冶炼烟气制酸中干燥和吸收工段
李文文
(昆明冶金高等专科学校环境与化工学院化工0601班)
摘要本文主要分阐述了冶炼烟气制酸制酸工艺中的干吸工段中的各影响因素。根据相关资料与云南驰宏锌锗股份有限公司曲靖生产区硫酸车间的生产实际相结合,分析了硫酸生产工艺中影响干吸工段的重要因素。干燥系统和吸收系统是硫酸生产过程中两个不相连贯的工序。由于在两个系统中均以浓硫酸做为吸收剂,彼此需要进行串酸维持调节各自浓度,而且采用的设备相似,故在生产和设计上通常划为同一工序,称为“干吸工序”。通过研究干吸工段的各影响因素可以有效的提高二氧化硫烟气的转化率,提高三氧化硫的吸收率,减少尾气排放,对企业生产和安全环保非常重要。
关键词冶炼烟气制酸干燥吸收
1引言
大部分有色金属矿都是金属硫化物,比如硫化锌、硫化铅和硫化镍等,随着有色金属工业的发展,利用冶炼烟气制酸也呈上升趋势,不仅充分利用了资源保护了环境还为企业增加了经济效益。
有色金属的冶炼分火法和湿法冶炼,湿法冶炼就是金属硫化物在高温下焙烧脱硫,把金属硫化物转化为金属氧化物和SO2 (还有部分硫蒸气和SO3)气体,然后把焙烧后含SO2的烟气经过旋风收尘器、电除尘器等除尘设备除去大部分烟尘后再送往净化工段降温并进一步除去烟气中的尘、杂质和酸雾等,最后把合格的SO2烟气送往干吸工段和转化工段制成成品酸,该流程的主要特点是连续作业性较强,产生的烟气中SO2浓度比较稳定,一般在6~%,转化系统比较稳定。火法冶炼就是金属硫化物在高温下脱硫焙烧,使金属硫化物转化为金属氧化物和SO2 (还有部分硫蒸气和SO3)气体,该流程包括熔炼、排放和排渣等几个过程,该流程的主要特点是间断作业性较强,所以产生的SO2烟气中SO2浓度不稳定,一般在2~10%,转化系统很不稳定。
冶炼烟气制酸一般分为四个工段:净化、干燥、转化和吸收,其中干燥和吸收的联系十分紧密,所以合称干吸工段。干吸工段对整个制酸工艺起着十分重要的作用,它不仅关系到产品的产量、质量而且还影响环境安全。本文利用相关资料结合生产实际对干吸工段的主要影响因素进行了论述。
2干吸工段工艺流程
SO2烟气
干燥塔
K风机
烟气
酸冷器
酸泵
循环酸槽
一吸塔
Ⅲ热交换器(管内)
烟气
酸冷器
酸泵
循环酸槽
Ⅲ热交换器(管间)
烟气
SO3冷却器(管内)
二吸塔
尾气排空
烟气
成品中间槽
酸泵
酸冷器
硫酸(去酸库)
冷却塔
循环水池
水泵
(注:[8]. 2006,9.)
所谓的“两转两吸”工艺就是,炉气进行一次转化、一次吸收后、再进行第二次转化和第二次吸收。
采用两次转化工艺时,催化剂转填段数以及其在前后两次转化的分配与最终转化率、换热面积大小有很大关系。流程的特征,可采用第一、二次转化段数和含SO2气通过换热器的次序来表示。例如:3+1,Ⅲ、Ⅰ-Ⅳ、Ⅱ流程,是指第一次转化用三段催化剂,第二次转化用一段催化剂;第一次转化前,含SO2气体通过换热器的次序为:第
Ⅲ换热器(指冷却从第Ⅲ段催化剂床出来的转化气用的换热器),第Ⅰ换热器;第二次转化前,含的SO2气体通过换热器的次序为第Ⅳ换热器,第Ⅱ换热器。此外常见的还有3+1,Ⅳ、Ⅰ-Ⅲ、Ⅱ等流程。现在,一般有“2+1”、“ 3+1”、“ 2+2”、“ 3+2”等组合方式,国内外多采用“3+1”组合方式。这种方式,气体进入第一吸收塔(中间吸收塔)后,由于经过三段转过三段转化,在塔中将会有更多SO3从系统中移去,如果第二次转化反应温度足够低,则可以获得稍高的最终转化率。
吸收主要设备有:吸收塔、循环酸槽、酸泵以及酸冷器等,这些设备同干燥系统的设备在功能与结构上都相近,其中吸收塔类型同干燥系统。
干燥-吸收系统所用酸冷器可以分为管壳式、淋洗式、螺旋板式和板式等。
带阳极保护的酸冷却器用于干吸工序浓硫酸的冷却,采用固定管壳式结构,壳侧走酸,管侧走水,冷却介质用工业循环冷却水。阳极保护管壳式浓酸冷却器的主材质是316L不锈钢,壳体用314不锈钢,并附阳极保护装置.
浓硫酸冷却器位于塔与酸循环为之间,泵的入口之前。由于浓硫酸冷却器的酸是借重力流动克服阻力,这类流程只适宜用阻力小的酸冷却器。如排管冷却器,而难以采用流速高、传热系数高,阻力大的板式或管壳式磋冷却器。由于需要依靠液位差克服管道、阀门、酸冷却器的阻力,因此塔要放在较高的平台上。
泵后冷却流程。即酸冷却器位于泵和塔之间,泵出口之后。浓硫酸冷却器是加压操作。此类流程特别适合采用板式换热器和管壳式酸冷却器的场合。由于酸流速提高,可增大传热系数,从
化工专业论文 来自淘豆网m.daumloan.com转载请标明出处.
