硫酸生產(chǎn)工藝及通用機械設(shè)備分析

摘要：隨著社會的全方位發(fā)展及人們需求的各方位提高，硫酸在科學(xué)技術(shù)和人們?nèi)粘Ｉ钪姓紦?jù)的分量越來越重。硫酸廣泛的涉及到了工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防、原子能及火箭技術(shù)、民生等眾多的領(lǐng)域，具有跨領(lǐng)域、涉及性廣等一系列特點。不僅硫酸的這些特性對各個領(lǐng)域產(chǎn)生了重要的影響，而且各個領(lǐng)域?qū)α蛩岬闹匾曇泊龠M了硫酸自身的發(fā)展和硫酸工業(yè)的進步，尤其是高濃度磷復(fù)肥及有色金屬工業(yè)的發(fā)展。本文通過對硫酸生產(chǎn)工藝及通用機械設(shè)備進行分析研究，對硫酸工藝、通用機械設(shè)備應(yīng)用要點作出分析，以期能夠進一步加強人們對硫酸生產(chǎn)工藝及通用機械設(shè)備的認識，同時也希望能夠促進硫酸工業(yè)的進步。

關(guān)鍵詞：硫酸；生產(chǎn)工藝；通用；機械；設(shè)備

1.硫酸生產(chǎn)工藝

硫酸生產(chǎn)工藝主要分為硫酸生產(chǎn)方法和硫酸生產(chǎn)工藝流程，硫酸的生產(chǎn)方法可以分為硫磺制酸、磷石膏制酸、煙氣制酸、硫鐵礦制酸等。伴隨著硫磺充足供應(yīng)，綜合分析經(jīng)濟、生產(chǎn)、環(huán)境等各種因素，越來越多的企業(yè)開始使用硫磺作為硫酸生產(chǎn)的原材料。當前，工業(yè)上生產(chǎn)硫酸，主要采取的是接觸法硫酸生產(chǎn)工藝，通過接觸法硫酸生產(chǎn)工藝，將V2O5催化劑與SO2氣體接觸，最終將SO2轉(zhuǎn)化為SO3。在接觸法硫酸生產(chǎn)工藝中，存在著三個基本的化學(xué)反應(yīng)，分別為SO2氣體制取、SO2轉(zhuǎn)化與SO2吸收，這三個基本的化學(xué)反應(yīng)是接觸法硫酸的核心。硫酸生產(chǎn)工藝流程分析主要分為硫鐵礦制酸工藝和硫磺制酸工藝，硫鐵礦制酸工藝中的硫鐵礦原材料，需要經(jīng)過原料工段處理，然后進行沸騰焙燒作業(yè)，所產(chǎn)生的氣體，經(jīng)過廢熱鍋爐回收熱量，通過旋風(fēng)除塵器或電除塵器處理后，進入氣體凈化程序，凈化氣體后，將氣體送入到干燥塔，然后將氣體進行轉(zhuǎn)化，通過催化氧化作用，產(chǎn)生SO3氣體，將SO3氣體送到吸收塔，最終產(chǎn)生硫酸。硫磺制酸工藝的原材料為固體硫磺，其工藝需要經(jīng)過熔硫、過濾液硫、燃燒液硫、回收余熱、“3+2”兩轉(zhuǎn)兩吸工藝法處理，最終制造出硫酸。

2.硫酸通用機械設(shè)備

2.1風(fēng)機

在硫酸生產(chǎn)機械設(shè)備中，風(fēng)機主要為硫鐵礦工藝中焙燒爐爐底風(fēng)機、硫磺制酸工藝中空氣風(fēng)機、冶煉煙氣制酸工藝中SO2鼓風(fēng)機等。在冶煉煙氣制酸中使用的S型鼓風(fēng)機基本結(jié)構(gòu)包括雙進氣閉式葉輪、主軸、剛性軸轉(zhuǎn)子、水平中分式機殼、變速箱、支撐軸、高位油箱、儀表、非接觸式振動探頭等；在硫磺制酸工藝中使用的鼓風(fēng)機要求具備大流量、高效率、高壓比，為進一步提高硫磺制酸生產(chǎn)能力，從而對鼓風(fēng)機進行了改進，在鼓風(fēng)機進口處設(shè)置調(diào)節(jié)裝備，增加流量調(diào)節(jié)的寬度，如在硫磺制酸中使用S5500--1*離心鼓風(fēng)機，其結(jié)構(gòu)為雙膝入單級雙支撐，鼓風(fēng)機出口與進口均設(shè)計為矩形；葉輪為高效三元雙吸葉輪，能耗低，效率高。

2.2沸騰爐

沸騰爐的使用分為很多步驟，第一步是啟動沸騰爐前應(yīng)認真檢查風(fēng)機、園盤給料機、斗式提升機、燃煤破碎機等設(shè)備是否正常，發(fā)現(xiàn)缺油或故障就及時處理。第二步是打開配風(fēng)閥，以便使點火時未燃盡的煤煙排空礦制酸電除塵器。第三步是燃燒室點火。第四步是啟動鼓風(fēng)機，啟動時必須先關(guān)好鼓風(fēng)風(fēng)門，空載啟動，鼓風(fēng)風(fēng)門應(yīng)在鼓風(fēng)機正常啟動之后再進行調(diào)節(jié)。第五步是通過燃燒到的觀火孔觀察燃燒室的燃燒狀況，嚴禁在燃燒室口處正面觀察火情。第六步是停爐壓火前應(yīng)先停止供煤。

2.3泵

在硫酸生產(chǎn)工藝中，通常采用的泵分為高溫濃硫酸泵、液體硫磺泵、稀硫酸泵三種。高溫濃硫酸泵的使用，是大型硫酸裝置發(fā)展的需要。傳統(tǒng)的泵插入深度為1500mm，循環(huán)酸溫在80℃以下，而高溫濃硫酸泵插入深度可以達到2000mm，循環(huán)酸溫提高到100-132°；如熱回收技術(shù)在硫酸生產(chǎn)過程中得到合理的利用，循環(huán)酸溫則可以提高到200°左右，這就需要高溫濃硫酸泵，保證泵的可靠性及安全性。在硫磺制酸工藝裝置中，液體硫磺泵主要包括過濾泵與爐前泵兩種，其中過濾泵主要負責(zé)將液態(tài)粗硫輸送到過濾機，爐前泵則主要負責(zé)將過濾完成后的精硫輸送到焚硫爐之中。稀硫酸泵主要在冶煉煙氣制酸工藝及硫鐵礦制酸工藝中應(yīng)用，使用稀硫酸泵的場合主要有污水污酸泵、冷卻塔酸循環(huán)泵、動力波酸循環(huán)泵等。在硫酸生產(chǎn)工藝中選擇使用泵，需要確保其具備優(yōu)越的耐腐性及耐磨性，保證在生產(chǎn)過程中，泵的安全性及穩(wěn)定性。

2.4除霧器

除霧器主要是由波形葉片、板片、卡條等固定裝置組成，在濕法脫硫，吸收塔在運行過程中，易產(chǎn)生粒徑為10--60微米的“霧”，“霧” 不僅含有水分，它還溶有硫酸、硫酸鹽、二氧化硫等，同時也造成風(fēng)機、熱交換器及煙道的玷污和嚴重腐蝕。它在操作中主要需要注意升華硫、絕緣箱溫度。

2.5余熱鍋爐

余熱鍋爐由鍋筒、活動煙罩、爐口段煙道、斜1段煙道、斜2段煙道、末1段煙道、末2段煙道、加料管（下料溜）槽、氧槍口、氮封裝置及氮封塞、人孔、微差壓取壓裝置、煙道的支座和吊架等組成。 余熱鍋爐共分為六個循環(huán)回路，每個循環(huán)回路由下降管和上升管組成，各段煙道給水從鍋筒通過下降管引入到各個煙道的下集箱后進入各受熱面，水通過受熱面后產(chǎn)生蒸汽進入進口集箱，再由上升管引入鍋筒。

3.結(jié)語

總而言之，硫酸生產(chǎn)工藝及通用機械設(shè)備是一個極其復(fù)雜的系統(tǒng)，任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，后果都是不可想象的。雖然現(xiàn)階段的硫酸工業(yè)運轉(zhuǎn)系統(tǒng)似乎看起來很全面、完整。但是其實深層是有一些問題的，例如硫酸提煉技術(shù)的研究與更新、與國際硫酸技術(shù)的接軌等等，這些都是硫酸研究人員應(yīng)該努力的方向。

參考文獻：

[1]魏而宏.我國硫鐵礦制酸和硫磺制酸大型裝置的技術(shù)與設(shè)備[J].硫磷設(shè)計與粉體工程. 2000（02）

[2]李勇，夏麗紅.紅磷化工有限責(zé)任公司硫酸生產(chǎn)擺脫高砷、高氟等污染[J].云南化工. 2002（03）.

作者簡介：劉殿瑞（1964.11.10-），男，籍貫：河北省承德市平泉縣，研究方向：化工機械，現(xiàn)有職稱：工程師，學(xué)歷：本科。