淺論某銅業(yè)公司2套硫酸裝置干吸串酸流程異同

胥 永

(中國瑞林工程技術(shù)有限公司， 江西南昌 330031)

在國內(nèi)硫酸工業(yè)近幾十年的發(fā)展中，不僅材料在革新，設(shè)備、工藝也在不斷的改進(jìn)，而制酸干吸系統(tǒng)的實(shí)質(zhì)就是濃酸吸收煙氣中的水分及濃酸中的水分與SO3反應(yīng)后制成w(H2SO4)98%或者93%硫酸的過程。

隨著冶煉系統(tǒng)的規(guī)模越來越大，與之配套的煙氣制酸系統(tǒng)也越來越大，對(duì)工藝、設(shè)備的要求也越來越高。現(xiàn)通過對(duì)浙江某銅業(yè)公司一、二期硫酸干吸串酸流程的對(duì)比，分析各自工藝在實(shí)際應(yīng)用中的優(yōu)缺點(diǎn)。

1 一期硫酸干吸串酸流程

該公司一期項(xiàng)目于2013年7月建成投產(chǎn)，設(shè)計(jì)礦產(chǎn)粗銅產(chǎn)能為100 kt/a，配套硫酸產(chǎn)能為400 kt/a。制酸干吸系統(tǒng)的串酸方式為：干燥酸通過干燥塔循環(huán)泵槽液位的控制，由干燥塔循環(huán)泵出口到酸冷卻器前的管道上串至一吸塔循環(huán)泵槽；一吸酸通過干燥塔循環(huán)泵槽酸濃的控制,由一吸塔循環(huán)泵出口經(jīng)過一吸酸冷卻器降溫后管道上串至干燥塔循環(huán)泵槽；一吸塔酸通過一吸塔循環(huán)泵槽液位的控制，由一吸酸冷卻器出口的管道上串至二吸塔循環(huán)泵槽；成品酸通過二吸塔循環(huán)泵槽液位的控制，由二吸酸冷卻器出口的管道上串至成品酸中間槽，加水調(diào)節(jié)濃度后再由成品酸輸送泵送入成品酸冷卻器冷卻后，送往酸庫[1]。串酸流程見圖1。

2 二期硫酸干吸串酸流程

該公司二期項(xiàng)目通過技改將礦產(chǎn)粗銅的產(chǎn)能由100 kt/a提高到300 kt/a，相應(yīng)配套增加1套產(chǎn)能為800 kt/a的硫酸裝置。配套增加的硫酸干吸系統(tǒng)的串酸方式為：干燥酸通過干燥塔循環(huán)泵槽液位的控制，由干燥塔循環(huán)泵出口到干燥酸冷卻器前的管道上串至一吸塔入口酸管道上；一吸酸通過一吸塔循環(huán)泵槽和二吸塔循環(huán)泵槽之間的連通管道自流至二吸塔循環(huán)泵槽；二吸酸通過干燥酸濃度的控制，由二吸酸冷卻器出口的管道上串至干燥塔循環(huán)泵槽。

圖1 浙江某銅業(yè)公司一期硫酸裝置干吸工序串酸流程

成品酸由二吸塔塔底分流進(jìn)入成品酸中間槽，加水調(diào)節(jié)濃度后，再由成品酸輸送泵送入成品酸冷卻器冷卻后，送往酸庫。

串酸流程見圖2。

圖2 浙江某銅業(yè)公司二期硫酸裝置干吸工序串酸流程

3 分析和討論[2-3]

從上述一、二期硫酸干吸串酸流程可以看出：

1) 為了維持干燥塔循環(huán)泵槽液位平衡，干燥酸從干燥塔循環(huán)泵出口串至一吸循環(huán)系統(tǒng)，不同的是一期干燥發(fā)串至一吸塔循環(huán)泵槽，二期干燥發(fā)串至一吸酸冷卻器后上酸管道；一期干燥發(fā)直接串至一吸塔循環(huán)泵槽的做法會(huì)導(dǎo)致干燥系統(tǒng)中少量溶解在硫酸中的SO2隨硫酸一并串至一吸塔循環(huán)泵槽，并進(jìn)一步串至二吸系統(tǒng)，使得二吸塔出口SO2含量過高；二期采取干燥發(fā)串至一吸塔酸冷卻器后上塔酸管道內(nèi)，進(jìn)入一吸塔解吸后進(jìn)入后面的轉(zhuǎn)化流程，此串酸方式可以很好的避免二吸塔出口SO2含量過高問題。當(dāng)然，一期只要和二期一樣把干燥發(fā)串酸引入一吸酸冷卻器后上酸管道上就可以很好的解決二吸塔出口SO2含量過高的問題。

2) 一、二期硫酸產(chǎn)能分別為400 kt/a和800 kt/a，為了維持干燥酸濃和一吸塔循環(huán)泵槽的液位，一期采取了由一吸酸冷卻器后串酸至干燥塔循環(huán)泵槽和二吸塔循環(huán)泵槽的做法；二期采取的是由二吸酸冷卻器后串至干燥塔循環(huán)泵槽和一、二吸塔循環(huán)泵槽連通的做法。若二期采用一期相同的串酸方式，則一吸塔循環(huán)泵和一吸酸冷卻器將增大35%；而采取目前的串酸方式可以很好的避免設(shè)備規(guī)格過大，使得設(shè)備大小更均衡，減小了由于設(shè)備過大帶來的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)由于一部分串酸改為利用循環(huán)槽之間的液位差來達(dá)到串酸的目的，省去了增大泵的流量來提供動(dòng)力串酸，從而降低了運(yùn)行費(fèi)用。

3) 一期成品酸通過二吸塔循環(huán)泵槽液位的控制由二吸酸冷卻器出口的管道上串至成品酸槽；而二期成品酸由二吸塔塔底分流進(jìn)入成品酸中間槽，實(shí)際上是一吸塔循環(huán)泵槽、二吸塔循環(huán)泵槽、成品酸槽三槽連通，減小了單獨(dú)一個(gè)槽溢槽的風(fēng)險(xiǎn)。

4) 一、二期串酸相比，二期比一期少了2套泵后串酸，即少了由一吸塔酸冷卻器出口管道串至二吸塔循環(huán)泵槽的串酸和由二吸酸冷卻器出口管道串至成品酸槽的串酸，減少2個(gè)閥門組，節(jié)省了投資，同時(shí)減少了故障點(diǎn)。

5) 一期的串酸方式中 ，二吸系統(tǒng)酸無法串至干燥系統(tǒng)，若進(jìn)硫酸系統(tǒng)SO2濃度降低至某特定值或者凈化出口煙氣溫度升高，將無法保持干吸系統(tǒng)水平衡；換句話說，一期的串酸方式允許的煙氣中SO2濃度或者凈化出口煙氣溫度波動(dòng)范圍較二期串酸方式窄。

6) 若串酸管道發(fā)生泄漏，一期可以關(guān)閉前端閥門進(jìn)行帶壓管段更換，泄露嚴(yán)重時(shí)可短時(shí)停車處理，而二期要更換串酸管道(循環(huán)槽之間的連通管道)的話需要較長時(shí)間停車處理。若吸收塔底部回酸管道泄漏，二期泄漏量較大，處理壓力較一期大。故二期在一吸塔循環(huán)泵槽、二吸塔循環(huán)泵槽連通管道和二吸塔循環(huán)泵槽、成品酸槽連通管道上設(shè)置了事故截?cái)嚅y門，以化解由于吸收塔底部回酸管道泄漏使二期處理壓力大的問題。

4 結(jié)語

通過浙江某銅業(yè)公司一二期硫酸干吸串酸流程的分析比較，可以得出二期串酸流程較一期串酸流程更優(yōu)越，尤其是規(guī)模較大的煙氣制酸系統(tǒng)，在解決二吸塔出口SO2含量過高、減小設(shè)備規(guī)格、降低運(yùn)行費(fèi)用、減小酸液溢槽風(fēng)險(xiǎn)、節(jié)省投資、適應(yīng)進(jìn)硫酸系統(tǒng)SO2濃度和凈化出口煙氣溫度波動(dòng)等方面更有優(yōu)越性。而一期的串酸方式在解決串酸管道發(fā)生泄漏時(shí)更佳。結(jié)合一、二期特點(diǎn)，只要在二期的基礎(chǔ)上多設(shè)置2個(gè)閥門就可以避開二期串酸管道泄漏時(shí)處理壓力大的問題，即在一吸塔循環(huán)泵槽、二吸塔循環(huán)泵槽聯(lián)通管道兩端各加設(shè)1個(gè)閥門，在二吸塔循環(huán)泵槽、成品酸槽聯(lián)通管道兩端各加設(shè)1個(gè)閥門，當(dāng)連通管道泄漏時(shí)，關(guān)閉兩端閥門進(jìn)行管道的更換，將極大地減小串酸管道泄漏帶來的處理壓力。

[1] 占?jí)垲?，宋?qiáng).和鼎銅業(yè)在500 kt/a煙氣制酸及脫硫裝置設(shè)計(jì)與生產(chǎn)實(shí)踐[J].硫酸工業(yè)，2015(2)：17-21.

[2] 朱智穎.硫酸干吸工序串酸自控方案的可行性分析與優(yōu)化[J].硫磷設(shè)計(jì)與粉體工程，2009(1)：24-29.

[3] 張晉.干吸生產(chǎn)自動(dòng)串酸控制的解決方案[J].硫酸工業(yè)，2011(6)：48-52.