年处理10万吨硫磺制酸吸收装置工艺设计

年处理10万吨硫磺制酸吸收装置工艺设计内容摘要：

个接触法制硫酸的完整体系。 生产硫酸原料种类不同决定了生产工序和辅助工序的多少不同。 ⑵ 硫化氢制酸，是一典型的无辅助工序的生产过程，硫化氢燃烧后得到无催化剂毒物的二氧化硫气体，可直接进入后续转化和吸收工序； ⑶ 硫碳制取，如使用高纯度硫碳作 为原料，整个制酸过程可以简化到只设空气干燥一个辅助工序； ⑷ 冶炼烟气制酸和石膏制酸，焙烧处干有色冶金和水泥制作过程之中，所得二氧化硫气体含有矿尘、气体杂质等，因而需在转化前设置气体净化工序； ⑸ 硫铁矿制酸，是辅助工序最多且最有代表性。 前途的原料加工、焙烧、净化、催化净化、吸收、三废处理、成品算贮存和计量工序的在过程中均有。 由于我国硫酸工业原料以硫铁矿为主，故多采用硫铁矿植酸。 . 我国硫酸工业的生产现状 由于硫酸是主要的基础化工原料，其发展程度是一个国家的工业、国名经济发达程度上的标志之一，各国对硫酸 生产都比较重视。 在我国经济快速发展与下游磷复肥消费快速增长的装冲推动下，我国的硫酸无论从产量还是消费量都继续保持着快速的增长势头，目前，我国已经超过美国成为世界最大的硫酸产能和产量大国。 在磷复肥和工业用酸需求的拉动下，硫酸产量继续增长。 2020 年全国硫酸产量 5700万吨，同比增长 13%。 2020 年 1~11 月，我国共生产硫酸 万吨，同比减少 %。 从 5月份开始产量下降， 5~11 月生产 2871 万吨，同比减少 365 万吨。 2020 年硫磺与硫酸市场价格的大起大落给行业留下了深刻印象。 尤其是硫磺价 格从年初的“阶梯式”上涨到 8 月份以后的“瀑布式”下落，整个过程都让大部分硫酸、磷肥企业措手不及，是磷复肥行业受到重创。 展望 2020 年硫酸市场， 2020 年国内硫酸市场还是充满希望的。 首先， 11 月 13 日国家发布的有关下调化肥特别出口关税政策，是国产磷肥可能再次进入国际市场，国内磷肥市场会因此有所回暖，硫酸市场也会由此趋于稳定。 其次，国家惠农政策将进一步促使农民增加化肥用量， 2020 年磷肥产量将有一定增长，这无疑会促使硫酸装置开工率提高。 同时，因国际市场的多变以及国内出口企业之间的无秩序竞争，中国磷肥在国外到底能 寻求到多大的市场还是未知数。 中国磷肥能不能把我国际市场，关键取决于能否形成一个有效的出口机制。 而磷肥出口顺畅与否，直接影响着硫酸市场。 因此明年国内硫酸行业的发展一定程度上依赖于磷肥出口是否顺畅，这需要整个行业上下协力，共同谋求发展。 总括， 2020 年 1~6 月份，我国进口硫磺 万吨，去年同期总量为 万吨，相比减少了 %。 在经历了 2020 年下半年大幅下挫后， 2020 年硫磺价格基本处于震荡盘整，价格大体保持稳定，而在 月 月则出现了一轮大幅上涨并在 3 陕西科技大学毕业论文 4 月底开始冲高 回落。 上半年，我国主要的硫磺进口国沙特阿拉伯、加拿大和哈萨克斯坦，进口货集中于华东的南通港、西南的防城港、以及北方的青岛港，下游采购集中于江苏、云南、贵州、山东及湖北等省。 从宏观坏境来看，目前正值中国硫酸行业大变革、大发展的时代，在当前金融危机的局势下认识局势掌控方向，对硫酸行业所受到的影响和未来的发展态势予以详实的剖析，无论是对于中国硫酸行业的长远发展，还是对硫酸行业在具体工作总的突破都具有积极的指导作用。 当代硫酸工业的特点及发展趋势 世界硫酸工业的发展，主要表现在扩大生产规模，采用先进技术 ，节约能源，提高劳动生产率和消除环境污染等方面。 60 年代，采用了两吸两转新技术，使二氧化硫总转化率提高到 ﹪ 以上；为加强生产，提高进入转化器二氧化硫浓度；采用提高余热利用效率及将传统的柱状催化剂改为环状催化剂，改进设备结构及减小系统阻力等措施；开发了硫酸尾气治理工艺，使排入大气的二氧化硫含量降至 104 以下；在生产规模和设备上采用大型化，从而降低了成本，取得了显著的经济效益。 硫酸工业的技术发展趣势，主要有以下几个方面： (1) 提高 SO2 气体的浓度，强化设备，降低投资； (2) 降低系统阻力； (3) 采用耐腐蚀材料，保证设备可靠运转； (4) 提高余热利用效率； (5) 消除污染； (6) 生产设备大型化和集中化； (7) 采用电子计算机控制技术； (8) 改进冶炼烟气制酸技术； (9) 加速新技术的开发与研究。 发展建议 我国硫酸工业与世界硫酸强国的差距，以及硫酸行业面临的挑战，提出以下发展建议： (1)要创建一流硫酸企业。 针对我国硫酸行业中小企业居多、企业管理相对比较落后的现实情况，我们要把重点放在加强企业管理方面，尽快改善我国硫酸企业管理落后的局面。 硫酸企业应把产品质量视为企业 的生命，把质量工作放企业各项工作的首位，发挥品牌效应，创造世界知名品牌，向管理要效益。 (2)加速实现企业大型化、信息化、自动化。 组建企业集团只是形式上的做大，真正要年产 33 万吨硫磺制酸吸收工艺装置工段 5 实现企业大型化达到降低硫酸成本的目的，还必须通过技术改造尽快实现硫酸设备的大型化。 其次通过技术改造来加速实现硫酸企业信息化、自动化。 信息化可使企业的销售、供应、技术及管理快捷、畅通地和国际接轨，为此我国的硫酸企业必须尽快进入网络时代。 同时，实现硫酸生产控制自动化也是降低硫酸生产与劳动有关费用成本的必由之路，控制自动化程度越高，硫酸成本与劳动有关 的费用就越低，硫酸企业的劳动生产率就越高。 (3)提高硫酸企业装备技术水平。 发展我国自身技术的同时，对发达国家已经研制成功的硫酸新工艺、新技术、新材料、新设备，我们可以通过对工艺技术和成套设备的引进，也可以因地制宜地消化吸收之后用来改造我们自己的硫酸装备，向国外技术水平靠拢，从而尽快提高我国硫酸企业的装备技术水平。 积极采用高新技术和先进适用技术，改造和提升传统产业。 要完善以企业为主体的技术创新体系，在继续搞好引进技术和关键设备消化吸收的基础上结合我国国情开展技术创新，希望有更多的企业和科研设计单位能拥有自己 的专利技术和知识产权。 我们要继续搞好对外开放，加大对外技术交流和国际合作的广度和深度，逐步缩小我们与国外的差距。 我们要运用世贸组织的有关规则，制定具体的应对措施，保护硫酸产业安全。 注重环保以及能源消耗情况与废热回收利用 环境保护 硫酸工业是一个污染较重的行业，随着技术进步和严格管理，对环境影响的程度日渐降低。 目前，我国规定硫酸排放尾气中二氧化硫浓度为 3960 mmg ，但工业发达地区由于空气污染，大气中的二氧化硫浓度已经超标，必须在达标排放的基础上进行治理，满足总量控制的要求，降低对大气环境的污染。 对于生产中的酸性废水，一方面通过工艺过程的改进减少酸性废水的产生，另一方面对排放的污水以石灰乳或电石渣等中和处理，达标后排放。 以硫铁矿为原料的硫酸生产企业，还生产含铁的矿渣，目前许多企业将矿渣外售，供水泥和钢铁工业使用，有的企业综合利用硫铁矿渣制成铁系的涂漆产品，暂时不能利用的设置渣场堆放。 总之，对硫酸生产所排放的废气、废水以及废渣仍应继续治理，尽可能降低其危害生命和对环境的影响，使硫酸工业自身得以持续发展。 能源消耗情况 硫酸生产存在一定的消耗，如电、 蒸汽和各种辅助燃料等，这三种主要制酸原料中，硫磺制酸能耗最低，硫铁矿和冶炼烟气制酸相当，大型装置由于技术装备水平较高，能耗普遍低于小型装置。 近年来，硫磺制酸生产单位产品的耗电量总体呈下降趋势，主要是由于节能措施得当，如大型装置推广了汽轮机驱动空气鼓风机、干吸塔低位配置等技 陕西科技大学毕业论文 6 术，使得产品能耗有所降低。 而硫铁矿和冶炼烟气制酸虽然采用了不少节能措施，但由于采用了动力波洗涤器、高效气体换热设备等高效设备，高效设备的压力降一般较高，相应增加了能耗，生产单位产品的耗电量总体仍呈上升趋势。 废热回收利用 硫酸 生产是一个放热过程，反应热主要来源有四部分：含硫原料的燃烧、二氧化硫的氧化、气体干燥和三氧化硫的吸收。 其中燃烧反应的放热量随原料的不同而大小不等，其它三部分反应热则相同。 根据载热介质温位高低，将焙烧或燃烧过程生产的 100℃ 左右的热烟气及沸腾层中 850℃ 床层的热能称为高温废热；转化过程 500―600 ℃ 的转化气的热能称为中温废热；干吸过程 100℃ 左右循环酸的热能称为低温废热。 就数量而言，高温废热占总热量的大部分，低温废热占总热量的 20%―30% ，通常，设置火管或水管废热锅炉回收高温废热产生蒸汽，蒸汽用于发电或直 接应用；设置过热器、省煤器等设备回收中温废热，热中压饱和蒸汽转变为过热蒸汽和加热锅炉给水，提高了蒸汽的品质和产率。 目前，国内硫磺制酸高、中温位热能普遍得到回收；硫铁矿和冶炼烟气制酸高位热能也得到了回收利用，而受工艺条件的限制，中温位热能主要用于预热进转化工序的二氧化硫炉气以实现转化操作的自热平衡，只要少数企业在进转化器炉气（ SO2） ≥%的条件下，回收中温位的热能；低温位热能回收的较少。 目前，我国硫酸生产每吨硫酸副产蒸汽量平均为 ，废热回收率仅为 60%―70% ，冶炼烟气制酸企业则更低；而采用 美国孟莫克公司技术（带 HRS）产汽率可达 at ，废热回收率超过 90%。 工艺流程的简述 原料工段 固体硫磺运至气库，采用人工上料式，通过一大倾角胶。