10kt/a廢硫酸再生裝置的設備選型探討

于海媛（青海省化工設計研究院有限公司）

現在的廢硫酸的再生工藝中，開始出現10kt/a廢硫酸再生裝置，并且被越來越廣泛的運用到實際生產中。10kt/a廢硫酸再生裝置的投入使用，使廢硫酸的再生達到了一個更高的高度，使其生產效率以及質量有了進一步的提高。但是這種裝置對設備的選型要求比較嚴格，在選擇設備的時候，要根據其特點和要求來進行合理選擇。

一.10kt/a廢硫酸再生裝置的工藝簡介

首先將廢硫酸通過噴嘴噴進廢酸裂解爐的高溫爐膛，在爐膛內廢硫酸受熱分解，分解成二氧化硫、水和氧氣。由煤氣或天然氣的燃燒來提供廢硫酸裂解所需要的熱量，助燃空氣利用管殼式的換熱器預熱到510℃送至廢酸裂解爐中。若廢硫酸的量不足，可以引入一些硫化氫氣體來參與燃燒，以此來滿足生產的需求。在廢硫酸裂解爐中出來的高溫爐氣，經過套管換熱器的冷卻，進入凈化工序。經過兩級的動力波洗滌器以及冷卻塔降溫除灰之后，將酸霧在濕式纖維除霧器中除去，然后將氣體送入干燥塔內進行干燥。在氣體進入干燥塔之前，要補入一定的空氣量來調節氣體中氧氣和二氧化硫的比例。在氣體經過干燥之后，通過二氧化硫風機將其送入套管換熱器內進行換熱升溫后進行轉化，經過兩次的轉化和兩次的吸收之后生產出成品硫酸。所產生的尾氣從煙囪排到空氣中。

二.廢硫酸的裂解工序

廢硫酸的裂解在整個裝置中是十分關鍵的一部分。在這一道工序中，所要用到的設備主要有廢硫酸裂解爐和噴嘴，燃燒器和換熱器。

1.廢硫酸的裂解爐

廢硫酸的裂解爐采用圓筒結構，外殼使用Q354R的材料。襯里采用雙層結構，和鋼外層相接觸的部分用莫來石料進行澆筑，與介質所接觸的部分使用含有鋯剛玉的莫來石磚砌筑。這種結構解決了鋼外殼的不圓度問題，有利于施工；鋼外殼的造價也比較低，可以延長襯里的使用壽命。裂解爐內分成四段，在每一段設有擋墻，并且將其上下口之間相互錯開，使氣流可以均勻的混合。

2.廢硫酸的噴嘴

噴嘴在廢硫酸的再生中也是十分重要的。它的噴霧霧化效果與廢硫酸的裂解有著直接的關系。若噴嘴的霧化效果不好，沒有分解的硫酸就會進入裂解爐的底部而導致設備被損壞，同時沒有被分解掉的廢硫酸也會造成設備的堵塞。

3.燃燒器

一般的情況下，燃燒器對工作環境的要求比較高。在實際的生產中，所用的燃燒器，不但要能夠燃燒煤氣，也要可以燃燒硫化氫，燃燒所要用到的空氣要達到510攝氏度的溫度，空氣的溫度在升高之后，它的密度會降低，燃燒的效果會比較差，并且還容易有氮氧化物產生，在以后的冷卻過程中，會有硝酸產生，腐蝕設備；另一方面，燃燒器一般都要長期的在高溫中暴露，而且它周圍的氣體環境也比較復雜，這樣一來，會使得設備的腐蝕和破壞更加嚴重。

4.套管式換熱器

出于對廢硫酸的再生裝置規模比較小，在裂解爐口設置廢熱鍋爐也回收不了多少熱量的考慮，為了保證裝置可以長期的運行，在設計中用套管式的換熱器代替廢熱鍋爐進行熱量的收集。

三.廢硫酸的凈化

在凈化工序中，要用到的設備主要有一級和二級的動力波洗滌器、濕式的纖維除霧器、冷卻塔和稀酸的板式換熱器。

1.動力波洗滌器

由換熱器出來的工藝氣在一級動力波洗滌器中是向下流動的，循環酸是向上噴射的，兩者在一起形成了泡沫區，氣體的冷卻是通過對稀酸中的氣體蒸發完成的。動力波洗滌器的后部分設備使用的材料是玻璃鋼。當其一級設備出現不好的工作狀況時，高溫的工藝氣進入到后部的設備之后，就會造成設備的熔化，嚴重的時候會導致火災的發生。在設計中一定要針對此種情況確定合理的工藝參數，采用自動化連鎖控制的手段避免此種狀況的發生。

2.濕式的纖維除霧器

在裝置中使用高速圓筒形的除霧器。這種除霧器的結構比較簡單，操作起來比較方便，并且也有比較高的除霧效率，不但可以將大顆粒的霧滴除去，也可以除去比較細小的霧滴。

3.稀酸的板式換熱器

用板式換熱器對稀酸進行冷卻。這種換熱器的優點是占地面積比較小，結構比較緊湊，有很大的彈性操作，清洗起來也比較容易、熱損失也比較小。但是它也有一定的缺點，在稀酸中，會有大量的雜質存在，可能會導致換熱器被堵塞。在設計的時候，要設置過濾器將雜質除去。

四.對酸進行轉化

轉化工序中所要用到的設備主要有二氧化硫風機、氣體換熱器以及轉化器。

1.氣體的換熱器

在實際的生產中，由于換熱的介質會不同，所以換熱器可以分為兩種。一種是與固定管板相垂直的管殼式的換熱器，這種主要是用于工藝氣和空氣的換熱；另外一種是氣板式的換熱器，這種主要是用于工藝氣之間的交換。

2.酸的轉化器

轉換器采用不銹鋼材料。轉換器內部催化劑的支撐也使用的不銹鋼材料。轉化器與管道連接采用焊接，目的是防止三氧化硫在泄露之后會對設備造成腐蝕。

五.制酸的干吸工序

干吸工序用到的設備主要有干燥塔、一級吸收塔和二級吸收塔，還有與之配套的循環泵，酸冷卻器等。干吸塔均為填料塔，可以將干吸塔及相匹配的循環槽做成一個整體的設備，即塔槽一體的干吸塔，也可以單獨分開設置，根據具體的工藝確定適合的設備。

結語：

在實際的生產中，要根據需要來選擇合理的裝置和設備，保證其可以符合生產的要求，達到生產的標準。現在的廢硫酸再生產正在不斷的向前發展，并且會有廣闊的前景。

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