均壓穩流型分酸器

茍永乾

（青海湘和有色金屬有限責任公司，青海 西寧 810000）

1.1 熱濃硫酸分酸器的工況剖析

分酸器在濃硫酸制作過程至關重要，其制作過程為，將濃酸循環槽內的93%～98%的熱濃硫酸進行均勻分布，在分布過程低當中吸收掉SO2煙氣中的水分，將SO2產生的煙氣換成熱設備，輸送至轉化器當中，經過多次轉化反應，最終形成SO3氣體；從塔內的下部進入，貫穿到塔上部，分算材料經過分流器進行分酸，吸收率在98%的濃硫酸時，可以相對增加酸的濃度。在酸吸收率達到在99.99%以上時，酸溫度在40℃～120℃，壓力則小于1.6MPa，分酸口內的流速在1.15m/s～1.26m/s之間，因分酸器在工作過程中常常受到腐蝕，因此，工作條件較為惡劣[1]。

1.2 現用分酸器存在的問題

（1）選材不耐腐蝕，耐沖刷腐蝕性能較差以及選材不合理等，都能導致使用壽命縮短。

（2）在酸液進入小管徑后，產生失重疊加，是沖擊力加大，從而導致酸沫夾帶嚴重，減低生產效率，導致企業成本的增加。

（3）溢流小管的長短規格沒有統一定位標準，因此，很難均勻的將點出口進行布置，從而導致較多盲區；液面上的溢流管產生彎阻，導致形成阻流顯現個，產生不均勻的流量[2]。

（4）主進水管和單管分布在槽內，導致槽與槽之間分布不均勻。在集中裝藥后，高、低溢流槽內仍存在孔板分布和調節，且由于液波作用，溢流管在不同距離上的流量分布是相同的。

（5）由于產生出來的流量差別較大、盲區多，出現干燥后的SO氣體水分偏高，從而是排出后的尾氣超標。

（6）在制造工藝當中，技術不先進，造成成品質量缺陷，影響正常生產與使用。

（7）在分酸器的選在才，一般采用國外進口，因此，造價較為昂貴，生產效率低，導致性價比偏低。

2 均壓穩流型分酸器的研發及材質選用

（1）研發：在進行各個管口與各組預分布涉及的分布進行選材時，要按照其點量、預分布進口截面、分流口縱截面的比例、主要部件之間的調流流量、預分布之間負壓均衡等結構及流量稱重、占位高度、成型工藝的技術水平和精細制造提高等方面，不斷研究開發[3]。

（2）均壓穩流分酸器（FD）材質的選用。

經生產中證明，對于當前在熱濃硫酸制酸分酸器材質的選用要適合工況的要求，且經濟適用。

表1 FD 材質的腐蝕率（㎜/a）

將其和眾多材料的合金配比精煉材質、多種不銹鋼等材質進行同一條件下的耐腐蝕性能試驗比較見下表2。

3 結構設計

在進行機構選在時，采用的是自主研發高耐熱濃硫酸專屬FD材質，針對制算行業生產中所存在的問題，進行優化設計。

主流管的前提流量的主要分布主要分為，預分布系統、分酸分流位置主部件、支管負壓緩流空位、分酸點直徑、數量、角度、位置、不同位置的凸臺高度、襯口等結構，都要嚴格按照設計原則進行實驗與計算，使其在結構上保持最佳狀態，從而適應系統的工作效率。

（1）通過真空負壓順序在系統主要部件、支管、分流位、負壓均衡管道中的穩流量、均流發明運用、預分布系統以及緩流過流管進行研發設計，對盲區處所產生的問題進行解決，從而徹底解決各類分酸器流量誤差所造成的阻孔現象。

（2）分酸點管內為非金屬耐腐蝕性材料與金屬進行結合，可使酸流管徑不受腐蝕，不會產生脫落與堵塞的現象；在法蘭連接出的布點凸臺上，形成一個不沖刷螺栓的凸起高度。

（3）設備運行中的酸性泥漿和小瓷圈可隨時拆除，全酸輸入、輸出，避免維護和清洗，提高起動速度。利用真空負壓，快速消除酸湍流流動，所以，每個并聯部分的流速的裝置是偶數，穩定，沒有泛酸，酸泡沫是由夾帶，和泵體和管道的磨損會降低。

（4）分酸點一般為 40個/㎡～52 個/㎡，布點向下呈35°～55°的三角形均勻布置，因此不會產生盲區，消除了分酸的死角與氣液不良接觸的現象。

表2 不同材質的耐腐蝕性能比較

（5）等壓穩定流動型出口的沖量約為槽管溢流管液體重力加速度出口沖量的兩倍。經平臺試驗，用戶在驗證過程當中，等壓穩流器的出口流量較小，并產生霧滴指數少的現象，這樣可以使吸收率提高，SO2氣體在干燥后水分較低。

（6）在穩壓流分酸器上，酸量可以確保在設計值的±50%左右，符合標準數值，同時，通過真空負壓，來實現穩流與流量的均勻分布。

（7）管徑之間的煙氣較少，也較少了酸霧的夾帶；制造壁的厚度適中，焊接性能優越，且運行重量也較為輕便，從而使其使用壽命可長達20年左右。

（8）圓形主要部件的底部，分算點與其支管點在負壓狀態下，形成了液位微差為25mm的水柱高度，可以利用橢圓形與矩形來進行消除。

4 安裝及應用

自主研發分酸器以來，國內較多的硫酸生產企業都在投入使用，并獲得較大的經濟利益，率先投入使用的企業有云銅楚雄、云南三環、磷化、銅陵金昌、紫金多寶山、青海湘和。

按以上應用的廠家說明利用真空負壓進行流量均分的“均壓穩流型分酸器”吸收塔，其吸收效率較為明顯，與傳統結構相比，分酸成分更高，在干燥塔內干燥后的SO2爐氣含水量更低，實現了一次質酸設備增產減排的目標。