硫磺制酸整体解决方案

硫 磺 制 酸 整 体 解 决 方 案 一. 行 业 发 展 趋 势 硫 酸 作 为 一 种 基 础 化 工 原 料, 在 化 肥 化 工 轻 工 钢 铁 纺 织 等 使 用 广 泛 从 原 料 结 构 上 分 为 硫 磺 制 酸 硫 铁 矿 制 酸 冶 炼 烟 气 制 酸 三 类 与 其 他 两 类 相 比 硫 磺 制 酸 具 有 工 艺 流 程 简 单 投 资 少 热 能 利 用 率 高 环 境 效 益 好 等 优 点 相 同 规 模 的 硫 磺 制 酸 装 置, 其 投 资 约 为 硫 铁 矿 制 酸 装 置 投 资 的 一 半, 且 动 力 消 耗 和 公 用 工 程 费 用 低, 无 废 渣 废 水 的 排 放 另 外, 硫 磺 制 酸 建 设 周 期 短, 操 作 管 理 方 便 二. 工 艺 流 程 流 程 简 介 : 以 固 体 硫 磺 为 原 料, 采 用 快 速 熔 硫 机 械 过 滤, 液 体 硫 磺 在 焚 硫 炉 内 高 强 度 焚 烧 ; 转 化 采 用 2+2 两 次 转 化,1 2 段 间 换 热 降 温,3 4 段 间 空 气 冷 激 流 程, 第 二 次 转 化 升 温 采 用 Ⅳ Ⅰ 换 热 流 程 ; 干 吸 采 用 的 三 塔 三 槽 流 程 采 用 98 酸 干 燥 空 气 ; 焚 硫 炉 后 设 置 废 热 锅 炉, 转 化 器 二 段 出 口 设 置 高 温 过 热 器 / 省 煤 器, 四 段 出 口 并 联 低 温 过 热 器 / 省 煤 器 和 外 换 热 器 ; 干 燥 塔 前 采 用 中 压 蒸 汽 透 平 驱 动 鼓 风 机 具 体 如 下 : 熔 硫 : 用 蒸 汽 ( 温 度 140-170 ) 将 硫 磺 在 熔 硫 池 内 融 化 为 液 体, 并 通 过 调 节 使 液 硫 温 度 稳 定 在 135 145 之 间, 熔 硫 池 及 液 硫 储 槽 液 位 稳 定 在 控 制 范 围 内 流 程 : 硫 磺 加 入 地 下 加 料 储 斗, 通 过 电 磁 振 动 给 料 器 均 匀 加 入 皮 带 机 至 快 速 熔 硫 槽, 经 蒸 汽 盘 管 加 热 熔 化 成 液 体 硫 磺 快 速 熔 硫 槽 液 硫 溢 流 至 粗 硫 槽, 粗 硫 泵 将 粗 液 硫 打 入 助 滤 槽, 加 入 硅 澡 土 搅 拌 均 匀, 再 经 助 滤 泵 打 入 液 硫 过 滤 机 预 涂 预 涂 合 格 后 停 助 滤 泵, 启 动 粗 硫 泵 将 液 硫 打 入 液 硫 过 滤 机, 过 滤 后 的 合 格 液 硫 进 入 中 间 槽, 经 中 间 泵 打 入 液 硫 储 槽 备 用 焚 硫 转 化 : 液 硫 与 干 燥 空 气 中 的 氧 燃 烧 生 成 SO2;SO2 转 化 成 SO3; 将 转 化 过 程 中 产 生 的 热 量 合 理 利 用 流 程 : 来 自 熔 硫 工 序 的 精 制 液 硫, 由 液 硫 泵 送 至 精 硫 槽, 通 过 高 压 精 硫 泵 将 液 硫 加 压 喷 入 焚 硫 炉, 焚 硫 所 需 的 空 气 经 鼓 风 机 加 压 送 入 干 燥 塔, 在 干 燥 塔 内 与 98% 的 浓 硫 酸 逆 向 接 触, 出 去 空 气 中 的 水 份, 进 入 焚 硫 炉 与 硫 蒸 气 混 合 燃 烧 生 成 含 SO2 10.2% 左 右 的 高 温 炉 气, 经 废 热 锅 炉 换 热 器 回

收 热 量 后, 温 度 降 至 420 左 右, 再 进 入 转 化 一 段 催 化 剂 床 层 进 行 转 化, 出 口 温 度 升 至 612 左 右, 进 入 高 温 过 热 器 降 温 至 445 进 转 化 二 段 催 化 剂 床 层 进 行 反 应, 二 段 出 口 气 体 温 度 升 至 520 左 右 进 入 热 热 换 热 器 换 热 温 度 降 至 445 左 右, 进 入 转 化 三 段 催 化 剂 床 层 进 行 反 应, 转 化 三 段 出 口 气 体 温 度 升 至 469 左 右, 依 次 经 冷 热 换 热 器 和 省 煤 器 换 热 后, 温 度 降 至 170 左 右, 进 入 第 一 吸 收 塔, 与 98 酸 接 触 吸 收 三 氧 化 硫, 余 气 通 过 塔 顶 的 除 沫 器 除 去 酸 雾, 依 次 通 过 冷, 热 换 热 器 换 热 利 用 转 化 二 三 段 的 余 热 升 温 升 至 420 左 右 进 入 转 化 四 段 催 化 剂 床 层 进 行 第 二 次 转 化, 四 段 出 口 气 体 温 度 升 至 446 左 右 进 入 空 气 换 热 器 和 省 煤 器 降 温 至 160 左 右 进 入 第 二 吸 收 塔, 用 98 酸 吸 收 SO3, 尾 气 经 塔 顶 的 除 沫 器 除 去 酸 沫, 余 气 SO2 浓 度 920mg/Nm3,SO3 45mg/Nm3, 由 烟 囱 排 放 干 吸 : 用 98 酸 吸 收 空 气 中 的 水 分, 干 燥 合 格 的 空 气 送 焚 硫 炉 转 化 岗 位 ; 用 98 酸 吸 收 来 自 转 化 三 段 四 段 的 SO3 气 体, 以 达 到 生 产 合 格 硫 酸 的 目 的 流 程 :1 干 燥 : 空 气 经 风 机 鼓 入 干 燥 塔, 用 98% 的 浓 硫 酸 干 燥 吸 收 水 份, 再 由 塔 顶 的 金 属 丝 网 除 沫 器 除 去 酸 沫, 使 出 干 燥 塔 的 气 体 水 份 含 量 小 于 0.1g/Nm3, 送 到 焚 硫 炉 ; 出 干 燥 塔 的 循 环 酸 流 入 循 环 酸 槽 再 由 二 吸 泵 送 第 二 吸 收 塔, 另 一 部 分 去 成 品 酸 冷 却 器 冷 却 后 入 地 下 酸 槽, 并 由 成 品 酸 泵 送 成 品 酸 贮 槽 2 吸 收 : 经 一 次 转 化 出 来 的 炉 气 进 入 第 一 吸 收 塔, 用 98% 硫 酸 吸 收 S03, 炉 气 除 去 酸 雾 后 返 回 转 化 四 段 进 行 二 次 转 化 四 段 触 媒 转 化 之 后 的 S03 炉 气 经 过 降 温 后 进 入 第 二 吸 收 塔, 用 98% 硫 酸 吸 收, 尾 气 经 除 雾 后 由 排 气 筒 排 放, 吸 收 酸 循 环 槽 补 加 工 艺 水 3 酸 系 统 : 整 个 酸 系 统 设 置 吸 收 酸 循 环 槽 及 地 下 酸 槽 和 成 品 酸 槽, 吸 收 塔 回 流 酸 约 92, 经 干 燥 酸 泵 打 入 干 燥 酸 冷 却 器 冷 却 至 65, 进 入 干 燥 塔 ; 干 燥 塔 下 塔 酸 约 70 直 接 用 泵 打 至 第 二 吸 收 塔, 第 二 吸 收 塔 下 塔 酸 约 77 流 入 吸 收 酸 循 环 槽 ; 吸 收 酸 槽 中 酸 温 约 92, 经 第 一 吸 收 塔 酸 冷 器 冷 却 至 70 进 入 第 一 吸 收 塔, 下 塔 酸 温 101 流 入 吸 收 酸 循 环 槽 ; 成 品 酸 由 第 二 吸 收 塔 上 酸 管 线 送 入 成 品 酸 冷 却 器 冷 却 后 进 入 地 下 酸 槽 4 循 环 水 : 生 产 给 水 管 的 水 进 入 冷 水 池, 经 循 环 水 泵 送 到 酸 冷 器, 经 吸 热 后 的 热 水 被 送 到 凉 水 塔 进 行 喷 淋 抽 风 冷 却, 经 冷 却 后 的 水 进 入 水 池 中, 完 成 循 环 过 程 脱 盐 水 : 向 锅 炉 减 温 减 温 减 压 装 置 提 供 合 格 的 脱 盐 水 回 收 生 产 过 程 中 的 合 格 冷 凝 水, 重 新 除 氧 循 环 使 用, 以 减 少 脱 盐 水 耗 量 流 程 : 原 水 通 过 一 系 列 预

处 理 设 备, 去 除 原 水 中 有 害 物 质, 防 止 结 垢 堵 塞 等 现 象 发 生 经 过 深 度 除 盐, 最 终 总 除 盐 率 大 于 99%, 制 取 纯 度 很 高 的 成 品 水 锅 炉 : 焚 硫 转 化 的 高 温 气 体 作 为 锅 炉 的 热 源 副 产 蒸 汽, 合 格 的 过 热 蒸 汽 驱 动 汽 轮 机 风 机 运 转 流 程 : 利 用 火 管 锅 炉 省 煤 器 高 温 过 热 器 回 收 焚 硫 炉 和 转 化 反 应 的 热 量, 产 出 合 格 的 过 热 蒸 汽 用 于 推 动 汽 轮 机 带 动 风 机 运 转 余 热 锅 炉 将 焚 硫 炉 出 口 1025 炉 气 降 温 到 570, 再 通 过 换 热 器 降 温 到 420 以 达 到 转 化 一 段 进 口 的 适 宜 温 度 用 高 温 过 热 器 把 一 段 出 口 的 612 的 高 温 气 体 降 温 到 445, 产 出 的 过 热 蒸 汽 去 汽 轮 机 作 功 转 化 三 段 出 口 设 置 冷 热 换 热 器 和 省 煤 器, 转 化 四 段 出 口 设 置 换 热 器 和 省 煤 器, 脱 盐 水 经 两 级 省 煤 器 加 热 去 余 热 锅 炉 脱 盐 水 经 除 氧, 温 度 升 高 到 104, 经 给 水 泵 加 压 后 送 到 余 热 锅 炉 的 省 煤 器 将 水 加 热 到 250, 直 接 送 到 汽 包, 饱 合 蒸 汽 由 汽 包 顶 部 引 出, 送 到 高 温 过 热 器 将 蒸 汽 过 热 到 450 去 过 热 蒸 汽 集 箱 图 1-40 万 吨 硫 磺 制 酸 工 艺 流 程 示 意 图 汽 轮 机 风 机 : 风 机 为 焚 硫 转 化 提 供 所 需 空 气, 汽 轮 机 为 低 压 管 网 提 供 低

压 蒸 汽 详 见 图 140 万 吨 硫 磺 制 酸 工 艺 流 程 示 意 图 三. 控 制 难 点 熔 硫 部 分 控 制 要 求 主 要 是 温 度 控 制, 因 为 硫 磺 的 熔 点 为 119, 所 以 一 般 需 要 蒸 汽 加 热 温 度 控 制 在 140-170 焚 硫 转 化 部 分 主 要 的 控 制 为 送 风 控 制 和 SO2 分 析, 送 风 控 制 主 要 是 通 过 鼓 风 机 后 调 节 蝶 阀 控 制 入 转 化 炉 空 气 的 多 少 来 控 制 生 成 SO3 的 量 转 化 炉 前 后 最 好 都 安 装 由 SO2 分 析, 主 要 是 反 应 转 化 炉 的 转 化 效 率, 但 一 般 转 化 炉 前 的 SO2 分 析 很 难 实 现, 其 主 要 原 因 是 因 为 硫 磺 熔 点 高, 往 往 会 在 取 样 口 凝 结 从 而 堵 塞 管 路 ; 所 以 很 多 都 会 用 氧 化 锆 测 氧 气 间 接 反 映 硫 磺 的 消 耗 从 而 代 替 SO2 分 析, 但 效 果 也 不 是 很 好 而 尾 气 SO2 分 析 往 往 是 处 于 环 保 要 求 干 吸 工 段 是 最 重 要 的 工 段, 直 接 影 响 产 品 的 生 成, 所 以 往 往 控 制 测 量 也 较 多 ; 主 要 有 93% 酸 测 量,99% 酸 测 量,105% 酸 测 量, 另 外 管 式 换 热 器 测 漏 会 用 到 PH 计 ; 干 燥 塔 循 环 酸 浓 一 般 控 制 在 93%-96%, 由 于 硫 酸 的 多 种 物 理 性 质 ( 如 密 度 电 导 率 等 ) 在 93% 附 近 有 一 个 拐 点, 因 而 干 燥 酸 浓 度 计 在 业 内 一 直 是 一 个 难 题 因 为 不 成 线 性, 所 以 大 部 分 的 厂 家 都 是 将 硫 酸 曲 线 做 进 仪 表 中, 目 前 常 见 的 有 电 导 率 测 量 和 超 声 波 测 量 两 种 公 用 部 分, 主 要 是 因 为 焚 硫 转 化 的 高 温 气 体 含 带 的 热 量 还 很 高, 所 以 会 通 过 换 热 的 方 式 回 收 热 量, 一 般 会 用 锅 炉 或 余 热 锅 炉 产 汽 或 自 备 发 电 这 部 分 的 仪 表 控 制 要 求 和 锅 炉 的 一 样, 锅 炉 三 冲 量 控 制, 脱 盐 水 PH, 电 导 率, 汽 机 保 护 装 置 等 等 四. 投 资 收 益 分 析 针 对 尾 气 回 收 的 经 济 效 益 来 看 : 一 套 40 万 吨 硫 磺 制 酸 为 例, 目 前 尾 气 排 放 SO2 1000mg/m3, 环 保 要 求 尾 气 排 放 SO2 200mg/m3 年 尾 气 排 放 量 为 400000*2300=9.2 亿 m3; 目 前 年 排 放 SO2 为 920000000m3*1000mg/m3=920t; 尾 气 回 收 SO2 为 920000000m3*(1000-200)mg/m3=736t; 尾 气 回 收 SO2 后 年 排 放 SO2 为 920-736=184t

从 排 污 费 用 看 : 未 完 成 烟 气 脱 硫 设 施 建 设 超 标 排 放 二 氧 化 硫, 二 氧 化 硫 排 污 费 920*1260=115.92 万 元 ; 完 成 烟 气 脱 硫 设 施 建 设 二 氧 化 硫 达 标 排 放, 二 氧 化 硫 排 污 费 184*630=11.592 万 元 ; 可 少 交 排 污 费 115.92-11.592=104.328 万 元 硫 酸 尾 气 吸 收 可 考 虑 氨 水 或 者 碳 酸 钠, 可 以 生 成 硫 酸 下 游 产 品, 一 是 亚 硫 酸 氢 钠, 一 是 亚 硫 酸 氢 铵 可 以 形 成 资 源 再 利 用, 增 加 经 济 效 益 五. 行 业 业 绩 中 控 在 硫 磺 制 酸 行 业 有 着 优 良 的 业 绩, 为 该 行 业 的 发 展 做 出 了 贡 献 具 体 业 绩 清 单 见 下 表 贵 州 2002 威 顿 ( 中 国 ) 化 工 有 限 责 任 公 司 40 万 吨 / 年 硫 酸 工 程 福 建 2005 邵 武 永 祥 化 工 有 限 公 司 120 万 吨 / 年 硫 磺 制 酸 工 程 江 苏 2008 双 狮 ( 张 家 港 ) 精 细 化 工 有 限 公 司 100 万 吨 / 年 硫 磺 制 酸 工 程 ( 二 期 ) 江 苏 2004 双 狮 ( 张 家 港 ) 精 细 化 工 有 限 公 司 100 万 吨 / 年 硫 磺 制 酸 工 程 湖 北 2011 湖 北 三 宁 化 工 股 份 有 限 公 司 80 万 吨 / 年 硫 磺 制 酸 工 程 江 苏 2011 山 东 东 佳 集 团 股 份 有 限 公 司 40 万 吨 / 年 硫 磺 制 酸 工 程 江 苏 2011 潍 坊 英 轩 实 业 有 限 公 司 40 万 吨 / 年 硫 磺 制 酸 工 程 贵 州 2007 贵 州 开 阳 磷 矿 息 烽 化 工 股 份 合 作 公 司 40 万 吨 / 年 硫 磺 制 酸 工 程 贵 州 2005 威 顿 ( 中 国 ) 化 工 有 限 责 任 公 司 40 万 吨 / 年 硫 磺 制 酸 工 程 广 东 2010 湛 化 股 份 有 限 公 司 30 万 吨 / 年 硫 磺 制 酸 工 程 四 川 2008 川 化 股 份 有 限 公 司 30 万 吨 / 年 硫 磺 制 酸 工 程 云 南 2007 寻 甸 龙 蟒 磷 化 工 有 限 责 任 公 司 30 万 吨 / 年 硫 磺 制 酸 工 程 云 南 2006 云 南 新 龙 矿 物 质 饲 料 有 限 公 司 30 万 吨 / 年 硫 磺 制 酸 工 程 浙 江 2006 浙 江 忠 盛 化 工 有 限 公 司 30 万 吨 / 年 硫 磺 制 酸 工 程 湖 北 2005 湖 北 三 宁 化 工 股 份 有 限 公 司 30 万 吨 / 年 硫 磺 制 酸 工 程 重 庆 2003 涪 陵 化 工 股 份 有 限 公 司 30 万 吨 / 年 硫 磺 制 酸 工 程 ( 二 期 ) 云 南 2005 云 南 祥 丰 化 肥 股 份 有 限 公 司 28 万 吨 / 年 硫 磺 制 酸 工 程 江 苏 2011 江 苏 星 辰 新 材 料 科 技 有 限 公 司 25 万 吨 / 年 硫 磺 制 酸 + 发 电 工 程 江 苏 2011 广 东 云 浮 惠 利 化 工 有 限 公 司 22 万 吨 / 年 硫 磺 制 酸 工 程 江 苏 2011 湖 北 丰 利 化 工 有 限 责 任 公 司 22 万 吨 / 年 硫 磺 制 酸 工 程 江 苏 2011 马 鞍 山 金 星 化 工 ( 集 团 ) 有 限 公 司 20 万 吨 / 年 硫 磺 制 酸 工 程 江 苏 2010 重 庆 紫 光 化 工 股 份 有 限 公 司 20 万 吨 / 年 硫 磺 制 酸 工 程 上 海 2010 四 川 吉 龙 化 学 建 材 有 限 公 司 20 万 吨 / 年 硫 磺 制 酸 工 程 江 苏 2010 重 庆 紫 光 化 工 有 限 责 任 公 司 20 万 吨 / 年 硫 磺 制 酸 工 程 上 海 2010 天 津 市 勤 发 有 限 公 司 20 万 吨 / 年 硫 磺 制 酸 工 程 河 北 2008 河 北 旭 隆 化 工 有 限 公 司 20 万 吨 / 年 硫 磺 制 酸 工 程 江 苏 2011 刚 果 ( 金 )MKM 有 限 公 司 12 万 吨 / 年 硫 磺 制 酸 工 程 浙 江 2010 浙 江 捷 盛 化 学 工 业 有 限 公 司 12 万 吨 / 年 硫 磺 制 酸 工 程 山 东 2012 中 化 山 东 肥 业 有 限 公 司 10 万 吨 / 年 硫 磺 制 酸 工 程

江 苏 2011 河 北 省 亚 泰 电 化 有 限 公 司 10 万 吨 / 年 硫 磺 制 酸 工 程 北 京 2010 通 辽 梅 花 生 物 科 技 有 限 公 司 10 万 吨 / 年 硫 磺 制 酸 工 程 安 徽 2009 马 鞍 山 金 星 化 工 ( 集 团 ) 有 限 公 司 10 万 吨 / 年 硫 磺 制 酸 工 程 山 东 2003 山 东 金 虹 钛 白 化 工 有 限 公 司 10 万 吨 / 年 硫 磺 制 酸 工 程 云 南 2008 云 南 红 河 合 众 锌 业 有 限 公 司 10 万 吨 / 年 硫 磺 制 酸 工 程 江 苏 2010 刚 果 ( 金 ) 有 限 公 司 7 万 吨 / 年 硫 磺 制 酸 工 程 刚 果 江 苏 2010 四 川 五 渡 矿 业 有 限 公 司 6 万 吨 / 年 硫 磺 制 酸 工 程 河 北 2011 河 北 旭 隆 化 工 有 限 公 司 5 万 吨 / 年 硫 磺 制 酸 工 程 江 苏 2010 四 川 泸 州 北 方 硝 化 棉 股 份 有 限 公 司 4 万 吨 / 年 硫 磺 制 酸 工 程 山 东 2011 山 东 潍 坊 裕 亿 化 工 有 限 公 司 2.2 万 吨 / 年 硫 磺 制 酸 湖 北 2011 湖 北 三 宁 化 工 股 份 有 限 公 司 1# 硫 磺 制 酸 HRS 改 造 湖 北 2004 中 阿 公 司 大 峪 口 化 工 有 限 公 司 硫 磺 制 酸 工 程 安 徽 2002 马 鞍 山 金 星 化 工 集 团 硫 磺 制 酸 工 程