含硫廢水制酸裝置工業(yè)優(yōu)化

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摘要：含硫廢水制酸裝置在當(dāng)今工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中的應(yīng)用十分廣泛。濃硫酸作為一種催化劑或直接反應(yīng)材料，在生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量的硫酸廢液。而通過對含硫廢水進(jìn)行優(yōu)化利用，不僅能夠減少資源浪費、污染，還能夠提高經(jīng)濟(jì)效益?；诖耍疚闹攸c探究含硫廢水制酸裝置工業(yè)運行優(yōu)化方法，旨在提高生產(chǎn)裝置的效能。

關(guān)鍵詞：含硫廢水；制酸裝置；工業(yè)運行；優(yōu)化

在我國化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中，硫酸作為一種催化劑或直接反應(yīng)材料，在工業(yè)生產(chǎn)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(huán)境污染，因此為了實現(xiàn)含硫廢水的二次利用，相關(guān)領(lǐng)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(zhuǎn)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(jìn)行吸收，最終得到了硫酸產(chǎn)品。含硫廢液制酸裝置根據(jù)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(wěn)定運行以及環(huán)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(yè)生產(chǎn)效率和質(zhì)量，需要進(jìn)一步優(yōu)化改進(jìn)。

1空氣預(yù)熱系統(tǒng)運行優(yōu)化

在含硫廢水制酸當(dāng)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(chǎn)生熱能，但是燃燒材料會產(chǎn)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(yù)熱系統(tǒng)，安裝到焚燒爐前部位置，此系統(tǒng)能夠在高溫環(huán)境下提供助燃?xì)?，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(tǒng)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(jìn)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(dǎo)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(qiáng)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(chǎn)和轉(zhuǎn)化器升溫工藝流程切換期間會造成轉(zhuǎn)化系統(tǒng)、焚燒爐系統(tǒng)的能量丟失，因此裝置需要采用11塊盲板將兩個工藝系統(tǒng)進(jìn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)化器升溫完畢投料是否成功產(chǎn)生影響。這就需要對11個盲板結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造。

3煙酸管線改造

硫酸裝置強(qiáng)酸吸收單元煙硫酸系統(tǒng)管線在長期使用當(dāng)中會產(chǎn)生漏點，在2個月時間之內(nèi)，會頻繁造成裝置反復(fù)開關(guān)，甚至是停工，對裝置正常運行造成了嚴(yán)重的影響。通常泄漏點都會出現(xiàn)在彎頭焊接位置。經(jīng)過泄漏部位切割之后，發(fā)現(xiàn)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(yán)重，通過調(diào)查結(jié)果表明，出現(xiàn)硫酸管道穿孔與硫酸流速、管材材料有著直接關(guān)系，裝置采用擴(kuò)大酸管線的方法降低流速，并將碳鋼管線的材質(zhì)更換成為高硅不銹鋼材質(zhì)，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(tǒng)優(yōu)化改造

通過對《中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)大氣污染綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行分析可以發(fā)現(xiàn)，其標(biāo)準(zhǔn)為：經(jīng)過吸收單元的尾氣裝置，需要經(jīng)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(biāo)要小于30mg/m3。這就需要貫徹節(jié)能減排的理念，采用尾氣脫硫技術(shù)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(chǎn)生反應(yīng)直接生成硫酸鹽溶液，之后對廢水進(jìn)行處理，并經(jīng)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(chǎn)生的二氧化硫產(chǎn)生的余壓，把高溫的尾氣直接輸送到高效逆噴洗滌塔當(dāng)中，并和向上噴射洗滌液相接觸，在內(nèi)部使得氣、液物料充分接觸反應(yīng)，達(dá)到達(dá)標(biāo)排放的目的。在高效逆噴洗滌塔內(nèi)部，連續(xù)不斷的接觸區(qū)域形成了高縮流區(qū)，也就是人們所說的泡沫區(qū)，液體在該區(qū)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(qiáng)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(dá)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(jìn)入到分離槽當(dāng)中，液體會直接進(jìn)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(jīng)過了循環(huán)泵輸送到逆噴頭中，循環(huán)設(shè)備設(shè)施采用一用一備的方式，這樣即可保障整個系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，也使得二氧化硫排放量降低到35kg/h。

5結(jié)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(jìn)行優(yōu)化改造。本文提出了空氣預(yù)熱系統(tǒng)、開工盲板改造、煙酸管線改造、尾氣脫硫系統(tǒng)優(yōu)化改造方法，在實踐應(yīng)用當(dāng)中也有不錯的效能和表現(xiàn)，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(jīng)濟(jì)效益、社會效益有著重要意義。

參考文獻(xiàn)：

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[2]張青.35kt/a含硫廢液制酸裝置設(shè)計簡介[C]//全國硫酸工業(yè)技術(shù)交流會.2012.

作者：任景浩 單位：吉化北方化學(xué)工業(yè)有限公司科技與發(fā)展規(guī)劃處