重金屬冶煉廠二氧化硫煙氣制酸設施設計

1、制酸所用的塔體能內襯石墨嗎？關鍵字 ：兩轉兩吸50010-6二氧化硫含量降至50010-6以下非穩(wěn)態(tài)轉化制酸技術004005。銅、鉛、鋅、鎳、鈷等冶煉廠，干法制酸，濕法制酸：熱濃酸洗凈化、水洗凈化和稀酸洗凈化：增濕塔、洗滌塔、電除霧器、干燥塔、吸收塔、轉化器和二氧化硫鼓風機重金屬冶煉廠二氧化硫煙氣制酸設施設計 重金屬冶煉廠二氧化硫煙氣制酸設施設計(designofsulfurrecoveryfacilityfromfluegasoflaeavynonferrousmetallurgicalworks)以重金屬火法冶煉過程產出的二氧化硫煙氣為原料，采用不同工藝生產硫酸產品的設施設計，是重金屬冶煉

2、廠設計的重要組成部分。重金屬冶煉廠生產過程中產生大量含二氧化硫的煙氣，其濃度波動較大，且含有多種金屬和砷、氟等雜質，常用的回收處理方法較多。利用煙氣除生產硫酸外，還可生產硫磺、液體二氧化硫。低濃度二氧化硫煙氣，根據條件也可生產其他產品。設計內容包括：原料、產品方案、設計規(guī)模、工藝流程、主要設備、車間配置和主要技術經濟指標。簡史1740年英國建成第一個硫酸廠，以燃燒硫磺和硝石生成的氣體為原料，用水吸收制成硫酸。1746年開始用鉛室法生產硫酸，20世紀初開始用瓷環(huán)填料取代鉛室，出現塔式法制酸技術。接觸法制酸始于1831年，隨著凈化技術日趨完善，到20世紀初才得到廣泛應用，并開始用于重金屬冶煉的煙氣

3、制酸。1964年聯邦德國拜耳公司(BayerAG)首先在工業(yè)上實現兩次轉化兩次吸收工藝(簡稱“兩轉兩吸”工藝)，使接觸法制酸尾氣中的二氧化硫含量降至50010-6以下。1982年，蘇聯采用，在紅烏拉爾煉銅公司處理濃度為074的二氧化硫冶煉煙氣，排放尾氣的二氧化硫濃度低于004005。中國于1876年開始以硫磺為原料，用鉛室法生產硫酸，1945年，葫蘆島煉鋅廠采用德國魯奇公司技術建成處理鋅精礦焙燒二氧化硫煙氣的制酸車間。設計規(guī)模為15萬ta。60年代后，中國設計建成的銅、鉛、鋅、鎳、鈷等冶煉廠陸續(xù)利用冶煉煙氣制造硫酸。采用的制酸工藝有干法凈化制酸、熱濃酸或稀酸洗凈化制酸等。1985年設計建成的貴

4、溪冶煉廠制酸車間，采用稀酸洗凈化的“兩轉兩吸”工藝，單系列設計規(guī)模為3436萬ta。西北鉛鋅冶煉廠、金川有色金屬公司冶煉廠相繼設計建成了“兩轉兩吸”的煙氣制酸車間。對低濃度二氧化硫煙氣的回收和處理，40年代以來，各國研究開發(fā)了不少方法。在中國這些方法主要用于回收制酸尾氣中的二氧化硫。俄羅斯的一些冶煉廠和中國的沈陽冶煉廠用非穩(wěn)態(tài)轉化法制酸處理低濃度二氧化硫煙氣。原料部分重金屬冶煉廠火法冶煉含硫原料和中間產品過程中產出的二氧化硫煙氣濃度見表1。產品方案當煙氣二氧化硫的濃度超過35時，可根據煙氣濃度、建設地區(qū)冷卻水溫度和用戶需要等，生產濃度為925或98的硫酸。當煙氣二氧化硫的濃度較高，且可解決水平

5、衡時，也可生產部分游離SO2為20的發(fā)煙硫酸；在特定條件下，高濃度二氧化硫煙氣也可用于生產硫磺或液體二氧化硫。設計規(guī)模根據重金屬冶煉二氧化硫煙氣中的總含硫量和選用的制酸工藝流程，可按下式計算：式中W為硫酸的日產量(100H2SO4)，td；Q為每天進入制酸系統(tǒng)煙氣中的總含硫量，td；y總為制酸總利用率，；y凈為制酸煙氣凈化率，；j轉為制酸煙氣轉化率，；y吸為制酸煙氣吸收率，。煙氣二氧化硫濃度比較穩(wěn)定時的硫酸產量可參見表2。工藝流程以冶煉二氧化硫煙氣制酸，通常采用接觸法。工藝過程包括煙氣凈化、干燥、吸收、轉化和成品生產等。按煙氣凈化工藝，可分為干法制酸和濕法制酸兩種。(1)干法制酸。是將經收塵凈

6、化后的煙氣，在熱交換器中加熱至380400，再經轉化后進入兩段成酸工序，采用濃度為93的酸噴淋冷凝成酸。該法具有流程短、占地小、投資省、無污水污酸等優(yōu)點。但由于除砷效率低，催化劑中毒嚴重，轉化率低，能耗大等原因，現已極少采用。(2)濕法制酸。又分為熱濃酸洗凈化、水洗凈化和稀酸洗凈化三種。熱濃酸洗凈化指標差，成品酸質量低，設備腐蝕嚴重；水洗凈化由于污水量大，污水處理設施投資多等原因，這兩種方法設計一般已不采用。稀酸洗凈化的凈化指標好，適應范圍廣，污酸排放量小，便于處理或利用，硫損失小，有利于實現“兩轉兩吸”工藝，一般新建的冶煉廠制酸車間，設計多采用此種工藝。排出少量濃度為330的污酸，用中和法或

7、硫化法處理，達到排放標準后排放。濕法制酸的轉化、吸收工藝可分為“一轉一吸”、“兩轉兩吸”和新開發(fā)的非穩(wěn)態(tài)轉化等。選擇依據主要取決于煙氣二氧化硫濃度?！耙晦D一吸”工藝，一般處理的煙氣二氧化硫濃度為456，二氧化硫轉化率為9598。非穩(wěn)態(tài)轉化可處理二氧化硫濃度為254的煙氣，其尾氣一般須處理后才能排放?！皟赊D兩吸”工藝的轉化率可達995以上，尾氣濃度符合排放標準，一般處理的煙氣二氧化硫濃度可在6以上。在特定情況下(即指煙氣中的一氧化碳含量較高，一氧化碳轉化為二氧化碳放出的大量熱量，能維持轉化自熱平衡時)，或工藝、設備處理得當，煙氣二氧化硫的濃度也可稍低于6。冶煉二氧化硫煙氣稀酸洗凈化“兩轉兩吸”制

8、酸工藝流程見圖。不符合排放標準的制酸尾氣須經處理，以生成化工產品或對環(huán)境無害的廢棄物。常用的方法有氨一酸法、亞硫酸鈉法、堿式硫酸鋁一石膏法、堿式硫酸鋁解析法、石灰一石膏法、氧化鎂法和石灰一亞硫酸鈣法等。主要設備有增濕塔、洗滌塔、電除霧器、干燥塔、吸收塔、轉化器和二氧化硫鼓風機等。(1)增濕塔。其作用是除塵和降溫。一般采用空塔，塔體外殼為鋼板，中間襯鉛板，內壁砌耐酸磚。當煙氣含氟高時，加襯石墨磚。塔上部設噴淋裝置，氣、液逆流接觸。也有采用玻璃鋼制作塔體，煙氣從塔頂進入，氣、液并流接觸。(2)洗滌塔。一般為填充塔，外殼結構與增濕塔基本相同。通過氣、液逆流接觸除去煙氣中的煙塵。(3)電除霧器。用于除

9、去煙氣中酸霧和殘余的煙塵。沉淀板有板式、管式和蜂窩式等類型，由鉛、塑料、導電玻璃鋼等材料制作。放電電極須耐硫酸，一般采用銅心包鉛星型線。(4)干燥塔。為用鋼板制成的立式圓筒形簡體，內襯耐酸磚，常用的填料有瓷質矩鞍環(huán)、階梯環(huán)等。塔內上部設有分酸裝置，塔頂一般設置金屬絲網式除霧器。干燥塔的作用是以濃硫酸吸收煙氣中的水分，使干燥后的煙氣含水量降至01gm3。(5)吸收塔。與干燥塔結構基本相同。用于吸收轉化后的三氧化硫氣體，生成硫酸。(6)轉化器。將煙氣中的二氧化硫在催化劑層轉化成三氧化硫的設備。其構造可分為內部換熱式、外部換熱式和混合式三種。轉化器殼體用噴鋁碳素鋼或不銹鋼制作，其高溫部位襯以耐火磚。

10、轉化器內部一般由35段催化劑層組成，外部加設保溫層。(7)二氧化硫鼓風機。用于硫酸生產系統(tǒng)的氣體輸送。操作風壓一般為2040kPa。鼓風機有渦輪式和羅茨式兩種。規(guī)模大的制酸車間一般采用渦輪式鼓風機，用電動機或蒸汽透平機驅動。煙氣量波動大時，須設調速裝置。車間配置一般設有凈化、干燥吸收、轉化、成品、污酸污水處理和尾氣處理等工段(“二轉二吸”工藝一般不設尾氣處理工段)。凈化工段須靠近冶煉煙氣收塵車間。儀表操作室須配置在干燥吸收、轉化工段的上風向。各生產工段的地面和建筑物基礎須設防腐和水沖洗設施。制酸設備除鼓風機、污酸處理的壓濾機外一般均露天配置。成品工段配置在鐵路旁或汽車運輸方便處。酸庫必須遠離其它化學藥品和有機物貯存處。硫酸貯量大時，須設防止硫酸泄漏到貯存區(qū)外的設施。主要技術經濟指標利用重