何向阳
(株洲冶炼集团有限责任公司，湖南株洲412004)
摘要：介绍了株冶低浓度SO2制酸的工艺流程、工艺特点、生产及技术改造情况，实践证明实现低
浓度SO2制酸采用动力波净化WSA制酸是成功的，也指出了要实现长周期稳定运转还需解决的 问题及对策。
关键词：动力波；冷凝器；生产实践；技术改造
中图分类号:T F812文献标识码:A文章编号:1003-5540(2004)03-0015-04
株洲冶炼厂在建厂时铅烧结烟气交株洲化工厂处理。1988年株冶铅系统改造完工投产时，该化工厂处理铅烟气冶理工程未能同步，以致造成每年对外排放3@104t SO2，既浪费了资源，也污染了周围居民的生活环境，同时制约了铅厂的生产。随着国家对环境治理要求日益强烈,1999年，省政府下达文件，要求2000年限期治理铅系统SO2烟气，否则株冶将面临关停或搬迁的选择。此时，恰遇丹麦托普索公司WSA (Wet gas Sulfuric Acid)制酸技术在中国进行推介，此前株冶也在关注着此技术的发展。随着株冶对动力波净化工艺及WSA制酸工艺特点的深入了解。为了彻底解决这个问题，株冶引进美国孟山都环境化学公司的动力波净化工艺和丹麦托普索WSA的浓度SO2湿法制酸工艺对铅烧结烟气进行治理，该项目于2002年2月下旬竣工投产，经过近2a的整改，现在已实现正常生产，日产硫酸在300t左右。
1工艺概况及工艺特点
1.1烟气条件
铅冶炼焙烧工段与6#沸腾炉的混合烟气化学成分见表1。
表1烟气主要成分及含量%
S O2SO3O2CO2N2H2O其它合计
4.20.1840.14 1.93 2.1812.8278.546100 1.2工艺概况
铅烧结烟气与6#沸腾炉的混合烟气进入一级动力波洗涤的逆喷筒与以大孔径喷咀的洗涤液，气、液接触时产生了不断更新且持续不断的泡沫区并将烟气降温，并除去一部分杂质,SO2转化成酸雾，一部分被除掉，然后气液分离进入气体冷却塔与逆向流动的循环稀酸流接触，水蒸汽被冷凝，雾珠和尘粉长
大，然后气体进入二级动力波除尘和酸雾，经气、液分离后进入两级电除雾器，除去气体中剩余的酸雾和其它杂质(金属酸雾、粉尘)。
净化后的SO2烟气经加热后进入转化器在催化剂作用下转化成SO3，转化后的SO3经冷却后形成部分硫酸蒸汽，硫酸蒸汽与SO3在WSA冷凝器中冷却下来，剩余SO3与水反应，全部冷凝成硫酸。详细流程图见图1。
1.3工艺特点
1.3.1净化工艺特点
该工艺流程与传统的净化工艺相比，有如下特点:
11由于采用了动力波泡沫洗涤技术，除尘、降砷、降氯效率都高。
张家港凤凰古镇一日游21由于动力波反喷，采用大开孔喷咀，循环会在较高的含固量下运行，故液体的排放量相应减少，不仅减轻了废酸量，也省去了洗涤塔用圆锥沉降槽、循环槽等大体积设备。
31对于净化系统的热量排出，该工艺采用的是在气体冷却塔循环泵出口设置板式稀酸冷却器的液-液间冷方式。
41WSA制酸系统对含氟要求高，因此增设了一套硅酸钠系统，加强除氟效果。
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第20卷第3期2004年6月
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HU NA N N ON FERROU S M ET AL S
作者简介：何向阳(1969-)，男，助理工程师。
图1动力波-电除雾气体净化系统工艺流程
51由于利用大开孔喷嘴液洗涤烟气，酸雾的生成量较常规流程少，因而减轻了电除雾的负荷。
当然，随着动力波系统除尘、除砷、降氟效率的提高，系统的阻力也会随之有所增加，相应动力消耗也有所增加。1.3.2转化工艺特点
11热利用率高，采用两段内嵌式熔盐冷却器和一段工艺气体熔盐替代冷空气带走转化的反应热，绝大部分用来预热烟气，多余的热量送到熔盐冷却器用来生产蒸汽。 16湖南有金属第20卷
21转化率高，采用丹麦进口的VK系列催化剂，同国内的相比，该催化剂具有起燃温度低，活性好，转化率高的特点。
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31自动化程度高，转化入口温度，采用进口烧咀，能自动开、停，其余各层温度均可以通过调节熔盐阀门开关来实现。
1.3.3制酸工艺特点
既要保证浓硫酸的浓度，又要保证尾气SO2的含量，是湿接触法生产浓硫酸需要解决的首要问题，它与传统制酸工艺相比具有以下特点:
11占地面积小，只有一个WSA冷凝器，外加一台冷却风机。
21热利用率高，冷却硫酸蒸汽后，又去预热原料气体。
31自动控制水平高，能自动控制尾气温度、产酸等等。
41使用了酸雾控制器，有助于硫酸冷凝成液滴，并逐步增大而不形成酸雾。
1.4主要设备表
低浓度SO2制酸工艺主要设备明细表见表2。
表2主要设备明细表
序号设备名称技术规格数量1一级动力波洗涤器Á3700mm@11480mm1 2气体冷却塔Á4900mm@14850mm1 3稀酸冷却器F=241m23 4二级动力波洗涤器Á3300mm@8930mm1 5电除雾器SDDH-26型,N=69kW1 6原料风机Q=2580m3/m i n,P=15kPa1 7原料气体预热器Á9500mm,H=19635mm1 8工艺风机Q=3682m3/m i n,P=17.3kPa1 9工艺气体预热器4884mm@4884mm@3775mm
10转化器Á内9500mm@22052mm1
11WSA冷凝器1
12熔盐冷却器Á1400mm,L=6650mm1
13酸冷却器F=83.3m21
14冷却风机Q=4618m2/m i n,P=10.8kPa1
15全自动燃气锅炉W BS1-1.6Y,QP=1.6M PA,
Q=1t/h,T=204e
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2生产情况
2002年1月25日WSA制酸系统点火进行第一次升温烘烤冷凝器,2月16日系统点火升温,23日接收铅烧结烟气,24日接收锌焙烧烟气,WSA正式投入生产。28日试生产才5d，原料气体预热器E101即出现玻璃管破裂，接着大量的工艺问题暴露出来：动力波系统产生大量的泡沫，发生溢流，导致动力波系统各循环酸泵压力低系统跳闸；劳式压滤机饼量少，净化效率低；电除雾冲洗水量大，铅锌金属回收率低。WSA制酸系统设备故障不断：熔盐换热器内4480根玻璃管有三分之一损坏；熔盐系统发生多次大面积泄漏,WSA系统被迫7次停车处理熔盐泄漏；浓酸循环泵酸循环量不够，酸无法冷却;6#沸腾炉至动力波系统烟道多处腐蚀，产生烟气泄漏。在测量和控制方面也出现诸多的问题：总线电缆示观信号故障；总线仪表掉线频繁；动力波测液位出现堵塞；熔盐调节阀渗漏；设备连锁过度保护等等问题。
在经过两次大的工艺设备改进,2003年3月19日起系统运行趋于正常，全部接收了铅烧结烟气及6#沸腾炉75%以上的烟气，日产优质品硫酸达300t 左右，系统SO2转化率超过99.6%，尾气中的SO2含量小于200L L/L，远低于500L L/L的国家标准。2003年的动力波压力降已达设计要求，其余各项指标比2002年均有大幅度的降低，而且硫酸生产成本也大为降低。
3技术改造
针对试生产期间出现的各种问题，成立各攻关小组，生产步步趋于正常，绝大多数问题，逐一解决。主要改造项目有:
11圆锥沉降槽改造：增加斜板沉降槽，动力波消泡，劳式滤布改型。从而改善固液分离，使劳式压滤机的作用充分发挥。
21电除雾优化操作：电除雾洗水和烟尘回收。
31动力波参数优化：增加谢弗隆除雾器冲洗装置；并实现一级动力波捕沫器国产化。
41气体填料塔优化，板式换热器的适时清洗，有效降低了气体冷却塔的阻力降。
516#炉烟气旁路一级动力波，实现锌烟气可以同时进动力波洗涤系统，并增设空塔。
61泵类改造及循环液优化，减少循环液泄露，延长寿命。
71熔盐氧化问题，通过多方考虑，现采用在熔盐槽上部形成一股氮气流，减少其与O2接触的机会，并定期化验，更换部分不合格熔盐。儿童水上乐园项目有哪些
81触媒问题：由于净化效果不理想，导致触媒出现粉化现象比较严重，转化器压力上升超过设计要求，已经对粉化触媒进行部分筛分，并对新进口触媒提出追加方案。目前使用效果良好。
91E101玻璃管破裂问题，通过对原因的分析，对结构及材质作了部分改造。在E101热空气进口
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第3期何向阳：株冶低浓度SO2制酸工艺的生产实践与技术改造
增设空气导流板，尽量使热空气均匀分布，防止产生旋流；电雾水封从电除雾出口改至入口，整改后玻璃管破裂问题得以解决。
101熔盐泄漏问题，在生产期间曾发生几起熔盐大的泄漏造成被迫停产检修，因E108熔盐冷却器设备及各种零部件精密度要求很高，后来将一千多个弯全部切割下来，再将它们重新焊接上去，严格按各项规定操作，焊接完毕后，全部用X射线探伤，合格率为100%后，再做煤油渗漏实验，水压实验，气密性实验，并通过优化熔盐系统操作，目前整个熔盐系统运行平稳。
4目前存在的问题及对策
4.1存在的问题
11动力波由于设计方面存在的不足，除尘指标不达标，进而造成后续工序一系列的问题。
21制酸系统热量不平衡，液化气大量消耗，成本上升。
4.2对策
11动力波系统除尘问题的攻关是一种深层次的攻关，由于设计方面的不足，电除雾出口含尘指标没有达到1mg/m3，需要进行改造，具体的改造方案包括：缩小动力波逆喷筒或新增一段动力波，恢复电收尘，将气体冷却塔改为逆喷洗涤，增加电除雾，增加旋风收尘，在电除雾后增加一级纤维捕沫器及以上六种方案的组合。
21制酸系统热量不平衡主要是E103换热问题,E108换热能力小,E103出口温度达不到要求，主要可能性最大原因是换热面积不够，不排除焊渣堵塞熔盐管道，原设计当SO2浓度为2.8%以上时不用开烧咀加热，实际常开，为改善由制酸系统热量不平衡问题现准备增加E100和E160组织设计，其中E160本体采取照搬E161方式进行。
5主要技术经济指标
主要技术经济指标为:
11净化指标(电除雾器出口)/mg#m-3：尘:[ 1、酸雾:[3.0、F:[3.0、As:[0.1、Cl:[5.0。
21净化出口温度[38e。
31转化率\99.5%。
41尾气中二氧化硫浓度[0.02%。
6结论
动力波洗涤技术和WSA制酸工艺能解决株冶低浓度SO2制酸的问题，同时这两项技术的消化和吸收也为我国相关行业的同类技术难题的解决带来了非常有益的经验。
参考文献:
[1]周青1浅谈贵溪冶炼厂2期硫酸工程设计[J]1硫酸工业,
1999,(6):6-111
[2]叶树恒1W SA-Ò湿接触法硫酸生产工业[J]1硫酸工业,
1998,(1):23-251
收稿日期:2004-04-20
云南6天5晚双人游Practice and Technological Transformation of Sulfuric Acid Making Process with Low Concentration SO2O ff-gas in Zhuzhou Smelter
包头旅游攻略HE Xiang-yang
(Zhuz hou Semlter Group Co.L td,Zhuz hou412004,China)
Abstract:The paper introduces the process flow,process characteristics and technological transformation of sulfu-ric acid making process w ith low concentration of-f g as at Zhuzhou smelter.It testifies that using the process of dy-naw ave purification and WSA to treat low concentration SO2of-f gas at Zhuzhou smelter is successful and points out the remaining problems and measures to carry out long time and stable operation.
Key words:dynawave;condenser;production practices;technolog ical transform ation
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