硫铁矿制硫酸与硫磺制硫酸的能源利用分析
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川化股份有限公司早在 1958年就建成了一 套硫铁矿制酸装置, 经过不断挖潜改造, 最终形成 了年产 120 kt硫酸的生产规模。其制酸工艺是以 普通硫铁矿或硫精砂为原料, 通过焙烧制取 SO 2 炉气, 再用五氧化二矾 ( V 2O 5 ) 为主体的催化剂通 过一转一吸 (四段转化一次吸收 ) 工艺生产 98% 的硫酸及其副产品。主要生产工序为: 原料准备
热锅炉回收硫铁矿焙烧的反应热产蒸汽, 生产单 位产品可产 4. 2M P a的过热蒸汽 0. 945 ,t 全年副 产蒸汽 113. 4 kt。
但硫铁矿制酸工艺的本身特点决定了废热锅
炉只能回收高温炉气热量的 55% ~ 65% , 其余几 乎全部在后续 净化工 序中损失 掉 [ 2] 。转化 系统
的中温热量受工艺条件的限制, 主要用于预热进 转化的二氧化硫炉气, 以实现转化操作的自热平 衡, 而干吸工序的低位热量未回收利用。 2. 2. 2 硫磺制硫酸装置的能源利用
- 3. 82
1. 05
- 0. 99 83. 45
硫磺制硫酸
消耗定额 /t
折标准煤 /kgΒιβλιοθήκη Baidue
1. 31
141. 29
88
- 10. 82
0. 19
- 17. 96
1. 53
- 0. 4
1. 64
- 5. 39
106. 72
从表 3可看出, 硫磺制硫酸装置比硫铁矿制 硫酸装置吨产品多利用能源 23. 27 kgce, 300 kt / a 的硫磺制硫酸装置多利用的能源相当于每年为企 业提供了 32 kt的标准煤, 充分显示出硫磺制硫酸 装置余热回收和热利用率远远高于硫铁矿制硫酸
硫铁矿制硫酸和硫磺制硫酸装置的能源回收 利用情况比较见表 3。
表 3 硫铁矿制酸与硫磺制酸装置吨酸能源回收利用情况比较
项目
中压蒸汽 电 低压蒸汽 生产水 脱盐水 除氧水 回收能量
硫铁矿制硫酸
消耗定额 /t
折标准煤 /kgce
0. 945
101. 92
111. 17 kW ! h
- 13. 66
14. 845
2 能源利用效果比较
2. 1 硫酸生产中的能量状况
硫酸生产过程中, 燃烧硫磺或硫铁矿生成二 氧化硫、二氧化硫氧化成三氧化硫、吸收三氧化硫 生成硫酸等工艺过程均为放热反应。
( 1) 化学反应热 硫酸生产过程中, 存在含硫原料的燃烧热、二 氧化硫的转化热、三氧化硫的吸收热、空气干燥硫 酸的稀释热和硫酸循环槽内硫酸的稀释热和混合 热。理论计算表明: 生产单位产品 ( 1 t 100% 硫 酸 , 下同 ) 的硫磺燃烧热和二氧化硫氧化热为 4 000 M J, 以硫磺为原料的反应热总计约为 5 700 M J; 而硫铁矿燃烧 热和二氧化硫 氧化热总 计为 5 400 M J, 以硫铁矿为原料的反应热总计为 7 100 M J。目前, 硫磺 制酸 总反应 热的 回收 率可高 达 85% ~ 90% , 其中高、中温热回收率在 85% 以上, 而硫铁矿制酸的高、中温回收率仅为 65% [ 1] 。 ( 2) 机械能 机械能转变为热能是在主鼓风机输送炉气或 空气的过程中, 炉气或空气被鼓风机压缩后升压 而获得, 机械能转变为热能量的多少由工艺流程 的设置和工艺参数的选择而定, 一般为总反应热 的 2% ~ 3% 。 ( 3) 能量消耗 工业硫酸生产存在一定 的消耗, 如电 ( 原料 的破碎及输送设备消耗 ) 、蒸汽 ( 固体硫磺的熔化
2009年第 4期
川化
13
总结与交流
硫铁矿制硫酸与硫磺制硫酸的能源利用分析
生产部 费艳雪
摘 要 分析比较了硫铁矿制硫酸装置和硫磺制硫 酸装置 在物料 消耗、能源利 用方面 的技术 及成 效, 并探讨了硫酸工业的发展方向。比较证明, 硫磺制硫酸工艺具有物料消耗较少、副产蒸 汽多等优点 , 能有效地利用余热资源, 更具节 能潜力, 符合环境友好、资源节约的生产理念。
硫酸生产中存在不同温位的废热, 根据载热 介 质温位的高低, 焙烧或燃烧工序产生的 1000∀
左右的热烟气及沸腾层中 850 ∀ 床层的热能称为 高温废热; 转化工序产生的 500~ 600 ∀ 转化气的 热能称为中温废热; 干吸工序 100 ∀ 左右循环酸 的热能称为低温废热。就量而言, 生产中高温废 热占废热总量的大部分, 低温废热仅占总量的 20% ~ 30% 。通常, 高温废热的回收方式是设置
2009年第 4期
川化
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司硫磺制酸装置的干燥塔和吸收塔采用瓷球拱结 力降占整个生产系统压力降的比例较大, 且运行 构, 填料选用 76 mm 和 38 mm 的异鞍环, 装填 后压降还将增加, 因而干燥塔选用了孟山都公司 高度为硫铁矿制酸装置填料高度的 58% (见表 2) 。 的 ES除雾器, 吸收塔选用了孟山都公司的 CS 考虑到干吸工序干燥塔、一吸塔、二吸塔 3塔总压 IIP 除雾器, 以尽量降低干吸工序的压力降。
111. 17 14. 845
1. 05 0. 945
硫磺制硫酸 0. 345 88 1. 53 0. 19 1. 64
1. 31
从表中可看出: 硫磺制硫酸相对原料消耗少, 吨酸的消耗仅为硫铁矿制酸的 1 / 3, 却比硫铁矿 制硫酸装置每 吨酸多副产 4. 2 MP a的过 热蒸汽
0. 365 ,t 全年多产中压蒸汽 279. 6 kt。 2. 2 能源利用状况
2 个 热交换 器采 用低 阻 高 效的 空 心 环缩 放 管 式换热器, 强化了传热, 减小了设备体积, 降低了 管程和壳程的压力降, 提高了换热效率。
( 2) 干吸工序 硫酸生产中干吸工序的压力降较大, 运行一 段时间后压力降上升较快, 能耗较大。为了降低 压力降, 通常采用降低填料层高度、改善填料格栅 结构和使用新材料及低压降除雾器等措施。我公
工艺设计时, 将鼓风机置于干燥塔下游, 回收 利用干燥酸的显热和干空气经鼓风机升压而增加
的热量, 从而将中压蒸汽回收率提高了 3% ~ 4% ( 生产 1 t硫酸副产蒸汽产量增加 0. 03 t) , 同时减 少了冷却水消耗 [ 3] 。
2. 2. 2. 2 降低系统压力降 降低硫酸系统的压力降是节能的主要手段,
关键词 液氨球罐; 安定性 ; 应力腐蚀; 基础; 支柱; 应力测试; 声发射
川化股份有限公司地处成都平原, 距成都直 线距离不到 30 km, 其化肥厂的 5 200 m3 液氨球 罐 ( 下简称氨球 ) 由于容量大和 装有中度危害介 质液氨而被列为重大危险源, 其安定性 ( 裂纹造 成的破坏及支柱、基础的完好 程度 ) 不仅 关系到 合成氨装置的安全稳定运行, 而且关系到周边人 民群众的生命安全及周边环境的安全。因此, 必 须对其安定性进行全面而详细地测评, 以确保其 安全、稳定运行, 保证人民群众的生命及周边环境 的安全。
装置的特性, 符合国家大力发展节能型工业的方 针, 对企业高效利用能源、提升经济效益具有直接 的作用。
硫磺制硫酸装置的能耗低于硫铁矿制硫酸装 置的主要原因有二: 一是大型装置技术装备水平
16
川化
2009年第 4期
5 200 m3 液氨球罐安定性的认识
川化股份有限公司 陶 旗
化肥厂
邓永江 潘 聪
摘 要 5 200 m3 液氨球罐作为重大危险源, 其安定 性是极 其重要 的。从多个 方面论 述了影 响氨 球安定性的因素, 介绍了为保证氨球的安 定所做的工作, 并在分析总结历次修理经验的 基础上完 善了氨 球的修理措施。
表 2 硫磺制酸与硫铁矿制酸装置的干燥塔和吸收塔填料装填情况
项目
填料
干燥塔 堆法 高度 /mm 体积 /m3
填料
一吸塔 堆法 高度 /mm 体积 /m 3
填料
二吸塔 堆法 高度 /mm 体积 /m3
异鞍环 整排
矩鞍环 整排
矿制酸
7 605 164. 59
7 840
170
拉西环 乱堆
拉西环 乱堆
硫磺制酸 异鞍环 乱堆
火管或水管废热锅炉回收高温废热生产蒸汽, 再
将蒸汽用于发电或直接利用; 中温废热的回收方 式是通过设置过热器、省煤器等设备, 将中压饱和 蒸汽转变为过热蒸汽及加热锅炉给水, 以提高蒸 汽的品质和产率 [ 2] 。
2. 2. 1 硫铁矿制硫酸装置的能源利用 在 120 kt / a硫铁矿制酸工艺中, 设置水管废
300 kt/ a硫磺制酸工艺中, 从硫酸工业节能 的 3个方面采取了措施, 提高了能源的利用率, 生 产单位产品可副产 4. 2 MP a的过热蒸汽 1. 31 ,t 全 年副产蒸汽达 393kt, 相当于 全年节约天然气 3. 537 # 108 m 3。 2. 2. 2. 1 余热回收
硫磺制酸工艺中, 在焚硫炉后设置火管废热 锅炉, 在转化工段配置高、低温过热器和 2台省煤 器, 充分利用液硫燃烧产生的高温热能和 SO2 转 化产生的中温位热能, 将饱和蒸汽转变为过热蒸 汽, 提高蒸汽的品质和产率; 在干吸工序设置锅炉 给水预热器吸收低温热加热脱盐水, 提高进除氧 器的水温, 减少低压蒸汽消耗。
( 4) 管壳式酸冷却器 采用阳极保护管壳式酸冷却器, 节省了冷却 水的用量, 降低了生产水消耗。 ( 5) 电气设备
达到了节能目的。
2. 2. 2. 3 使用高效动设备, 提高动设备效率 装置采用高效风机、酸泵。风机、酸泵的效率
是其固有的特性, 在输送介质流量、阻力相同的情 况下, 风机、酸泵的效率越高, 则能耗越低 [ 2] 。 2. 3 节能效果比较
节约能源已成为当今世界人们关注的问题, 随着工业生产的不断发展, 能源消耗也日益增加, 合理地回收和利用能源是发展生产的重要条件之
一, 也是实现企业可持续发展和不断提升市场竞
争力的根本所在。硫酸工业的节能主要包括 3个 方面: 提高废热的回收利用率; 降低系统的能耗, 即降低系统压力降; 提高动设备的效率, 即采用高 效风机、酸泵 [ 2] 。
关键词 硫酸生产; 硫铁矿 ; 硫磺; 能 源利用; 分析
1概 况
工业硫酸的生产按二氧化硫的氧化方法不同 分为 2类: 一类是亚硝基法; 另一类是接触法。根 据制酸原料的不同, 接触法又分为硫铁矿制硫酸、 硫磺制硫酸、冶炼烟气制硫酸和硫酸盐制硫酸 4 种。目前, 国内工业硫酸生产采用较多的是硫铁 矿制硫酸和硫磺制硫酸 2种工艺。
消耗 ) 、物料 ( 如生产水、压缩空气 ) 和各种辅助燃
料等。硫铁矿制硫酸与硫磺制硫酸单位产品消耗
见表 1。
14
川化
2009年第 4期
表 1 两种工 艺吨硫酸主要消耗及副产蒸汽情况
项目 原料 /t 电 /kW ! h 生产水 /m 3 低压蒸汽 /t 脱盐水 /t 除氧水 /t 副产蒸汽 /t
硫铁矿制硫酸 1. 05 (硫含量 28% )
硫铁矿焙烧 二氧化硫炉气净化、干燥 二氧 化硫的转化 三氧化硫的吸收 尾气吸收。
2007年公司为了将有限的天然气资 源用于 合成氨生产, 减少燃气锅炉耗气, 动工新建了一套 300 k t/ a硫磺制酸装置。其制酸工艺是以硫磺为 原料, 液体硫磺用泵加压后通过喷嘴雾化在干燥 的空气中燃烧, 以接触法 3+ 1 两转两吸工艺生 产 98% 的硫酸产品及其副产品。主要生产工序 为: 硫磺熔融及过滤 焚硫转化 空气干燥及三 氧化硫吸收 排放尾气的处理。
实质在于设备的选型和参数的选定。
( 1) 转化工序 转化工序设备多、管道多、阀门多、流程长, 是 压力降较大的工序, 也是硫酸生产系统降低压力 降的主攻目标。催化剂是现代接触法硫酸生产工
艺的核心, 硫磺制酸装置的催化剂装填量为 224 m3, 为有效降压, 我公司的硫磺制酸装置 选用了 孟山都公 司的 XLP - 110、XLP - 220 型催化 剂。 该催化剂强度高、粉化少、活性高, 形状采用环形, 这些特点都大大降低了催化剂床层的压力降。
4 200
75. 6 异鞍环 乱堆
4 500
61. 2 异鞍环 乱堆
4 700
66
( 3) 主鼓风机
各种电气设备均选用节能产品, 加装电力电
主鼓风机是硫酸装置的重要设备, 也是硫酸 容器无功功率补偿装置, 以提高供电系统的功率
装置中的耗能 大户 , 在硫磺制酸中其占全部能 因数, 降低无功损耗。
耗的 60% ~ 70% , 在硫铁矿制酸中其占全部能耗 的 35% ~ 45% [ 1 ] 。因此, 主鼓风机的节能降耗是
( 6) 照明灯具 照明光源采用新型节能灯具, 在满足装置照
降低硫酸生产成本的关键。为了节能, 硫磺制硫 度及光色的条件下, 减少了灯具用量及灯具容量,
酸装置选用了带液力耦合器的高压电动离心鼓风 机 ( 液力耦合器可调整装置的生产负荷 ) , 并将其 设置在干燥塔下游, 虽增加了一些动力消耗, 但干 燥气体经风机加压升温后进入焚硫炉, 回收了风 机压缩气体产生的热量, 增加了中压蒸汽的产量。
热锅炉回收硫铁矿焙烧的反应热产蒸汽, 生产单 位产品可产 4. 2M P a的过热蒸汽 0. 945 ,t 全年副 产蒸汽 113. 4 kt。
但硫铁矿制酸工艺的本身特点决定了废热锅
炉只能回收高温炉气热量的 55% ~ 65% , 其余几 乎全部在后续 净化工 序中损失 掉 [ 2] 。转化 系统
的中温热量受工艺条件的限制, 主要用于预热进 转化的二氧化硫炉气, 以实现转化操作的自热平 衡, 而干吸工序的低位热量未回收利用。 2. 2. 2 硫磺制硫酸装置的能源利用
- 3. 82
1. 05
- 0. 99 83. 45
硫磺制硫酸
消耗定额 /t
折标准煤 /kgΒιβλιοθήκη Baidue
1. 31
141. 29
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0. 19
- 17. 96
1. 53
- 0. 4
1. 64
- 5. 39
106. 72
从表 3可看出, 硫磺制硫酸装置比硫铁矿制 硫酸装置吨产品多利用能源 23. 27 kgce, 300 kt / a 的硫磺制硫酸装置多利用的能源相当于每年为企 业提供了 32 kt的标准煤, 充分显示出硫磺制硫酸 装置余热回收和热利用率远远高于硫铁矿制硫酸
硫铁矿制硫酸和硫磺制硫酸装置的能源回收 利用情况比较见表 3。
表 3 硫铁矿制酸与硫磺制酸装置吨酸能源回收利用情况比较
项目
中压蒸汽 电 低压蒸汽 生产水 脱盐水 除氧水 回收能量
硫铁矿制硫酸
消耗定额 /t
折标准煤 /kgce
0. 945
101. 92
111. 17 kW ! h
- 13. 66
14. 845
2 能源利用效果比较
2. 1 硫酸生产中的能量状况
硫酸生产过程中, 燃烧硫磺或硫铁矿生成二 氧化硫、二氧化硫氧化成三氧化硫、吸收三氧化硫 生成硫酸等工艺过程均为放热反应。
( 1) 化学反应热 硫酸生产过程中, 存在含硫原料的燃烧热、二 氧化硫的转化热、三氧化硫的吸收热、空气干燥硫 酸的稀释热和硫酸循环槽内硫酸的稀释热和混合 热。理论计算表明: 生产单位产品 ( 1 t 100% 硫 酸 , 下同 ) 的硫磺燃烧热和二氧化硫氧化热为 4 000 M J, 以硫磺为原料的反应热总计约为 5 700 M J; 而硫铁矿燃烧 热和二氧化硫 氧化热总 计为 5 400 M J, 以硫铁矿为原料的反应热总计为 7 100 M J。目前, 硫磺 制酸 总反应 热的 回收 率可高 达 85% ~ 90% , 其中高、中温热回收率在 85% 以上, 而硫铁矿制酸的高、中温回收率仅为 65% [ 1] 。 ( 2) 机械能 机械能转变为热能是在主鼓风机输送炉气或 空气的过程中, 炉气或空气被鼓风机压缩后升压 而获得, 机械能转变为热能量的多少由工艺流程 的设置和工艺参数的选择而定, 一般为总反应热 的 2% ~ 3% 。 ( 3) 能量消耗 工业硫酸生产存在一定 的消耗, 如电 ( 原料 的破碎及输送设备消耗 ) 、蒸汽 ( 固体硫磺的熔化
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总结与交流
硫铁矿制硫酸与硫磺制硫酸的能源利用分析
生产部 费艳雪
摘 要 分析比较了硫铁矿制硫酸装置和硫磺制硫 酸装置 在物料 消耗、能源利 用方面 的技术 及成 效, 并探讨了硫酸工业的发展方向。比较证明, 硫磺制硫酸工艺具有物料消耗较少、副产蒸 汽多等优点 , 能有效地利用余热资源, 更具节 能潜力, 符合环境友好、资源节约的生产理念。
硫酸生产中存在不同温位的废热, 根据载热 介 质温位的高低, 焙烧或燃烧工序产生的 1000∀
左右的热烟气及沸腾层中 850 ∀ 床层的热能称为 高温废热; 转化工序产生的 500~ 600 ∀ 转化气的 热能称为中温废热; 干吸工序 100 ∀ 左右循环酸 的热能称为低温废热。就量而言, 生产中高温废 热占废热总量的大部分, 低温废热仅占总量的 20% ~ 30% 。通常, 高温废热的回收方式是设置
2009年第 4期
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司硫磺制酸装置的干燥塔和吸收塔采用瓷球拱结 力降占整个生产系统压力降的比例较大, 且运行 构, 填料选用 76 mm 和 38 mm 的异鞍环, 装填 后压降还将增加, 因而干燥塔选用了孟山都公司 高度为硫铁矿制酸装置填料高度的 58% (见表 2) 。 的 ES除雾器, 吸收塔选用了孟山都公司的 CS 考虑到干吸工序干燥塔、一吸塔、二吸塔 3塔总压 IIP 除雾器, 以尽量降低干吸工序的压力降。
111. 17 14. 845
1. 05 0. 945
硫磺制硫酸 0. 345 88 1. 53 0. 19 1. 64
1. 31
从表中可看出: 硫磺制硫酸相对原料消耗少, 吨酸的消耗仅为硫铁矿制酸的 1 / 3, 却比硫铁矿 制硫酸装置每 吨酸多副产 4. 2 MP a的过 热蒸汽
0. 365 ,t 全年多产中压蒸汽 279. 6 kt。 2. 2 能源利用状况
2 个 热交换 器采 用低 阻 高 效的 空 心 环缩 放 管 式换热器, 强化了传热, 减小了设备体积, 降低了 管程和壳程的压力降, 提高了换热效率。
( 2) 干吸工序 硫酸生产中干吸工序的压力降较大, 运行一 段时间后压力降上升较快, 能耗较大。为了降低 压力降, 通常采用降低填料层高度、改善填料格栅 结构和使用新材料及低压降除雾器等措施。我公
工艺设计时, 将鼓风机置于干燥塔下游, 回收 利用干燥酸的显热和干空气经鼓风机升压而增加
的热量, 从而将中压蒸汽回收率提高了 3% ~ 4% ( 生产 1 t硫酸副产蒸汽产量增加 0. 03 t) , 同时减 少了冷却水消耗 [ 3] 。
2. 2. 2. 2 降低系统压力降 降低硫酸系统的压力降是节能的主要手段,
关键词 液氨球罐; 安定性 ; 应力腐蚀; 基础; 支柱; 应力测试; 声发射
川化股份有限公司地处成都平原, 距成都直 线距离不到 30 km, 其化肥厂的 5 200 m3 液氨球 罐 ( 下简称氨球 ) 由于容量大和 装有中度危害介 质液氨而被列为重大危险源, 其安定性 ( 裂纹造 成的破坏及支柱、基础的完好 程度 ) 不仅 关系到 合成氨装置的安全稳定运行, 而且关系到周边人 民群众的生命安全及周边环境的安全。因此, 必 须对其安定性进行全面而详细地测评, 以确保其 安全、稳定运行, 保证人民群众的生命及周边环境 的安全。
装置的特性, 符合国家大力发展节能型工业的方 针, 对企业高效利用能源、提升经济效益具有直接 的作用。
硫磺制硫酸装置的能耗低于硫铁矿制硫酸装 置的主要原因有二: 一是大型装置技术装备水平
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川化
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5 200 m3 液氨球罐安定性的认识
川化股份有限公司 陶 旗
化肥厂
邓永江 潘 聪
摘 要 5 200 m3 液氨球罐作为重大危险源, 其安定 性是极 其重要 的。从多个 方面论 述了影 响氨 球安定性的因素, 介绍了为保证氨球的安 定所做的工作, 并在分析总结历次修理经验的 基础上完 善了氨 球的修理措施。
表 2 硫磺制酸与硫铁矿制酸装置的干燥塔和吸收塔填料装填情况
项目
填料
干燥塔 堆法 高度 /mm 体积 /m3
填料
一吸塔 堆法 高度 /mm 体积 /m 3
填料
二吸塔 堆法 高度 /mm 体积 /m3
异鞍环 整排
矩鞍环 整排
矿制酸
7 605 164. 59
7 840
170
拉西环 乱堆
拉西环 乱堆
硫磺制酸 异鞍环 乱堆
火管或水管废热锅炉回收高温废热生产蒸汽, 再
将蒸汽用于发电或直接利用; 中温废热的回收方 式是通过设置过热器、省煤器等设备, 将中压饱和 蒸汽转变为过热蒸汽及加热锅炉给水, 以提高蒸 汽的品质和产率 [ 2] 。
2. 2. 1 硫铁矿制硫酸装置的能源利用 在 120 kt / a硫铁矿制酸工艺中, 设置水管废
300 kt/ a硫磺制酸工艺中, 从硫酸工业节能 的 3个方面采取了措施, 提高了能源的利用率, 生 产单位产品可副产 4. 2 MP a的过热蒸汽 1. 31 ,t 全 年副产蒸汽达 393kt, 相当于 全年节约天然气 3. 537 # 108 m 3。 2. 2. 2. 1 余热回收
硫磺制酸工艺中, 在焚硫炉后设置火管废热 锅炉, 在转化工段配置高、低温过热器和 2台省煤 器, 充分利用液硫燃烧产生的高温热能和 SO2 转 化产生的中温位热能, 将饱和蒸汽转变为过热蒸 汽, 提高蒸汽的品质和产率; 在干吸工序设置锅炉 给水预热器吸收低温热加热脱盐水, 提高进除氧 器的水温, 减少低压蒸汽消耗。
( 4) 管壳式酸冷却器 采用阳极保护管壳式酸冷却器, 节省了冷却 水的用量, 降低了生产水消耗。 ( 5) 电气设备
达到了节能目的。
2. 2. 2. 3 使用高效动设备, 提高动设备效率 装置采用高效风机、酸泵。风机、酸泵的效率
是其固有的特性, 在输送介质流量、阻力相同的情 况下, 风机、酸泵的效率越高, 则能耗越低 [ 2] 。 2. 3 节能效果比较
节约能源已成为当今世界人们关注的问题, 随着工业生产的不断发展, 能源消耗也日益增加, 合理地回收和利用能源是发展生产的重要条件之
一, 也是实现企业可持续发展和不断提升市场竞
争力的根本所在。硫酸工业的节能主要包括 3个 方面: 提高废热的回收利用率; 降低系统的能耗, 即降低系统压力降; 提高动设备的效率, 即采用高 效风机、酸泵 [ 2] 。
关键词 硫酸生产; 硫铁矿 ; 硫磺; 能 源利用; 分析
1概 况
工业硫酸的生产按二氧化硫的氧化方法不同 分为 2类: 一类是亚硝基法; 另一类是接触法。根 据制酸原料的不同, 接触法又分为硫铁矿制硫酸、 硫磺制硫酸、冶炼烟气制硫酸和硫酸盐制硫酸 4 种。目前, 国内工业硫酸生产采用较多的是硫铁 矿制硫酸和硫磺制硫酸 2种工艺。
消耗 ) 、物料 ( 如生产水、压缩空气 ) 和各种辅助燃
料等。硫铁矿制硫酸与硫磺制硫酸单位产品消耗
见表 1。
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川化
2009年第 4期
表 1 两种工 艺吨硫酸主要消耗及副产蒸汽情况
项目 原料 /t 电 /kW ! h 生产水 /m 3 低压蒸汽 /t 脱盐水 /t 除氧水 /t 副产蒸汽 /t
硫铁矿制硫酸 1. 05 (硫含量 28% )
硫铁矿焙烧 二氧化硫炉气净化、干燥 二氧 化硫的转化 三氧化硫的吸收 尾气吸收。
2007年公司为了将有限的天然气资 源用于 合成氨生产, 减少燃气锅炉耗气, 动工新建了一套 300 k t/ a硫磺制酸装置。其制酸工艺是以硫磺为 原料, 液体硫磺用泵加压后通过喷嘴雾化在干燥 的空气中燃烧, 以接触法 3+ 1 两转两吸工艺生 产 98% 的硫酸产品及其副产品。主要生产工序 为: 硫磺熔融及过滤 焚硫转化 空气干燥及三 氧化硫吸收 排放尾气的处理。
实质在于设备的选型和参数的选定。
( 1) 转化工序 转化工序设备多、管道多、阀门多、流程长, 是 压力降较大的工序, 也是硫酸生产系统降低压力 降的主攻目标。催化剂是现代接触法硫酸生产工
艺的核心, 硫磺制酸装置的催化剂装填量为 224 m3, 为有效降压, 我公司的硫磺制酸装置 选用了 孟山都公 司的 XLP - 110、XLP - 220 型催化 剂。 该催化剂强度高、粉化少、活性高, 形状采用环形, 这些特点都大大降低了催化剂床层的压力降。
4 200
75. 6 异鞍环 乱堆
4 500
61. 2 异鞍环 乱堆
4 700
66
( 3) 主鼓风机
各种电气设备均选用节能产品, 加装电力电
主鼓风机是硫酸装置的重要设备, 也是硫酸 容器无功功率补偿装置, 以提高供电系统的功率
装置中的耗能 大户 , 在硫磺制酸中其占全部能 因数, 降低无功损耗。
耗的 60% ~ 70% , 在硫铁矿制酸中其占全部能耗 的 35% ~ 45% [ 1 ] 。因此, 主鼓风机的节能降耗是
( 6) 照明灯具 照明光源采用新型节能灯具, 在满足装置照
降低硫酸生产成本的关键。为了节能, 硫磺制硫 度及光色的条件下, 减少了灯具用量及灯具容量,
酸装置选用了带液力耦合器的高压电动离心鼓风 机 ( 液力耦合器可调整装置的生产负荷 ) , 并将其 设置在干燥塔下游, 虽增加了一些动力消耗, 但干 燥气体经风机加压升温后进入焚硫炉, 回收了风 机压缩气体产生的热量, 增加了中压蒸汽的产量。