10kt/a廢硫酸再生裝置的設(shè)備選型探討

于海媛（青海省化工設(shè)計研究院有限公司）

現(xiàn)在的廢硫酸的再生工藝中，開始出現(xiàn)10kt/a廢硫酸再生裝置，并且被越來越廣泛的運(yùn)用到實(shí)際生產(chǎn)中。10kt/a廢硫酸再生裝置的投入使用，使廢硫酸的再生達(dá)到了一個更高的高度，使其生產(chǎn)效率以及質(zhì)量有了進(jìn)一步的提高。但是這種裝置對設(shè)備的選型要求比較嚴(yán)格，在選擇設(shè)備的時候，要根據(jù)其特點(diǎn)和要求來進(jìn)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(jìn)廢酸裂解爐的高溫爐膛，在爐膛內(nèi)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(yù)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(chǎn)的需求。在廢硫酸裂解爐中出來的高溫爐氣，經(jīng)過套管換熱器的冷卻，進(jìn)入凈化工序。經(jīng)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(nèi)進(jìn)行干燥。在氣體進(jìn)入干燥塔之前，要補(bǔ)入一定的空氣量來調(diào)節(jié)氣體中氧氣和二氧化硫的比例。在氣體經(jīng)過干燥之后，通過二氧化硫風(fēng)機(jī)將其送入套管換熱器內(nèi)進(jìn)行換熱升溫后進(jìn)行轉(zhuǎn)化，經(jīng)過兩次的轉(zhuǎn)化和兩次的吸收之后生產(chǎn)出成品硫酸。所產(chǎn)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(guān)鍵的一部分。在這一道工序中，所要用到的設(shè)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(jié)構(gòu)，外殼使用Q354R的材料。襯里采用雙層結(jié)構(gòu)，和鋼外層相接觸的部分用莫來石料進(jìn)行澆筑，與介質(zhì)所接觸的部分使用含有鋯剛玉的莫來石磚砌筑。這種結(jié)構(gòu)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(nèi)分成四段，在每一段設(shè)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(guān)系。若噴嘴的霧化效果不好，沒有分解的硫酸就會進(jìn)入裂解爐的底部而導(dǎo)致設(shè)備被損壞，同時沒有被分解掉的廢硫酸也會造成設(shè)備的堵塞。

3.燃燒器

一般的情況下，燃燒器對工作環(huán)境的要求比較高。在實(shí)際的生產(chǎn)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(dá)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(chǎn)生，在以后的冷卻過程中，會有硝酸產(chǎn)生，腐蝕設(shè)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(huán)境也比較復(fù)雜，這樣一來，會使得設(shè)備的腐蝕和破壞更加嚴(yán)重。

4.套管式換熱器

出于對廢硫酸的再生裝置規(guī)模比較小，在裂解爐口設(shè)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(yùn)行，在設(shè)計中用套管式的換熱器代替廢熱鍋爐進(jìn)行熱量的收集。

三.廢硫酸的凈化

在凈化工序中，要用到的設(shè)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(huán)酸是向上噴射的，兩者在一起形成了泡沫區(qū)，氣體的冷卻是通過對稀酸中的氣體蒸發(fā)完成的。動力波洗滌器的后部分設(shè)備使用的材料是玻璃鋼。當(dāng)其一級設(shè)備出現(xiàn)不好的工作狀況時，高溫的工藝氣進(jìn)入到后部的設(shè)備之后，就會造成設(shè)備的熔化，嚴(yán)重的時候會導(dǎo)致火災(zāi)的發(fā)生。在設(shè)計中一定要針對此種情況確定合理的工藝參數(shù)，采用自動化連鎖控制的手段避免此種狀況的發(fā)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(jié)構(gòu)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(xì)小的霧滴。

3.稀酸的板式換熱器

用板式換熱器對稀酸進(jìn)行冷卻。這種換熱器的優(yōu)點(diǎn)是占地面積比較小，結(jié)構(gòu)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(diǎn)，在稀酸中，會有大量的雜質(zhì)存在，可能會導(dǎo)致?lián)Q熱器被堵塞。在設(shè)計的時候，要設(shè)置過濾器將雜質(zhì)除去。

四.對酸進(jìn)行轉(zhuǎn)化

轉(zhuǎn)化工序中所要用到的設(shè)備主要有二氧化硫風(fēng)機(jī)、氣體換熱器以及轉(zhuǎn)化器。

1.氣體的換熱器

在實(shí)際的生產(chǎn)中，由于換熱的介質(zhì)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(zhuǎn)化器

轉(zhuǎn)換器采用不銹鋼材料。轉(zhuǎn)換器內(nèi)部催化劑的支撐也使用的不銹鋼材料。轉(zhuǎn)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(shè)備造成腐蝕。

五.制酸的干吸工序

干吸工序用到的設(shè)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(huán)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(huán)槽做成一個整體的設(shè)備，即塔槽一體的干吸塔，也可以單獨(dú)分開設(shè)置，根據(jù)具體的工藝確定適合的設(shè)備。

結(jié)語：

在實(shí)際的生產(chǎn)中，要根據(jù)需要來選擇合理的裝置和設(shè)備，保證其可以符合生產(chǎn)的要求，達(dá)到生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)。現(xiàn)在的廢硫酸再生產(chǎn)正在不斷的向前發(fā)展，并且會有廣闊的前景。

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