俞向東，師愷

(南京海陸化工科技有限公司，江蘇南京 210015)

節(jié)能與余熱利用

新建及改建硫鐵礦制酸低溫?zé)峄厥昭b置運(yùn)行總結(jié)

俞向東，師愷

(南京海陸化工科技有限公司，江蘇南京 210015)

介紹了新建200 kt/a硫鐵礦制酸低溫?zé)峄厥昭b置和150 kt/a硫鐵礦制酸系統(tǒng)改建低溫?zé)峄厥昭b置的工藝流程及運(yùn)行情況。其共同點(diǎn)是熱回收塔前不設(shè)置省煤器，在低溫?zé)峄厥昭b置中設(shè)置中壓鍋爐給水加熱器代替原有省煤器加熱中壓鍋爐給水。區(qū)別則是后者是低溫?zé)峄厥昭b置高溫串酸先進(jìn)入中壓給水加熱器再進(jìn)入蒸發(fā)器給水加熱器，最后進(jìn)入脫鹽水加熱器。通過(guò)對(duì)比運(yùn)行參數(shù)，闡明低溫?zé)峄厥昭b置的主要影響因素。2套裝置成功開(kāi)車(chē)的經(jīng)驗(yàn)及穩(wěn)定運(yùn)行數(shù)據(jù)說(shuō)明硫鐵礦制酸系統(tǒng)配置低溫?zé)峄厥昭b置切實(shí)可行，并有較好的經(jīng)濟(jì)效益。

硫酸生產(chǎn) 硫鐵礦制酸 低溫?zé)峄厥?設(shè)計(jì) 運(yùn)行

湖北鄂中化工新建200 kt/a硫鐵礦制酸系統(tǒng)低溫?zé)峄厥昭b置及150 kt/a硫鐵礦制酸系統(tǒng)改建低溫?zé)峄厥昭b置均已建成，并已成功開(kāi)車(chē)運(yùn)行。這2套低溫?zé)峄厥昭b置由南京海陸化工科技有限公司(以下簡(jiǎn)稱南京海陸科技)采用自有專利技術(shù)開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)并承建。2套裝置工藝特點(diǎn)都是熱回收塔前不設(shè)置省煤器，在低溫?zé)峄厥昭b置中設(shè)置中壓鍋爐給水加熱器代替原有省煤器加熱中壓鍋爐給水。新建200 kt/a硫鐵礦制酸系統(tǒng)低溫?zé)峄厥昭b置于2016年3月6日投料試車(chē)成功，該系統(tǒng)直接產(chǎn)低壓蒸汽量為9～13 t/h，系統(tǒng)直接產(chǎn)汽率為0.43～0.55 t/t，加熱脫鹽水回收的熱量相當(dāng)于3.5 t/h低壓蒸汽。改建的150 kt/a硫鐵礦制酸系統(tǒng)低溫?zé)峄厥昭b置于2016年6月26日投料試車(chē)成功，直接產(chǎn)低壓蒸汽量8.6～10 t/h，系統(tǒng)直接產(chǎn)汽率為0.45～0.53 t/t，加熱脫鹽水回收的熱量相當(dāng)于2.5 t/h低壓蒸汽。

1 工藝流程

1.1 200 kt/a裝置

200 kt/a硫鐵礦制酸系統(tǒng)用低溫?zé)峄厥昭b置代替?zhèn)鹘y(tǒng)一吸系統(tǒng)，且熱回收塔前不設(shè)省煤器;轉(zhuǎn)化器三段出口工藝氣經(jīng)Ⅲ換熱器降溫后，直接進(jìn)入熱回收塔，進(jìn)塔工藝氣體溫度設(shè)計(jì)值為250℃左右。熱回收塔設(shè)上、下2層填料，塔頂設(shè)除霧器，下層填料噴w(H2SO4)99%的高溫濃硫酸，上層填料噴w (H2SO4)98.5%的低溫濃硫酸，工藝氣體經(jīng)2級(jí)吸收及塔頂除霧器除去酸霧后返回轉(zhuǎn)化系統(tǒng)進(jìn)行二次轉(zhuǎn)化。

在熱回收塔內(nèi)，經(jīng)2級(jí)填料吸收SO3后高溫濃硫酸的濃度提高至w(H2SO4)99.5%左右，經(jīng)高溫循環(huán)酸泵加壓送入蒸發(fā)器產(chǎn)生低壓蒸汽。經(jīng)蒸發(fā)器降溫后高濃度硫酸大部分送入混合器，混合器噴水及干燥串酸將硫酸濃度降到w(H2SO4)99%左右。出混合器w(H2SO4)99%的硫酸進(jìn)熱回收塔下層填料噴淋吸收工藝氣體中SO3。熱回收塔上層噴淋w(H2SO4)98.5%的低溫濃硫酸來(lái)自二吸塔上塔酸。蒸發(fā)器出口小部分高濃硫酸進(jìn)入蒸發(fā)器給水加熱器將蒸發(fā)器給水由104℃加熱到約170℃;再送入中壓鍋爐給水加熱器，將中壓鍋爐給水由104℃加熱到150℃左右。高濃度硫酸再送入脫鹽水加熱器，將40℃脫鹽水加熱到90℃左右。脫鹽水加熱器出口濃硫酸分別送至干燥酸循環(huán)槽和吸收酸循環(huán)槽。為了維持干燥塔硫酸濃度穩(wěn)定，低溫?zé)峄厥昭b置設(shè)有干燥泵出口至混合器的串酸管線;當(dāng)干燥塔進(jìn)塔氣溫較高、干燥塔吸收水分較多時(shí)，需要將干燥系統(tǒng)w(H2SO4)93%硫酸串入混合器部分代替混合器噴水。新建200 kt/a硫鐵礦制酸低溫?zé)峄厥昭b置工藝流程見(jiàn)圖1。

1.2150 kt/a裝置

改建150 kt/a硫鐵礦制酸系統(tǒng)低溫?zé)峄厥昭b置與新建裝置略有區(qū)別，將中壓鍋爐給水加熱器與蒸發(fā)器給水加熱器的位置對(duì)調(diào)，即低溫?zé)峄厥昭b置高溫串酸先進(jìn)入中壓鍋爐給水加熱器再進(jìn)入蒸發(fā)器給水加熱器，最后進(jìn)入脫鹽水加熱器。改建150 kt/a硫鐵礦制酸系統(tǒng)低溫?zé)峄厥昭b置工藝流程見(jiàn)圖2。

圖2 改建150 kt/a硫鐵礦制酸系統(tǒng)低溫?zé)峄厥昭b置工藝流程

2 裝置運(yùn)行情況

2套低溫?zé)峄厥昭b置自從開(kāi)車(chē)投產(chǎn)以來(lái)運(yùn)行平穩(wěn)，未出現(xiàn)因低溫?zé)峄厥昭b置故障而造成制酸系統(tǒng)停車(chē)的情況。200 kt/a硫鐵礦制酸系統(tǒng)低溫?zé)峄厥昭b置運(yùn)行數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。如果將加熱脫鹽水回收的熱量折算為低壓蒸汽，則低溫?zé)峄厥昭b置蒸汽率達(dá)0.55～0.65 t/t。150 kt/a硫鐵礦制酸系統(tǒng)低溫?zé)峄厥昭b置運(yùn)行數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。

表1 200kt/a硫鐵礦制酸系統(tǒng)低溫?zé)峄厥昭b置運(yùn)行數(shù)據(jù)

表2 150kt/a硫鐵礦制酸系統(tǒng)低溫?zé)峄厥昭b置運(yùn)行數(shù)據(jù)

如果將加熱脫鹽水回收的熱量折算為低壓蒸汽，則低溫?zé)峄厥昭b置蒸汽率達(dá)0.58～0.65 t/t。

從以上運(yùn)行數(shù)據(jù)可以看出:硫鐵礦制酸系統(tǒng)的產(chǎn)酸濃度升高，則低溫?zé)峄厥昭b置產(chǎn)汽量下降;干燥塔進(jìn)口氣體溫度升高，則串入低溫?zé)峄厥昭b置的干燥酸增多，低溫?zé)峄厥昭b置混合器加水量減少，蒸發(fā)器直接產(chǎn)汽量減少，低溫?zé)嵯到y(tǒng)串出高溫高濃酸量增加;雖然中壓鍋爐給水加熱器和脫鹽水加熱器回收熱量有所增加，但整個(gè)熱回收系統(tǒng)產(chǎn)汽率下降。

雖然裝置取消了熱回收塔進(jìn)口省煤器，將轉(zhuǎn)化工序原來(lái)加熱中壓鍋爐給水的熱量轉(zhuǎn)入低溫?zé)峄厥昭b置，增加了低溫?zé)峄厥昭b置的產(chǎn)汽量，但中壓鍋爐的產(chǎn)汽量并未減少，這是在低溫?zé)峄厥昭b置設(shè)置了中壓鍋爐給水加熱器，利用該裝置高溫串酸的熱量加熱中壓鍋爐給水;采用圖1流程時(shí)中壓給水可加熱到150℃左右，采用圖2流程時(shí)中壓給水可加熱到160℃以上，從而代替省煤器的加熱效果。

3 結(jié)語(yǔ)

湖北鄂中化工200 kt/a和150 kt/a硫鐵礦制酸低溫?zé)峄厥昭b置穩(wěn)定運(yùn)行，說(shuō)明硫鐵礦制酸系統(tǒng)配置低溫?zé)峄厥昭b置切實(shí)可行。低溫?zé)峄厥昭b置不但可以穩(wěn)定運(yùn)行，而且有較好的經(jīng)濟(jì)性。

Operation summary on low-temperature heat recovery unit of new-built and reconstruction pyrite-based sulphuric acid plants

YU Xiangdong，SHI Kai
(Nanjing Hailu Chemical Scientific Co.，Ltd.，Nanjing，Jiangsu，210015，China)

Process flows and operation of new-built low-temperature heat recovery unit of 200 kt/a pyrite-based sulphuric acid plant and that of 150 kt/a are introduced.Their common points are not setting economizers before heat recovery towers，setting medium-pressure boiler feedwater heater instead of original economizer heating medium-pressure boiler feedwater，yet their differences are acid high-temperature crossflow from low-temperature heat recovery unit first enter medium-pressure feedwater heater，then enter evaporator feedwater heater，and finally enter desalted water heater.By comparing operation parameters，main influencing factors of low-temperature heat recovery unit are described.Successful experiences and stable operation data shows it is feasible that pyrite-based sulphuric acid plant configurated with low-temperature heat recovery unit and achieve better economic efficiency.

sulphuric acid production;pyrite-based sulphuric acid;low-temperature heat recovery;design;operation

TQ111.16

B

1002－1507(2017)01－0037－03

2016－09－29。

俞向東，男，南京海陸化工科技有限公司高級(jí)工程師，主要從事熱能工程研究設(shè)計(jì)工作。電話: 13605163594;E-mail:yxd915@126.com。