含硫廢水制酸裝置工業優化

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摘要：含硫廢水制酸裝置在當今工業生產領域中的應用十分廣泛。濃硫酸作為一種催化劑或直接反應材料，在生產過程中會產生大量的硫酸廢液。而通過對含硫廢水進行優化利用，不僅能夠減少資源浪費、污染，還能夠提高經濟效益。基于此，本文重點探究含硫廢水制酸裝置工業運行優化方法，旨在提高生產裝置的效能。

關鍵詞：含硫廢水；制酸裝置；工業運行；優化

在我國化學工業生產領域中，硫酸作為一種催化劑或直接反應材料，在工業生產過程中會生成大量含硫廢水，這些廢水如果直接排放會造成環境污染，因此為了實現含硫廢水的二次利用，相關領域研制出了含硫廢液制酸裝置。含硫廢液制酸裝置可以將含硫廢水中的硫元素回收、過濾、再加工，用含硫原材料制取二氧化硫氣體，并在催化劑的作用下，將二氧化硫氣體轉變成為三氧化硫，之后采用硫酸水稀釋的方式對三氧化硫進行吸收，最終得到了硫酸產品。含硫廢液制酸裝置根據不同的原材料也有不同的種類，大體上分為如丙烯腈裝置廢酸、MMA裝置廢酸、染料裝置廢酸等。但是在制酸裝置運行中，還存在著能耗較高、長周期穩定運行以及環評排放的問題比較突出，使得裝置利用率不高，最終會影響整個工業生產效率和質量，需要進一步優化改進。

1空氣預熱系統運行優化

在含硫廢水制酸當中，由于需要非常多的熱量作為支持，這些熱量主要是來源燃料燃燒產生熱能，但是燃燒材料會產生大量的煙道氣，所以二氧化硫濃度會有所降低，對制酸不利，同時尾氣排放也會造成大量的污染問題，為了解決此類問題?？梢圆捎每諝忸A熱系統，安裝到焚燒爐前部位置，此系統能夠在高溫環境下提供助燃氣，從而提高助燃效率，瞬間將燃料升溫到800℃，通過實踐證明，13萬噸/年含硫廢酸制酸裝置焚燒系統能夠降低15%燃料消耗，降低了20000Nm3/h的煙道氣量。其中，焚燒空氣加熱爐可以在溫度1000℃以上時進行間接加熱，充分回收煙氣熱能。其主要的工作原理是不同溫度條件下煙氣的熱導原理，可以將空氣加熱分為對流加熱和熱輻射加熱。熱輻射加熱往往溫度要高于600～800℃，強度相比對流加熱來說效果跟好，傳熱面積小且熱量傳到更加集中、更大。

2開工盲板改造

硫酸裝置在正常生產和轉化器升溫工藝流程切換期間會造成轉化系統、焚燒爐系統的能量丟失，因此裝置需要采用11塊盲板將兩個工藝系統進行隔離。由于盲板的體積相對較大，最大盲板為DN3000，最小盲板為DN1200，在拆裝時需要采用大量的器具和人工，并且切換時間較長，通常需要維持在3h，長時間的操作會降低轉化器床層溫度，更加接近催化劑燃燒溫度，從而對硫酸裝置轉化器升溫完畢投料是否成功產生影響。這就需要對11個盲板結構進行改造。

3煙酸管線改造

硫酸裝置強酸吸收單元煙硫酸系統管線在長期使用當中會產生漏點，在2個月時間之內，會頻繁造成裝置反復開關，甚至是停工，對裝置正常運行造成了嚴重的影響。通常泄漏點都會出現在彎頭焊接位置。經過泄漏部位切割之后，發現管線焊接部位存在著錯邊情況，并沿著濃硫酸流向位置，造成大量的橢圓形腐蝕問題，焊縫下游腐蝕問題會更加嚴重，通過調查結果表明，出現硫酸管道穿孔與硫酸流速、管材材料有著直接關系，裝置采用擴大酸管線的方法降低流速，并將碳鋼管線的材質更換成為高硅不銹鋼材質，這樣即可極大的緩解酸管線頻繁泄露等問題。

4尾氣脫硫系統優化改造

通過對《中華人民共和國國家標準大氣污染綜合排放標準》進行分析可以發現，其標準為：經過吸收單元的尾氣裝置，需要經過72m高的煙囪排放到大氣中，并且二氧化硫排放量不得超過54kg/h，硫酸霧排放指標要小于30mg/m3。這就需要貫徹節能減排的理念，采用尾氣脫硫技術吸收二氧化硫。裝置選擇液堿作為脫硫劑，這樣即可和二氧化硫產生反應直接生成硫酸鹽溶液，之后對廢水進行處理，并經過52m的高煙囪直接排向大氣中。尾氣脫硫單元采用最終吸收塔產生的二氧化硫產生的余壓，把高溫的尾氣直接輸送到高效逆噴洗滌塔當中，并和向上噴射洗滌液相接觸，在內部使得氣、液物料充分接觸反應，達到達標排放的目的。在高效逆噴洗滌塔內部，連續不斷的接觸區域形成了高縮流區，也就是人們所說的泡沫區，液體在該區域表面更新速度極快，氣體可以被急冷到飽和溫度，混合效果強烈，端流、剪切及髙速的表面更新率使得液相、氣相充分地接觸，同時脫除了酸性氣體（SO2+SO3）和酸霧，達到此效果所需的液氣比很低，因此，物料逆噴管需要做得很緊湊。在通過完全充分的混合之后，其混合會一同進入到分離槽當中，液體會直接進入到高效逆噴洗滌塔下方，氣體會通過液沫分離器直接由上部排氣煙囪流出，收集的液體在經過了循環泵輸送到逆噴頭中，循環設備設施采用一用一備的方式，這樣即可保障整個系統運行的穩定性，也使得二氧化硫排放量降低到35kg/h。

5結語

綜上所述，為了能夠提高含硫廢水制酸裝置的運行效率、減少污染排放，降低運行成本需要對該裝置進行優化改造。本文提出了空氣預熱系統、開工盲板改造、煙酸管線改造、尾氣脫硫系統優化改造方法，在實踐應用當中也有不錯的效能和表現，極大的降低了二氧化硫排放和提高了燃燒效率，對提高制酸經濟效益、社會效益有著重要意義。

參考文獻：

[1]胡慶.30萬噸/年含硫廢水制酸裝置的控制系統設計與實現[D].華東理工大學,2011.

[2]張青.35kt/a含硫廢液制酸裝置設計簡介[C]//全國硫酸工業技術交流會.2012.

作者：任景浩 單位：吉化北方化學工業有限公司科技與發展規劃處