铜陵有色金属集团股份有限公司金冠铜业分公司(以下简称金冠铜业)阴极铜产量400 kt/a，采用闪速炉熔炼、闪速炉吹炼和阳极炉精炼工艺，与之配套的烟气制酸系统设计规模产量为1 450 kt/a[以w(H2SO4)100%硫酸计]。制酸系统于2012年12月18日投入生产，运行5年来，各项工艺指标均达到了设计要求。现将该制酸系统高浓度SO2转化技术生产实践介绍如下。

1　高浓度SO2转化技术背景

1.1　工艺方案选择

“双闪”炼铜工艺决定了冶炼烟气在进入硫酸系统时φ(SO2)达20%～30%。如采用常规SO2转化工艺，则要求烟气在进入硫酸装置转化工序前用空气稀释烟气φ(SO2)到约12%，稀释的结果是制酸装置的设备尺寸庞大，使装置投资和运行费用大幅增加。因此，与“双闪”炼铜工艺配套的烟气制酸系统首选高浓度SO2制酸工艺。

目前处理高浓度SO2烟气的转化技术有Outotec的LURECTM技术、德国拜耳公司的BAYQIK®技术和美国孟莫克公司的“预转化”技术[1-3]，引进这些技术费用高昂，而且其工业装置在生产运行中还存在某些未完全解决的难题。“双闪”炼铜工艺所产生的高浓度SO2烟气具备得天独厚的制酸条件，因此，金冠铜业自主探索一种高浓度SO2转化技术就变得非常重要。

1.2　高浓度SO2转化技术

1.2.1　高浓度SO2转化控制关键

高浓度SO2转化工艺核心是设计适当的转化器一段催化剂装填量，通过可靠的控制措施抑制 SO2在一段反应的转化率，使烟气在达到SO2平衡转化率前的某预设转化率时离开催化床层，经换热器冷却后进入转化器二段，此时烟气SO2浓度降低并含有一定浓度的SO3，以确保转化器一段、二段出口温度控制在预设范围内，避免发生催化剂超温。

1.2.2　工艺流程设计

只得慰藉于苏珊娜与浮西努相同的身世，神似的气质，假借战争的苦难造成人物情感的偏执走向，并且借弗希里的口：“人在最无助的时候，爱情最容易入侵。在最危险的时候也是，这像嗜酒一样。”

试点期间，永康建成并运行日处理垃圾800 t的垃圾焚烧电厂，总投资为2.47亿元。为满足日最大处理能力要求，不仅将日产城乡垃圾，还将填埋场的部分陈年垃圾用于焚烧处理。同时，对城区的建筑垃圾进行回收再利用，通过粉碎后用于预制品材料和场地、道路平整填料等。

设计时进转化系统烟气φ(SO2)为15%、φ(O2)为15.62%，一段催化剂进口烟气温度为400 ℃，对应出口温度应为569 ℃。实际运行中一段出口温度低于530 ℃，说明一段反应量没有达到预期。后来将一段进口温度提高到406～410 ℃，一段出口温度可升至550～560 ℃，但仍低于设计反应温度569 ℃。这说明一段催化剂装填量偏少，一段反应未达最佳反应要求。数据如表2。

“咬碎了牙齿怎么了呢？咬碎了牙齿和血吐。——老家就有这句话。”她说，“不管怎么说，我总算是凭自己的力量在风城买了房子啊。”

我国北方在建设等过程中不仅加大了对城市建设的力度，同时也加强了对公路交通的重视。北方公路在长期使用过程中极易出现翻浆现象，一旦出现该现象，不仅对公路、路基产生极大破坏，同时也严重影响该路段的正常使用，极易出现翻车等交通事故，是对我国公共财产和驾驶者人身安全产生极大威胁的主要形式之一。据不完全统计，我国北方公路出现的各类病害中，翻浆现象占据其中的70%以上，基于此，为了提升北方公路整体使用效率和安全性，必须及时对翻浆现象基本原理加以掌握，为翻浆现象分析及决策精确度的提升提供理论基础。

2　高浓度SO2转化工艺生产实践[4]

2012年12月18日该装置投入试生产，期间因冶炼系统负荷量低，初始按φ(SO2)13%的进气组织生产，摸索控制参数。随着冶炼负荷量的逐步提高，现已成功摸索出进转化烟气φ(SO2)为9%～16%的生产控制参数，装置运行平稳。该系统的控制指标及技改措施主要体现在以下几个方面。

2.1　“非衡态”转化工艺操作简便

虽然一段催化剂装填量远小于平衡转化率的装填量，但生产中并未出现预计的在一段进口烟气温度或气量有小幅波动时，一段出口烟气温度大幅波动而导致温度控制难的现象。实际生产中，在冶炼系统负荷量不变的条件下，转化工序有时可连续几小时不需进行任何操作调整，即使在冶炼系统投料量有较大幅度波动时，转化工序仅需相应地小幅度调整，且调整前后二段进口烟气温度可控。

2.2　转化器各段进口温度优化

根据工艺生产实际运行状况，制定了转化器各床层最佳温度控制范围，上下波动幅度控制在±5 ℃，一系统转化器各床层控制温度与转化率的关系见表1。

 

表1　一系统转化器各床层控制温度与转化率关系

  

项　目标准控制温度/℃实际控制温度/℃2月3月4月转化器一段395±5405403406转化器二段420±5433436435转化器三段425±5430437435转化器四段425±5432430432转化器五段395±5402406405总转化率，%998899889987

2.3　一层催化剂装填量设计较保守

2013年5月检修期间，将一系统转化的一段催化剂增加了10 m3，投运后在烟气φ(SO2)为15%，烟气量在设计值附近的条件下，一段出口温度可得到有效控制，SO2转化率可稳定达到99.93%左右。数据见表3。

设计采用“4+1”转化床层布局及“ⅣⅡ-ⅤⅢⅠ”换热流程，为充分利用转化余热，在转化器一段出口配置1台中压热管锅炉，四段出口配置1台低压热管锅炉来回收转化富余的热量。为避免出现一段催化剂超温损坏催化剂，在干燥塔进口设置应急稀释风阀门，并与一段出口烟气温度联锁，起到应急降低进转化烟气浓度以抑制超温风险。

 

表2　一系统转化器一段进出口温度与转化率关系

  

一段进口温度/℃转化气φ(SO2)，%转化烟气量/(m3·h-1)一段出口温度/℃转化率，%400151400005259988405151400005309990409151400005629991

在方案论证和工艺设计时，认为该工艺存在生产控制难、对烟气条件变化适应性较差以及考虑到没有工业应用实例的尚难预测的技术风险，因此对一段催化剂装填量设计较为保守，导致在SO2风机满负荷运行时，一段出口烟气温度低、二段出口烟气温度不易控制的现象。

2.融入EOP后原高职公共英语教学生态失调现象引发的影响研究。高职公共英语融入EOP后，由于教学内容的改变，势必会引起其教学生态中的各因子不再平衡，这种失调现象会引发各种不良影响，分析其不良影响可能带来的后果，提出消除不良影响的必要性。

 

表3　一系统转化器一段增加催化剂后转化率变化关系

  

项　目转化φ(SO2)，%转化烟气量/(m3·h-1)一段进口温度/℃一段出口温度/℃转化率，%3月(增加前)1514000040052599884月(增加前)1514000040053099877月(增加后)1514000040057299938月(增加后)151400004005759994

2.4　烟道局部设计不合理

系统开车后，随着熔炼系统负荷逐渐提高，转化器五段上部烟气分布不均匀，进口烟气温度最高点与最低点相差在20～40 ℃，反应后的出口烟气温度最高点与最低点相差也在20～40 ℃。目前进入转化工序φ(SO2)为15%、烟气量为150 000 m3/h，其转化率通常在99.88%～99.91%，低于原设计的进入转化工序φ(SO2)为15%、烟气量为165 000 m3/h、转化率为99.92%的设计值。统计数据见表4。

蒙蒙眬眬间，他觉得那个声音是从望天归的内部传出的。那声音似金石交击，间或夹杂着一种刺耳的刮蹭声，初时声音尚弱，随后越来越响，似乎是在朝着他接近，这令他激灵一下清醒过来。

 

表4　一系统转化器五段进口烟气温度不均统计

  

时间项　目123456789102月最低温度/℃377373379365375376372381377385最高温度/℃408410406405402406407409403405温差/℃31372740273035382620转化率，%99879986998999859989998799879989998799903月最低温度/℃375378372375380379371377373375最高温度/℃409408411409405406411408411408温差/℃34303934252740313833转化率，%9987998799869987999099899986998799869987

一系统转化五段进口烟气温度统计数据见表5。

经分析研究，初步认为导致五段进口温度不均匀的原因是进入五段的Ⅰ换热器旁路与Ⅰ换热器主路烟气混合不均导致的，从而导致温度低的部分烟气反应不完全，最终导致转化率达不到设计值。

2015年10月大修期间，完成了“2套系统一、二段催化剂筛分” 和“二系统转化床层催化剂调整优化”2个项目。项目实施后在φ(SO2)达到16%时，2套系统转化率稳定在99.94%～99.96%，二吸塔尾气排放φ(SO2)在0.014%以下。

2013年5月，在转化器五段入口的管道上增设了Ⅰ换热器主路烟气与旁路烟气的混气室装置，但运行后转化率未见明显改善。随后在2014年大修期间，针对转化器五段烟气分布不均匀问题进一步进行管道改造及重新配置。

2014年5月，拆除转化器五段入口的混气室装置，把Ⅰ换热器出口的SO2主路烟气通过管道改造接至现有的SO2旁路烟气管道上(旁路烟气调节阀后)，SO2主路烟气和SO2旁路烟气混合后的烟气管道由垂直向下接入第五段入口的方变圆调整为由垂直向上接入，使SO2主路烟气和SO2旁路烟气在进入第五段前增加了2个90°弯头，增加了混合烟气管道长度，以最终达到SO2主路烟气和SO2旁路烟气均匀混合的目的。

技改后2套转化系统五段进口烟气分布基本均匀，温度最高点与最低点仅在2～5 ℃波动，反应后的出口烟气温度最高点与最低点仅在4～8 ℃波动，转化率稳定在99.92%以上，二吸塔尾气排放φ(SO2)保持在0.014%以下。

转化器五段转化率直接关系到最终SO2转化率，进入转化器五段的烟气温度分布不均匀且温度偏差较大将直接导致五段转化率低下，从而使总转化率达不到设计值。在熔炼较低负荷的情况下，五段烟气入口温度较均匀，SO2总转化率均达到99.92%以上，达到甚至超过设计值。

评价促进学习经历的丰厚，促进教师的专业发展。基于标准的评价允许学生有多元机会来达成教师设置的评价，真实反映了学生在学习中的状态，包括存在的缺陷。而暴露缺陷也让学生明白了应努力的方向，促进学习经历并使之丰厚起来。

 

表5　一系统转化五段进口烟气温度统计数据

  

项　目温度点(东)/℃温度点(南)/℃温度点(西)/℃温度点(北)/℃系统转化率，%3月(技改前)38538639940399884月(技改前)37638340940299877月(技改后)39639939840199938月(技改后)3983953973959994

2.5　操作弹性大，适应性强

为进一步摸索适应更高气浓的生产参数，在2014年6月的大修期间，增加一系统转化催化剂量以适应φ(SO2)17%的气浓。目前冶炼系统达到400 kt/a规模的投料量时，进2套系统转化的φ(SO2)均控制在约15%，2套系统二吸塔出口混合烟气的φ(SO2)保持在0.014%以内；当进转化烟气φ(SO2)达17%以上时，对应的二吸塔出口φ(SO2)可保证在约0.03%。运行2套系统中的任何1套转化干吸系统，即能适应FSF达240 t/h的投料量。制酸系统生产能力大，即使出现其中一套转化干吸系统设备故障时，冶炼系统所受影响也较小。

2.6　生产成本低

因转化操作气浓高，进转化烟气量小，SO2风机日常运行负荷低，吨酸电耗已实现夏天72 kWh、冬天62 kWh的指标。随着冶炼系统作业率及转化气浓的进一步提高，吨酸电耗还存在较大的下降空间。

2.7　转化器五段升温副线有漏气现象

一系统转化五段升温副线由于漏气已加装盲板，在2014年5月大修过程中同样对二系统转化五段升温副线加装盲板，从而有效控制五段进口烟气温度，确保总转化率。2套转化五段升温副线加装盲板后，转化率明显提升。见表6。

 

表6　2套系统转化率统计

  

时间一系统转化率，%时间二系统转化率，%201211(技改前)998620144(技改前)9987201310(技改后)999220148(技改后)9992

2.8　对催化剂进行筛分和调整优化

其中,A为常数项，M为土地投入，γ为土地的产出弹性，t为时间变量，ε为技术进步率。根据历年的指标及数据估算α、β、γ、ε的值，需要将其变成线性关系，两边取对数得：

3　结论

1)系统处理烟气φ(SO2)达到16%左右时，转化器一段出口温度仍能得到有效控制，随着研究的深入、装置的改善和操作控制的持续优化，预计还有进一步发展的空间。

2)2套转化器各段进口烟气温度有效控制在最佳范围时，SO2总转化率可稳定达到99.92%以上。

3)分步完成4次φ(SO2)16.5%～17.3%和17.5%～18.1%高浓度SO2转化测试，测试效果均达到预期。2015年大修期间，催化剂装填调整优化后，2套系统φ(SO2)已经按15.5%以上气浓常态化控制，转化率稳定在99.92%以上，二吸塔尾气排放φ(SO2)在0.014%以下。

4)装置已投入运行近5年时间，吨酸电耗已实现68 kWh的指标。

参考文献：

为了探究突出物间距对纱线牵引特性的影响，通过Fluent可数值模拟获得突出物的速度及密度大小，即可通过阻力大小公式计算出突出物的阻力，从而可得到突出物间距对纱线牵引力的影响。假设突出物的直径d为2mm，取3个突出物，其数值分析示意图如图3所示。

[1]　DAUM K H.LURECTM工艺——冶炼烟气制酸装置经济运营之关键[J].硫酸工业，2010(1)：8-16.

[2]　WEBER T,KURTEN M,ERKES B,et al.BAYQIK®现场运行报告[J].硫酸工业，2012(1)：4-7.

[3]　丁华.孟莫克高浓度SO2预转化工艺介绍[J].硫酸工业，2011(2)：16-19.

[4]　余磊，汪卫东.预转化预吸收高浓度SO2烟气制酸工艺的工业应用[J].硫酸工业，2011(6)：11-14.