WSA湿法制酸的工艺优势

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近年来，丹麦托普索公司采用的WSA湿法制酸已经得到较为广泛的应用。

而WSA装置的生产数量也呈现出逐年升高的趋势，该装置主要用于处理硫化氢等酸性气体，在石油炼制、煤化工以及冶金行业具有非常重要的应用。

采用WSA湿法制酸工艺简单，酸性气的处理效果好，因此可以为企业获取更好的经济效益。

1 WSA湿法制酸的工艺流程
通常可以将WSA湿法制酸的工艺流程分为氧化、转化以及水和冷凝等三个步骤。

第一，氧化反应。

将净化处理后的H 2S酸性气体与燃烧空气风机提供的燃烧空气在燃烧炉中进行燃烧反应，使燃烧炉内的H 2S气体与O 2发生反应生成SO 2和水。

燃烧炉的外观结构是卧式的圆筒炉，在中间通过缩径口为燃烧提供助力。

炉膛的结构分为两层，其中外层为耐火层，主要通过与火焰接触，为反应炉进行加热处理，另外一层为保温层，可以确保反应装置中的反应温度。

通过WSA冷凝器可以对新鲜空气进行预热处理，为燃烧空气风机提供合适温度的空气源，在通过燃烧空气风机将人空气送入燃烧炉，提高燃烧效率，节省燃料气和液化气的用量。

当燃烧炉内温度到达一定时，H 2S与O 2生成工艺气。

在出炉后进入废热锅炉中进行冷却，并进入SO 2反应器。

在SO 2反应器催化剂作用下，SO 2与O 2发生反应生成SO 3。

SO 2反应器是倒锥型立式容器，内部有三个催化剂床层，分别填装不同规格的钒催化剂，同时在每个床层下方设置床间冷却器，对反应热进行处理，使转化率达到生产要求。

生成的SO 3出反应器之前经过工艺气冷却器进行降温，使工艺气温度维持在硫酸冷凝温度之上，防止工艺气提前冷却腐蚀设备。

三个冷却器中的冷却介质为不同温度的蒸汽，蒸汽的温度和压力调节通过计算模块根据气体反应情况进行计算，最终给自调阀发出指令进行调节，从而确保反应器的转化效率，并控制设备腐蚀情况。

来自SO 2反应器的SO 3和水蒸气最终进入WSA冷凝器，冷凝器是由多个并联的玻璃管组成的管壳式换热器，每组玻璃管内配有螺旋线和除雾器装置。

SO 3和水蒸气由玻璃管（冷凝器管程）下方进入，在玻璃管外（冷凝器管程）冷空气的降温作用下，玻璃管内的SO 3和水蒸气发生冷凝生成H 2SO 4，沿管壁向下流动，最终被收集至硫酸槽。

反应后的尾气通过冷凝器顶部的除沫网，最终由烟囱排入大气中。

在这个反应中，WSA冷凝器装置是关键装置，也是托普索公司的专利设备，因此该反应工艺被称为WSA 湿法制酸工艺。

在WSA反应装置中SO 3和水蒸气通过冷凝直接由气态变为液态H 2SO 4，没有加入其它的物质，因此可以将浓度控制在97.6%以上。

为保证反应效果，需要在冷凝器前放置酸雾控制单元MCU，通过燃烧硅油产生的小颗粒，为硫酸冷凝提供晶核，提高硫酸冷凝效率，同时
可以控制尾气中酸雾含量。

2 WSA湿法制酸的工艺优势及限制条件2.1 WSA湿法制酸的工艺优势
WSA湿法制酸的工艺优势主要为：一、反应流程简单，反应效率高，同时在酸性气浓度较低时依然可以反应，具有较好的稳定性能，使该工艺应用范围更加广泛；二、采用这种工艺可以提高对硫的回收效率，统计发现这种回收效率可以达到99%以上，并且形成的产品单一，没有副产物的干扰，不会影响最终硫酸的纯度，对于高标准环境下的硫酸制备具有非常重要的意义；三、在反应过程中只使用了钒催化剂，不再需要额外的化学药品及添加剂，并且该反应过程中不会产生废料，因此可以有效避免对环境造成污染。

四、相对于传统的硫酸生产工艺，WSA湿法制酸的工艺采用的反应设备数量较少，占用场地很小，操作简单，人员合后期维护费用较低，因此整体的综合效益更提高。

WSA湿法制酸工艺本质上是一种催化反应工艺，适用于常规制酸工艺难以处理的低浓度酸性气体处理。

在环保标准日益严苛的要求下，该工艺在化工领域的优势更加突出，应用愈加广泛，具有非常好的前景以及经济效益。

2.2 WSA湿法制酸技术的限制
尽管WSA湿法制酸工艺具有非常广泛的应用领域，在工艺方面也有很大优势，但在实际使用过程中依然存在一定的限制。

具体表现在以下几个方面：第一、原料气体的浓度在实际使用中需要考虑WSA反应装置的结构材料，同时对于温度控制要求很高，这种限制尽管可以通过对工艺气体的调节进行缓解。

但这种措施对于工艺气体的体积也会有影响，进而影响反应装置的体积，影响生产成本；第二、实际工艺中SO 2转化率超过一定范围后，需要后续处理以提高纯度，造成生产成本增加。

第三，由于该工艺的特殊性（冷凝制酸），为了防止设备的腐蚀，装置的防腐保温等级要求非常高，对施工和后期维修要求较高。

3 结束语
综上所述，相对于其他的H 2S酸性气体处理工艺，WSA湿法制酸工艺的经济性较好，同时需要的反应设备较少，能耗较低，可以有效降低环境污染，因此具有非常广阔的应用前景。

参考文献
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WSA湿法制酸的工艺优势
王冰
陕西陕化煤化工集团有限公司 陕西 渭南 714100
摘要：本文通过对WSA湿法制酸工艺流程的介绍，重点阐述该技术的工艺优势以及存在的限制。

关键词：WSA湿法制酸 工艺流程 工艺优势。