淺談對硫酸生產(chǎn)工藝及通用機械設備的認識

王勇

摘要：隨著社會的全方位發(fā)展及人們需求的各方位提高，硫酸在科學技術和人們?nèi)粘Ｉ钪姓紦?jù)的分量越來越重。硫酸廣泛的涉及到了工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防、原子能及火箭技術、民生等眾多的領域，具有跨領域、涉及性廣等一系列特點。不僅硫酸的這些特性對各個領域產(chǎn)生了重要的影響，而且各個領域?qū)α蛩岬闹匾曇泊龠M了硫酸自身的發(fā)展和硫酸工業(yè)的進步，尤其是高濃度磷復肥及有色金屬工業(yè)的發(fā)展。本文通過對硫酸生產(chǎn)工藝及通用機械設備進行分析研究，對硫酸工藝、通用機械設備應用要點作出分析，以期能夠進一步加強人們對硫酸生產(chǎn)工藝及通用機械設備的認識，同時也希望能夠促進硫酸工業(yè)的進步。

關鍵詞：硫酸；生產(chǎn)工藝；通用機械設備

硫酸的應用領域十分廣泛，涉及到工業(yè)、國防、原子能及火箭技術、農(nóng)業(yè)、民生等各個領域，在有色金屬冶煉、石油精煉、炸藥、原子反應堆核材料生產(chǎn)、土壤改良、化肥、粘膠絲、合成纖維、制冷劑、涂料、飼料添加劑、鋼鐵、醫(yī)藥等眾多方面，都離不開硫酸的作用。隨著硫酸在眾多領域發(fā)揮作用，尤其是高濃度磷復肥及有色金屬工業(yè)的發(fā)展，推動了我國硫酸工業(yè)的進步。本文通過對硫酸生產(chǎn)工藝及通用機械設備進行分析探討，對硫酸生產(chǎn)工藝進行一些粗略的分析。

一、理解硫酸生產(chǎn)工藝流程

硫酸生產(chǎn)工藝主要分為硫酸生產(chǎn)方法和硫酸生產(chǎn)工藝流程，硫酸的生產(chǎn)方法可以分為硫磺制酸、磷石膏制酸、煙氣制酸、硫鐵礦制酸等。伴隨著硫磺充足供應，綜合分析經(jīng)濟、生產(chǎn)、環(huán)境等各種因素，越來越多的企業(yè)開始使用硫磺作為硫酸生產(chǎn)的原材料。當前，工業(yè)上生產(chǎn)硫酸，主要采取的是接觸法硫酸生產(chǎn)工藝，通過接觸法硫酸生產(chǎn)工藝，將V2O5催化劑與SO2氣體接觸，最終將SO2轉(zhuǎn)化為SO3。在接觸法硫酸生產(chǎn)工藝中，存在著三個基本的化學反應，分別為SO2氣體制取、SO2轉(zhuǎn)化與SO2吸收，這三個基本的化學反應是接觸法硫酸的核心。硫酸生產(chǎn)工藝流程分析主要分為硫鐵礦制酸工藝和硫磺制酸工藝，硫鐵礦制酸工藝中的硫鐵礦原材料，需要經(jīng)過原料工段處理，然后進行沸騰焙燒作業(yè)，所產(chǎn)生的氣體，經(jīng)過廢熱鍋爐回收熱量，通過旋風除塵器或電除塵器處理后，進入氣體凈化程序，凈化氣體后，將氣體送入到干燥塔，然后將氣體進行轉(zhuǎn)化，通過催化氧化作用，產(chǎn)生SO3氣體，將SO3氣體送到吸收塔，最終產(chǎn)生硫酸。硫磺制酸工藝的原材料為固體硫磺，其工藝需要經(jīng)過熔硫、過濾液硫、燃燒液硫、回收余熱、“3+2”兩轉(zhuǎn)兩吸工藝法處理，最終制造出硫酸。

二、了解硫酸的性能

言硫酸是一種重要的基本化工原料，廣泛使用于各工業(yè)部門，硫酸的產(chǎn)量常常被用作衡量一個國家工業(yè)發(fā)展水平的標志。硫酸主要用于生產(chǎn)磷肥。合成纖維、涂料、洗滌劑、制冷劑、飼料添加劑、石油精煉、有色金屬冶煉，鋼鐵、醫(yī)藥和化學工業(yè)等，也都離不開硫酸。隨著我國高濃度磷復肥和有色金屬工業(yè)的發(fā)展，我國的硫酸工業(yè)也得到了迅速發(fā)展。2003年達到創(chuàng)記錄的3371萬t，產(chǎn)量超過美國位居世界第一。2006年我國硫酸產(chǎn)量5044萬t，同比增長9.0%，其中硫磺制酸產(chǎn)量2233萬t，同比增長13.1%；冶煉煙氣制酸產(chǎn)量1163萬t，同比增長18.6%；硫鐵礦制酸產(chǎn)量1593萬t，同比減產(chǎn)1.2%；其他原料制酸產(chǎn)量55萬t，同比減少6.9%。截止到2007年9月，全國硫酸累計產(chǎn)量3957萬t，同比增長10.2%。

三、風機的有效作用

在硫酸生產(chǎn)機械設備中，風機主要為硫鐵礦工藝中焙燒爐爐底風機、硫磺制酸工藝中空氣風機、冶煉煙氣制酸工藝中SO2鼓風機等。在冶煉煙氣制酸中使用的S型鼓風機基本結(jié)構(gòu)包括雙進氣閉式葉輪、主軸、剛性軸轉(zhuǎn)子、水平中分式機殼、變速箱、支撐軸、高位油箱、儀表、非接觸式振動探頭等；在硫磺制酸工藝中使用的鼓風機要求具備大流量、高效率、高壓比，為進一步提高硫磺制酸生產(chǎn)能力，從而對鼓風機進行了改進，在鼓風機進口處設置調(diào)節(jié)裝備，增加流量調(diào)節(jié)的寬度，如在硫磺制酸中使用S5500--1*離心鼓風機，其結(jié)構(gòu)為雙膝入單級雙支撐，鼓風機出口與進口均設計為矩形；葉輪為高效三元雙吸葉輪，能耗低，效率高。

四、沸騰爐和泵的使用方式是關鍵

沸騰爐的使用分為很多步驟，第一步是啟動沸騰爐前應認真檢查風機、園盤給料機、斗式提升機、燃煤破碎機等設備是否正常，發(fā)現(xiàn)缺油或故障就及時處理。第二步是打開配風閥，以便使點火時未燃盡的煤煙排空礦制酸電除塵器。第三步是燃燒室點火。第四步是啟動鼓風機，啟動時必須先關好鼓風風門，空載啟動，鼓風風門應在鼓風機正常啟動之后再進行調(diào)節(jié)。第五步是通過燃燒到的觀火孔觀察燃燒室的燃燒狀況，嚴禁在燃燒室口處正面觀察火情。第六步是停爐壓火前應先停止供煤。在硫酸生產(chǎn)工藝中，通常采用的泵分為高溫濃硫酸泵、液體硫磺泵、稀硫酸泵三種。高溫濃硫酸泵的使用，是大型硫酸裝置發(fā)展的需要。傳統(tǒng)的泵插入深度為1500mm，循環(huán)酸溫在80℃以下，而高溫濃硫酸泵插入深度可以達到2000mm，循環(huán)酸溫提高到100-132°；如熱回收技術在硫酸生產(chǎn)過程中得到合理的利用，循環(huán)酸溫則可以提高到200°左右，這就需要高溫濃硫酸泵，保證泵的可靠性及安全性。在硫磺制酸工藝裝置中，液體硫磺泵主要包括過濾泵與爐前泵兩種，其中過濾泵主要負責將液態(tài)粗硫輸送到過濾機，爐前泵則主要負責將過濾完成后的精硫輸送到焚硫爐之中。稀硫酸泵主要在冶煉煙氣制酸工藝及硫鐵礦制酸工藝中應用，使用稀硫酸泵的場合主要有污水污酸泵、冷卻塔酸循環(huán)泵、動力波酸循環(huán)泵等。在硫酸生產(chǎn)工藝中選擇使用泵，需要確保其具備優(yōu)越的耐腐性及耐磨性，保證在生產(chǎn)過程中，泵的安全性及穩(wěn)定性。

總而言之，硫酸生產(chǎn)工藝及通用機械設備是一個極其復雜的系統(tǒng)，如果任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，后果都是不可想象的。雖然現(xiàn)階段的硫酸工業(yè)運轉(zhuǎn)系統(tǒng)似乎看起來很全面、完整。但是其實深層是有一些問題的，例如硫酸提煉技術的研究與更新、與國際硫酸技術的接軌等等，這些都是我們硫酸研究人員應該努力的方向。

參考文獻：

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