80万吨硫磺制酸工艺简介

1、80万吨硫磺制酸工艺简介第一页，共36页。1 、硫酸的特性及硫磺制酸原理1.1 硫酸的特性 硫酸分子式H2SO4，浓硫酸具有强烈的腐蚀性，成品浓硫酸浓度为98.3左右，硫酸是典型的强酸，浓硫酸还具有强吸水性、脱水性、强氧化性等特性，检修时一但人的身体部位粘上硫酸，将对人体产生强烈的腐蚀，储存过硫酸的容器气割时必须进行清洗、置换及通风，否则气割时产生氢气而发生爆炸。1.2 硫磺制酸的原理 （1）S+O2=SO2（雾化蒸发） （2）SO2+O2=SO3（转化反应 钒触媒的催化） （3）SO3+H2O=H2SO4（吸收塔） 第二页，共36页。1.3 硫磺制酸生产工艺流程图第三页，共36页。2、焚硫转

2、化工序工艺2.1 生产原理 焚硫炉内硫磺的燃烧过程，首先是液硫喷枪出口的雾化蒸发过程，硫磺蒸气与空气混合，在高温下达到硫磺的燃点时，气流中氧与硫蒸气开始反应，生成二氧化硫后进行扩散，伴随反应放出热量。由于热气流和热辐射给雾状液硫传热，因而使液硫继续蒸发。液硫在周围气膜中的燃烧反应速度与其蒸发速度为控制因素，反应速度随空气流速的增加而增加。因而改善雾化质量，增加空气气流的湍动，提高空气的温度有利于液硫的蒸发，强化液硫的燃烧和改善焚硫操作。 硫与氧的反应为：S+O2= SO2+Q 第四页，共36页。 转化反应是借助钒触媒的催化作用,将SO2转化成SO3,并释放出大量的热。 反应式为：SO2+ 1/

3、2O2 SO3+Q 二氧化硫在固体触媒上转化为三氧化硫的过程，触媒的催化作用可用以下几个步 骤加以解释：A、触媒表面的活性中心吸附氧分子，使氧分子中的原子键断裂而产生活泼的氧原子O；B、触媒表面的活性中心吸附二氧化硫分子；C、被吸附的二氧化硫分子和氧原子之间进行电子的重新排列化合成为三氧化硫分子；D、三氧化硫分子从触媒表面上脱附下来，进入气相。第五页，共36页。2.2 工艺流程叙述 来自熔硫工序的精制液硫，由液硫泵送至精硫泵槽（V1206)， 通过高压精硫泵(P12201)将液硫加压后经机械喷嘴喷入焚硫炉(F13101)，焚硫所需的空气经空气鼓风机鼓入干燥塔(T14101)，在干燥塔内与98%

4、浓硫酸逆向接触，使空气中的水份被吸收，出塔的空气水份含量小0.1g/Nm3，进入焚硫炉与硫蒸气混合燃烧生成含 1011.5% SO2、0.3% SO3、温度在1100左右的的高温炉气，经废热锅炉(B13101)回收热量后，温度降至410-415再进入转化一段（R13101-1）催化剂床层进行转化后，出口温度升至610左右，进入高温过热器（B13102）降温至440进入转化器二段 (R13101-2）催化剂床层进行行反应，二段出口气体温度升至520-550进入热热换热器（E13101）换热，温度降至440左右，进入转化器三段（R131013）催化剂床层进行反应，三段出口气体第六页，共36页。温度

5、升至460-480左右，依次经冷热换热器（E13102）和省煤器（B13103）换热，温度降至170-190，进入第一吸收塔(T1410)，与98%的浓硫酸接触吸收其中的三氧化硫，未被吸收的气体通过塔顶的纤维除沫器除去其中的酸雾后，依次通过冷、热换热器换热，利用转化二、三段的余热升温至410-415左右进入转化器四段（R13101-4）催化剂床层进行转化，四段出口气体温度升至440左右，依次经低温过热器（B13104）和省煤器（B13105）换热，温度降至160-180，进入第二吸收塔（T14103），与98%浓硫酸接触吸收其中的三氧化硫后，尾气通过塔顶的除沫器除去酸沫（排放SO2浓度670m

6、g/Nm3、酸雾42 mg/Nm3）后，进入脱硫塔洗涤，洗涤排放S O2浓度100PPM，后经150米放空烟囱排放。 为了调节各段催化剂层气体进口温度，设置了必要的副线和阀门。第七页，共36页。2.3.1 焚硫工序工艺流图 第八页，共36页。2.3.2 转化工序工艺流程图第九页，共36页。3、干燥、吸收、尾气脱硫的工艺流程3.1 工艺流程叙述3.1.1 干燥部分 空气由过滤器经鼓风机鼓入干燥塔，用98.5%的浓硫酸吸收空气中的水分，再由塔顶的金属丝网除沫器除去水沫、酸沫,使出干燥塔的气体水分含量小于0.1g/Nm，酸雾小于0.03 g/Nm，再送至焚硫炉。出干燥塔的循环酸流入二吸酸循环槽，考虑

7、到硫磺制酸的特殊性，为简化工艺流程，提高设备效率，干燥酸、一吸酸酸浓相近，使用一个槽上酸。第十页，共36页。3.1.2 吸收部分 经第一次转化从省煤器出来的炉气进入第一吸收塔，用98.5%的硫酸吸收炉气中的SO3，炉气经塔顶纤维除沫器除去酸雾后返回转化四段进行二次转化。四段触媒转化后的SO3炉气经过低温过热器、省煤器降温后进入第二吸收塔，由98.3%硫酸吸收其中的SO3。尾气经塔顶纤维除沫器除雾后进入脱硫洗涤塔（用氨水作吸收剂）,再经排气筒放空。吸收酸循环槽补加工艺水以调节酸浓。 3.1.3 尾气脱硫系统 二吸出来的尾气从脱硫塔底部进入，与脱硫塔上部喷淋的氨水充分接触，吸收尾气中的二氧化硫，使

8、二氧化硫降到100PPM以下再通过150米烟囱排入大气。第十一页，共36页。3.2 工艺流程图3.2.1 干吸工序工艺流程图第十二页，共36页。3.2.2 尾气脱硫工艺流程图第十三页，共36页。4、主要设备简介一、中压蒸进汽压力3.43MPa(实际开机只需3.2MPa,蒸汽出汽压力0.69MPa二、风机出口空气压力42KPa进入干燥塔干燥（硫酸吸收空气中的水份），这时进入焚硫炉的压力只有40KPa。汽轮机第十四页，共36页。 干燥塔一、干燥塔内物料为空气和98.5硫酸，填料215M3，工作压力0.035MPa，温度4860，塔上部分酸槽内装有瓷环，主要是为了均匀布酸，使酸与空气充分接触而吸收水

9、份使空气干燥。二、从风机来的空气从塔底进、塔顶出，进入焚硫炉加氧加压。第十五页，共36页。 干燥塔内部结构一、内部结构分酸管、分酸槽、瓷环二、瓷环均匀布酸第十六页，共36页。 焚硫炉一、物料为SO2、SO3气体，重517.195吨二、初次开机炉温应升至800，液硫燃烧时温度1100以下，炉气进入废热锅炉。三、炉膛内径约5.6米，长18.804米，钢制圆筒内衬耐火砖和保温砖。设置了二道折流挡墙、二次风、四个硫磺喷嘴。第十七页，共36页。液硫泵及精硫池一、底部为精硫 池，池上部安装 三台液硫泵二、泵的形号LGS2570，流量Q12m3/h、转速n2900r/min，扬程h=80m，液硫喷入焚硫炉，

10、三、溶硫温度135145三、大连耐酸泵厂制造，2开1备第十八页，共36页。 废热锅炉一、炉气进气温度1100，经一、二级降温冷却到405进入转化器一段，炉气压力28.5KPa，进口水温110，汽包出汽温度255 ，烟气流速67.3m/s，传热面积1836m2。二、锅炉内部为炉气管，壳程为水包，上部为汽包，第十九页，共36页。 转化器一段进、出口管一、转化器一段进口温度为410，SO2转化成SO3后吸收热量，出口管温度为590，进入高温过热器。二、转化器内装触煤（V2O5）加速SO2转化成SO3进入高温过热器。第二十页，共36页。 高温过热器容器类别：二类；工作压力：a（壳程）/a（管程）；设计

11、压力：a/a；水压实验压力：a（管程）；工作温度：590 （进）/0（出）/（进）/（出）烟气量：/h；过热蒸气量：t/h;主要受压元件材料：5；换热面积：（管程）；水容积：（管程）；炉气成分：汽；烟气进口压力：a第二十一页，共36页。转化器二段进、出口 一、二段进口 温度440，SO2二次转化后温度升高至520进入热热换热器第二十二页，共36页。二段出口 进入热热换热器一、设备总重：144t、物料：管程SO2 SO3炉气 、壳程：SO2炉气、工作温度：管程进520 出440、壳程进320 出440、工作压力：管程0.02Mpa 壳程：0.009Mpa、换热面积：2604m2。第二十三页，共3

12、6页。 转化器三段进、出口管一、三段进口 温度440，经转化后温度升到480，进入冷热换热器第二十四页，共36页。 冷热换热器一、设备总重：238.02t、物料：管程SO2 SO3炉气 壳程：SO2炉气、工作温度：管程进480 出320、壳程进70 出320、工作压力：管程0.0178Mpa 壳程0.0098Mpa、换热面积：5274m2。第二十五页，共36页。 2#省煤器 一、炉气流量：203432NM3/h；进口炉气温度：320 出口炉气温度160进口炉气压15.8KPa给水量 132000KG/h给水压力 6.2MPa 给水进口温度 131 给水出口温度 179第二十六页，共36页。 第

13、一吸收塔一、塔内物料为98、SO2、SO3气体，填料215m3、进气温度160 出口温度70二、炉气从塔底进入后SO3与硫酸中的水份接触生成H2SO4，未吸收的SO2炉气进入冷热换热器第二十七页，共36页。冷热换热器 热热换热器一、右为冷热换热器，进口温度70，出口温度为320，升温后进入热热换热器再次升温至420进入转化器四段。二、SO2走壳程，SO3走管程。第二十八页，共36页。 热热换热器进四段一、四段进口温度420，出口温度450进入低温过热器和1#省煤器第二十九页，共36页。 低温过热器 1#省煤器一、低温过热器属二类容器，进口温度450；出口温度367；总换热面积1458m2。二、

14、1#省煤器：炉气流量：181218NM3/h；进口炉气温度：367；出口炉气温度：160进入二吸塔；进口炉气压力：6.5KPa；给水压力：6.2MPa；给水进口温度：110（低温段）179（高温段）；给水出口温度：131（ 低温段）240（高温段）第三十页，共36页。 第二吸收塔一、物料98硫酸SO3 SO2，全容积215m3，温度80-150。二、未吸收完的微量SO2气体进入脱硫塔洗涤第三十一页，共36页。 脱硫塔一、塔下部为7.5m，上部3.5m，总高150m。二、三台洗涤泵型号LC200/410， 流量Q393.3m3/h，扬程h28m，转速n=1485r/min，分三层洗涤三、用水、气氨洗涤SO2生成亚硫酸氨，供后系统生产。四、泵为襄樊五二五厂生产第三十二页，共36页。 硫酸尾气塔 一、塔下部为脱硫塔，标记处为除雾洗涤塔。第三十三页，共36页。 一吸 二吸塔一、干燥泵LSB115028、流量Q1150m3、扬程h28m、转速n960r/min。二、一吸泵LSB140028、流量Q1400m3、扬程h28m、转速n960r/min，旅顺长城不锈钢厂制造。三、干吸循环槽1