液硫制酸尾氣脫硫后出口酸霧超標原因分析與控制

張國樂

（山東凱瑞英材料科技有限公司，山東德州 253000）

在硫磺制酸過程中，主要的原材料是硫鐵礦，其冶煉、生產的過程中產生的尾氣主要以二氧化硫及酸霧為主，這也是近些年來國家嚴格控制與要求的項目。隨著國家新一輪環保標準的制定，對硫磺制酸生產過程中含硫量提出了更高的要求，所以傳統的生產工藝無法適應新的控制需要，必須要對工藝流程進行技術升級，以降低生產后的尾氣處理負擔，促進企業的可持續健康發展。為了進一步探討硫磺制酸尾氣脫硫后酸霧超標的優化策略，現就硫磺制酸尾氣的主要來源分析如下。

1 硫磺制酸尾氣中酸霧的來源

1.1 高溫爐氣中三氧化硫預冷

在硫磺燃燒后，由于存在不完全燃燒的情況，一部分二氧化硫會在內部被氧化，進而成為三氧化硫，此時與水蒸氣混合后形成硫酸蒸汽。煙氣當中會存在大量的硫酸蒸汽，其凝結溫度為酸露點，一般情況下要遠遠高于水露點。隨著酸露點的增加，其溫度可能會高達140℃以上，此時在水分子反應后會形成強酸性質的霧氣，這是硫磺制酸尾氣的主要來源。

1.2 硫酸循環槽液態表面蒸發

硫磺制酸脫硫處理的主要任務就是解決硫酸液態表面蒸發的酸分子，避免直接進入到大氣當中。實際上，酸分子與空氣中的水分結合后，很容易形成霧滴，比如干吸循環槽就可以通過排空作業的方式來達到相應的效果，在雨天含水量較高的時候尤其顯著。

1.3 硫酸液體內部反應

在硫磺制酸過程中，硫酸溶液的內部也會發生復雜的化學反應，此時形成的氣泡也會逐步上浮到表面并破裂，進而將液滴帶出，出現酸性化學反應。

2 硫磺制酸尾氣的影響與危害

2.1 設備危害

硫磺制酸尾氣會對設備產生巨大的危害。硫酸霧常規情況下會聚集在設備的內部，如果通過風機進行適當處理，一般情況下不會出現較大的問題，但是一旦風機停止運行，或者出現生產系統操作失誤，可能會導致空氣中的酸霧酸度超標，進而給設備帶來影響。另外，操作間的人員也會受到酸霧的不良影響，一些粉塵會直接進入到人員的肺部，從而帶來巨大的人員健康影響。

2.2 環境危害

從環境的角度上來看，酸雨、二氧化硫環境污染同樣會給社會帶來風險與壓力，不但會導致建筑材料被侵蝕和破壞，同時也會導致生態環境遭受破壞，帶來巨大的經濟損失與社會損失。

3 硫磺制酸尾氣脫硫后出口酸霧超標原因分析

在硫磺制酸生產過程中，其酸霧的形成主要包括如下幾個方面的原因。

3.1 干燥塔水分、酸霧超標

經過冷風機處理后，酸霧會進入到干燥塔當中進行干燥處理，此時會有少量水分進入到焚琉爐的內部，經過一系列的復雜反應轉化為硫酸蒸汽。在爐氣管線當中經過冷熱交換預冷后形成酸霧。

3.2 有機物含量超標

根據實際生產經驗發現，進口水分與酸霧干燥后存在明顯的水分差異。實際上就是由于硫磺內部本身會攜帶一定比例的有機物。根據相關資料顯示，原材料中的硫磺有機物的質量比例會存在一定程度的波動，每增加0.1%，就會出現0.25g以上的水分。由此可見，有機物的含量比例超標是導致水分超標的主要原因，從而導致出現酸霧超標的情況。

3.3 鍋爐內部系統故障

根據調查研究的情況來看，在硫磺制酸生產過程中，設備的穩定性也會影響到酸霧的產生。某企業在3a 的生產過程中出現過兩次嚴重的管道漏水事故，盡管后期進行了補救，但是依然出現了酸霧水分超標的情況。在停機檢查過程中發現由于出現過泄漏，導致一部分水進入到了焚燒爐當中。在第一次修復時并沒有對其進行完全處理，導致浸濕的部分有大量的水漬，從而引發了后期酸霧超標的事件。

3.4 換熱器腐蝕

冷熱換熱器主要采用了20G 的鍋爐鋼材料，很容易受到冷凝酸的影響與侵蝕，出現氣體短路的問題。隨后增加了后段的轉化，提升了吸收塔的吸收效果，并且降低不完全吸收帶來的影響，但是整體效果不好，依然存在酸霧超標的情況。

3.5 未排放冷凝酸

當大量的酸霧遇到低溫時會出現冷凝酸，這些冷凝酸與粉塵混合在一起形成酸泥，這些酸泥采取常規的處理方式無法解決，只能夠通過排污的方式解決。如果在生產過程中沒有進行專門的排污處理，會導致大量的酸泥堆積，甚至會出現排污管道阻塞的情況，帶來設備、管道的腐蝕，最終影響生產效率與效果。

4 硫磺制酸尾氣脫硫后出口酸霧超標的控制途徑

4.1 控制干燥塔出口水分

通過對干燥塔的出口進行填料調整，將常規磁環更換為規整的填料可以有效提升其穩定性。規整填料作為一種針對性的分布填料模式，可以有效提升整體的比表面積，對降低壓降以及實現流體均勻分隔都具有重要的價值，所以在實際應用時可以有效降低水分的分布壓力，同時也是促進酸霧合理控制的重要技術模式。在進行分酸器的檢驗時，需要考慮到分酸不均勻的情況，判斷分酸器的降液情況，避免出現破裂和酸短路，這樣就可以顯著降低酸霧的超標風險。

4.2 及時排放冷凝酸

實施冷凝酸的合理控制，首先需要對管線進行技術升級與路線更改，通過調整換熱器的換熱工藝，根據實際需求進行定時、不定時的冷凝酸排放，不但可以更有利于生產活動，同時也可以促進生產系統的分析與整理，避免出現酸霧超標的各種因素。在實施冷凝酸排污處理時，最好可以通過專業第三方參與的方式來進行排污方式的改進，更好地匹配生產實踐需求。

4.3 控制好吸收酸的濃度

為了更好地控制吸收酸的濃度，需要做好如下幾個方面的工作：首先，對酸濃度進行實時監控與科學分析，如果出現水量不合理的情況，需要及時進行處理。根據實際要求向循環槽內補充或者撤出一部分的水分；其次，對吸酸的冷卻器進行嚴格控制，包括循環水以及水溫都要進行合理控制，對應低溫的余熱實施回收，嚴格控制高溫的混合器補水量，解決蒸發器蒸發量較高的問題。

4.4 控制好硫磺質量

對硫磺的質量實施科學控制需要面對一些問題，主要是現階段國內原材料的整體質量參差不齊，所以要解決硫磺質量，降低有機物的含量，可以通過提升篩選的級別或者是更換供應商等方式。如果沒有辦法進行上述操作，則需要通過選擇一些匹配性較強的材料進行混合使用，這樣也有助于降低硫磺中有機物的占比，從而減輕酸霧的超標幅度與壓力，可以為促進安全生產與科學生產創造條件。

5 結語

綜上所述，硫磺制酸裝置大型化、科學化是未來行業發展的主要趨勢。從客觀上來看，設備的使用過程中出現設備損壞、故障都會導致運行效率下降，甚至會因此導致酸霧超標等環境污染問題。通過分析干燥塔、有機物、鍋爐內部以及冷凝酸排放等方面的原因，找到了解決硫磺制酸脫硫處理后酸霧超標的原因，通過科學處理、整體優化，做好酸霧的標準化控制，讓工藝技術可以滲透到各個控制環節當中，從而確保環境得到保護，同時企業也能夠實現平穩快速的發展。