的入炉料含硫调整至所需的适宜数值。

2 三种焙烧法的技术要点及常见事故的预防和处理

2.1硫磺与矿渣掺混焙烧法

该焙烧法与硫铁矿制酸相近，二种焙烧法可维持相同的沸腾炉焙烧温度。由于粉末硫磺的堆积密度一般在1.0kg/L左右，在相同的焙烧条件下，较小的堆积密度使硫磺相对于硫铁矿更容易带到沸腾炉的上部空间去燃烧，硫酸装置在采用硫铁矿制酸时沸腾炉的过渡段和扩大段从不出现结“灰瘤子”，而以硫磺替代硫铁矿制酸时则频繁出现。为避免沸腾炉上不出现“灰瘤子”，应该注意以下几点：

①、硫磺的水分控制在w（H2O）5%—10%为佳。

②、操作中宜适当加大沸腾炉二次风的开启量以改善沸腾炉上部空间的燃烧环境。

③、操作中沸腾炉的炉底压力应适当提高，以减少带到沸腾炉上部空间燃烧的含硫物质量。如硫铁矿制酸时，沸腾炉的炉底压力为

11KPa，采用硫磺与矿渣掺混焙烧法时炉底压力可控制在14KPa。

2.2沸腾炉纯烧硫磺焙烧法

2.2.1该焙烧法与第一种焙烧法主要不同点有：

①、沸腾炉入炉料w（S）在99%，而第一种焙烧法沸腾炉入炉料含硫仅略高于硫铁矿制酸时的入炉料含硫。因此，比如同样10%的操作波动，采用本法时的沸腾炉入炉料绝对含硫波动是w（S）9.9%，而采用第一种焙烧法时的沸腾炉入炉料绝对含硫波动一般为w（S）4%左右，因此需要保持更高的沸腾炉加料操作精度来维持沸腾炉操作以及系统生产的稳定。

②、沸腾炉内出现疤块或者大颗粒等因为沸腾炉不排渣而具有积累性。当积累到一定的程度，若粒径与风速不相适应就会出现分层现象。粗粒向底层沉积，沸腾层底层温度下降，细粒浮向表层，沸腾炉下料口“正压”，炉内的流态化状况恶化。因操作不当炉内发生大颗粒沉积以及因此熄炉的几率会有所增加。

2.2.2操作要点

①、保证沸腾炉入炉硫磺含硫量的稳定。

②、建议硫磺颗粒均匀（5mm×5mm以下），避免大颗粒硫磺直接进入沸腾炉。

③、硫磺的入炉料w（H2O）最好维持在5%—10%。如果硫磺的水分过大有堵塞沸腾炉加料口的可能；如果硫磺的水分太低则容易因为物料松散大量的粉尘未落入沸腾层即被带走从而在沸腾炉的上部空间燃烧，并与同一区域的矿尘作用在沸腾炉过渡段和扩大段结“灰瘤子”。当灰瘤子粘结到一定量时因自重加大会发生塌灰。

④、沸腾层内的烧渣颗粒在高温下会出现爆裂，随着时间的推移越来越多的大颗粒会变成细小的粉尘带出炉外。而随硫磺带入的杂质不足以弥补粉尘的带出并减少到一定的量是沸腾炉的炉底压力会出现下降。此时就需要向炉内补充矿渣。为减少烧渣的补入量和延长补入间隔，建议矿渣的粒径以3mm×3mm左右为佳并尽可能避免混入粉尘。

⑤、适当地提高沸腾炉的焙烧强度可改善沸腾炉的沸腾层内物料的沸腾状况，减少大颗粒沉积。

⑥、适当提高沸腾炉的炉底压力和适度增加沸腾炉的二次风风量。

⑦、利用沸腾炉的冷灰孔及时排出大颗粒以免因此造成停炉。在沸腾炉排出冷灰时，炉底压力会出现下降。向外排放冷灰前，沸腾炉炉内焙烧要保持富氧环境，避免弱氧环境下炉内结疤。

2.3硫铁矿掺烧硫磺焙烧法

与前两种焙烧方法相比，硫铁矿掺烧硫磺焙烧法更容易实现，友谊燃烧机理和堆积密度不同，掺烧硫磺后，易出现沸腾炉上部空间结灰瘤子的问题，可采用前述方法处理。

3、硫磺储存的安全问题

硫磺易燃，自燃温度为205℃；在大气中悬浮硫粉尘的爆炸下限浓度是35g/m3，爆炸上限浓度是1.4kg/m3。

为避免硫磺爆炸途径有：

①、降低空气中悬浮硫磺粉尘的浓度，使之处于爆炸下限以下，即低于35g/m3。措施有改善原料库的自然通风，加强空气的对流；加强防爆型轴流风机进行强制通风等。

②、避免出现明火源，比如进入原料工序的机动车辆加装阻火器；改善原料工序电器、线路的绝缘以及在原料工序禁烟、禁火等。

采用原有的原料库储存硫磺，应在改善原料库通风和杜绝明火源上下功夫。

4、结语

以硫磺替代硫铁矿制取硫酸可为生产硫酸企业大幅降低制酸成本，增加利润空间和提升产品的市场竞争力，也是成熟技术的应用，相应的硫酸企业积极采用，具有较强的经济效益和社会效益。

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