八厂硫酸生产技术操作规程.docx
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八厂硫酸生产技术操作规程
硫酸生产技术操作规程
1、概述
1.1硫酸的物理化学性质
硫酸是三氧化硫（SO3）与水（H2O）的化合物，纯硫酸的分子式为H2SO4，分子量为98.08。
纯硫酸是无色、无臭、透明的油状液体，它在20℃时的比重是1.8305，结晶温度是10.45℃，沸点为179.6℃。
硫酸是一种强酸，化学性质非常活泼，几乎能与所有金属及其氧化物、氢氧化物和盐类反应，生成该金属的硫酸盐。
硫酸还具有磺化、脱水、催化、水合作用等性质。
浓硫酸的腐蚀性非常强。
具有强烈的吸水性能，与水混合放出大量的热，它能使棉麻织品及纸张等有机物焦化，落在人体皮肤上会造成烧伤。
1.2硫酸的主要用途
硫酸是一种重要的化工原料，硫酸的使用几乎遍及国民经济的各个部门，其中大部分用于肥料工业（磷肥、氮肥）中，其他在冶金、石油、轻工、有机合成等许多工业部门都要消费大量硫酸。
1.3硫酸的生产方法
硫酸的生产方法主要有接触法和塔式法之分。
后者由于只能产出稀硫酸（75%），且要消耗硝酸，一般已不采用。
接触法是当今硫酸生产的主要方法。
本系统为氧气底吹熔炼铅冶炼烟气制酸，采用洗—塔—洗—电—电稀酸洗涤半封闭循环净化、（3+1）两次转化、两次吸收制酸工艺流程。
转化换热采用Ⅲ.Ⅰ—Ⅳ.Ⅱ流程。
从电收尘出来的烟气温度高（320±15℃），含尘量大，故首先进入净化工序。
烟气从顶部进入一级高效洗涤器，与从逆喷管喷嘴高速向上喷出的循环液逆流接触，当气液两相的动能达到平衡时，在逆喷管中形成一高度湍动的泡沫区，在此泡沫区气液两相充分接触，完成两相的传质传热过程，烟气中的尘、砷等杂质被循环液吸收，同时将烟气温度降至70.5℃左右。
出逆喷管的烟气进入一级高效洗涤器的气液分离器，使气液两相分离，一级高效洗涤器出口烟气进入玻璃钢气体冷却塔，与经板式冷却器降温的循环液逆向接触，使烟气除尘降温。
气体冷却塔出口烟气从逆喷管顶部进入二级高效洗涤器，与从逆喷管喷嘴高速向上喷出的循环液逆流接触，进一步除去烟气中的尘、砷等杂质，同时使烟气中的酸雾颗粒增大，然后进入两级电除雾器除雾后进入干吸工段。
一级高效洗涤器分流出来的部分循环液经脱气塔脱气后底流进入沉降槽，进行固液分离，底流用泵送板框压滤机压滤，滤饼送冶炼回收有价金属，滤液及沉降槽上清液进入污酸槽，再用泵送污水处理站中和处理。
气体冷却塔出来的循环液经泵打入稀酸板式冷却器冷却后进入气体冷却塔循环使用。
一、二级洗涤器及气体冷却塔均设置稀酸循环系统，各循环系统之间可按流程从二级洗涤器至气体冷却塔，再至一级洗涤器逐级串酸。
净化后的烟气送入干燥塔干燥，干燥后的气体由离心鼓风机（SO2风机）送至换热器预热，再进入转化器转化成三氧化硫（即第一次转化转化率约为92%），转化后的烟气再通过换热器冷却，进入一吸塔吸收成酸，部分未转化成三氧化硫的烟气再返回换热器预热，再次送入转化器进行第二次转化，第二次转化后的烟气又经过换热器冷却，进入二吸塔吸收成酸，经过二转二吸后的尾气排空。
干燥塔、一吸塔、二吸塔各设置一套浓酸循环系统，各系统之间相互串酸，维持干燥塔进塔循环酸浓度为93%，吸收塔循环酸浓度为98%，出塔酸经过滤器自流至各自的阳极保护酸冷器，再进入循环槽，然后用泵再打到塔顶循环使用。
2、生产工艺流程（见图1）
3、主要技术经济指标表1
序号
指标名称
单位
指标值
备注
1
处理烟气量
Nm3/h
33640
2
烟气中SO2浓度
%
9.04
3
烟气中SO3浓度
%
0.48
4
硫酸产量
t/a（98%H2SO4）
96432
5
净化工段SO2回收率
%
99
6
转化率
%
99.7
7
一吸塔吸收率
%
99.3
8
二吸塔吸收率
%
99.83
9
车间总硫利用率
%
93.68
10
鼓风机入口水分
g/m3
≤0.1
11
鼓风机入口酸雾
g/m3
≤0.005
12
鼓风机入口含尘
g/m3
≤0.005
13
触媒填装系数
l/d·t
260
14
单位产品换热面积
m2/d·t
29.8
15
尾气SO2排放量
kg/h
25.8
16
尾气SO2排放浓度
mg/Nm3
956
国标960
17
尾气酸雾排放浓度
mg/Nm3
43
国标45
3.1生产能力：
年产98%酸96432t/a折100%酸为94503t/a。
3.2主要工艺技术指标见表1。
4、产品质量技术标准
本厂生产93%、98%两种规格硫酸，产品符合YS66-93冶炼烟气制酸工业技术条件，其指标见下表2。
表2YS66-93冶炼烟气制酸工业技术条件
项目
浓硫酸
发烟硫酸
稀硫酸
特种硫酸
优等品
一等品
合格品
优等品
一等品
合格品
硫酸%≥
93或98
93或98
93或98
93或98
—
—
75.0
游离SO3%≥
—
—
—
—
22.0
21.0
20.0
—
灰份%≤
0.02
0.03
0.04
0.10
0.02
0.03
0.10
—
铁%≤
0.005
0.010
0.015
—
0.010
0.010
0.030
—
砷%≤
0.00008
0.0001
0.005
—
0.00008
0.0001
—
—
铅%≤
0.001
0.01
—
—
0.001
0.01
—
—
汞%≤
0.0005
—
—
—
—
—
—
—
SO2%≤
0.01
—
—
—
—
—
—
—
氯%≤
0.0001
—
—
—
—
—
—
—
透明度mm≥
160
50
—
—
—
—
—
—
色度ml≤
1.0
2.0
—
—
—
—
—
—
5、主要设备规格性能及工艺参数（见表3）
序号
设备名称
规格型号
数量
1
一级洗涤器
φ1000/φ3200×13488，空塔速度：
22m/s，喷淋酸浓度：
4.0%，压力降：
3000Pa，Q进口=33640m3/h，t进口=320℃，t出口=90.5℃
1
2
冷却塔
φ3500，空塔速度：
1.29m/s，喷淋密度：
20m3/m2·h
压力降：
1500Pa，
喷淋酸浓度：
1.45%，Q进口=39127m3/h，t进口=90.5℃，
t出口=70℃填料：
聚丙烯海尔环Φ7643m3
1
3
二级洗涤器
φ850/φ3200×16500，空塔速度：
22m/s，喷淋酸浓度＜1.0%，压力降：
4500Pa，Q进口=31315.4m3/h，t进口=49℃，t出口=40℃
1
4
电除雾器
156管，Q进口=34292m3/h，t进、出口=40℃，压力降：
500Pa，控制电压：
80KV，S有效=17.5m2，80kV/400mA-OUT
2
5
稀酸沉降槽
3000×3000，处理量：
40m3/h，酸浓＜5%，酸温：
60～70℃
1
6
高位槽（净化）
φ3000×3000，有效容积17.5m3
1
7
清洗槽
φ3500，有效容积24m3，酸浓＜5%，酸温：
常温
1
8
稀酸槽
φ5000，有效容积60m3，酸浓＜5%，酸温：
常温
1
9
手动单轨小车
WA1t-4m；SG1，Q=1t；附手拉葫芦：
HS1，Q=1t
2
10
φ900过滤器
视镜片：
Ф138S=20
3
11
脱气塔
Ф1200填料：
聚丙烯阶梯环：
Dg503m3
1
12
安全水封
Ф850
1
13
泥浆斗
内衬FRPδ=3mm,S=12m2
1
14
一级洗涤循环泵
HTB200-150-315Q=360m3/h，H=30mP=55KW
2
15
冷却塔循环泵
HTB150-125-315Q=240m3/h，H=28m，P=37KW
2
16
二级洗涤循环泵
HTB125-315Q=240m3/h，H=28m，P=37KW
3
17
清洗泵
HTB80-65-160Q=60m3/h，H=29m，P=11KW
1
18
稀酸槽泵
HTB65-50-160Q=30m3/hH=29m，P=5.5KW
2
19
泥浆泵
HTB50-32-160Q=7.5m3/hH=35m，P=4KW
1
20
稀酸板式冷却器
F=68m2，Q循环=255m3/h，t水入口=33℃，
t水出口=42.1℃，t酸入口=57.6℃，t酸出口=37℃
2
21
93酸脱吸塔
φ800×5900填料：
梅花环：
φ801.47m3，φ500.15m3
1
22
干燥塔
φ4000，空塔速度：
0.965m/s，喷淋密度：
20m3/m2·h，
喷淋酸浓度：
93%，压力降：
1500Pa，Q进口=31292m3/h，
t进口=40℃，t出口=55℃，丝网除沫器：
DN2000，
双层球拱：
φ40001套
填料：
梅花环：
φ8053m3，φ5013m3
1
23
一吸塔
φ4000，空塔速度：
0.9m/s，喷淋密度：
20m3/m2·h
喷淋酸浓度：
98%，压力降：
1500Pa，Q进口=30075m3/h，
t进口=228℃，t出口=70℃丝网除沫器：
DN2000，
双层球拱：
φ40001套
填料：
梅花环：
φ8053m3，φ5013m3
1
24
二吸塔
φ4000，空塔速度：
0.825m/s，喷淋密度：
20m3/m2·h
喷淋酸浓度：
98%，压力降：
1500Pa，Q进口=27181m3/h，
t进口=154℃，t出口=60℃丝网除沫器：
DN2000，
双层球拱：
φ40001套
填料：
梅花环：
φ8053m3，φ5013m3
1
25
电动葫芦
CD12t-9m，P=3+0.4KW
1
26
浓酸循环槽
φ5500，有效容积55m3，酸浓：
93%～98%，酸温：
56～75℃
3
27
计量槽
φ2000，有效容积12m3，酸浓：
98%，酸温：
～50℃
1
28
地下槽
φ5000，有效容积40m3，酸浓：
98%
2
29
高位槽（干吸）
φ4500，有效容积50m3，酸浓：
98%，酸温：
～50℃
1
30
成品酸罐
φ16000×12000
2
31
浓酸循环槽泵
LRSP-175Q=320m3/h，H=32m，P=55KW
3
32
地下槽泵
LRSP125AQ=100m3/hH=25m，P=22KW
2
33
成品酸泵
LRSP125AQ=100m3/hH=25m，P=22KW
1
34
干燥酸冷器
F=295m2，Q循环=252m3/h，t水入口=33℃，
t水出口=38.14℃，t酸入口=56.5℃，t酸出口=45℃
1
35
一吸酸冷器
F=350m2，Q循环=252m3/h，t水入口=33℃，
t水出口=38.92℃，t酸入口=75.5℃，t酸出口=50℃
1
36
二吸酸冷器
F=120m2，Q循环=252m3/h，t水入口=33℃，
t水出口=38.03℃，t酸入口=56.5℃，t酸出口=50℃
1
37
φ6000转化器
一段
Q进口=31490m3/h，t进口=420℃
t出口=607℃，V空塔：
～0.31m/s（标）
触媒：
S10113.99m3比例：
18%
转化器：
惰性氧化铝开孔瓷球Φ25（三孔）含Al2O345%9m3
1
二段
Q进口=30452m3/h，t进口=470℃
t出口=518℃，V空塔：
～0.31m/s（标）
触媒：
S10116.67m3比例：
22%
三段
Q进口=30181m3/h，t进口=440℃
t出口=459℃，V空塔：
～0.31m/s（标）
触媒：
S10125.15m3比例：
33%
四段
Q进口=27267m3/h，t进口=425℃t出口=440℃，V空塔：
～0.31m/s
触媒VK3820.06m3比例：
27%
38
热
交
换
器
1#
烟气入口量（管程/壳程）30451.6/31490.28m3/h，
烟气入口温度（管程/壳程）605/275℃，
烟气出口温度（管程/壳程）472/422℃，F=496m2，
1
2#
烟气入口量（管程/壳程）30180.65/27267.21m3/h，
烟气入口温度（管程/壳程）516/324℃，
烟气出口温度（管程/壳程）442/427℃，F=518m2，
1
3#
烟气入口量（管程/壳程）30075.27/31490.28m3/h，
烟气入口温度（管程/壳程）457/60℃，
烟气出口温度（管程/壳程）230/277℃，F=409m2，
2
4#
烟气入口量（管程/壳程）27181.4/27267.21m3/h，
烟气入口温度（管程/壳程）438/70℃，
烟气出口温度（管程/壳程）157/326℃，F=701m2，
2
39
二氧化硫风机
型号：
S1000-1*，转速：
5730r/min，N=1000KW
轴功率：
863KWQ=1000m3/min，H=40KPa
Q进口=31490.28m3/h（标），t进口=55℃
t出口=60℃，进口烟气中酸雾＜0.005g/m3、
水份＜0.1g/m3、尘＜0.005g/m3、SO2=9.56%，吸入压力：
～-13500Pa，出口压力：
～25000Pa，
1
40
电动单梁起重机
LD10t-10.5m，H=9.5m电机型号：
ZDYⅡ21-4
1
41
电炉
1#1440KW，2#720KW
2
42
悬挂式中心传动浓缩机
JYS-6,Ф6.0m
4
43
悬挂式中心传动浓缩机
JYS-12,Ф12m
1
44
计量泵
Q=0.15～1.5m3/hH=17m
2
45
加药装置
JY-0.3/0.72-1带投加泵L6R12只
1
46
玻璃钢搅拌槽
Ф2500×2500P=7.5KW
8
47
玻璃钢搅拌槽
Ф2500×2500P=2.2KW
5
48
玻璃钢搅拌槽
Ф2000×2000P=4KW
2
49
厢式压滤机
XYS-60×28/840×840/0.6u
2
50
厢式压滤机
XYS-100×28/840×840/0.6u
2
51
电动葫芦
MD15t-12mP=4.5+0.4+0.4
1
52
电动葫芦
MD11t-6mP=4.5+0.4+0.4
1
53
玻璃钢水箱
3.0×6.0×2.5m
1
54
玻璃钢水箱
2.0×1.0×1.5m（无盖）
3
55
玻璃钢贮污酸槽
150m3,Ф6m
1
56
电液动鄂式闸门
YEZ-40
4
附：
电液推杆
DYTJ700-240
4
57
陶瓷泵
HTB-ZK5.0/30，Q=20m3/h，H=30m
8
58
陶瓷泵
HTB-ZK4.2/20-A，Q=8m3/h，H=8m
6
59
陶瓷泵
HTB-ZK4.2/20，Q=10m3/h，H=20m
2
60
陶瓷泵
HTB-ZK4.2/20，Q=5m3/h，H=25m
6
61
陶瓷泵
HTB50-32-200Q=7.5m3/h，H=51.8m
4
62
液下泵
HTB-Y65-50-160-U，Q=20m3/h，H=30m
4
63
循环水泵房水泵
300S32X，Q=760m3/h,H=30.5mY280M-4
4
64
循环水泵房水泵
SBO200-52，Q=640m3/h,H=36mY280M-4
2
65
混凝土冷却塔
Q=1500m3/h
1
66
混凝土冷却塔
Q=600m3/h
1
67
离子棒水处理器
ISI-500-1500-1.6，Q=1500m3/h，N=100W
1
68
离子棒水处理器
ISI-350-600-1.6，Q=600m3/h，N=60W
1
69
水泵房电动葫芦
CD13t-6m附运行电机：
ZDY12-4附起升电机：
ZD32-4
1
70
电动式排污过滤器
DPG-150，过滤等级＜1mmQ=100m3/h，N=1.1KW
2
71
潜污泵
50QW20-10-1.1,Q=20m3/h,H=10mN=1.1KW
1
高温风机出口烟气图1：
制酸工艺流程图
换热器
换热器
转化器
————————
清洗槽
泵
酸冷器
滤饼
————送污水处理
（送冶炼回收）——————
循环酸槽
计量槽
计量槽
计量槽
一吸收塔
1#电炉
泵
换热器
转化器
酸冷器
循环酸槽
泵
尾气放空
—————
成品酸
——————
高位槽
循环酸槽
6硫酸生产过程
6.1净化工序
6.1.1净化的基本任务
（1）最大限度地除去二氧化硫烟气中的尘、酸雾、砷、氟等有害物质。
（2）降低烟气温度。
（3）降低烟气中的水份含量。
6.1.2净化的基本原理
气体的分类一般可分为两大类：
一类是混合气体中有害气体组分的分离；另一类是气体悬浮着的固体或液体微粒的分离，称为气悬微粒的分离，即气溶胶粒子的分离。
对于气体组分的分离，通常利用分子自身的热运动（布朗运动），使被分离的气体组分分子通过液体吸收或固体吸收而除去。
对于气溶胶粒子的分离，通常是根据不同大小的粒子在气相运动的不同规律，借助于不同外力对粒子的作用来达到由大到小逐级分离。
6.1.3主要设备技术操作条件
（1）一级洗涤器技术性能参数
项目
参数
型号规格
φ1000/φ3200×13488
净化工段进口烟气量
33640Nm3/h，最大烟气量为：
38000Nm3/h
进口烟气温度
320±15℃
出口烟气温度
70.5±15℃
进口烟气压力
0～200Pa
烟气含尘
≤500mg/Nm3
含砷
35kg/h
循环酸浓
＜5%
设计温度
过渡段：
380℃：
槽体：
150℃
设计压力
-10000Pa
入口烟气成分：
SO2
SO3
O2
CO2
N2
H2O
∑
9.04
0.48
15.83
0.89
59.94
13.82
100
（2）二级洗涤器技术性能参数
项目
参数
型号规格
φ850/φ3200×16500
处理气量
31315.4Nm3/h，最大烟气量为：
40000Nm3/h
设计温度
90℃
设计压力
-10000Pa
6.1.4净化岗位操作法
（1）开车前的检查和准备
1检查各设备、管道和阀门是否完好，酸封器盖是否盖好，2#电除雾人孔是否打开，安全水封内是否有足够的水，一级洗涤器进气口溢流液是否均匀流向管壁。
2电仪表工检查各仪表是否灵敏、准确。
3由电工按要求检查，调整高压整流机组，检查调整完毕后待用。
4检查电除雾供电系统的所有设备和电除雾器体的高压对地绝缘电阻是否合格。
5电除雾绝缘箱温度在开车前24小时需升温至100～140℃。
（2）开车顺序
1与转化岗位的升温操作配合，在值班长统一指挥下开车。
2接到开车通知后，启动洗涤器循环酸泵并将泵出口阀开大到符合要求（按电流表指示为准）。
3氧气底吹炉投料前半小时，开启一级洗涤器、冷却塔循环酸泵，同时调整好各泵阀门，启动水泵，向板式冷却器开始供水。
4打开冷却塔和电除雾喷水管阀，各冲洗15分钟后关闭。
5接到拉气通知后，盖好2#电除雾人孔即可。
通气后注意检查各处温度和压力，观察变化情况。
6通气10分钟后电除雾送上电。
（3）停车方法：
1短期（5天以下）停车，接到值班长的停车通知后打开2#电除雾人孔，待系统停止通气后依次停二级洗涤器、冷却塔循环酸泵、板式冷却器水泵、电除雾，一级洗涤器循环酸泵继续运转。
待一级洗涤器进口温度降到60℃以下时，一级洗涤器循环酸泵停止运转。
2长期（5天以上）停车，除一级洗涤器循环酸泵的停车由转化工或值班长通知再停外，其余停车方法与短期停车相同。
3若遇到下列情况之一时，要及时报告值班长按紧急停车处理。
A系统停水。
B安全水封水被抽走且加不进水时。
C洗涤器循环酸泵或冷却塔循环酸泵送不上酸时。
D电除雾送不上电和两段电压均小于40千伏时。
E整流机组产生强烈放电时。
F1#电除雾进口气温超过45℃时。
（4）正常操作要点：
1随时注意各点温度、压力变化情况，注意维持在指标范围内。
2经常检查设备和管道确保无漏气、漏水现象。
3随时观察稀酸温度。
若超标，要随时排污，并且向槽内补充自来水，以达到降温的目的。
4随时观察稀酸浓度。
若超标，要加水稀释到规定指标范围内。
5经常检查安全水封，若水被抽走，应立即加水并检查原因。
6每天接班后，要冲洗电除雾器15分钟。
冲洗时，电除雾停止送电。
待冲洗完后，立即恢复送电。
7在升压和运行时要注意电除雾各处有无放电现象。
8注意电除雾运行情况，如遇跳闸应及时合上，如连续跳闸应及时通知电工检查。
9整流机组所有瓷瓶每月要停电擦净一次，半年停电取变压器油样化验一次。
10每小时填写操作记录一次，要求内容准确，字迹清楚。
6.2转化工序
6.2.1转化的基本任务
（1）将二氧化硫最大限度地转化为三氧化硫，努力提供转化率。
（2）保证转化器各段温度达到规定指标。
（3）维护硫酸风机的正常运转。
6.2.2转化的基本原理
烟气经过净化工序除去烟尘、酸雾、砷、氟等有害杂质后，再通过干吸工序的干燥塔除去水份，然后进入转化工序，在一定温度下，通过触媒（V2O5）催化，使烟气中的二氧化硫与氧气结合生成三氧化硫。
其反应方程式为：
2SO2+O2==2SO3+Q
此反应是一个可逆、放热、体积缩小的反应。
6.2.3工艺流程
1#1#电炉4#3#
2#
二吸
一吸
SO3去一吸塔
主鼓风机来SO2
3#a3#b1#转化器2#4#a4#b
6.2.4主要技术操作条件
（1）转化器进口二氧化硫浓度8～9.5%。
（2）转化器各段温度：
一段进口：
420～430℃一段出口：
580～600℃
二段进口：
465～475℃二段出口：
510～520℃
三段进口：
430～440℃三段出口：
450～460℃
四段进口：
405～410℃四段出口：
440～450℃
6.2.5技术指标：
（1）总转化率：
≥99.7%
（2）尾气二氧化硫浓度：
＜0.03%
6.2.6转化操作法
（1）长期停车后的开车：
1开车前的检查和准备
A检查风机、变速器
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