高浓度SO2冶炼烟气预转化工艺和HRS热回收技术的特点应用.pdfVIP

高浓度S02冶炼烟气预转化工艺 和HRS热回收技术的特点与应用 广西金川有色金属有限公司 【摘要】介绍了广西金川有色金属有限公司高浓度冶炼烟气制酸采用的美国杜邦 公司预转化工艺和HRS低温位热能回收技术的基本原理及技术优势。该技术的引进 为金川有色金属公司开启了低能耗、低污染、低排放的新型“低碳经济”的发展模 式。 【关键词】高浓度烟气制酸；预转化工艺；HRS低温位热回收技术 0前言 目前，采用“双闪”工艺的富氧铜冶炼系统能产生30％(vol一％)S0：以上的冶 炼烟气，若采用常规的转化工艺生产硫酸，不但不能满足日益严格的环保要求，而 且经济上不合理。近年来，国内、国际研究并开发了有关应用高浓度s0：冶炼烟气的 技术，例如：奥图泰公司的LUREC@工艺、德国拜耳的BAYQIK工艺以及杜邦公司的预 转化技术等Ⅱ≈1。 广西金川有色金属有限公司160万t／a制酸装置(铜规模400kt／a)引进了杜邦 公司的预转化工艺、HRS技术及关键设备，处理该公司“双闪”工艺铜冶炼产生的高 浓度SO。烟气。这是杜邦公司该两项硫酸技术在中国首次应用于冶炼烟气生产。 杜邦公司预转化工艺是处理高浓度sO：烟气的转化技术，并配置余热锅炉回收转 化热量，产生56公斤中压蒸汽用于发电；在吸收段采用HRS技术，回收低温位热量， 产生10公斤低压蒸汽，供厂区低压用户使用。 l、预转化工艺原理 常规转化工艺是以空气将高浓度SO。烟气稀释至浓度低于13％，然后送入转化器 进行S0：氧化反应。这种方法虽然避免了S0：氧化反应温度过高，使第一段催化剂的温 度控制在630℃以下，但是增加了输送气体量，使设备费用和能耗相应增加。 预转化工艺则是采用预转化器进行预转化，部分S0。在入常规转化器前氧化成为 SO。，降低了入常规转化器的SO：浓度，同时起到抑制一层转化率的作用。另外，通过 空气风机可调节入常规转化烟气的氧硫比，确保后续转化顺利进行。 2、工艺流程 191 图1预转化工艺流程图 从s02鼓风机出来的烟气，经过冷热换热器壳程与三段转化后的高温烟气进行换 热后，部分高浓度SO：烟气与来自空气鼓风机的空气混合，混合气体依次经中间换热 器、热热交换器壳程与四段转化和一段转化后的高温烟气进行间接换热，气体温度 升至390℃后进入预转化器，在预转化器，烟气中的大部分S0。转化成SO。，由于反应 放出大量的热，导致烟气温度升高，出预转化器的高温烟气经1#余热锅炉降温后， 与来自冷热换热器的另一部分高浓度SO。烟气混合，进入转化器一层。混合后烟气中 的大部分S0：在一层转化成S0。。来自一层转化后的烟气一部分经2#余热锅炉降温后进 入二层转化，另一部分高温烟气经过热热交换器管程去预热进预转化器的烟气，降 温后也返回N-层转化。烟气经过第二层触媒后，部分未转化的S0：继续被转化成SO。。 从二层转化出来的高温烟气经层间热热交换器降温后进入三层转化，烟气中少量的 未被转化的SO：继续转化，从三层转化出来的高温烟气依次经过冷热交换器和省煤器 3B壳程降温冷却后进入HRS塔。烟气中S0。在HRS塔大部分被喷淋的99％酸吸收，剩余 部分经98．5％浓酸吸收，出HRS塔的气体温度约75℃，依次经层间冷热交换器和层间 热热交换器壳程，被出五层转化器和二层转化器的高温烟气间接加热升温至410℃， 进入四层转化，烟气中剩余的sO。进一步转化为SO。，出四层转化后的高温烟气经中间 交换器冷却降温后进入五层转化。经过第五层触媒，S02总转化率达到99．9％以上。 从五层转化出来的高温烟气经层间冷热交换器和省煤器5A冷却降温后进入最终吸收 塔。 3、工艺特点 1)预转化反应热通过余热锅炉以次高压蒸汽的形式回收，提高了余热利用效 率。 2)常规转化采用3+2两次转化工艺，具有生产稳定、易操作等特点。 3)转化器内装填高效低阻优质触媒，其中一段和五段采用低燃点含铯触媒，确 保总转化率达到99．937％。 4)转化器各层温度与SO。冷副线实现连锁自动控制。 5)转化器采用全不锈钢结构。不锈钢转化器具有重量轻，在操作温度下呈现较 高的强度和刚度等特点，降低了漏气、窜气的发生概率，此外还具有安装方便、维 修工作量稍等优点。 6)开工预