貴冶硫酸兩套尾氣脫硫裝置工藝及比較

喬彥強(qiáng),江紅衛(wèi)

(1.中南大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院,湖南長(zhǎng)沙 410083;2.江西銅業(yè)集團(tuán)公司貴溪冶煉廠,江西貴溪 335424)

貴冶硫酸兩套尾氣脫硫裝置工藝及比較

喬彥強(qiáng)1,2,江紅衛(wèi)2

(1.中南大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院,湖南長(zhǎng)沙 410083;2.江西銅業(yè)集團(tuán)公司貴溪冶煉廠,江西貴溪 335424)

介紹了江西銅業(yè)集團(tuán)公司貴溪冶煉廠硫酸車間兩套尾氣脫硫裝置的概況、工藝流程和技術(shù)控制,重點(diǎn)闡述兩套裝置工藝上的異同及在實(shí)際生產(chǎn)中遇到的一些問(wèn)題及處理措施。

制酸;尾氣脫硫;工藝;問(wèn)題;措施

1 前言

江銅集團(tuán)貴溪冶煉廠硫酸車間分別于 2007年和 2010年年初建成兩套硫酸尾氣脫硫裝置并投入使用。兩套裝置均采用活性焦干法脫硫技術(shù),第一套裝置和新 30萬(wàn) t冶煉工程同步建成投產(chǎn),由于該套裝置在江銅運(yùn)用尚屬首例[1],在投入運(yùn)行兩年時(shí)間內(nèi),出現(xiàn)了較多問(wèn)題,如鏈斗機(jī)等設(shè)備故障率高、再生氣管道易堵塞、布袋收塵器易積灰等,分別造成物料循環(huán)系統(tǒng)、再生系統(tǒng)和收塵系統(tǒng)運(yùn)行不正常。第二套裝置在總結(jié)第一套的生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,通過(guò)改進(jìn),目前正在試運(yùn)行。

2 工藝原理

活性焦脫硫工藝主要包括:吸附脫硫、活性焦再生、副產(chǎn)品合成等幾部分。

硫酸尾氣中噴入水蒸汽后,溫度70℃左右,且有氧和水蒸氣存在,此時(shí)煙氣中的 S O2在活性焦作用下,與煙氣中水、氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng),生成硫酸[2]。

被吸附的硫酸存在于活性焦的微孔中 ,當(dāng)這些活性焦被加熱到 400～500℃時(shí),蓄積在活性焦中的硫酸與活性焦作用分解脫附,產(chǎn)生的主要分解物是SO2、CO2、H2O,其物理形態(tài)為富二氧化硫的氣體,這就是活性焦的再生過(guò)程。再生后的活性焦通過(guò)鏈斗機(jī)、篩選設(shè)備等活性焦循環(huán)系統(tǒng)后,活性焦粉末及吸附的灰塵被分離,大部分活性焦則返回脫硫塔進(jìn)行循環(huán)。此過(guò)程中損失的活性焦需定期進(jìn)行補(bǔ)充。再生過(guò)程所產(chǎn)生的較高濃度的 SO2氣體經(jīng)再生氣送風(fēng)機(jī)送入制酸凈化系統(tǒng)進(jìn)行回收制取硫酸?；钚越姑摿蚬に囋硪?jiàn)圖 1所示:

圖 1 活性焦脫硫工藝原理圖

3 兩套裝置工藝流程及比較

脫硫系統(tǒng)主要由 SO2吸附脫除系統(tǒng)、活性焦再生系統(tǒng)、物料輸送系統(tǒng)、煙氣系統(tǒng)及共用系統(tǒng)組成。

3.1 SO2吸附脫除系統(tǒng)

SO2吸附脫除系統(tǒng)是脫硫裝置的核心部件之一,主要設(shè)備為脫硫塔。該系統(tǒng)的功能是通過(guò)活性焦的吸附和過(guò)濾作用凈化煙氣中的 SO2和煙塵。需要凈化的煙氣 (硫酸尾氣)由煙道系統(tǒng)送入脫硫塔的布?xì)馐?在吸附層活性焦阻礙作用下,煙氣在布?xì)馐覂?nèi)均勻流向兩側(cè)吸附層與自上向下靠重力緩慢移動(dòng)的活性焦錯(cuò)流接觸 (煙氣流向與活性焦流向成90°)脫除煙氣中的絕大部分煙塵和 SO2。凈化后的煙氣穿過(guò)出氣面格柵流入集氣室,由集氣室排入煙道系統(tǒng)。吸附了 SO2的活性焦由吸附層下部錐斗排出送往再生塔再生。脫硫塔工作原理見(jiàn)圖 2。

圖 2 脫硫塔工作原理圖

3.2 活性焦再生系統(tǒng)

活性焦再生系統(tǒng)完成脫硫塔排出活性焦的再生操作,并收集再生過(guò)程中產(chǎn)生的富含 SO2的再生氣體。再生方法通常有水洗再生法與加熱再生法[3],該系統(tǒng)主要采用加熱再生法,其主要設(shè)備有再生塔、電加熱器、再生氣風(fēng)機(jī)等?；钚越乖偕窃偕到y(tǒng)的核心設(shè)備,由上至下分為進(jìn)料段、加熱段、抽氣段、冷卻段和排料段,加熱段和冷卻段均相當(dāng)于一個(gè)埋管式換熱器?；钚越菇?jīng)再生、冷卻后連續(xù)不斷的由再生塔的排料段排出,與此同時(shí),再生塔進(jìn)料段、加熱段、抽氣段和冷卻段內(nèi)的活性焦靠重力依次、連續(xù)流向下一段。再生塔內(nèi)活性焦的流動(dòng)速度通過(guò)安裝在再生塔出料口的斜進(jìn)料星形卸料器控制,與脫硫塔的脫硫效率聯(lián)鎖?；钚越辜訜?、冷卻介質(zhì)均為氮?dú)?氮?dú)饨?jīng)管程流動(dòng),活性焦經(jīng)殼程流動(dòng),采用電加熱器將中溫氮?dú)饧訜嶂粮邷貭顟B(tài)后送入加熱段,閉路循環(huán)使用?；钚越乖偕龅脑偕鷼庥沙?SO2風(fēng)機(jī)經(jīng)抽氣段設(shè)置的抽氣管網(wǎng)抽出,送往硫酸凈化工序。

圖 3 再生系統(tǒng)流程圖

3.3 物料輸送系統(tǒng)

物料循環(huán)系統(tǒng)的作用一方面在于將脫硫和再生過(guò)程連接起來(lái),使脫硫劑活性焦實(shí)現(xiàn)循環(huán)運(yùn)動(dòng),重復(fù)使用;另一方面,補(bǔ)充在脫硫過(guò)程中消耗的活性焦。要求整個(gè)過(guò)程物料破碎損耗小,沒(méi)有粉塵污染環(huán)境;該系統(tǒng)主要設(shè)備有 LD誘導(dǎo)式鏈斗機(jī)、內(nèi)振式直線振動(dòng)篩、布袋除塵器等,其工藝流程見(jiàn)圖 4。

圖 4 物料循環(huán)系統(tǒng)流程圖

3.4 兩套系統(tǒng)工藝比較

(1)設(shè)計(jì)參數(shù)。

表 1 脫硫第一套系統(tǒng)與第二套系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)表

(2)工藝配置。

表 2 脫硫第一套系統(tǒng)與第二套系統(tǒng)工藝配置比較表

4 工藝改進(jìn)

(1)優(yōu)化物料循環(huán)。本套脫硫裝置的核心是物料循環(huán)系統(tǒng),減少鏈斗機(jī)故障,提高系統(tǒng)作業(yè)率。通過(guò)增設(shè)閘板閥門解決脫硫頂部分料不均衡;通過(guò)改進(jìn)振動(dòng)篩篩網(wǎng)形式和給料方式,減少活性焦破碎,節(jié)約生產(chǎn)成本;通過(guò)增加鏈斗機(jī)調(diào)偏裝置,解決鏈斗機(jī)鏈條跑偏,磨穿外壁,拉壞料斗等問(wèn)題,提高設(shè)備運(yùn)行效率。

(2)改進(jìn)再生氣管道,控制再生塔內(nèi)壓力,提高脫硫效率。由于再生氣管道配置長(zhǎng),管道末端溫度低,易導(dǎo)致管道腐蝕漏液,管道積灰嚴(yán)重,通過(guò)改進(jìn)管線,合理配置管道傾斜度,解決了管道腐蝕和積灰問(wèn)題,并較好地控制了再生塔內(nèi)的微負(fù)壓。

(3)改進(jìn)收塵管線,避免現(xiàn)場(chǎng)冒灰,改善現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)環(huán)境。本套脫硫裝置設(shè)計(jì)有收塵系統(tǒng),以回收在物料循環(huán)過(guò)程中產(chǎn)生的焦粉,通過(guò)布袋收塵后將灰粉匯集至灰罐,而鏈斗機(jī)底部設(shè)有排灰口,需要人為定期清理,造成地面污染,也不利于操作工的健康。為此,在再生塔下料至鏈斗機(jī)的接口處增加收塵管線和閥門,并通過(guò)調(diào)整收塵系統(tǒng)各路管線上的閥門,使得鏈斗機(jī)、振動(dòng)篩等處維持微負(fù)壓,減少了環(huán)境污染,同時(shí)將接灰口堵死,利用鏈斗機(jī)的刮板將灰送至振動(dòng)力篩后進(jìn)入灰罐,降低操作工的勞動(dòng)強(qiáng)度。

(4)改進(jìn)氮?dú)庋h(huán)管線,增設(shè)氧氣濃度檢測(cè),確保設(shè)備安全運(yùn)行。在氮?dú)庋h(huán)管線上增設(shè)氮?dú)饫鋮s器,控制再生塔下料溫度,避免脫硫塔溫度過(guò)高;增設(shè)換熱風(fēng)機(jī)入口壓力控制自動(dòng)閥,自動(dòng)調(diào)整風(fēng)機(jī)入口為正壓;增設(shè)氧氣濃度檢測(cè)計(jì),設(shè)置氧濃度過(guò)高時(shí)與換熱風(fēng)機(jī)聯(lián)鎖,確保再生塔的運(yùn)行安全。

(5)優(yōu)化控制指標(biāo),加強(qiáng)管理和考核,加強(qiáng)崗位人員培訓(xùn),提高應(yīng)急操作能力。

5 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)兩年多的生產(chǎn),第一套尾氣脫硫裝置各項(xiàng)指標(biāo)基本正常,對(duì)系統(tǒng)中存在的一些問(wèn)題還需進(jìn)一步研究,以改善設(shè)備運(yùn)行狀況,優(yōu)化操作指標(biāo),提高該系統(tǒng)的脫硫效率和作業(yè)率。

REFERENCES

[1] 周淑珍,等.貴冶硫酸車間培訓(xùn)教材.江銅貴冶教培科.2008: 115-129.

[2] 楊毅,岑祖望.可資源化活性焦煙氣脫硫技術(shù)簡(jiǎn)介[J].硫酸工業(yè),2007,(1):46-49.

[3] 朱惠峰,鐘秦.可資源化活性焦煙氣脫硫的實(shí)驗(yàn)研究[J].中國(guó)煤炭,2009,(6):81-82.

Process and Comparison of Two Sets of Acid Plant Ta il GasDesulfurization Devices

Q IAO Yan-qiang1,2,J IANG Hong-wei2
(1.College of chemistry and chemical engineering,Central South University,Changsha,Hu’nan,China 410083; 2.Jiangxi Copper Corporation,Guixi Smelter,Guixi,Jiangxi,China 335424)

This article describes the overview,process and technology control of the two sets of sulfuric acid plant tail gas desulphurization devices in Guixi Smelterof JiangxiCopper Corporation.Focusing on the similarities and differences between the two sets on process,at the same time problems encountered during operation are discussed and treat mentmeasures are given.

sulfuric acid plant;tail gas desulphurization;process;problems;measures

book=47,ebook=107

X701.3

B

1009-3842(2010)02-0047-03

2010-02-04

喬彥強(qiáng)(1972-),男,山西省襄汾縣人,化工高級(jí)工程師,主要從事冶煉煙氣制酸生產(chǎn)技術(shù)及管理等工作。E-mail:xjsqyq@163.com