硫磺制酸简要说明能耗制动的原理为副的原理

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2022-11-28 05:14 标签： 简要说明能耗制动的原理

【摘要】本文首先分别对矿石制酸与硫磺制酸工艺进行了论述，并对硫磺制酸与矿石制酸工艺的优势与提高硫磺制酸节能的主要措施进行了研究，以供同仁参考。

【关键词】矿石制酸；硫磺制酸；工艺比较；节能分析与研究

随着我国硫酸工业大型化的迅猛发展，生产技术和装备水平有了很大提高，在节能方面也取得了长足的进步。本文首先分别对矿石制酸与硫磺制酸工艺进行了论述，并对硫磺制酸与矿石制酸工艺的优势与提高硫磺制酸节能的主要措施进行了研究，以供同仁参考。

矿料为硫铁矿，主要成分为FeS2。矿料平均含硫为30%，各矿区的含硫量波动大，且含有砷、氟元素。因为生产1It硫酸需耗1t矿料，故矿料需求量大。由此造成运输量巨大，运输费用高，且堆放场地大的问题。

因为进厂的矿料大小不一，且有部分块料。在进入沸腾炉焙烧之前必须进行破碎，以达到3.5mm×3.5mm以下的要求。大块料采用腭式破碎机破碎，再用反击式破碎机进一步破碎。在此过程中产生大量粉尘，对环境污染相当严重，能耗也大。

破碎合格的矿料投入沸腾炉焙烧，二硫化铁与空气中的氧反应生成二氧化硫。

S的原子转化率为100% ， O的原子转化率为72.7%。

沸腾炉出口二氧化硫气体中含有固体悬浮物和气体组分：矿尘、二氧化硫、氧、三氧化二砷、氟化氢等。需要的是二氧化硫和氧，二氧化硫和氧在转化器

内转化为三氧化硫，三氧化硫通过吸收塔生成硫酸。而其他的杂质均应除去，否则影响生产。

炉气中矿尘浓度高达150-300g/m3，将使管道堵塞、触媒结块失去活性、转化器阻力上升。三氧化二砷使钒触媒中毒。氟化氢引起触媒粉化，活性下降。因为对气体状态的砷、氟，目前工业上尚不能进行干法净化法将它们从炉气中分离出来，故仍须用水洗涤来进行分离，将砷、氟化合物吸收溶解到洗涤水中，达到二氧化硫气体净化目标。故在这一过程中需用大量水洗涤，从而产出大量污水，平均每吨酸产出污水10-15 t。从沸腾炉出来的二氧化硫气体温度在9000C左右，通过除尘、水洗净化后，二氧化硫气体温度降到400C左右。在这一过程中大量的能量被消耗，没有被很好地利用，且要增加许多动力设备，增加能耗。

（5）干燥以后工序变化不大。

来自日本石油工业提炼后的液体硫磺纯度高，含量达99.9%，无其他杂质。储存场地小，运输量小，硫磺约5万t/a。

生产1 mol SO2产生零废物，S，O的原子转化率都为100%，这样就提高了提高原子转化率。

四、硫磺制酸与矿石制酸工艺比较的优势探讨

（1）减少工序，消除污染源

硫磺制酸工艺少了粉碎、水洗净化两道复杂的工序，同时也消除了三大污染源----粉尘、污水、矿渣。

（1）矿石制酸电耗为110kWh/t，硫磺制酸为70kW·h/t，下降了36%：深井水用量从100万t/a，下降到20万t/a。

（2）硫磺制酸工艺能源利用更加合理。硫磺炉出口的10000C温度的二氧化硫氣体经中压锅炉、过热器、省煤器充分利用热量后，二氧化硫气体降温至4200C进入转化器。

（3）生产场地缩小，为企业提供了发展空间

硫磺制酸生产用地小，且节省了大量矿料和矿渣堆场，这对企业的发展和充分利用土地资源极为重要。

表1、矿石制酸与硫磺制酸工艺比较的效果

五、提高硫磺制酸节能的主要措施

（1）优化系统，降低系统压力降。优化系统的关键是处理好投资费用与能耗的平衡，工艺技术参数定得越高、设备尺寸越小，投资费用降低得就越多，但能耗也增加得越多，硫酸的生产成本会随之增加；反之，为了降低能耗而选择较低的工艺参数，所需的设备尺寸庞大、投资费用高也是不适宜的。在设备方面，推广应用一些阻力小、能耗低的设备，如净化工序用电除尘器取代旋风除尘器、旋风除尘器增设减阻杆、板式酸冷却器取代间冷器、选用新型填料塔等；转化工序采用高活性催化剂，从而减少装填量、减薄床层厚度，催化剂的形状从柱状改为环状、大环状和菊形等，有效降低了催化剂床层的压力降，采用了低阻高效气体换热器降低了管程和壳程的压力降；干吸塔采用新型填料，降低填料高度。

（2）选用高效风机、酸泵。在硫磺制酸系统中，除熔硫蒸汽消耗外，风机、酸泵电耗是主要的能耗，其中风机的能耗占全部能耗的60%-70%。在硫铁矿制酸系统中，除原料破碎、电滤器电耗外，风机、酸泵的电耗也是主要的能耗，其中风机的能耗占全部能耗的35%-45%。因此，选用高效风机、酸泵是硫酸生产节能降耗的重要措施。风机、酸泵的效率是其固有的特性。在输送介质流量、阻力相同的情况下，风机、酸泵的效率越高，则能耗越低。如德国KK&K鼓风机的叶轮采用全开、自洁、三维背弯式设计，使叶轮更加符合流体力学规律，大大提高了风机的效率。据称，在相同风量、风压的条件下，德国KK&K鼓风机与国产鼓风机相比，至少节电20%以上。此外，鼓风机设置导向叶轮的气体调节装置等节能设备和配件；根据工况变化用变极调速、变频调速、串极调速和电磁调速等方法随时调节电机转速，从而降低风机、酸泵的能耗。

（3）提高废热回收利用率。对于硫磺制酸，除散热外，理论上反应热及其输送空气的风机压缩热均可回收利用。目前，硫磺制酸高、中温废热基本上都得到了回收利用，只有个别厂对低温废热进行回收利用。在低温废热回收条件许可的情况下，应重视低温废热的回收利用，从而提高整个制酸系统的废热回收率。在低温废热回收条件不许可的情况下，应采取措施，一方面应尽可能将低温位废热转化为高、中温废热，另一方面，要尽可能减少转化工序的中温废热向低温位废热转移。同时，硫磺制酸可采用空气鼓风机干燥塔后布置流程，从而既可回收利用风机压缩机械能转化的热能，相应中压蒸汽回收率提高3%-4%（生产每吨硫酸副产蒸汽产量可增加0.03t），又可减少冷却水的消耗。

总之，硫酸生产中的焚烧、转化、干吸过程产生的大量热量是硫酸工业得天独厚的宝贵能源，高效利用这些热能资源，将其转化为蒸汽或电能，是硫酸工业的发展方向。通过对接触法硫酸生产两大工艺的能源利用分析比较可以看出，硫磺制酸工艺体现了现代化工生产清洁、节能的发展方向，能更好地实现企业经济效益和环境社会效益的双赢。

[1]沙业汪.硫酸工艺和设备选择中的节能问题[J].硫酸工业，2006（5）：5-11

[2]张超林.我国硫酸工业的节能减排[J].现代化工，2008（1）：12-17

[3]俞向东.硫磺制酸废热回收及利用[J].硫酸工业，2000（3）：43-47

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