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硫酸厂生产装置
本厂厂区由两部分组成,硫酸厂原料车间(原料熔硫在熔硫工段),制酸车间两部分,本厂共占地面积(含硫磺库)14000M2。
物料走向介绍:由火车运输进来的硫磺进入库房,由铲车装入硫磺给料斗内,经X-0008运输皮带传送,输送去快速熔硫锅内熔化,达到一定液位后溢流到过滤槽,由过滤泵送至板式液硫过滤器,过滤后的液硫进入中间槽,再由中间液硫泵输送至液硫贮罐,罐中液硫息流到精硫槽,通过精硫泵送入焚硫炉内,与干燥塔送来的干燥空气混合燃烧,,燃烧后的高温SO2气体经火管式余热锅炉降温至440度进入转化器一段,经过2+2的二转二吸后排空,成品酸经板式换热器降温后进入硫酸大罐,再用泵送至宏福硫酸大罐,系统所生产的蒸汽一部分经中压管道送入宏福电厂发电,另一部分给本厂透平汽轮机使用,带动空气鼓风机工作,产生的0.1—0.5Mpa/cm2背压蒸汽,由低压蒸汽管道送至磷酸厂供磷酸浓缩使用。
本厂所需的水电由宏福公司供应,生产过程中产生的酸、碱性污水通过管道送至宏福污水处理厂进行处理,清净雨水排至宏福公司地下管网外排。
主流程概述:熔硫——液硫焚烧——锅炉吸热——2+2转化系统——二转二吸——干燥、一吸8字交叉循环工艺。
干 吸
干吸工段操作技术:
一、干燥吸收的原理
NSO3+H2O→H2SO4+(N-1)SO3+89247J
1、化学原理 SO3+ H2O=H2SO4+Q
N=1 当SO3﹕H2O为1﹕1时为100% H2SO4(无水硫酸)
N>1 当SO3﹕H2O>1﹕1时为发烟硫酸
N<1 当SO3﹕H2O<1﹕1时为含水硫酸
2、硫酸的饱和蒸汽压
在浓度为98.3% H2SO4的饱和蒸汽压中H2O(g)蒸汽分压和SO3分压最低,而空气中的H2O(g)或入吸收塔的SO3分压大大的高于它,反应就向着平衡的方向移动,在干燥塔中H2SO4吸收H2O(g)而变稀,在吸收塔中H2SO4吸收SO3而变浓,气体得到了干燥或SO3被吸收。
干燥率和吸收率的计算(一般可达到99.95%以上)
η=(a-b)/b·100%
a——进塔H2O(SO3)量 mol
b——出塔H2O(SO3)量 mol
3、干燥吸收的双膜理论,五个步骤
双膜理论示意图
五个步骤
气体中的SO3(H2O)从气相主体中经膜向界面扩散
穿过界面的SO3(H2O)在液相中向反应面扩散
与SO3 (H2O)反应的H2O(SO3)在液相中向反应面扩散
SO3与H2O在反应面进行化学反应
生成的硫酸向液相主体扩散
二、完成干燥吸收的设备
1、填料塔的结构(主要设备)
1.1填料塔是一台由钢制外壳,内衬耐酸砖及其他附件组成的静止设备,有进气口、进酸口、出气口、出酸口、排冷凝酸口、加水口、人孔等。
1.2支承球拱,气体分布装置、填料支承装置等
1.3填料:各种型号及规格的填料,有矩鞍环、阶梯环、异鞍环等,规整填料等
1.4分酸装置:有槽式、管式等多种形式,有上喷、下喷、侧下喷、侧喷等多种形式。
1.5除沫器:有多种形式的,工作原理见图
1.6防旋涡流装置和滤网,防止局部流速过大和瓷环碎片进入泵槽。
三、工艺流程
威顿的干吸工艺流程属于泵后冷却的工艺流程,三塔三槽,两组冷却器,干燥下塔酸不设冷却器的配置。
干燥塔和一吸塔循环酸形成8字形交换上塔,一吸塔下塔酸进一吸酸循环槽,由硫酸泵抽出经酸冷器进行冷却后上干燥塔,干燥下塔酸进干燥循环槽,而干燥循环槽酸不用进行冷却,直接泵入一吸塔,减少了各自独立循环的串酸操作。
二吸塔独立循环,酸浓独立控制,所产硫酸串入一吸泵槽,而干吸工段的产品则由干燥下塔酸送出,主要原因是干燥塔吹出溶解在酸中的SO2。
成品酸冷却的理由是酸高对管道及罐体材料的腐蚀加剧,所以要冷却到35℃±3℃进入成品罐。
四、物料流向
空气(或SO2、SO3气体)由塔底部进入填料塔,与从分酸装置喷淋的H2SO4在塔内通过填料层逆流接触,完成传质传热的过程,被告吸收掉的水分(或SO3)的气体由塔顶经捕沫器除沫后进入下一道工序,而吸收了水分(或SO3)的硫酸变稀(或浓)后由塔底排出进行再次循环。两次循环的硫酸由补酸(或水)来调节浓度达到指标要求。
五、完成吸收的辅助设备
1、酸泵、有液下泵、卧式泵等型式
液下泵有无泄漏、不占用场地、安装方便、使用安全等优点。美国产路易斯泵的优点是运行可靠、平稳、寿命长等优点,缺点是价格昂贵。
2、阳极保护酸冷却器
阳极保护酸冷却器具有占地面积小、布置方便、操作简单、无泄漏、可回收热能高、使用寿命长等优点,在现在硫酸工业中已得到广泛应用。
3、板式换热器
哈氏C-276板片,结构紧凑、传热效果好、换热面积可更换、检修方便等优点。
4、泵槽(又称硫酸循环槽)
泵槽主要是提供硫酸泵的安装和固定基座,储存供生产使用的循环硫酸。
5、其他辅助设备
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