1 100 t/d硫鐵礦和硫磺摻燒硫酸亞鐵制酸低溫?zé)峄厥昭b置運(yùn)行總結(jié)

俞向東，張 旭，師 愷

(南京海陸化工科技有限公司，江蘇南京 210033)

2017年6月底，四川龍蟒鈦業(yè)股份有限公司1 100 t/d硫鐵礦和硫磺摻燒硫酸亞鐵制酸系統(tǒng)低溫?zé)峄厥昭b置建成并一次性成功開車。該套低溫?zé)峄厥昭b置由南京海陸化工科技有限公司采用自有專利技術(shù)設(shè)計并承建[1]。具有兩大特點：

1) 在于熱回收塔前不設(shè)置省煤器，在低溫?zé)峄厥昭b置設(shè)置中壓鍋爐給水加熱器代替原有省煤器加熱中壓鍋爐給水。

2) 在于首次在低溫?zé)峄厥障到y(tǒng)中采用凈化稀酸加入混合器來控制循環(huán)酸濃度，使混合器直接加入的噴射水量減少50%以上，為礦制酸裝置凈化稀酸給出了經(jīng)濟(jì)可行的處理方案。該系統(tǒng)產(chǎn)低壓蒸汽量為17.0～23.6 t/h，系統(tǒng)噸酸產(chǎn)汽率為0.43～0.52 t/t。加熱脫鹽水回收的熱量相當(dāng)于約8.5 t/h低壓蒸汽。

1 工藝流程

該1 100 t/d硫鐵礦和硫磺摻燒硫酸亞鐵制酸系統(tǒng)用低溫?zé)峄厥昭b置代替?zhèn)鹘y(tǒng)一吸系統(tǒng)，且熱回收塔前不設(shè)省煤器；轉(zhuǎn)化器三段出口工藝氣體經(jīng)第三換熱器降溫后，直接進(jìn)入熱回收塔，進(jìn)塔工藝氣體溫度設(shè)計值為240 ℃左右。熱回收塔設(shè)上、下2層填料，塔頂設(shè)除霧器，下層填料噴淋w(H2SO4)99%的高溫濃硫酸，上層填料噴淋w(H2SO4)98.5%的低溫濃硫酸，工藝氣體經(jīng)2級吸收及塔頂除霧器去除酸霧后返回轉(zhuǎn)化系統(tǒng)進(jìn)行二次轉(zhuǎn)化。

熱回收塔內(nèi)經(jīng)2級填料吸收SO3后的高溫濃硫酸w(H2SO4)提高至99.5%左右，經(jīng)高溫循環(huán)酸泵加壓送入蒸發(fā)器產(chǎn)生低壓蒸汽。高濃酸經(jīng)蒸發(fā)器降溫后大部分送入混合器，用混合器噴水及干燥串酸將w(H2SO4)降到99%左右。w(H2SO4)99%的硫酸出混合器進(jìn)熱回收塔下層填料噴淋循環(huán)吸收工藝氣體中SO3，熱回收塔上層噴淋w(H2SO4)98.5%的低溫濃硫酸來自二吸塔上塔酸。蒸發(fā)器出口小部分高濃硫酸先經(jīng)過中壓鍋爐給水加熱器，將中壓鍋爐給水由104 ℃加熱到150 ℃左右，然后進(jìn)入蒸發(fā)器給水加熱器，將蒸發(fā)器給水由104 ℃加熱到約170 ℃，再送入脫鹽水加熱器，將21 ℃脫鹽水加熱到90 ℃左右。脫鹽水加熱器出口濃硫酸分別送至干吸循環(huán)槽。為了維持干燥塔酸濃穩(wěn)定，低溫?zé)峄厥昭b置設(shè)有干燥泵出口至混合器的串酸管線，當(dāng)干燥塔進(jìn)塔氣溫較高、干燥塔吸收水分較多時，需要將干燥系統(tǒng)w(H2SO4)93%硫酸串入混合器部分代替混合器噴水[2-3]。

1 100 t/d硫鐵礦和硫磺摻燒硫酸亞鐵制酸系統(tǒng)低溫?zé)峄厥昭b置工藝流程見圖1。

圖1 1 100 t/d硫鐵礦和硫磺摻燒硫酸亞鐵制酸系統(tǒng)低溫?zé)峄厥昭b置工藝流程

2 裝置運(yùn)行情況

該低溫?zé)峄厥昭b置自開車投產(chǎn)以來運(yùn)行平穩(wěn)，未出現(xiàn)由于低溫?zé)峄厥昭b置故障而造成制酸系統(tǒng)停車的情況。

1 100 t/d硫鐵礦硫和磺摻燒硫酸亞鐵制酸系統(tǒng)低溫?zé)峄厥昭b置運(yùn)行數(shù)據(jù)摘錄見表1。

表1 1 100 t/d硫鐵硫磺摻燒亞鐵制酸系統(tǒng)低溫?zé)峄厥昭b置運(yùn)行數(shù)據(jù)

如果將加熱脫鹽水回收的熱量折算為低壓蒸汽，則低溫?zé)峄厥昭b置噸酸蒸汽率可達(dá)0.57～0.68 t/t。

從表1可以看出：硫鐵礦和硫磺摻燒硫酸亞鐵制酸系統(tǒng)的產(chǎn)酸濃度升高，則低溫?zé)峄厥昭b置產(chǎn)汽量下降。干燥塔進(jìn)口氣體溫度升高，則串入低溫?zé)峄厥昭b置的干燥酸增多，低溫?zé)峄厥昭b置混合器加水量減少；蒸發(fā)器直接產(chǎn)汽量減少，低溫?zé)嵯到y(tǒng)串出高溫高濃酸量增加。雖然中壓鍋爐給水加熱器和脫鹽水加熱器回收熱量有所增加，但整個熱回收系統(tǒng)噸酸產(chǎn)汽率下降。

需要說明的是，雖然該裝置取消了熱回收塔進(jìn)口省煤器，將轉(zhuǎn)化工序原來加熱中壓鍋爐給水的熱量轉(zhuǎn)入低溫?zé)峄厥昭b置，增加了低溫?zé)峄厥昭b置的產(chǎn)汽量，但中壓鍋爐的產(chǎn)汽量并沒有減少；這是由于在低溫?zé)峄厥昭b置設(shè)置了中壓鍋爐給水加熱器，利用該裝置高溫串酸的熱量加熱中壓鍋爐給水，中壓給水可加熱到175 ℃以上，從而可替代省煤器的加熱效果。

3 結(jié)語

1 100 t/d硫鐵礦和硫磺摻燒硫酸亞鐵制酸低溫?zé)峄厥昭b置的成功開車并穩(wěn)定運(yùn)行，說明在硫鐵礦和硫磺摻燒硫酸亞鐵制酸系統(tǒng)上配置低溫?zé)峄厥昭b置切實可行。該裝置不但可以穩(wěn)定運(yùn)行，而且有較好的經(jīng)濟(jì)性。

[1] 俞向東，師愷.新建及改建硫鐵礦制酸低溫?zé)峄厥昭b置運(yùn)行總結(jié)[J].硫酸工業(yè)，2017(1)：37-39.

[2] 俞向東.硫鐵礦和冶煉煙氣制酸低溫位熱回收的研究[J].硫酸工業(yè)，2014(3)：49-50.

[3] 俞向東.我國第一套硫鐵礦制酸低溫余熱回收裝置運(yùn)行總結(jié)[J].硫酸工業(yè)，2014(6)：5-6.