硫酸生产操作规程.doc

硫酸生产规程
山东海阳化工集团有限公司
二00九年八月
总控岗位作业指导书
1、岗位的任务
1.1岗位的任务
本岗位主要任务是监控DCS画面,对各项工艺指标及关键设备的运行情况进行集中操作,集中管理,集中显示。并随时向各协助单位,各分散岗位,根据系统工艺状态提出要求或发出指令,使之做出相应的配合动作,保证生产的正常稳定。
1.2 专责范围
本岗位设主操一名,总控操作工一名。主操对自己所属整个硫酸系统内的设备及工艺运行状况负全部责任,工作地点以总控室为主,现场为辅;总控操作工对自己所属区域的工艺运行状况及工艺参数的调节负直接责任,有权要求现场操作工做出相应配合操作。
2.工艺流程
原料工段
原料贮存天数按15天考虑,贮存量约为9000吨,根据当地的运输条件和装置要求及气候条件,仓库采用半封闭型仓库。
原料经桥式抓斗起重机送入料斗,经过板式给料机给料依次送入一级颚式破碎机、二级颚式破碎机进行破碎,破碎后的细料通过皮带输送机送入振动筛进行筛分,过筛后的合格细矿可直接送入沸腾炉前的高位贮矿斗,供沸腾炉使用或集中返料到矿库内成品料区堆存。振动筛过筛后的粗矿则经皮带输送机送至反击式破碎机进行破碎。破碎后的矿料用皮带输送机又返回振动筛进行筛分,形成“筛分—破碎”的闭路循环。
焙烧、排渣工段
合格原料(水分≤6%、S=~27%、粒度≥200目占50%等)经调速定量加料皮带机均匀加入沸腾炉。沸腾炉采用温度可调的扩大式沸腾焙烧,炉气经高温余热锅炉、旋风分离器、电除尘器等设备除下矿尘。渣、尘采用机械运输,渣、尘经冷却、增湿后送入矿渣堆场。在沸腾炉中,硫铁矿与炉前空气风机送来的空气在850~880℃左右以沸腾状态进行焙烧。由沸腾炉顶部出来的含SO2高温炉气~920℃进入余热锅炉,与沸腾炉内蒸发管束一并移热副产中压过热蒸汽。炉气通过余热锅炉除尘降温至~360℃,经旋风除尘器、电除尘器除尘后使尘含量降至≤0.2g/Nm3,温度降至约330℃进入净化工段。
沸腾炉排渣,由溢流口溢出流入浸没式圆筒冷却机,余热锅炉,旋风除尘器、电除尘器收集下来的尘,也送入圆筒冷却机 ,经冷却、增湿后,由胶带输送机送至矿渣堆场堆放,用汽车运出外售,或进一步加工成球团作为钢铁冶炼的原料等。
系统开车采用点火风机鼓风,用齿轮油泵从油罐抽油经加压后送至燃油喷嘴,与空气混合充分后燃烧,将沸腾炉预热。
净化工段
采用高效、成熟可靠的“空—动—填→电→电”的绝热蒸发封闭稀酸洗涤净化工艺流程,配置为“空冷塔、动力波洗涤器(即高效逆喷洗涤器)、填料洗涤塔、一级电除雾器、二级电除雾器”流程。
烟气~330℃进入空冷塔与喷射出的~15%稀酸相接触,经绝热增湿洗涤,洗去其中的大部分三氧化硫等杂质后,炉气中大部分矿尘被洗涤进入稀酸中。经过气液分离后的~68℃气体进入高效逆喷洗涤器再次洗涤,炉气温度降至~62℃,经空冷塔、高效逆喷洗涤器两级洗涤,烟气中热量是由显热转换成潜热,烟气中热量并未移走。然后再进入填料洗涤塔移走热量冷却,从填料洗涤塔出来的烟气绝大部分杂质已被清除,同时烟气温度降到40℃左右。经过两级高效塑料电除雾器除去酸雾,使烟气中的酸雾含量降至≤0.005g/Nm3。净化后的烟气送往干燥塔。
空冷塔稀酸循环泵出口的浓度~15%、温度~62℃稀酸少量送至脱吸塔(塔槽一体)以脱除其中溶解除的SO2,大量的稀酸被打到空冷塔顶部用于喷淋洗涤,从空冷塔流出的稀酸进入斜管沉降器进行液固分离,清液返回稀酸系统以便循环使用。为降低循环稀酸中的酸浓和含尘、As、F等有害杂质,从斜管沉淀器底部放出少量带泥浆的污酸用渣浆泵送至污水处理系统,同样经脱吸后的稀酸流入稀酸槽经稀酸输送泵也送至污水处理系统,一并经石灰乳中和处理后达标排放。
净化工段三级洗涤均有各自相对独立的稀酸循环系统。填料洗涤塔下部稀酸循环槽的稀酸约51℃,用填料洗涤塔稀酸循环泵送出,通过稀酸板式换热器与30℃循环水进行热交换,约38℃稀酸进填料洗涤塔,将气体温度降至~40℃进二级高效塑料电除雾器。
为维持净化工段稀酸循环槽的液位,往填料洗涤塔下部稀酸循环槽(塔槽一体)补充一次水,填料洗涤塔稀酸循环槽的多余稀酸串至高效逆喷洗涤器稀酸循环槽(塔槽一体)内,其槽内多余的稀酸通过它的稀酸循环泵一部分打到空冷塔稀酸循环槽,大部分进入高效逆喷洗涤器洗涤。电除雾器除下的稀酸及电除雾器冲洗水均流至空冷塔稀酸循环槽,以维持各自循环槽的液位平衡。脱吸后的稀酸经稀酸贮槽,通过稀酸输送泵送至污水处理系统,经石灰乳中和处理后达标排放。空冷塔单独设有稀酸循环槽,高效逆喷洗涤器及填料洗涤塔均采用塔槽一体结构,落地式布置,可以减少占地面积、降低了稀酸循环泵的扬程,同时还大大降低了土建费用,节约了施工周期。为保护净化系统的主体设备,特设置安全高位槽,通过空塔出口气温与安全高位槽出口水阀联锁来保护下游设备和管道。
由于净化工段为负压操作,为防止气体管道及设备抽坏,在第二级电除雾器后设置了安全水封。
净化工段工艺管道选用耐腐、优质材质。净化工段烟气管道采用玻璃钢,稀酸泵出口的带压管道采用Q235+PE,设备出口自流管道采用增强聚丙烯材质,在稀酸泵进、出口设有补偿器,方便安装检修。稀酸阀门采用衬四氟阀门等。
转化工段
采用普遍采用的“3+2”式两次转化工艺,换热系统采用高效低阻力换热器,换热流程采用适宜的Ⅲ、Ⅰ—Ⅴ(Ⅳ)、Ⅱ流程,全转化系统采用应力消除设计和装配,总转化率≥99.7%,尾气中SO2含量≤320PPM,低于国家环保标准排放。
干燥后的SO2气体经SO2鼓风机加压后,依次经第Ⅲ换热器壳程、第Ⅰ换热器壳程预热至420℃进入转化器第一段催化剂层进行转化,经反应后,温度升至约582℃通过第Ⅰ换热器管程进行热交换。冷却后的反应气温度降至460℃进入转化器第二段催化剂层进行氧化反应,温度升高至约507.5℃后,通过第Ⅱ换热器管程降温至440℃,进入转化器第三段催化剂层进行氧化反应,温度升高到约452℃后,通过第Ⅲ换热器管程和热管省媒器后温度降至约168℃,送至第一吸收塔。第一吸收塔内用98%浓硫酸吸收其中SO3,未被吸收的气体通过塔顶的丝网除沫器,再依次经第Ⅴ、第Ⅳ(管程)、第Ⅱ换热器壳程换热,气体被加热至430℃进入转化器第四段催化剂层进行氧化反应。温度升至约447.5℃通过第Ⅳ换热器壳程,反应气被降温至420℃后进入转化器第五段催化剂层进行氧化反应。温度升至约422℃通过第Ⅴ换热器管程,反应气被降温至约155℃进入第二吸收塔,塔内用98%硫酸吸收炉气中SO3后由尾气烟囱放空。
为转化器的开工升温,在转化器一层、四层气体进口处分别设置了升温电炉。
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;副线阀门为手动和电动调节蝶阀。本装置在转化的一、四段采用电动调节阀,以调节进转化器一、四段温度。
转化器:转化器隔板、顶盖及气体分布板材料为304不锈钢,篦子板及立柱材料为耐热铸铁,转化器内壁触媒部分内衬耐火砖,其它部分内衬113mm保温砖。
转化工段烟气管道采用Q235,在转化器一段和二段出口采用304不锈钢,同时转化工段烟气管道设有膨胀节,消除热应力。
转化系统设备及管道的外保温,采用海泡石(复合硅酸盐)保温至设计规定厚度,再用铁丝网和20×0.5钢带捆扎固定,外用δ=20~30mm膏状海泡石抹面后,外包δ=0.8mm彩钢板防水。其它外露金属设备和管道刷防腐漆二遍,高温外露设备刷耐高温油漆二遍。
干吸工段
采用高效、低阻力复合型球拱、76mm阶梯环填充塔,塔内设新型管式分酸器(28点/㎡)和两层合金丝网除沫器。流程采用“塔—槽—泵—器—塔”的循环流程;酸泵采用高效耐用的LSB;冷却器采用高效耐用的新型阳极保护浓酸(316L合金)冷却器。
经净化后的烟气入干燥塔内,用93%硫酸喷淋干燥,使炉气中的水分降至0.1g/Nm3以下,经金属丝网除沫器除沫后,用SO2鼓风机送入转化工段。
从转化器三段出来的转化气经换热降温后进入第一吸收塔,用98.3%H2SO4吸收