硫磺制酸系统的设计与生产(2)

［６］ｃｈｅｎｇＫＫ，ｕｕＤＨ，ｓｕｎＹ，以耐．［Ｊ］．Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｋｔｔｅｒｓ，２００４，２６：

９１１—９１５．

［７］Ｓｌｉｌｌｉｎｇｅｒ

Ｐ

Ｊ，Ｂｏｔｈ鹪ｔＲＪ．［Ｊ］Ａｐｐｌｉｅｄ锄ｄＥｎｖｉｒｏｎ啪ｎｔａｌＭｉｃｍｂｉｏｌｏｇｙ，

１９８５，５０：１４“一１４５０．■

５２

现代化工第２５卷第９期

置冷热交换器和热管省煤器；四段和五段之间设转化器内置换热器；五段出口设置对流管束省煤器和热管省煤器。

（３）采用ＤＣＳ控制系统，对过程的主要工艺操作参数：温度、流量、压力、电气、电机停运操作及机泵运行状态进行监视、控制，并设有必要的连锁和报警系统，自动化程度高。

（４）一吸塔和二吸塔分别选用烛式纤维除雾器和高效除雾单元，转化器采用ＫＳｌ０２和ＫＳｌ０８催化剂，使二氧化硫的总转化率达到９９．８％～９９．９％，吸收率达９９．９９％，尾气排放中Ｓ０２质量浓度≤７３０ｍｇ／ｍ３，酸雾质量浓度≤２５ｍｇ／ｍ３。１．３干吸工序．．

干燥吸收流程采用三塔两槽两次吸收流程。干燥、一吸塔合用１个卧式循环槽（７２ｍ３），内衬耐酸瓷砖；二吸塔为１个单独的卧式循环槽（４８ｍ３），３个塔均配备ＬＳＢ高温浓硫酸液下泵，３台管壳式带阳极保护酸冷却器。各循环槽口均密封，槽体上均设有聚氯乙烯（Ｐｖｃ）环保管与干燥塔进气管连接，循环槽内微负压。一吸循环槽至二吸循环槽采用于燥塔回酸管串酸，二吸产酸经成品酸冷却器冷却后进入计量槽。

２

主要设备

２．１焚硫炉

焚硫炉为卧式圆筒结构。炉膛内径４８２０ｍｍ，

炉膛前端至尾端净长度为１２

８４４

ｍｍ。主体炉墙内

衬３层结构，由内到外依次为１１４ｍｍ厚高铝质轻质保温砖、１１４ｍｍ厚高铝质耐火砖及２３０ｍｍ厚高铝质耐火砖，内壁涂２层石墨粉（１００目）、水玻璃（４２Ｂｅ）防腐层，其配比如下：ｍ（石墨粉）：ｍ（水玻璃）＝１：２５，然后内衬２层３ｍｍ厚的石棉板，用水玻璃粘贴。耐火砖之间的灰缝为２ｍｍ，保温砖之间的灰缝为３ｍｍ，在砖砌体内表面涂刷２层磷酸盐防磨涂料。为使硫磺与空气混合均匀，保证硫磺充分燃烧，炉内设置了３道折流挡墙，挡墙均嵌入内层耐火砖砌体内，并错缝砌筑，以防止挡墙因受气流冲击及前后侧存在温差的影响而倒塌。为改善炉内气流分布，促进硫磺充分燃烧，延长炉气停留时间，减少炉气流动死区，在第二、三道挡墙之间放有耐火蓄热砖。为避免硫磺燃烧不完全而产生升华硫，设置了二次风用于补充氧量，并使火焰向炉头方向压缩，促使燃烧反应完全。为保证硫磺与空气的充分混合，焚硫炉内设有旋流装置，传干燥空气沿螺旋叶片槽道作旋转运动进入炉内，以利于燃烧更完全。在炉

头及炉侧面有视镜，以便观察炉内硫磺燃烧情况。为防雨水浸湿，炉体上部设置了铝板防雨罩。２．２换热器

’

转化工段的热一热换热器采用扬州庆松环境化

学工程设计研究有限公司设计的大孔板波形管碟环式换热器，换热器直径为２

２５０

ｍｍ，高为７

５４７ｍｍ，

换热面积为３８０ｍ２，列管材质为渗铝２０”钢。大孔板波形管碟环式换热器是流路换热器的进一步改进，主要特点在于采用同时开孔的碟、环形挡板代替老式的圆缺形折流板，采用波形扩散管代替传统换热管，且在中心区域不布列管，可显著降低壳程阻力和减小滞流区，壳程的气体接管方位可任意选定。其结构及气体流动方向如图２所示。经过近２年的运行情况表明，大孑Ｌ板波形管碟环式换热器具有传热系数高、一次投资少、运行费用低、阻力小、使用寿命长和检修安装方便等优点。

１一进口分布板；２一上部壳体；３一中部壳体；４一上管板；５，７一环形孔板；６一碟形孔板；８一下管板；９一下部壳体；

１卜钢管；１１一出口分布板

图２

大孔板波形管碟环式换热器结构及

气体流动方向示意图

大孔板波形管碟环式换热器采用①５７．０

ｍｍ×

３．５

ｍｍ渗铝２０”钢管在专用设备上轧制的波形扩

散管作为换热管，由于波形扩散管的管径方向和大小不断变化，管内外气体流动方向和速度亦不断变化，具有良好的促进界面湍流作用，增强了管内外流体的湍动程度，从而不断减薄甚至消除破坏湍流底层，有利于热量通过边界层的传递，提高了管内流体的传热系数。为了增加壳程流体的湍流程度，减少壳程气体流动滞流区，且与波形扩散管相适宜，选取了大孔径多孑Ｌ板支撑结构，有效提高了壳程传热效率。自２００３年６月投产运行，第二换热器副线阀基本处于全开状态，对该换热器进行了多次测试，经现场测定，大孔板波形管碟环式换热器在ｓＯ，侧副线阀全开时总传热系数达到３２．９０ｗ／（ｍ２ ℃）。在ｓＯ，副线阀全关的情况下总传热系数可达４０．８８ｗ／（ｍ２ ℃），这是硫酸行业转化系统气一气换热器从

２００５年９月张如庆等：硫磺制酸系统的设计与生产

５３

未达到的高度。

由于采用了大孔径多孔板支撑结构代替传统的带孔折流板支撑结构，大孔板波形管碟环式换热器壳程空隙率可达９０％以上，列管在管板上按正三角形排列。在中心区和外围环形区不布管，两处空缺面积分别占总截面的５．０％和１３．８％。这样，可显著降低壳程阻力和滞流区，同时管隙不易堵塞，解决了圆缺形折流板壳程死区的严重缺陷。在正常运行情况下，第二换热器管程和壳程总阻力为１

１９７

Ｐａ，

其中管程阻力为６４７Ｐａ，壳程阻力为５４９Ｐａ，这是目前国内硫酸行业阻力最小的换热器。在副线阀全关的情况下总阻力为１７６５

Ｐａ，其中管程阻力为１

２１６

Ｐａ，壳程阻力为５４９Ｐａ。

２．３转化器‘

转化器是硫酸生产的关键设备，内径为６

５００

ｍｍ，高１９

６００

ｍｍ，采用１０根立柱支撑催化剂层，篦

子板、隔板及大梁材质采用不锈钢与碳钢相结合，以使造价较低并满足工艺需要。四段和五段之间设置了内部换热器，材质为不锈钢，预热干燥空气用于焚硫炉。壳体内壁衬有耐火砖，隔板采用钢板，表面用耐火浇铸料保护，转化器内凡与气体接触的碳钢表面均喷铝，喷铝层厚０．２～０．３ｍｍ。转化器催化剂层上部和下部均设置了开孔瓷球垫层，既可使气体分布更均匀，又可以增加转化器的蓄热能力。２．４干吸塔

干吸塔规格均为垂４

２００ｍｍ×１４１２０

ｍｍ，采用

球形塔底、中间设置出酸管，并安装防漩流和过滤装置，大开孔瓷质球拱支撑三塔。分酸装置全部采用耐高温浓硫酸腐蚀的专用合金材料制作的管式分酸器，干吸塔顶部均采用Ｎｓ一８０抽屉式２层金属丝网捕沫器（高度分别为１００、１５０ｍｍ）；一吸塔和二吸塔出口设纤维除雾装置。干燥和一吸泵出口上酸管及出酸管选用３０４８不锈钢（采用阳极保护），二吸泵出口上酸管及出酸管材质为铸铁。

３

自动控制系统

该系统采用浙江浙大中控技术有限公司的全数

字化ｓｕＰＣＯＮＪｘ一３００ｘＤＣＳ集散控制系统，对生产过程主要参数（温度、压力、液位、浓度）分别进行检测、显示、记录、累计、报警和联锁。设有流程图动态画面显示、参数动态画面显示、调节动态画面显示、报警 …… 此处隐藏：1964字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……