硫鐵礦制酸摻燒硫化氫和硫酸亞鐵的生產實踐

張 健，陳銀根，王曉顏

(銅陵市華興化工有限公司，安徽銅陵 244021)

硫鐵礦制酸摻燒硫化氫和硫酸亞鐵的生產實踐

張 健，陳銀根，王曉顏

(銅陵市華興化工有限公司，安徽銅陵 244021)

硫鐵礦 硫酸生產 摻燒 硫酸亞鐵 硫化氫 影響 措施

銅陵市華興化工有限公司(以下簡稱華興公司)3套200 kt/a硫鐵礦制酸裝置從2012年開始摻燒一水硫酸亞鐵，2013年1月又摻燒硫化氫氣體，目前已累計摻燒一水硫酸亞鐵32 kt、硫化氫氣體14 kt，折合生產硫酸54 kt,同時提高了燒渣鐵的品位。目前沸騰爐能同時摻燒一水硫酸亞鐵和硫化氫氣體，這在國內尚屬首次?，F將3年多來摻燒一水硫酸亞鐵和硫化氫對制酸系統(tǒng)的影響及應對措施作一總結。

1 摻燒硫化氫氣體對系統(tǒng)的影響

由于相鄰的六國公司氮肥廠300 kt/a合成氨裝置有硫化氫氣體產生，自行處理費用很高，為此銅化集團公司決定利用華興公司的沸騰爐處理硫化氫氣體，通過管道將硫化氫氣體送至該爐與硫鐵礦進行摻燒，最大限度地降低處理費用，變廢為寶。

1.1 硫化氫酸性氣體參數

脫硫/脫碳工序和變換工序硫化氫酸性氣體工藝參數分別見表1和表2。

表1 脫硫/脫碳工序硫化氫氣體工藝參數

注：表中數據為六國公司送出點氣體工藝條件，操作彈性50%～110%。

目前操作工況已達到了3 000 m3/h左右，屬于高硫工況。

表2 變換工序硫化氫氣體工藝參數

注：表中氣體來自變換工序氣提塔分離器。

1.2 燃燒器選型及進氣位置選擇

1.2.1 燃燒器選型

經反復選型比較，最終選用徐州某公司生產的XRQ-2型燃氣燃燒器，其具有結構緊湊、燃燒穩(wěn)定、調節(jié)比大、噪聲低、可內設點火槍和火焰檢測報警系統(tǒng)的優(yōu)點，同時火焰鋪展性好、燃燒完全、燃燒易于控制。燃燒器主要由主燃氣噴槍、液化氣槍、高能點火槍等組成，水平安裝在沸騰爐上。點火采用分級點火方式，點火時首先點燃液化氣槍，液化氣槍火焰檢測器檢測有火，再打開主燃氣噴槍，液化氣槍點燃主燃氣噴槍。

1.2.2 進氣位置選擇

酸性氣體的進氣位置對于摻燒是十分重要的。就沸騰爐的結構而言，酸性氣體從爐底與空氣一起進入沸騰爐較為簡便。但考慮到硫化氫氣體與空氣混合時存在著爆炸極限問題，因此不能采用這種進氣方式，只能考慮將酸性氣體直接送入爐體內，開孔位置設在沸騰爐一次擴大段(如圖1)。在操作時可以通過投礦量的增減對酸性氣體的波動進行補償；酸性氣體處理量大時可減少投礦量，反之則增加投礦量。由于硫化氫的燃燒需消耗一部分氧氣，因此可通過控制沸騰爐出口氧的濃度來進行投礦量的調節(jié)，這就避免了一般硫化氫燃燒法不能適應氣濃、氣量波動大的缺陷[1-2]。

圖1 沸騰爐硫化氫進氣位置示意

1.3 摻燒硫化氫酸性氣體對系統(tǒng)的影響

1)摻燒硫化氫酸性氣體雖然有SO2析出但也有水蒸氣產生。這就直接導致電除塵器不能長周期送電，電場石英套管都有不同程度的結垢，導致爬電，一般1個月要停車1次進行檢修。

2)理論上處理1 t硫化氫酸性氣體能生產w(H2SO4)98%硫酸2.94 t，摻燒硫化氫能降低礦耗。

3)由于3套系統(tǒng)都同時摻燒硫化氫酸性氣體，一旦有一套系統(tǒng)檢修必須用氮氣徹底置換進制酸系統(tǒng)的硫化氫管道，檢測合格后插上盲板方能檢修。

2 摻燒一水硫酸亞鐵對系統(tǒng)的影響

由于銅化集團安納達鈦業(yè)公司生產鈦白粉的副產品一水硫酸亞鐵單獨處理費用很高，為發(fā)揮集團整體優(yōu)勢，華興公司利用沸騰爐對其進行摻燒處理。

2.1 摻燒工藝路線的選擇和對礦含硫的要求

摻燒初期，硫鐵礦中w(S)30%，摻燒一水硫酸亞鐵的比例1.5%。硫酸亞鐵經圓盤給料機送到回轉干燥窯進行干燥脫水，然后由皮帶輸送機輸送到沸騰爐。在此過程中發(fā)現干燥窯出料有明顯刺激性SO2氣味，操作人員難以靠近且物料容易黏附在溜槽上，下料不暢。摻燒硫酸亞鐵后沸騰爐底溫平均下降30～50 ℃，中壓蒸汽產量也明顯減小，系統(tǒng)難以操作控制，經濟效益也有所下降。后改用w(S)38%以上硫鐵礦摻燒一水硫酸亞鐵，一水硫酸亞鐵不進回轉干燥窯干燥，改用園盤給料機直接投料，硫酸亞鐵與從回轉干燥窯出來的硫精砂進行混合后由皮帶輸送機送至沸騰爐焙燒。摻燒硫酸亞鐵對爐底溫度影響不大，操作人員也易于操作。通過試驗，摻燒1 t一水硫酸亞鐵可生產硫酸0.4 t以上，可產w(Fe)60%鐵粉0.25 t，經濟效益可觀。

2.2 摻燒一水硫酸亞鐵對系統(tǒng)的影響

由于一水硫酸亞鐵吸收熱量才能分解，這樣勢必影響沸騰爐的溫度。一般礦w(S)在38%以上、摻燒比例2%～3%對系統(tǒng)影響不大，產生的升華硫也較少，對電除塵器的正常送電也無大的影響。

3 沸騰爐操作運行情況

目前3臺沸騰爐運行基本平穩(wěn)，風壓17 kPa，出口溫度(925±25) ℃。出口爐氣組分：φ(SO2)為12.55%，φ(SO3)為0.13%，φ(N2) 為79.13%，φ(O2)為1.91%，φ(H2O)為6.28%。

但生產中有2個問題需要注意：①入爐原料要求做到三穩(wěn)定，即含硫、含水、粒徑穩(wěn)定，有時礦中含水量大易造成2個下料口結疤；②氧表容易失真，一旦失真，SO2氣濃穩(wěn)定很難控制，只能憑經驗操控。

4 結語

從循環(huán)經濟角度出發(fā)，硫鐵礦制酸沸騰爐同時摻燒硫化氫氣體和一水硫酸亞鐵是可行的，摻燒一水硫酸亞鐵比例不能太大(以2%～3%為宜)，以獲取效益的最大化。

[1] 蔡齋姑，高曉玲. 硫鐵礦沸騰爐摻燒含硫化氫酸性氣體的研究[J].硫酸工業(yè)，2002(4)：13-18.

[2] 楊毅. 沸騰爐混燒硫化氫酸性氣的設計與生產實踐[J].硫酸工業(yè)，2014(3)：34-36.

2016-12-12。

張健， 男， 銅陵市華興化工有限公司董事長、 總經理， 長期從事硫酸生產管理工作。 電話：13955947258； E-mail:cyg667258@163.com。

TQ111.16

B

1002-1507(2017)03-0036-02