新建年产12万吨硫铁矿制酸项目可行性研究报告(编辑修改稿)

新建年产12万吨硫铁矿制酸项目可行性研究报告(编辑修改稿)内容摘要：

塔酸冷却器出口串来的 98%硫酸，以维持循环酸的浓度。 然后经干燥塔循环泵打入干燥塔酸冷却器冷却后，进入干燥塔循环使用。 增多的 93%酸全部通过干燥塔循环泵串入一吸塔。 经一次转化后的气体，温度大约为 180℃，进入一吸塔，吸收其中的 SO3，经塔顶的金属丝网除雾器除雾后，返回转化系统进行二次转化。 经二次转化的转化气，温度大约为 156℃，进入二吸塔，吸收其中的 SO3，经塔顶的金属丝网除雾器除雾后，通过 60m 烟囱达标排放。 第一吸收塔和第二吸收塔均为填 料塔，第一吸收塔和第二吸收塔淋洒酸浓度为 98%，吸收 SO3后的酸自塔底流入吸收塔循环槽混合，加水调节酸浓至 98%，然后经吸收塔循环泵打入吸收塔酸冷却器冷却后，进入吸收塔循环使用。 增多的 98%硫酸，一部分串入干燥塔循环槽，一部分作为成品酸经过成品酸冷却器冷却后直接输入成品酸贮罐。 转化工段 经干燥塔金属丝网除沫器除沫后， SO2浓度为 ~%的炉气进入二氧化硫鼓风机升压后，经第 Ⅲ 换热器和第 Ⅰ 换热器换热至 ~430℃，进入转化器。 第一次转化分别经一、二、三段催化剂层反应和 Ⅰ 、 Ⅱ 、 Ⅲ 换热器换热，转 化率达到 92%，反应换热后的炉气降温至 180℃，进入第一吸收塔吸收 SO3后，再分别经过第 Ⅴ 、第 Ⅳ 和第 Ⅱ 换热器换热后，进入转化器四和五段进行第二次转化，总转化率达到 %以上，二次转化气经第 Ⅴ 换热器换热后，温度降至 156℃进入第二吸收塔吸收 SO3。 为了调节各段催化剂层的进口温度，设置了必要的副线和阀门。 为了系统的升温预热方便，在转化器一段和四段进口设置了两台电炉。 贺州市宏鑫化工有限公司 120kt/a 硫铁矿制酸 包头明天化学工程有限公司 14 物料平衡 单位：万吨 /年 空气： 其中： H2O: 硫精砂： 硫铁矿渣、灰： 其中： S： 其中： S： H2O： 工艺水： 5%稀酸： 3 其中： S: H2O: 补充空气： 其中 :H2O: 工艺水： 98%酸 其中： S: H2O: 尾气： 其中： S: H2O: 干吸，转化工段 焙烧工段 净化工段 贺州市宏鑫化工有限公司 120kt/a 硫铁矿制酸 包头明天化学工程有限公司 15 原材料、辅助材料和燃料、动力消耗定额 原材料、辅助材料和燃料、动力消耗定额 表 41 （年操作时 间 8000 小时） 序 名 称 及规格 单 位 消耗定额 消 耗 量 备 注 号 以每吨100%H2SO4计 每小时 每年 一 消耗物 1. 硫铁矿 (干基 ) (含 S:32%) 吨 105 矿山自产 2. 电 度 145 2175 107 3. 循环水 吨 2040 107 装置自供 4. 直流水 吨 7 105 105 5. 脱盐水 吨 105 装置自供 6. 钒催化剂 公斤 104 7. 轻柴油 公斤 104 开车用 8. 石灰 (CaO70%) 公斤 100 105 二 付产物 1. 铁精砂 吨 105 干基 2. 稀硫酸 吨 104 3. 电 度 175 2188 107 三 主产品 1. 98%硫酸 吨 104 自控技术方案 自控水平和主要控制方案 本设计为 12 万吨 /年 硫铁矿制酸装置，包括原料工段、焙烧工段、净化工段、转化工段、干吸及成品工段、余热回收系统、循环水站、余热发电以及脱盐水站的自控设计。 工艺物料主要为硫铁矿、高温炉气、硫酸、蒸汽以及水。 整个装置均为非防爆区。 以集中控制为主 ,整个生产过程的操作及主要动设备的状态显示、停止操作均可在控制室内完成。 对不重要的或不需要经常监视的工艺参数采用就地仪表指示。 根据工艺操作需要，在焙烧工段设置一个操作室，面 积约为 30平方米；在发电厂房内设置一个操作室，面积约为 30平方米。 原料工段、脱盐水站、循环水站均单独设置常规仪贺州市宏鑫化工有限公司 120kt/a 硫铁矿制酸 包头明天化学工程有限公司 16 表操作室，面积均为 24 平方米。 主要关键仪表选择 温度仪表：需要集中检测的工艺参数的温度传感器主要使用 热电阻和 K分度号的热电偶。 就地指示的温度选用双金属温度计。 压力仪表：硫酸等腐蚀性介质的压力测量，就地指示采用隔膜压力表，集中指示采用隔膜压力变送器。 一般介质采用不锈钢压力表或普通压力变送器进行测量。 流量仪表：气体流量的测量采用托巴管流量 计或阿纽巴流量计。 水流量的测量采用威力巴流量计。 蒸汽流量的测量采用阿纽巴流量计。 成品酸的计量选用质量流量计。 物位仪表：硫酸的液位测量采用雷达液位变送器。 锅炉汽包液位采用差压变送器进行测量。 分析仪表：酸浓检测采用电导式酸浓分析仪。 气相在线分析仪表为引进产品，供应商提供全套的采样和预处理装置。 仪表电源的要求和用量 仪表电源：来自电气专业，通过不间断电源提供仪表所需的 220VAC 电源。 供控制系统、分析仪表及其它仪表用电设备使用。 交流输入： 380VAC177。 10%；频率： 50Hz177。 5% 交流输出： 380VAC177。 2%；频率： 50Hz177。 220VAC177。 2%；频率： 50Hz177。 交流输出： 24VDC177。 1% 用电量： 51KVA。 主要设备的选择 概述 12 万吨 /年 硫铁矿制酸装置非标设备的设计，将在该 公司已设计投产的多套硫铁矿制酸装置的基础上，吸收国内外硫铁矿制酸的先进技术，立足于国产化，根据国内的制造条件和标准，在稳妥可靠的前提下进行改进和提高，优化设备设计。 设计原则和一般技术规定 （ 1） 设计原则 a、 工程设计应以设计合同为依据进行优化设计，技术上应稳妥、性能上应可靠、操作方便、投资节省。 b、设备设计条件在工艺数据表和结构简图中已有明确规定的，必须以设计条件的内容为准。 贺州市宏鑫化工有限公司 120kt/a 硫铁矿制酸 包头明天化学工程有限公司 17 c、容器及封头的公称直径应尽量选用标准系列。 d、设备法兰按设计条件选用靠近压力等级或高一等级标准法兰；无标准直接选用时，才允许进行设计；对既能选用板材也能使用锻件加工时，优先选用板材加工。 e、设备上使用的人孔、手孔、检查孔、吊耳、支座、视镜等，应尽量按标准或选用标准图；螺栓、螺母 应按相应标准匹配使用，并尽量使用商品等级。 （ 2） 一般技术规定 a、自然条件参数：按业主提供的数据。 b、设计压力：设备设计压力在工艺数据表有明确规定时，以数据表规定为准；当工艺数据表没有明确规定时，必须考虑在工作情况下可能遇到的工作压力和对应的工作温度两者组合中的各种工况，并以最苛刻工况下的工作压力来确定设计压力。 c、设计温度：设备设计温度在工艺数据表有明确规定时，以数据表规定为准；当工艺数据表没有明确规定时，必须考虑在工作过程中可能遇到的工作温度和相应工作压力两者结合 中各种苛刻条件下的最高工作温度。 d、焊接接头系数：焊接接头系数应根据元件的焊接接头型式及无损检测的长度比例确定。 e、腐蚀裕量：容器的腐蚀裕量在工艺数据表有明确规定时，以数据表规定为准；当工艺数据表没有明确规定时，按以下规定选取： 碳钢容器：取 C2=3mm(当采取内部防腐措施时取 C2=1mm) 不锈钢容器：取 C2=0mm f、材料许用应力：材料的许用应力按 JB/T4735 确定和选取。 主要设备说明 (1) 沸腾炉： 沸腾炉炉体为钢壳圆筒（上部扩大）内衬保温砖和耐火砖结构。 炉 子的最下部是风室，设有空气进口管，其上部是空气分布板，空气分布板上是耐火浇注料炉床，炉床上埋设有许多侧向开小孔风帽。 炉膛中部为向上扩大的截头锥体，上部炉膛的截面积比沸腾层的截面积大，以降低炉气的上升速度，减少固体粒子的带出。 沸腾床中装有冷却管束，以移走沸腾床的余热，它们与锅炉汽包联结，是余热锅炉蒸发受热面的一部分。 此外，沸腾炉上还设置有加料口、矿渣溢流管（口）、炉气出口、点火孔等接管。 为防止 SO3露点腐蚀，沸腾炉壳体外部设有外保温。 (2) 文氏管：文氏管是作为净化工段第一级洗涤设备使用的，其工况 条件的特点是温度高、腐蚀性强、气体带尘较多，如采用填料塔有堵塞的危险，所以采用内喷文氏管。 其优点是便于大型化、气体压降小、操作弹性大、性能稳定、可靠性较高。 贺州市宏鑫化工有限公司 120kt/a 硫铁矿制酸 包头明天化学工程有限公司 18 (3) 洗涤塔：洗涤塔为净化工段第三级洗涤设备，采用整体钢衬 PE 制作，喷淋酸由塔顶的分酸器分布到填料上面。 喷淋 5%的稀酸。 填料高度一般为 ~4m范围内，一般采用聚丙烯制大尺寸（如φ 76）的低阻力、抗污堵及具有自清洗性能的填料，如异鞍环、阶梯环等。 (4) 干吸塔：干吸塔是指干燥塔、第一吸收塔和第二吸收塔。 净化炉气中因含有水分，如不及 时去除就会与 SO3反应生成硫酸，从而腐蚀后续转化换热系统中的钢制设备，损坏催化剂，增加系统的阻力，为除去这些水分，设置了干燥塔。 吸收塔的作用是将在转化器内产生的 SO3气体用浓硫酸吸收产出成品酸。 干吸塔的主要结构基本上是相似的，塔体为立式圆筒形内衬耐酸砖。 在保证大开孔率的前提下，塔内填料支承既可采用高铝瓷条梁，也可采用耐。