硫磺制酸工艺流程及风机的应用.doc

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1、硫磺制酸工艺流程及风机的应用【摘要】硫磺制酸风机是我公司轴流鼓风机涉及的一个新的领域。本文主要针对硫酸工艺和风机的应用谈一些体会，特别是近期云南富瑞机组在执行过程中出现的技术性问题还需完善。【关键词】硫磺制酸防喘振系统逆流金属钝化现象密封1．硫酸生产的原料组成：硫酸生产的原料是指能够产生SO2的含硫物质。工业原料主要有：硫磺：用硫磺制造硫酸是使用最早而又最好的原料，该原料制造硫酸流程简单、投资省、产品纯、成本低，是一种理想的制酸原料。硫铁矿：硫铁矿是硫元素在地壳中存在的主要形态之一。主要成分为FeS2（理论含硫量53.45%、含铁量46.55%），矿石品位按实际含硫量多少而分。开采出来的矿

2、石呈块状，必须经过破碎和筛分，同时对浮选硫铁矿和尾砂烘干，对不同成分原料进行混合配料等。在制酸的同时，矿渣可用来生产铁、水泥等。含硫气体：石油气、焦炉气和煤气中都含有硫化氢，将其分离燃烧可得到二氧化硫。硫酸盐：用硫酸盐制取硫酸的同时可以制得其它化工产品。如用硫酸钠可联合生产硫酸和纯碱。此外，有色金属冶炼过程中产生大量的含二氧化硫的烟气、煤燃烧时排出的烟气中均含有二氧化硫，这些气体中的硫化物都是制硫酸的原料，不但回收资源而且还消除了公害。我国主要以硫铁矿为原料，其次为硫磺和有色金属冶炼废气。我公司目前的AV71-4和AV80-4轴流压缩机组主要应用于国内硫磺制酸行业规模在30万吨/年以上的装

3、置中。2.硫磺制酸的工艺下图为硫磺制酸工艺流程图。工艺流程中同时出现了两种流程的风机配置形式：2．1在干燥塔前、后均设置风机，塔前为开车风机，塔后为正常生产时使用的风机。2．2只在干燥塔前设置风机，用来开机及生产（或另有备机）。图1.硫磺制酸工艺流程3.风机在两种工艺上的应用3．1据风机风量与硫酸生产对应关系：云南富瑞AV80轴流鼓风机组（用于干燥塔后）：压缩机进口流量：3911Nm3/min进气压力：-5kpa（G）介质：干燥空气（微酸性，氮气：19%；氧气：21%）湿度：0%进气温度：55℃排气压力：0.12643MPa（A）对应生产规模：80万吨/年硫酸生产能力。贵州西洋肥业AV71

4、轴流鼓风机组（用于干燥塔前，无开车风机）：压缩机进口流量：3500Nm3/min进气压力：0.08933MPa（A）介质：空气相对湿度：77%进气温度：17℃排气压力：0.14029MPa（A）对应生产规模：60万吨/年硫酸生产能力。3.2工艺流程与机组的设计3.2.1针对干燥塔前后均有风机的工艺情况（云南富瑞AV80机组）3.2.1.1干燥塔前设置开车风机主要原因：（1）、硫酸循环冷却冷却器选型小，循环泵不需要特别的耐高温、耐腐蚀。（2）、故障情况下塔前风机可满足开车要求和暂时生产要求。3.2.1.2开机原理干燥塔前风机为开车风机，根据设计院常规设计此风机最大负荷为主风机负荷的40%（为

5、节省设备投资）。开车风机先投入生产，待高温过热器产生的450℃、3.82MPa的中压蒸汽再驱动主风机组投入生产，开车风机切出系统。空气经过滤器、干燥塔进入主风机，主风机增大负荷，高温过热器的蒸汽量在满足主风机要求的情况下，剩余蒸汽经另一汽轮机发电机组发电。3.2.1.3AV80轴流鼓风机组有效利用系统产生的能量，是一种能量回收机组。在机组设计中应注意以下问题：（1）主风机组正常运行时负荷范围为：70%～105%，开车风机最大只能在40%负荷下投入系统，高温过热器在此状态下产生的蒸汽如果不足，无法满足主风机70%负荷下的要求。对机组控制系统来说，要求根据工艺及风机的启动要求做逻辑控制。在风机

6、启动后逐步增大负荷（通过手操器增大静叶角度）直至满负荷运行。（2）主风机组位于工艺系统中间，开机即意味着生产，不允许有放空、喘振现象，除非在系统故障的情况下。因此要求主风机最小负荷设计计算必须准确，这样即节省开车设备投资、同时又满足生产。主风机采用全静叶可调轴流鼓风机，有宽广的工作范围和高的计算精度，适应其流程要求。（3）主风机吸入介质为：微酸、55℃、近乎0%相对湿度的空气，有一定的腐蚀度，滞留于机器中，会在金属表面形成钝化现象。如果此现象长期发生，是否对机器部件造成腐蚀，是否会影响旋转部件的平衡性。因此，在单机设计时应充分考虑此方面的影响。（4）鉴于塔后风机位置的特殊性，在系统配置时注

7、意：为避免风机出口阻力损失大，出口不设止回阀，但是开车风机的介质有可能流向主风机，使主风机出现逆流现象；如果应用主风机使其成为开车风机的通道，避免主风机逆流情况的产生，同时主风机静叶角度计算必须准确，避免开度过大，机组无法起动。（5）机组位于生产工艺的中间环节，如果喘振的发生使防喘振阀全开会造成整个生产停止，因此在防喘振设置上尽量考虑防喘振线与快开线之间予留较大的余量，以便使用户有处理故障的时间。但是焚硫炉温度达1100