楊 會(huì)

（金川集團(tuán)公司化工廠，甘肅金昌737100）

某公司硫酸系統(tǒng)配套閃速爐技術(shù)改造項(xiàng)目，進(jìn)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(tài)存在的S為：161 280.9 t/a，制酸系統(tǒng)采用封閉洗滌凈化、二轉(zhuǎn)二吸、尾氣脫硫工藝，生產(chǎn)硫酸489 734 t/a[w(H2SO4)100%]。現(xiàn)有二吸塔（φ7 000 mm）已不能滿足二次吸收的要求，經(jīng)工藝計(jì)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(xiàn)有二吸塔將閑置，造成資源浪費(fèi)。根據(jù)投資估算和現(xiàn)場情況，重新設(shè)計(jì)了1臺φ5 000的小塔和現(xiàn)有二吸塔作為一次吸收塔，現(xiàn)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(shù)改進(jìn)原則

依據(jù)鎳閃速爐冷修后的煙氣條件，以現(xiàn)有制酸系統(tǒng)干吸工序主要設(shè)備處理氣量確定系統(tǒng)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(xiàn)有的生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)能技術(shù)改造，具體內(nèi)容如下：

1）增大系統(tǒng)處理能力，項(xiàng)目完成后實(shí)現(xiàn)二期可制酸煙氣全部回收制酸。

2）解決制酸系統(tǒng)干吸工序的換熱設(shè)備能力不足的瓶頸問題。

3）解決系統(tǒng)設(shè)備腐蝕老化問題，保證制酸與冶煉系統(tǒng)長周期穩(wěn)定運(yùn)行。

4）增加尾氣吸收裝置，實(shí)現(xiàn)制酸尾氣達(dá)標(biāo)排放。

5）考慮冶煉和制酸系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)冶煉煙氣的緊急處理措施。

2 技術(shù)改進(jìn)主要內(nèi)容

2.1 干吸應(yīng)急裝置研發(fā)應(yīng)用

研發(fā)濃酸工藝逆止閥，新增濃硫酸應(yīng)急泵，使干吸工藝配置實(shí)現(xiàn)應(yīng)急聯(lián)鎖，確保干吸泵跳車后，SO2風(fēng)機(jī)、轉(zhuǎn)化器、換熱器及催化劑不受影響、系統(tǒng)尾氣達(dá)標(biāo)排放[1]。在一吸塔增加1臺應(yīng)急泵（常開），這臺泵單獨(dú)連接1臺濃酸換熱器，換熱器出口管道上增加2臺電動(dòng)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(gè)蝶閥3#（常關(guān)），如果一吸塔高壓泵跳車，打開3#閥，保持一吸塔正常運(yùn)行；如果二吸塔高壓泵跳車，打開3#閥和1#閥，關(guān)閉2#閥，維持二吸塔正常吸收，具體見流程控制圖1。

圖1 應(yīng)急裝置流程控制

2.2 波浪型捕沫器的研發(fā)應(yīng)用

干吸工序原有三塔頂部應(yīng)用的捕沫器是平面鋪放的聚四氟絲網(wǎng)，在設(shè)備尺寸不變的情況下，冶煉煙氣量增大，設(shè)備阻力增大，根據(jù)化工廠硫酸系統(tǒng)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(shè)備阻力、提高捕沫效果、有效延長后續(xù)設(shè)備的使用壽命。波浪型捕沫器見圖2。

2.3 尾氣吸收系統(tǒng)的研發(fā)設(shè)計(jì)和應(yīng)用

圖2 波浪型捕沫器

研發(fā)設(shè)計(jì)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(tǒng)干吸工序的尾氣進(jìn)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(yīng)進(jìn)入脫硫塔循環(huán)槽，脫除了80%以上二氧化硫的煙氣從頂部排出進(jìn)入原有煙囪排放。煙氣的進(jìn)口溫度約為75 ℃，出口溫度約為24 ℃。實(shí)現(xiàn)制酸尾氣達(dá)標(biāo)排放。

2.4 SO2風(fēng)機(jī)防喘振裝置應(yīng)用

SO2風(fēng)機(jī)防喘振裝置的應(yīng)用，可防止進(jìn)入干燥塔的風(fēng)量變化引起的風(fēng)機(jī)振動(dòng)跳車事故發(fā)生，確保風(fēng)機(jī)及系統(tǒng)安全運(yùn)行。

2.5 新舊設(shè)備優(yōu)化

增加1臺吸收塔（φ5 000 mm）與原有二吸塔（φ7 000 mm）并聯(lián)作為一吸塔，以解決冶煉冷修改造氣量增加后吸收塔負(fù)荷過高的問題。新塔內(nèi)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(jié)構(gòu)為316L金屬骨架，內(nèi)填聚四氟絲網(wǎng)，填裝方便，捕沫效果顯著。與現(xiàn)有老塔組合成新的干吸系統(tǒng)，使原有設(shè)備充分發(fā)揮其效能，節(jié)約投資350萬元左右。

3 系統(tǒng)主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和運(yùn)行參數(shù)

系統(tǒng)改造后，運(yùn)行穩(wěn)定，來主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)比較見表1，部分運(yùn)行數(shù)據(jù)與設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)比較見表2，產(chǎn)量、投料量與濃度關(guān)系見表3。

表1 主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)比較表

續(xù)表1 主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)比較表

表2 部分運(yùn)行數(shù)據(jù)與設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)比較 ℃

表3 產(chǎn)量、投料量與濃度關(guān)系

系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作制度330 d/a，24 h生產(chǎn)，設(shè)計(jì)產(chǎn)量1 484 t/d，從表3可以看目前已基本達(dá)到設(shè)計(jì)產(chǎn)能。

4 投資概算

項(xiàng)目充分利用原有設(shè)備，新增部分設(shè)備，使其設(shè)備效能發(fā)揮到最大，具體投資見表4。

表4 項(xiàng)目投資

5 項(xiàng)目實(shí)施后的效果分析

5.1 系統(tǒng)的優(yōu)化

1）設(shè)備能力及運(yùn)行效率明顯提高。該項(xiàng)目實(shí)施后，由于在干吸工序相應(yīng)地增加換熱面積，循環(huán)酸換熱能力不足的問題得到徹底解決。

2）增加應(yīng)急裝置可以實(shí)現(xiàn)應(yīng)急聯(lián)鎖。該項(xiàng)目實(shí)施后，系統(tǒng)運(yùn)行效率得到明顯提高，制酸尾氣實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。

5.2 社會(huì)效益和環(huán)保效益

項(xiàng)目實(shí)施后，干燥效果和吸收效果明顯，增加應(yīng)急裝置提高生產(chǎn)穩(wěn)定性，減少系統(tǒng)故障率，保證制酸與冶煉長期同步穩(wěn)定運(yùn)行，在減少冶煉煙氣排空的同時(shí)，有效提高了硫的資源綜合利用率，同時(shí)在制酸系統(tǒng)增加了尾氣脫硫塔，脫硫后尾氣經(jīng)尾氣煙囪達(dá)標(biāo)排放，社會(huì)和環(huán)保效益顯著。

5.3 經(jīng)濟(jì)效益

通過集成創(chuàng)新，使原有設(shè)備發(fā)揮其效能，節(jié)約投資350萬元左右。

6 結(jié)語

通過改進(jìn)干吸工序的工藝配置，提高了系統(tǒng)干燥、吸收效果；增加尾氣吸收裝置使尾氣排放達(dá)到環(huán)保要求；為保證制酸與冶煉系統(tǒng)長周期穩(wěn)定運(yùn)行增加風(fēng)機(jī)防喘振裝置，為提高系統(tǒng)產(chǎn)能和設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性奠定了基礎(chǔ)。系統(tǒng)改造投用后，設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定，為火法系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行作業(yè)率提供安全保障，具有良好經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益。