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硫酸生产的原料主要有硫铁矿、硫磺、含SO2的冶炼烟气、天然石膏以及磷石膏等。
硫铁矿以及有色金属伴生副产的硫精砂是我国的主要硫资源,国内硫酸生产原来一直以硫铁矿为主。
焙烧工艺
硫铁矿由焙烧炉的加料斗,通过皮带给料机连续均匀地送至沸腾炉,硫酸设备采用氧表控制沸腾炉出口氧含量,根据其氧含量对沸腾炉的加矿量进行调节。
沸腾炉炉气经废热锅炉后,温度降至~340℃,废热锅炉产生的中压过热蒸汽,供凝汽式汽轮发电机组发电。从废热锅炉出来的炉气进旋风除尘器、电除尘器进一步除尘,然后进入净化工段。
焙烧工序的主要流程为:“沸腾焙烧炉-废热锅炉-旋风除尘器-电除尘器”流程。
干吸工艺
自净化工段来的含SO2炉气,补充一定量空气,控制SO2浓度为~8.5%进入干燥塔。气体经干燥后含水份0.1g/Nm3以下,进入二氧化硫鼓风机。
干燥塔系填料塔,塔顶装有金属丝网除雾器。塔内用96%硫酸淋洒,吸水稀释后自塔底流入干燥塔循环槽,槽内配入由吸收塔酸冷却器出口串来的98%硫酸,以维持循环酸的浓度。然后经干燥塔循环泵打入干燥塔酸冷却器冷却后,进入干燥塔循环使用。增多的96%酸全部通过干燥塔循环泵串入一吸塔。
经一次转化后的气体,温度大约为180℃,进入一吸塔,吸收其中的SO3,经塔顶的纤维除雾器除雾后,返回转化系统进行二次转化。经二次转化的转化气,温度大约为156℃,进入二吸塔,吸收其中的SO3,经塔顶的金属丝网除雾器除雾后,通过烟囱达标排放。
第一吸收塔和第二吸收塔均为填料塔,第一吸收塔和第二吸收塔共用一个酸循环槽,淋洒酸浓度为98%,吸收SO3后的酸自塔底流入吸收塔循环槽混合,加水调节酸浓至98%,然后经吸收塔循环泵打入吸收塔酸冷却器冷却后,进入吸收塔循环使用。增多的98%硫酸,一部分串入干燥塔循环槽,一部分作为成品酸经过成品酸冷却器冷却后直接输入成品酸贮罐。采用低位高效干吸工艺技术,采用一级干燥、二级吸收、循环酸泵后冷却工艺与双接触转化工艺相对应。
转化工序
经干燥塔金属丝网除沫器除沫后,炉气进入二氧化硫鼓风机升压后,经第III换热器和第I换热器换热至~430℃,进入转化器。第一次转化分别经一、二、三段催化剂层反应和I、II、III换热器换热,转化率达到95.5%,反应换热后的炉气经省煤器降温至180℃,进入第一吸收塔吸收SO3后,再分别经过第IV和第II换热器换热后,进入转化器四进行第二次转化,总转化率达到99.75%以上,二次转化气经第IV 换热器换热后,温度降至156℃进入第二吸收塔吸收SO3。
为了调节各段催化剂层的进口温度,设置了必要的副线和阀门。为了系统的升温预热方便,在转化器一段和四段进口设置两台电炉。