10kt/a废硫酸再生装置的设备选型探讨

于海媛（青海省化工设计研究院有限公司）

现在的废硫酸的再生工艺中，开始出现10kt/a废硫酸再生装置，并且被越来越广泛的运用到实际生产中。10kt/a废硫酸再生装置的投入使用，使废硫酸的再生达到了一个更高的高度，使其生产效率以及质量有了进一步的提高。但是这种装置对设备的选型要求比较严格，在选择设备的时候，要根据其特点和要求来进行合理选择。

一.10kt/a废硫酸再生装置的工艺简介

首先将废硫酸通过喷嘴喷进废酸裂解炉的高温炉膛，在炉膛内废硫酸受热分解，分解成二氧化硫、水和氧气。由煤气或天然气的燃烧来提供废硫酸裂解所需要的热量，助燃空气利用管壳式的换热器预热到510℃送至废酸裂解炉中。若废硫酸的量不足，可以引入一些硫化氢气体来参与燃烧，以此来满足生产的需求。在废硫酸裂解炉中出来的高温炉气，经过套管换热器的冷却，进入净化工序。经过两级的动力波洗涤器以及冷却塔降温除灰之后，将酸雾在湿式纤维除雾器中除去，然后将气体送入干燥塔内进行干燥。在气体进入干燥塔之前，要补入一定的空气量来调节气体中氧气和二氧化硫的比例。在气体经过干燥之后，通过二氧化硫风机将其送入套管换热器内进行换热升温后进行转化，经过两次的转化和两次的吸收之后生产出成品硫酸。所产生的尾气从烟囱排到空气中。

二.废硫酸的裂解工序

废硫酸的裂解在整个装置中是十分关键的一部分。在这一道工序中，所要用到的设备主要有废硫酸裂解炉和喷嘴，燃烧器和换热器。

1.废硫酸的裂解炉

废硫酸的裂解炉采用圆筒结构，外壳使用Q354R的材料。衬里采用双层结构，和钢外层相接触的部分用莫来石料进行浇筑，与介质所接触的部分使用含有锆刚玉的莫来石砖砌筑。这种结构解决了钢外壳的不圆度问题，有利于施工；钢外壳的造价也比较低，可以延长衬里的使用寿命。裂解炉内分成四段，在每一段设有挡墙，并且将其上下口之间相互错开，使气流可以均匀的混合。

2.废硫酸的喷嘴

喷嘴在废硫酸的再生中也是十分重要的。它的喷雾雾化效果与废硫酸的裂解有着直接的关系。若喷嘴的雾化效果不好，没有分解的硫酸就会进入裂解炉的底部而导致设备被损坏，同时没有被分解掉的废硫酸也会造成设备的堵塞。

3.燃烧器

一般的情况下，燃烧器对工作环境的要求比较高。在实际的生产中，所用的燃烧器，不但要能够燃烧煤气，也要可以燃烧硫化氢，燃烧所要用到的空气要达到510摄氏度的温度，空气的温度在升高之后，它的密度会降低，燃烧的效果会比较差，并且还容易有氮氧化物产生，在以后的冷却过程中，会有硝酸产生，腐蚀设备；另一方面，燃烧器一般都要长期的在高温中暴露，而且它周围的气体环境也比较复杂，这样一来，会使得设备的腐蚀和破坏更加严重。

4.套管式换热器

出于对废硫酸的再生装置规模比较小，在裂解炉口设置废热锅炉也回收不了多少热量的考虑，为了保证装置可以长期的运行，在设计中用套管式的换热器代替废热锅炉进行热量的收集。

三.废硫酸的净化

在净化工序中，要用到的设备主要有一级和二级的动力波洗涤器、湿式的纤维除雾器、冷却塔和稀酸的板式换热器。

1.动力波洗涤器

由换热器出来的工艺气在一级动力波洗涤器中是向下流动的，循环酸是向上喷射的，两者在一起形成了泡沫区，气体的冷却是通过对稀酸中的气体蒸发完成的。动力波洗涤器的后部分设备使用的材料是玻璃钢。当其一级设备出现不好的工作状况时，高温的工艺气进入到后部的设备之后，就会造成设备的熔化，严重的时候会导致火灾的发生。在设计中一定要针对此种情况确定合理的工艺参数，采用自动化连锁控制的手段避免此种状况的发生。

2.湿式的纤维除雾器

在装置中使用高速圆筒形的除雾器。这种除雾器的结构比较简单，操作起来比较方便，并且也有比较高的除雾效率，不但可以将大颗粒的雾滴除去，也可以除去比较细小的雾滴。

3.稀酸的板式换热器

用板式换热器对稀酸进行冷却。这种换热器的优点是占地面积比较小，结构比较紧凑，有很大的弹性操作，清洗起来也比较容易、热损失也比较小。但是它也有一定的缺点，在稀酸中，会有大量的杂质存在，可能会导致换热器被堵塞。在设计的时候，要设置过滤器将杂质除去。

四.对酸进行转化

转化工序中所要用到的设备主要有二氧化硫风机、气体换热器以及转化器。

1.气体的换热器

在实际的生产中，由于换热的介质会不同，所以换热器可以分为两种。一种是与固定管板相垂直的管壳式的换热器，这种主要是用于工艺气和空气的换热；另外一种是气板式的换热器，这种主要是用于工艺气之间的交换。

2.酸的转化器

转换器采用不锈钢材料。转换器内部催化剂的支撑也使用的不锈钢材料。转化器与管道连接采用焊接，目的是防止三氧化硫在泄露之后会对设备造成腐蚀。

五.制酸的干吸工序

干吸工序用到的设备主要有干燥塔、一级吸收塔和二级吸收塔，还有与之配套的循环泵，酸冷却器等。干吸塔均为填料塔，可以将干吸塔及相匹配的循环槽做成一个整体的设备，即塔槽一体的干吸塔，也可以单独分开设置，根据具体的工艺确定适合的设备。

结语：

在实际的生产中，要根据需要来选择合理的装置和设备，保证其可以符合生产的要求，达到生产的标准。现在的废硫酸再生产正在不断的向前发展，并且会有广阔的前景。

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