格靈化工公司硫鐵礦制酸裝置的運行總結(jié)

邵海莉（南京格靈化工有限公司 江蘇南京 210041）

南京格靈化工有限公司（以下簡稱格靈化工）60k t/a硫鐵礦制酸裝置依托上級公司梅山礦業(yè)公司自產(chǎn)的硫精礦，用焙燒爐生產(chǎn)脫硫鐵精礦，鐵精礦通過干法排渣、水利沖渣、用泵打到精礦大井進一步利用。該裝置由硫精礦脫硫、廢熱發(fā)電、制酸等系統(tǒng)組成，配套一臺1400KW/h汽輪發(fā)電機組。

為保證制酸裝置安全穩(wěn)定生產(chǎn)，提高資源利用水平，2011年初對格靈化工6萬噸/年硫精礦制酸裝置進行大修改造，在原二系統(tǒng)硫酸裝置東側(cè)的預留用地上新建焙燒工段；在原址上改造原料工段、凈化工段、干吸工段和轉(zhuǎn)化工段；優(yōu)化酸洗流程設備配置；增加電除塵提高酸渣回收率等。2011年4月15日大修改造投入生產(chǎn)至今一直非常穩(wěn)定，硫酸產(chǎn)量已達到設計值，各項工藝指標均達到或優(yōu)于設計值。現(xiàn)將該裝置運行情況簡單總結(jié)如下。

一、工藝概述

格靈化工利用礦業(yè)公司選礦廠陶瓷過濾機壓濾出的硫精礦，利用行車上礦至料斗，通過皮帶機把硫精礦輸送到焙燒爐內(nèi)，在焙燒爐內(nèi)進行沸騰燃燒產(chǎn)生爐氣SO2。公司的主要產(chǎn)品有：成品9 8%和9 2.5%酸；脫硫鐵精礦、中溫中壓蒸汽。利用沸騰焙燒爐的余熱加熱鍋爐用水，產(chǎn)生過熱蒸汽，驅(qū)動汽輪發(fā)電機組發(fā)電和向全礦外送蒸汽，以達到回收余熱的目的。焙燒工段排出的脫硫鐵精礦經(jīng)干法排渣、水利沖渣后打到選礦廠進一步回收鐵精礦。爐氣經(jīng)過凈化除塵降溫后，用濃硫酸干燥，再經(jīng)過觸媒轉(zhuǎn)化為SO3，用濃硫酸吸收得成品98%酸或92.5%酸。

裝置工藝流程方框圖：

二、制酸裝置運行情況

1.焙燒爐

焙燒爐的設計焙燒面積為17.9m2，焙燒爐冷卻面積為28.5m2，焙燒強度為12t/(m2·d)。開車初期，焙燒爐的爐底溫度為750℃左右，達不到工藝指標的控制要求，在系統(tǒng)技術(shù)改造中，將焙燒爐沸騰層冷卻面積調(diào)整為18m2，沸騰層的操作溫度控制在850℃以上。由于原料配礦和操作控制上保持穩(wěn)定，盡管焙燒爐長期處于弱氧化焙燒狀態(tài)，整改系統(tǒng)各項工藝參數(shù)均處于可控范圍。由于設計合理、操作穩(wěn)定，運行三年多時間焙燒爐未出現(xiàn)低溫、高溫結(jié)疤及塌灰等不正?，F(xiàn)象。

2.凈化工序

凈化工序采用電除塵、文氏管、泡沫塔、電除霧器的工藝流程。硫酸生產(chǎn)電除塵器出口爐氣溫度約320℃，酸洗流程的清水補加量較大，噸酸成本消耗高，在2013年6月份利用系統(tǒng)年度檢修的時間，在凈化工序安裝了板式換熱器，板式換熱器的爐氣進、出口分別連接電除塵器的出口氣道管和文氏管的進口氣道管。板式換熱器的空氣進、出口管道分別連接焙燒爐爐前風機的出口管和焙燒爐的氣室相連。將電除塵器出口爐氣中的低溫段熱量回收，實現(xiàn)了資源的最大化利用，創(chuàng)造了經(jīng)濟效益。

本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點和積極效果。

（1）提高了熱量回收率，電除塵器后設置板式換熱器，爐氣平均溫度由320±10℃降至210±10℃；焙燒爐氣室內(nèi)的空氣溫度由40±10℃預熱至120±10℃，換熱效果較好。

（2）降低能耗：由于空氣換熱器出口爐氣溫度的降低，帶到凈化工段文氏管、泡沫塔的熱量減少，酸洗流程的循環(huán)酸溫溫度降低，需要移除的熱量就減少，直接減輕了酸洗板式換熱器和外循環(huán)冷卻裝置的冷卻負荷，同時減少了酸洗流程的清水補加量，降低了清水消耗和電消耗。

（3）提升產(chǎn)能：由于空氣換熱器加入的熱空氣補加到焙燒爐內(nèi)，焙燒爐內(nèi)的問題提高了20——30℃，提高了中溫蒸汽的利用率，增加了蒸汽發(fā)電產(chǎn)量。

3.干吸工序

本工段依托原有設備，新置干燥塔，干吸工段較改造前工藝、設備復雜，比常規(guī)的硫酸生產(chǎn)企業(yè)多出兩個塔，給工藝操作控制增加了難度。干吸工段又是硫酸生產(chǎn)的重要工序，指標波動或操作不當易造成吸收塔的分布不均勻，每個塔的噴淋密度波動大；若上酸量控制不好易造成主風機葉輪帶酸腐蝕和換熱器積酸腐蝕；若兩個塔之間的分酸控制不均，易造成循環(huán)酸的質(zhì)量下降(透光率）和塔的阻力增加。針對上述問題，在開車初期，做了如下工作：

（1）統(tǒng)計干吸五個塔的上酸量；

（2）跟蹤酸濃的變化、酸溫的變化，氣體是否帶酸，根據(jù)主風機的振動情況和轉(zhuǎn)化換熱器的積酸情況規(guī)定酸泵的電流或頻率；

（3）關(guān)注干燥、一吸、二吸塔的阻力和絲網(wǎng)前后的壓差；

（4）指導崗位工打開主風機的排酸孔和換熱器的排酸孔，觀察排酸情況，分析氣體是否帶酸；

（5）關(guān)注干燥酸濃和吸收酸濃的波動范圍；

（6）關(guān)注循環(huán)酸的透光率；

經(jīng)過一段時間的運行模式，干吸工段運行正常。

4.轉(zhuǎn)化工序

制酸采用“3+2”段床層轉(zhuǎn)化器，一段床層上部和五段床層采用S108催化劑外，其余均采用S101催化劑，催化劑裝填總量61.2m3。

在實際生產(chǎn)中硫酸產(chǎn)能達到200t/d,總轉(zhuǎn)化率為99.50%。在轉(zhuǎn)化器出口尾氣經(jīng)氨吸收工序，進一步脫除尾氣中和酸霧，目前尾氣排入大氣中的二氧化硫濃度平均在20mg/m3。

5.DCS系統(tǒng)

設計采用浙大中控的DCS控制系統(tǒng)，對主要操作參數(shù)（如壓力、溫度、流量、電氣參數(shù)）及電機停運操作、機泵運轉(zhuǎn)狀態(tài)等進行實時監(jiān)控。鍋爐給水自動調(diào)節(jié)、爐前風機和轉(zhuǎn)化主風機連鎖，文氏管斷水報警系統(tǒng)、環(huán)水斷水系統(tǒng)等，以保障生產(chǎn)系統(tǒng)的運行安全。

三、節(jié)能減排

節(jié)能減排已成為當今世界人們關(guān)注的問題。隨著工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，能源消耗也日益增加，合理回收和利用能源是發(fā)展生產(chǎn)的重要條件之一，也是提高項目經(jīng)濟效益的具體保證。設計中如何優(yōu)化節(jié)能措施，是項目建設必須認真考慮的問題。本項目的主要節(jié)能措施如下：

真的假不了。核實情況后的陳主任同樣感到不可思議。臨進電梯前陳主任留了呂凌子手機號碼，問呂凌子有什么想法。呂凌子說我只有兩個要求，第一，盡快將兩家的防盜門換掉，第二，給每家賠償5萬元。呂凌子的想法很簡單，既然問題出在防盜門上，防盜門就是罪魁禍首，既然防盜門是罪魁禍首，作為小區(qū)管理方，物業(yè)公司就該承擔相應的賠償責任。10萬元的索賠款不算太多，也不算太少，在呂凌子心目中，這是一個較為合適的價位，物業(yè)公司完全可以接受。如果索賠成功，她會將自家應得的那份交給樓下兩口子，只有這樣，昨晚發(fā)生的事才能劃上一個圓滿的句號，從此一筆了斷。

1.充分利用硫精砂焙燒產(chǎn)生的高溫位熱能和SO2轉(zhuǎn)化產(chǎn)生的中溫位熱能，即在硫精砂焙燒爐后設置中壓廢熱鍋爐，副產(chǎn)3.82MPa，450℃中壓過熱蒸汽10.8噸/小時（原系統(tǒng)每小時回收7噸蒸汽）送往汽輪發(fā)電機發(fā)電和外供蒸汽。

2.轉(zhuǎn)化工段采用“3＋2”兩轉(zhuǎn)兩吸先進工藝，設置新型高效換熱器，利用SO2轉(zhuǎn)化的部分熱量來預熱二次轉(zhuǎn)化爐氣，使其達到最佳反應溫度。

3.焙燒和轉(zhuǎn)化工段的設備除焙燒爐和轉(zhuǎn)化器采用內(nèi)襯耐火磚和保溫磚加外保溫外，其余設備和管道均采用外保溫方法隔熱，以最大限度地減少熱損失，提高熱能利用率。

4.干吸工段的冷卻用水采用循環(huán)水，減少水的消耗，節(jié)約水資源。

5.各種電氣設備均選用節(jié)能產(chǎn)品，變壓器的低壓側(cè)裝電力電容器補償無功功率，以提高供電系統(tǒng)的功率因數(shù)，降低無功損耗。

4.照明光源采用新型節(jié)能燈具，在滿足裝置照度及光色的條件下，減少燈具用量及燈具容量，達到節(jié)能目的。

本裝置采用的工藝技術(shù)滿足“環(huán)保”和“節(jié)能”的要求。

四、運行總結(jié)

1.點火過程采用熱渣熱渣快速點火法。

利用兩套焙燒爐的距離相距50米的地理位置優(yōu)勢，一套系統(tǒng)焙燒爐下料口排出的熱渣可通過運輸轉(zhuǎn)移到另一焙燒爐爐膛內(nèi)，提高點火焙燒爐爐內(nèi)的熱量，當溫度達到200℃時可引燃硫磺礦，到420℃以上時硫精礦可自然。采用熱渣點火法能在短時間內(nèi)，快速將爐內(nèi)冷渣升溫到生產(chǎn)所需的爐溫，使系統(tǒng)生產(chǎn)快速轉(zhuǎn)到正常生產(chǎn)狀態(tài)。

在2013年1月份二系統(tǒng)階段性檢修后首次嘗試了熱渣點火法，又在2013年6月份二系統(tǒng)年度檢修后使用了該點火方法。通過兩次點火過程和方法的總結(jié)，得出了“一減、二拌、三點、四降”的先進操作方法。整個焙燒爐點火爐溫升至生產(chǎn)所需，只需要1.5小時。耗時短，輔材消耗少，人工強度低，環(huán)境污染小。

2.排渣系統(tǒng)采用濕法排渣。

為了減少沖渣廢水和減少渣水混合時的蒸汽被吸入焙燒系統(tǒng)造成對設備的腐蝕，本排渣采用干法增濕排渣工藝。硫精砂經(jīng)焙燒爐焙燒后的排渣處理,設計方案中充分考慮到了排渣工藝的流暢環(huán)保。采用熱料埋刮板輸送機和溜管,將多點渣匯集到冷卻滾筒中去,進行水冷卻。冷卻后渣再經(jīng)過水增濕后和水混合利用渣漿泵外送至礦業(yè)公司選礦廠再選。工藝技術(shù)方案安全可靠,布置合理,硫精砂燒渣在工藝流程中運輸?shù)倪^程同時也是冷卻的過程。在運輸和冷卻的過程及各設備連接中,都在密封中進行。冷卻水是循環(huán)冷卻水。

硫精砂經(jīng)焙燒爐焙燒后的渣通過溜管進入浸沒式冷卻輸送滾筒;廢熱鍋爐的塵和旋風除塵器的塵及電除塵器的塵,通過水冷式熱料埋刮輸送機也送入浸沒式冷卻輸送滾筒進行冷卻。冷卻后的渣塵都匯集到礦渣增濕器進行礦渣增濕。增濕后的礦渣直接溜到渣池,礦渣再由渣漿泵外送至礦業(yè)公司。