首頁 / 解決方案 / 硫磺制酸工程自動化典型解決方案

硫磺制酸工程自動化典型解決方案

硫磺制酸工程自動化典型解決方案

概述

我國硫鐵礦資源較豐富,國內的硫酸企業50%以上采用礦石制酸工藝。但隨著社會對環境質量要求的不斷提高,人們的環保意識越來越強,礦石制酸工藝存在的對環境污染大的問題越來越突出,對硫磺制酸和礦石制酸兩種硫酸生產工藝進行分析研究,應選擇更為清潔的生產工藝——硫磺制酸,為順應時代要求,行業重點研究與設計了硫磺制酸的工藝流程,其包括原料的預處理,二氧化硫的催化氧化,三氧化硫的吸收及尾氣與熱量的回收與利用。以下裝置控制為例。

裝置范圍:硫酸裝置界區包括:熔硫工序、焚硫轉化工序、干吸工序、余熱鍋爐工序,此外還包括配電室、循環水站和化驗室等配套的輔助設施。

青島華凌科技有限公司專業致力于硫磺制酸行業DCS自動化控制系統設計集成,能大幅度提高控制精度。

1、工藝簡介

固體硫磺被傳送至快速熔硫槽內,加熱熔化成液體硫磺,去除雜質后送至焚硫爐進行燃燒。制取SO2氣體或通過精硫泵直接送至精硫貯槽內備用。

液體硫磺通過精硫泵加壓,霧化后噴入焚硫爐內,與干燥空氣混合燃燒生成SO2煙氣。高溫煙氣進入余熱鍋爐降溫后,進入轉化器第一段觸媒層進行轉化反應,之后進入高溫過熱器進行降溫,降溫后的反應氣體依次進入二段、三段觸媒層進行轉化反應、降溫。反應后進入冷熱換熱器A/B和三段省煤器進行降溫,降溫后的一次氣進入第一吸收塔吸收SO3,未被吸收的SO2氣體經冷熱換熱器B/A、熱換熱器換熱后進入轉化器第四段觸媒層進行轉化反應,再進五段反應后的二次轉化氣進入低溫過熱器和五段省煤器降溫后進入第二吸收塔吸收SO3。余氣通過復擋除沫器進入煙囪放空。

干吸循環酸槽內的開車母酸進入塔中噴淋,逆流洗滌,除酸霧后進入焚硫轉化系統。循環酸從塔底進入干吸循環酸槽。

轉化器三段出來的一次氣體從塔頂分酸器噴啉逆向吸收 SO3 氣體,未被吸收的 SO2 及少量 SO3 經塔頂除霧器除去酸霧后進轉化系統進行二次轉化。

循環酸通過加入工藝水調節酸的濃度,成品酸進入冷卻器降溫至20℃留到地槽,最后送往儲罐。

整個過程分為原料工段、熔硫工段、焚硫及轉化工段、干吸及成品工段。

2、控制方案

隨著硫磺制酸工業技術的迅速發展,其生產設備和規模不斷擴大,生產過程的強化,對自動控制技術的要求越來越迫切,對生化過程實行優化控制,可穩定生產,提高得率,降低消耗,增加效益。主要控制點如下:

空氣風機的升壓

盡管硫酸裝置的產品是液體,但在工藝過程中主要處理的是氣體,且其中80%左右為不參與反應的氮氣。增大空氣風機的升壓,即增加系統的氣體阻力,就可以提高氣體操作速度,從而提高設備的生產強度、增大氣體換熱設備的傳熱系數,結果是使裝置設備管道規格減少,裝置投資下降。

系統壓降最優化問題,在國外一直是相關裝置投資效益的主要因素之一。隨著裝置規模的增大,選取的風機升壓也越來越高。對同一規模的裝置,選取的風機升壓也在不斷提高。特別對用蒸汽透平驅動空氣風機,風機升壓的汽耗在系統中又將壓力損失轉變為氣體升溫,這其中多數又經換熱器、省煤器回收后變為蒸汽,基本實現了蒸汽循環。
轉化流程

轉化流程的選擇,主要根據所采用的催化劑、進轉化器的SO2濃度及所要求的總轉化率。根據國家新的環保標準及發展要求,新建硫酸裝置的總轉化率要達到99.8%以上。
隨著硫磺制酸裝置規模的增大,所選取的二氧化硫濃度也在不斷增加。從副產蒸汽回收、設備規格等綜合考慮,60萬噸/年規模所選取的二氧化硫濃度在10~12%, 若考慮采用不含銫催化劑,二氧化硫濃度可選擇10.5%左右。

采用“3+1”四段轉化可以達到99.8%以上的總轉化率,若采用“3+2”五段轉化將能達到99.8%以上及更高的總轉化率,但3+2”五段轉化增加了第四段出口換熱器、并增加了一段轉化器的設備投資,但催化劑的裝填量會略低于“3+1”四段轉化流程。

低溫位廢熱回收利用

干吸流程的選擇

3、控制工程

青島華凌科技有限公司設計集成的DCS控制系統在硫磺制酸已經得到廣泛的應用。我公司在與國內最大的磷化工生產廠家龍蟒集團合作多條硫磺制酸生產線,并且取得很好的口碑,優秀的雙重化冗余設計,使控制系統更加穩定可靠。


黄金大转轮返水