更全的杂志信息网

硫磺制酸生产中酸雾产生的原因分析与控制

更新时间:2009-03-28

硫酸生产的主要原料有硫铁矿、硫磺及冶炼烟气,生产过程中产生的尾气,其有害成份主要是二氧化硫和酸雾,随着国家环保要求越来越严,对硫酸尾气的排放限制更加严格, 2010年9月10日国家环保部批准发布GB 26132—2010《硫酸行业污染物排放标准》,要求2013年以后所有新建和现有企业排放尾气中ρ(SO2)低于400 mg/m3,酸雾(ρ)低于30 mg/m3。硫酸生产尾气中含硫量低极难处理,需加大硫酸生产系统工艺指标的操作控制、规范操作程序以降低尾气处理的负担,达到尾气排放国家标准。

十分抢眼的是,在每一页外面均多出一个长2厘米、宽1厘米的不同颜色的纸片,上面清晰地标注着该风险的初始评分。其中,评分≤5分为低风险项,用蓝色纸片;6~15分为中等风险,用黄色纸片;评分>15分为高风险,用红色纸片。

贵阳开磷化肥有限公司从1999年开始逐步将硫铁矿制酸改造为硫磺制酸,目前硫磺制酸生产能力为2 100 kt/a。硫酸装置正常运行时尾气二氧化硫排放指标ρ(SO2)低于400 mg/m3,酸雾(ρ)小于30 mg/m3

1 硫酸雾产生的机理

硫酸雾简称酸雾,通常指大量漂浮的硫酸微粒形成的烟雾,硫酸雾形成的机理主要有以下三种。

泄漏5 000 d后,上覆第四系松散孔隙含水层氟化物污染羽状物继续向南侧扩散迁移,浓度也在持续增大,但迁移距离仍然较短,此时下伏岩溶含水层出现低浓度氟化物迅速向南侧迁移,最远迁移距离约200 m。

1.1 高温炉气中三氧化硫与水结合遇冷形成酸雾

硫磺燃烧后形成的SO2有少部分在焚硫炉内会进一步被氧化成SO3,与烟气中的水蒸气结合形成硫酸蒸气。烟气中硫酸蒸气的凝结温度称为酸露点,它比水露点要高很多。烟气SO3含量愈多,酸露点就愈高,可达140~160 ℃,甚至更高。高温下三氧化硫与炉气中的水分子反应生成硫酸雾,在炉气温度降低达到酸露点时就形成酸液滴,这是硫磺制酸生产过程中形成酸雾的主要原因。

1.2 硫酸循环槽液态表面蒸发

硫酸溶液内有化学反应,形成气泡上浮到液面后破裂,将液滴带出。

1.3 硫酸液体内产生的化学反应

硫酸液态表面蒸发的酸分子进入空气中与空气中的水分凝结而形成雾滴,如干吸循环槽排空管顶部有白雾,在雨天含水量大时特别明显。

2 硫酸雾的危害

大量的酸雾遇到温度降低时,会冷凝成为冷凝酸,遇炉气中的粉尘而形成大量酸泥,需进行人工排污。生产过程中若不排污会造成排污管堵塞,大量酸泥积存在热工设备及管道内造成设备及管道腐蚀。

3 生产过程中酸雾产生的原因分析

生产过程中酸雾形成主要有:一是经干燥塔除湿后的干燥空气w(H2O)>0.1%,水分与系统中的三氧化硫形成酸雾;二是低温余热回收装置及二吸塔吸收过程中产生酸雾,主要由循环酸浓过高或过低、进塔气温过高或过低、塔内分酸器分酸不均或分酸管断裂、纤维除雾器使用时间较长而产生漏洞等原因造成;三是在生产过程中不排放冷凝酸,使冷凝酸积存在系统内形成二次夹带。

2)检查分酸器是否分酸不均或分酸器降液管是否腐蚀、分酸管是否破裂而造成酸短路而直接进入塔内。

3.1 干燥塔水分及酸雾超标

从表1可见:一段进口水分与酸雾比干燥后的空气水分及酸雾多。原因是硫磺内含有一定量的有机物,有资料报道[1],原料硫磺中的有机物质量分数(以碳计)每增加0.1%,炉气中的ρ(H2O)就增加0.257 5 g/m3,可见硫磺中有机物含量对水分含量影响较大。液体硫磺中的有机物燃烧后产生水分,影响硫酸生产。

 

表1 2017年89月酸雾数据分析

  

取样时间转化器一段进口干燥塔出口ρ(H2O)/(g·m-3)酸雾(ρ)/(g·m-3)ρ(H2O)/(g·m-3)酸雾(ρ)/(g·m-3)出二吸塔酸雾(ρ)/(g·m-3)尾气酸雾(ρ)/(g·m-3)08-28T09∶10~10∶101539354601470016001022209-04T09∶20~10∶301719393501600021001117809-11T09∶15~10∶2016963069014900170009263

从表1可见:经干燥塔干燥后的干空气中存在大量水分,出口水分质量浓度在1.5 g/m3左右,酸雾质量浓度在0.016~0.021 g/m3,超出设计标准出口水分质量浓度1.0 g/m3。主要原因有:①贵州空气湿度较大;②风机空气进口处有水蒸气排放口,造成进口空气含湿量较高;③干燥塔处理能力不够或丝网除沫器使用时间较长,丝网除沫器上有大量酸泥和穿孔现象,除雾效果变差。

3.2 硫磺内有机物多,造成一段进口水分升高

冷空气经风机进入干燥塔干燥后,含少量水分的干空气进入焚硫炉内随着烟气一同进入转化器中与SO3反应生成硫酸蒸气,在炉气管线或冷热换热器遇冷形成酸雾。2017年8—9月酸雾数据分析见表1。

3.3 锅炉及热工系统内漏

低温过热器后设置低温1#省煤器,由于换热管管壁温度接近于热阻小即传热系数大的一侧流体温度,省煤器换热管水侧传热系数约为1 000 W/(m2·k),炉气侧传热系数约为60 W/(m2·k)[2],则管壁温度接近于脱盐水或软水的温度,而1#省煤器管内的给水温度一般为104 ℃左右,容易发生露点腐蚀。

3.4 冷热换热器管腐蚀穿孔

冷热换热器换热管采用20G锅炉钢,容易被冷凝酸腐蚀,造成转化气体短路,增加了后段转化和二吸塔的负荷,造成二吸塔不能完全吸收三氧化硫,大量的三氧化硫带入氨洗系统而无法完全吸收,尾气烟囱冒大烟,酸雾超标。

2)粗骨料为河曲县准旗龙口石料厂生产的10~20 mm粒级人工碎石,含泥量少,成份以石英石为主。符合《水工混凝土施工规范》(SL677-2014)的规定。其检验结果见表2。

3.5 未排放冷凝酸

硫酸雾在系统内冷凝可腐蚀设备(例如,为了保护风机的安全运行,不被酸雾腐蚀,一般将风机安装在干燥塔前,生产系统采用正压操作)、在空气中可随飘尘直接进入肺泡,它的危害作用比二氧化硫大10倍。酸雨和二氧化硫污染危害居民健康、腐蚀建筑材料、破坏生态系统,从而造成巨大经济损失。

2015年2月至3月,该公司600 kt/a硫磺制酸余热锅炉有部分管道发生2次漏水事故,酸雾及水分超标严重。停机检查发现锅炉管泄露,大量的水倒灌进入焚硫炉,焚硫炉底部积水深度有100 mm左右,炉体耐火砖全被水浸湿,重新对锅炉进行试压和找锅炉漏点进行修复。第一次修复由于焊工水平问题及探伤不彻底,又造成第二次停机修复。

从转化器三段出来的含大量三氧化硫转化气经过冷热交换热,温度降低而生成酸雾,达到露点冷凝在冷热换热器中,在生产过程中需大量排放冷凝酸。图1为800 kt/a硫酸装置在大修时冷热换热器的腐蚀情况。

  

图1 冷热换热器腐蚀情况

3.6 其他影响原因

大型硫磺制酸装置大部分都有低温余热回收,在对三氧化硫吸收过程中循环酸浓、酸温、喷淋酸量、塔内分酸器分酸情况、纤维除雾器除雾效率等因素都会造成酸雾超标。

4 生产过程中酸雾的控制

4.1 降低干燥塔出口水分

1)可将干燥塔填料瓷环更换为陶瓷规整填料。规整填料是一种在塔内按均匀几何图形排布、整齐堆砌的填料,由于具有比表面积大、压降小、流体分

均匀、传质传热效率高等优点,因此得到了广泛的应用。

压疮的发生与多种因素共同作用有关,护士是临床治疗及护理工作的执行者,在日常护理工作中扮演主导地位,研究中为患者提供品管圈活动干预,重点就预防压疮制定护理对策。而传统护理服务中未结合患者存在的实际风险因素进行针对性干预,导致部分无用护理操作,护理效果一般;因此临床加强护理风险干预十分必要[4]。

3)将影响空气水分的原因尽量排除,如蒸汽管道排污、水沟内积水蒸发等,使其远离空气进口。

4.2 排放冷凝酸

对炉气管线或换热器按照工艺要求定时或不定时排放冷凝酸,每次排出的冷凝酸量要计量统计,以利于对生产系统进行分析。

溯江而下,江面的水产养殖,一度成为生态公害。珍珠、渔业这些新兴产业给村民带来财富的同时,也付出着昂贵的生态代价。

4.3 控制吸收酸的浓度及温度

每天对酸浓进行分析;向循环槽内按要求补充水量,不能过高或过低;对干燥及二吸酸冷却器严格控制循环水量及水温;对低温余热回收装置严格控制高温混合器的补水量及蒸发器水量。

综上所述,超声检查可有效诊断肩关节盂唇损伤,方法简便,无创、无辐射,且检查费用较低[13-14]。随着超声仪器性能的不断改进,超声探头分辨力的不断提高及诊断标准研究的深入,超声诊断肩关节盂唇损伤的准确率不断提高,这对指导后期的临床治疗具有重要意义,可显著降低肩关节复发性脱位的发病率。

4.4 控制硫磺质量

国内硫磺有机物含量普遍偏高,在熔硫过程中对这部分有机物也没有办法去除,如有条件尽量采购进口硫磺来降低有机物的含量。

5 结语

硫磺制酸装置越来越大型化,一旦因操作不当造成系统漏气或设备损坏,都会造成硫酸装置短时间停车检修或长时间大修而蒙受经济损失。生产技术人员在生产过程中要做好数据统计和分析,有针对性的做出处理措施严控酸雾的形成,让工艺控制及生产的每个环节处于受控状态,保证设备免受腐蚀,保证排放尾气中酸雾达标,保护环境。

参考文献

[1] 汤桂华.硫酸生产对原料硫磺的质量要求[J].硫磷设计与粉体工程,1999(3):13-18.

蔡晓松解释说,有些客户接到品牌订单,觉得难以达到要求,公司就把其小样拿过来,在实验室里试样,得到工厂认可后,再将配方和工艺交给客户,并派技术人员前往指导。如果在售后中碰到问题,品牌商可以将产品拿到实验室,进行分析,寻找解决方案,再到工厂实地解决。

陈颐磊深知衢州城这样相安无事的好日子不会太久,但他对即将深陷的围城却一点也不担心,他心里清楚,委员长在金衢下一盘很大的棋,这盘棋如果走活了,整个华东抗战将发生根本性的转折。

[2] 周飚.硫磺制酸装置露点腐蚀问题的分析[J].硫酸工业,2002(5):23-25.

 
何润林,张卫红
《硫酸工业》 2018年第03期
《硫酸工业》2018年第03期文献

服务严谨可靠 7×14小时在线支持 支持宝特邀商家 不满意退款

本站非杂志社官网,上千家国家级期刊、省级期刊、北大核心、南大核心、专业的职称论文发表网站。
职称论文发表、杂志论文发表、期刊征稿、期刊投稿,论文发表指导正规机构。是您首选最可靠,最快速的期刊论文发表网站。
免责声明:本网站部分资源、信息来源于网络,完全免费共享,仅供学习和研究使用,版权和著作权归原作者所有
如有不愿意被转载的情况,请通知我们删除已转载的信息 粤ICP备2023046998号