新建及改建硫鐵礦制酸低溫熱回收裝置運行總結(jié)

俞向東，師愷

(南京海陸化工科技有限公司，江蘇南京 210015)

節(jié)能與余熱利用

新建及改建硫鐵礦制酸低溫熱回收裝置運行總結(jié)

俞向東，師愷

(南京海陸化工科技有限公司，江蘇南京 210015)

介紹了新建200 kt/a硫鐵礦制酸低溫熱回收裝置和150 kt/a硫鐵礦制酸系統(tǒng)改建低溫熱回收裝置的工藝流程及運行情況。其共同點是熱回收塔前不設置省煤器，在低溫熱回收裝置中設置中壓鍋爐給水加熱器代替原有省煤器加熱中壓鍋爐給水。區(qū)別則是后者是低溫熱回收裝置高溫串酸先進入中壓給水加熱器再進入蒸發(fā)器給水加熱器，最后進入脫鹽水加熱器。通過對比運行參數(shù)，闡明低溫熱回收裝置的主要影響因素。2套裝置成功開車的經(jīng)驗及穩(wěn)定運行數(shù)據(jù)說明硫鐵礦制酸系統(tǒng)配置低溫熱回收裝置切實可行，并有較好的經(jīng)濟效益。

硫酸生產(chǎn) 硫鐵礦制酸 低溫熱回收 設計 運行

湖北鄂中化工新建200 kt/a硫鐵礦制酸系統(tǒng)低溫熱回收裝置及150 kt/a硫鐵礦制酸系統(tǒng)改建低溫熱回收裝置均已建成，并已成功開車運行。這2套低溫熱回收裝置由南京海陸化工科技有限公司(以下簡稱南京海陸科技)采用自有專利技術開發(fā)、設計并承建。2套裝置工藝特點都是熱回收塔前不設置省煤器，在低溫熱回收裝置中設置中壓鍋爐給水加熱器代替原有省煤器加熱中壓鍋爐給水。新建200 kt/a硫鐵礦制酸系統(tǒng)低溫熱回收裝置于2016年3月6日投料試車成功，該系統(tǒng)直接產(chǎn)低壓蒸汽量為9～13 t/h，系統(tǒng)直接產(chǎn)汽率為0.43～0.55 t/t，加熱脫鹽水回收的熱量相當于3.5 t/h低壓蒸汽。改建的150 kt/a硫鐵礦制酸系統(tǒng)低溫熱回收裝置于2016年6月26日投料試車成功，直接產(chǎn)低壓蒸汽量8.6～10 t/h，系統(tǒng)直接產(chǎn)汽率為0.45～0.53 t/t，加熱脫鹽水回收的熱量相當于2.5 t/h低壓蒸汽。

1 工藝流程

1.1 200 kt/a裝置

200 kt/a硫鐵礦制酸系統(tǒng)用低溫熱回收裝置代替?zhèn)鹘y(tǒng)一吸系統(tǒng)，且熱回收塔前不設省煤器;轉(zhuǎn)化器三段出口工藝氣經(jīng)Ⅲ換熱器降溫后，直接進入熱回收塔，進塔工藝氣體溫度設計值為250℃左右。熱回收塔設上、下2層填料，塔頂設除霧器，下層填料噴w(H2SO4)99%的高溫濃硫酸，上層填料噴w (H2SO4)98.5%的低溫濃硫酸，工藝氣體經(jīng)2級吸收及塔頂除霧器除去酸霧后返回轉(zhuǎn)化系統(tǒng)進行二次轉(zhuǎn)化。

在熱回收塔內(nèi)，經(jīng)2級填料吸收SO3后高溫濃硫酸的濃度提高至w(H2SO4)99.5%左右，經(jīng)高溫循環(huán)酸泵加壓送入蒸發(fā)器產(chǎn)生低壓蒸汽。經(jīng)蒸發(fā)器降溫后高濃度硫酸大部分送入混合器，混合器噴水及干燥串酸將硫酸濃度降到w(H2SO4)99%左右。出混合器w(H2SO4)99%的硫酸進熱回收塔下層填料噴淋吸收工藝氣體中SO3。熱回收塔上層噴淋w(H2SO4)98.5%的低溫濃硫酸來自二吸塔上塔酸。蒸發(fā)器出口小部分高濃硫酸進入蒸發(fā)器給水加熱器將蒸發(fā)器給水由104℃加熱到約170℃;再送入中壓鍋爐給水加熱器，將中壓鍋爐給水由104℃加熱到150℃左右。高濃度硫酸再送入脫鹽水加熱器，將40℃脫鹽水加熱到90℃左右。脫鹽水加熱器出口濃硫酸分別送至干燥酸循環(huán)槽和吸收酸循環(huán)槽。為了維持干燥塔硫酸濃度穩(wěn)定，低溫熱回收裝置設有干燥泵出口至混合器的串酸管線;當干燥塔進塔氣溫較高、干燥塔吸收水分較多時，需要將干燥系統(tǒng)w(H2SO4)93%硫酸串入混合器部分代替混合器噴水。新建200 kt/a硫鐵礦制酸低溫熱回收裝置工藝流程見圖1。

1.2150 kt/a裝置

改建150 kt/a硫鐵礦制酸系統(tǒng)低溫熱回收裝置與新建裝置略有區(qū)別，將中壓鍋爐給水加熱器與蒸發(fā)器給水加熱器的位置對調(diào)，即低溫熱回收裝置高溫串酸先進入中壓鍋爐給水加熱器再進入蒸發(fā)器給水加熱器，最后進入脫鹽水加熱器。改建150 kt/a硫鐵礦制酸系統(tǒng)低溫熱回收裝置工藝流程見圖2。

圖2 改建150 kt/a硫鐵礦制酸系統(tǒng)低溫熱回收裝置工藝流程

2 裝置運行情況

2套低溫熱回收裝置自從開車投產(chǎn)以來運行平穩(wěn)，未出現(xiàn)因低溫熱回收裝置故障而造成制酸系統(tǒng)停車的情況。200 kt/a硫鐵礦制酸系統(tǒng)低溫熱回收裝置運行數(shù)據(jù)見表1。如果將加熱脫鹽水回收的熱量折算為低壓蒸汽，則低溫熱回收裝置蒸汽率達0.55～0.65 t/t。150 kt/a硫鐵礦制酸系統(tǒng)低溫熱回收裝置運行數(shù)據(jù)見表2。

表1 200kt/a硫鐵礦制酸系統(tǒng)低溫熱回收裝置運行數(shù)據(jù)

表2 150kt/a硫鐵礦制酸系統(tǒng)低溫熱回收裝置運行數(shù)據(jù)

如果將加熱脫鹽水回收的熱量折算為低壓蒸汽，則低溫熱回收裝置蒸汽率達0.58～0.65 t/t。

從以上運行數(shù)據(jù)可以看出:硫鐵礦制酸系統(tǒng)的產(chǎn)酸濃度升高，則低溫熱回收裝置產(chǎn)汽量下降;干燥塔進口氣體溫度升高，則串入低溫熱回收裝置的干燥酸增多，低溫熱回收裝置混合器加水量減少，蒸發(fā)器直接產(chǎn)汽量減少，低溫熱系統(tǒng)串出高溫高濃酸量增加;雖然中壓鍋爐給水加熱器和脫鹽水加熱器回收熱量有所增加，但整個熱回收系統(tǒng)產(chǎn)汽率下降。

雖然裝置取消了熱回收塔進口省煤器，將轉(zhuǎn)化工序原來加熱中壓鍋爐給水的熱量轉(zhuǎn)入低溫熱回收裝置，增加了低溫熱回收裝置的產(chǎn)汽量，但中壓鍋爐的產(chǎn)汽量并未減少，這是在低溫熱回收裝置設置了中壓鍋爐給水加熱器，利用該裝置高溫串酸的熱量加熱中壓鍋爐給水;采用圖1流程時中壓給水可加熱到150℃左右，采用圖2流程時中壓給水可加熱到160℃以上，從而代替省煤器的加熱效果。

3 結(jié)語

湖北鄂中化工200 kt/a和150 kt/a硫鐵礦制酸低溫熱回收裝置穩(wěn)定運行，說明硫鐵礦制酸系統(tǒng)配置低溫熱回收裝置切實可行。低溫熱回收裝置不但可以穩(wěn)定運行，而且有較好的經(jīng)濟性。

Operation summary on low-temperature heat recovery unit of new-built and reconstruction pyrite-based sulphuric acid plants

YU Xiangdong，SHI Kai
(Nanjing Hailu Chemical Scientific Co.，Ltd.，Nanjing，Jiangsu，210015，China)

Process flows and operation of new-built low-temperature heat recovery unit of 200 kt/a pyrite-based sulphuric acid plant and that of 150 kt/a are introduced.Their common points are not setting economizers before heat recovery towers，setting medium-pressure boiler feedwater heater instead of original economizer heating medium-pressure boiler feedwater，yet their differences are acid high-temperature crossflow from low-temperature heat recovery unit first enter medium-pressure feedwater heater，then enter evaporator feedwater heater，and finally enter desalted water heater.By comparing operation parameters，main influencing factors of low-temperature heat recovery unit are described.Successful experiences and stable operation data shows it is feasible that pyrite-based sulphuric acid plant configurated with low-temperature heat recovery unit and achieve better economic efficiency.

sulphuric acid production;pyrite-based sulphuric acid;low-temperature heat recovery;design;operation

TQ111.16

B

1002－1507(2017)01－0037－03

2016－09－29。

俞向東，男，南京海陸化工科技有限公司高級工程師，主要從事熱能工程研究設計工作。電話: 13605163594;E-mail:yxd915@126.com。