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1、钟文卓 硫磺制酸装置中液硫的中和与过滤·1·综述·专论硫磺制酸装置中液硫的中和与过滤钟文卓(四川省化工设计院,四川成都610015)〔摘 要〕对进口固体硫磺中所存在的游离酸、烃类、灰分等杂质于硫酸生产的危害进行分析,并提出了相应的解决方法。用石灰或碳酸钠中和游离酸,以防止硫酸对熔硫设备的腐蚀和硫酸分解产生水蒸汽。严格控制固体硫磺中w烃类小于0103%,以防止烃类燃烧生成水蒸汽。固体硫磺中原有的或游离酸中和过程产生的灰分必须除去,采用液硫过滤的方式优于采用热气体过滤的方式。介绍了加压叶式液硫过滤器和钛管液硫过滤器。〔关键词〕硫酸厂;硫磺;中和;过滤〔中图分类号〕TQ111114
2、 〔文献标识码〕C 〔文章编号〕1002-1507(2000)04-0001-04近几年来,国内硫磺制酸的发展来势迅猛,1 固体硫磺的典型数据仅四川省就新建并投运20余套装置,年增生产能力约800kt,单系列规模从10kt/a到200kt/a国外市售商品硫磺一般可分为亮硫(Bright不等。四川和其他内陆厂家所用硫磺,一般是来Sulphur)和暗硫(DarkSulphur)两种。国外某工自国际市场的固体硫磺。这些固体硫磺的质量关程公司设计硫酸装置时常采用的固体硫磺的数据系到原料工序设备的腐蚀,波及SO2炉气质量如表1所示。进而影响转化工序催化剂的活性以及系统阻表1国外某工程公司
3、采用的固体硫磺的典型数力。在生产过程中因硫磺质量暴露出的主要问据题有:指 标a1熔硫槽液硫表面浮渣的游离酸浓度〔以项 目亮 硫暗 硫w(H2SO4)计〕有时高达70%,如不采取防护措w(S)%≥99139910施,将严重腐蚀加热蒸汽盘管和钢制设备。w(H2O)%≤015015b1焚硫炉出口SO2炉气中酸雾含量一般w灰分%≤011015w游离酸(以H2SO4计)%≤011012533为2g/m,高时达8g/m;水分含量一般为1g/w烃类(以C计)%≤011015333m,高时达5g/m;灰分含量一般为10mg/m,如密度/t·m-3112112果液硫沉降槽泥渣堆积则可高
4、达20mg/m3,给制安息角/(°)30～3330～33酸系统带来极大麻烦。 除表1中的项目外,对固体硫磺还必须控制c1液硫沉降槽清渣困难,泥渣中w(S)高砷(As)、氟(F)、硒(Se)、碲(Te)的含量,并注意远达90%以上,降低了总硫利用率。洋运输过程中喷海水降温时带进的氯离子。本文就产生上述问题的原因及其对策进行讨论。2 固体硫磺中游离酸、烃类、灰分的危害及其消除〔收稿日期〕2000-04-26 以硫磺为原料的硫酸装置,是将液体硫磺喷〔作者简介〕钟文卓,男,四川省化工设计院副总工程师,从事化工设计。入焚硫炉燃烧产生二氧化硫气体的,因此,如果采©1995-2005Tsi
5、nghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.· 硫酸工业 2·2000年第4期用固体硫磺原料,就必须先将固体硫磺熔融为液H2SO4+Ca(OH)2CaSO4↓+2H2O体硫磺,这一操作过程在原料工序内完成。消石灰加入量是根据化验室分析的游离酸含原料工序工艺技术的选择和设备的配置,应量,按化学反应式算出。消石灰经计量器计量后,根据所用固体硫磺的组成,结合工厂的规模来考由胶带输送机加至快速熔硫槽中。虑,其目的是为制酸工序提供合格的原料,以产生国内一些厂家用碳
6、酸钠中和:合格的二氧化硫气体。H2SO4+Na2CO3Na2SO4↓+CO2↑+H2O如表1所示,国外市售固体硫磺中有害组分消石灰较碳酸钠加入量小,其价格比较低廉。主要为游离酸、烃类和灰分。中和过程所生成的CaSO4或Na2SO4须加以去211 游离酸除,否则将进入SO2炉气中。固体硫磺熔融为液硫后,其密度约为118t/212 烃类3m,带入的游离酸由于密度较小而浮于其表面,烃类一般为沥青状粘稠物,用液硫过滤器不颜色较深。据某厂分析,有时w游离酸高达68%。易完全除去。据国外某工程公司介绍,在中和过如不采取防护措施,液面处的加热盘管和槽体将滤过程中可除去20%～30%。剩余的烃在
7、焚硫发生严重腐蚀,加热盘管的寿命甚至有可能短至炉内燃烧生成H2O和CO2,这是使炉气中水蒸一周。游离酸如进入焚硫炉,还会给后面的制酸汽含量增加的另一个原因。在燃烧过程烃还会生工序带来麻烦。成一些灰分,使焚硫炉结疤或沉积在火管废热锅游离酸在焚硫炉内可进行下列分解反应:炉管内。1H2SO4H2O+2O2+SO2CO2对制酸工艺的影响可忽略不计,水蒸汽分解所产生的水蒸汽将使入转化器炉气中水的增量计算如下。分增加。根据《硫酸生产分析规程》(1992年修订版)以亮硫为例,设固体硫磺w(H2
