硫酸系統干吸工序擴能技術改進與創新

2020-12-10 05:20:12楊會

硫酸工業 2020年10期

楊會

（金川集團公司化工廠，甘肅金昌737100）

某公司硫酸系統配套閃速爐技術改造項目，進入凈化工序的最大煙氣量為187 750.84 m3/h，φ(SO2)為10.079%，混合煙氣中以SO2形態存在的S為：161 280.9 t/a，制酸系統采用封閉洗滌凈化、二轉二吸、尾氣脫硫工藝，生產硫酸489 734 t/a[w(H2SO4)100%]。現有二吸塔（φ7 000 mm）已不能滿足二次吸收的要求，經工藝計算，二吸塔最小需要φ8 000 mm的塔。若新建1臺φ8 000 mm的吸收塔，則現有二吸塔將閑置，造成資源浪費。根據投資估算和現場情況，重新設計了1臺φ5 000的小塔和現有二吸塔作為一次吸收塔，現有一吸塔（φ8 000 mm）作為二吸塔，一次吸收煙氣入口管道采用一入二的配置。

1 技術改進原則

依據鎳閃速爐冷修后的煙氣條件，以現有制酸系統干吸工序主要設備處理氣量確定系統的處理能力[正常處理量為200 000 m3/h，φ(SO2)為7%～9%，最大處理量為220 000 m3/h]，對現有的生產系統進行擴能技術改造，具體內容如下：

1）增大系統處理能力，項目完成后實現二期可制酸煙氣全部回收制酸。

2）解決制酸系統干吸工序的換熱設備能力不足的瓶頸問題。

3）解決系統設備腐蝕老化問題，保證制酸與冶煉系統長周期穩定運行。

4）增加尾氣吸收裝置，實現制酸尾氣達標排放。

5）考慮冶煉和制酸系統出現故障時冶煉煙氣的緊急處理措施。

2 技術改進主要內容

2.1 干吸應急裝置研發應用

研發濃酸工藝逆止閥，新增濃硫酸應急泵，使干吸工藝配置實現應急聯鎖，確保干吸泵跳車后，SO2風機、轉化器、換熱器及催化劑不受影響、系統尾氣達標排放[1]。在一吸塔增加1臺應急泵（常開），這臺泵單獨連接1臺濃酸換熱器，換熱器出口管道上增加2臺電動蝶閥1#和2#（常開），在一吸塔和二吸塔的上酸主管上增加1個蝶閥3#（常關），如果一吸塔高壓泵跳車，打開3#閥，保持一吸塔正常運行；如果二吸塔高壓泵跳車，打開3#閥和1#閥，關閉2#閥，維持二吸塔正常吸收，具體見流程控制圖1。

圖1 應急裝置流程控制

2.2 波浪型捕沫器的研發應用

干吸工序原有三塔頂部應用的捕沫器是平面鋪放的聚四氟絲網，在設備尺寸不變的情況下，冶煉煙氣量增大，設備阻力增大，根據化工廠硫酸系統捕沫器的使用情況，將原有捕沫器改為波浪型捕沫器，改造后可減少設備阻力、提高捕沫效果、有效延長后續設備的使用壽命。波浪型捕沫器見圖2。

2.3 尾氣吸收系統的研發設計和應用

圖2 波浪型捕沫器

研發設計尾氣脫硫吸收塔，合理匹配尾氣吸收工藝。硫酸尾氣采用鈉堿法脫硫處理。具體流程：來自制酸系統干吸工序的尾氣進入脫硫塔，自下而上與噴淋液逆流接觸，煙氣中的二氧化硫與鈉堿溶液反應進入脫硫塔循環槽，脫除了80%以上二氧化硫的煙氣從頂部排出進入原有煙囪排放。煙氣的進口溫度約為75 ℃，出口溫度約為24 ℃。實現制酸尾氣達標排放。

2.4 SO2風機防喘振裝置應用

SO2風機防喘振裝置的應用，可防止進入干燥塔的風量變化引起的風機振動跳車事故發生，確保風機及系統安全運行。

2.5 新舊設備優化

增加1臺吸收塔（φ5 000 mm）與原有二吸塔（φ7 000 mm）并聯作為一吸塔，以解決冶煉冷修改造氣量增加后吸收塔負荷過高的問題。新塔內分酸器為管槽式分酸器，分酸均勻，吸收效果好；捕沫層為波浪型，捕沫層結構為316L金屬骨架，內填聚四氟絲網，填裝方便，捕沫效果顯著。與現有老塔組合成新的干吸系統，使原有設備充分發揮其效能，節約投資350萬元左右。