硫酸厂转化器箅子板更换及触媒筛分的操作实践

梁 磊

(凉山矿业股份有限公司昆鹏公司， 四川 会理 615141)

硫酸厂转化器箅子板更换及触媒筛分的操作实践

梁 磊

(凉山矿业股份有限公司昆鹏公司， 四川 会理 615141)

介绍了320 kt/a烟气制酸系统转化器一层箅子板更换以及相应的触媒筛分、回装等操作实践。

硫酸厂；转化器；箅子板；触媒；筛分

0 引言

昆鹏公司年产320 kt浓硫酸的烟气制酸系统，是10万t/a阳极铜的配套项目。铜冶炼烟气制酸采用绝热蒸发、稀酸洗涤净化和双转双吸工艺，转化工艺为四段3+1两次转化，Ⅲ，Ⅰ- Ⅵ，Ⅱ换热流程，将SO2转化为SO3。生产中，转化器一层箅子板出现变形垮塌现象，通过精密准备和严谨施工，在72 h内完成了新箅子板的更换以及触媒的筛分和回填等工作。

1 工艺及设备简介

1.1 转化工艺

净化、干燥后的SO2烟气通过SO2风机、换热器，温度升高到触媒活性温度以上进入转化器，在触媒的催化作用下，烟气中的SO2和O2发生转化反应生成SO3。SO3烟气通过换热器降温后，进入98%吸收塔制取硫酸，转化反应在自热平衡条件下进行。转化工艺流程图如图1，烟气温度控制范围如表1。

图1 转化工艺流程图

表1 烟气温度控制范围℃

1.2 转化器

转化器规格为Φ10 824 mm×18 720 mm，内部支柱、工字梁为Q345- B材质渗铝，耐高温、防腐蚀；金属丝网为GF3W16.0/3.0 304材质。

转化器每层下部为气室，支柱上架设工字梁组成框架结构(如图2)，8种规格共120块箅子板拼装构成栅板层，其上依次铺设不锈钢丝网、瓷球、触媒，如图3。

图2 转化器各层截面图

图3 箅子板安装图

1.3 触媒

转化器内催化剂选用孟莫克公司钒触媒，一、二层为环形LP220，其压降低，活性高，容垢率低；三、四层为六棱环状XLP110，其压降低，有利于提高最终转化率，相关参数见表2。

表2 触媒相关参数

2 生产过程中存在的问题

生产中各温度均按要求在可控范围内，工艺无大的波动，转化器一层却出现如下问题：塔内侧衬砖脱落；箅子板弯曲变形严重；局部出现垮塌，瓷球、触媒下陷至下气室。

原箅子板结构均为栅条状，如图4。其发生整体形变，向下凹陷严重，最严重的弯度达160°。经分析，此规格箅子板选用扁钢偏薄，栅条受力不均。

图4 单块箅子板结构图

正常生产时，一层温度达600 ℃左右，在高温环境下，栅条受压发生变形，中间部位最为严重。部分箅子板因变形，从工字梁上脱离，导致触媒、瓷球下陷至下气室，转化变差。

针对此状况，制定了两种应对方案：一、加密工字梁、在下气室内立支柱，增强箅子板的安装稳定性；二、彻底更换箅子板。方案一，成本低，但无法从根本上解决箅子板继续变形的问题；并且立柱架设量大，破坏下气室结构。方案二，成本稍高，但能彻底解决此问题。故采用方案二。

经与设计单位协商，材料更换为耐温高的304H不锈钢；扁钢加厚，采用网格状结构，提高整体强度。新箅子板形状如图5。

图5 新箅子板结构图

3 方案实施

更换箅子板，必须将触媒、瓷球、钢丝网从转化器内移出，公司触媒已连续使用2年，压降虽无明显增高，但有少量烧结现象，因此此次一并进行触媒筛分。

3.1 准备阶段

3.1.1 箅子板

订购箅子板时，明确材质为304H，并规定尺寸误差，严格按图加工。

到货后，验证材质，并在空地上提前画好转化器内部结构图，对120块箅子板进行质量把关和组装演练；对每块单板进行编号，确定安装顺序；并根据预组装的箅子板提前裁好304不锈钢丝网。

3.1.2 触媒筛分装置

筛分触媒采用专用工具。根据触媒的规格，加工制作触媒筛分机，如图6，主要技术参数见表3。经过多次试验，其可有效分离出触媒、瓷球，落灰效果良好。

图6 触媒筛分机示意图

表3 触媒筛分机主要技术参数

3.1.3 其它

(1)用DN150UPVC管贯穿转化器四层平台，并在最上面加装大漏斗，往地面运输触媒，管道上加装3个抽拉式挡板，以控制触媒流量及流速；

(2)在转化器旁空地上搭设防雨棚，就近存放筛分后的触媒，底部悬空、铺设跳板以防潮；

(3)准备足够的带内衬编织袋，用以盛装触媒及筛分后的粉末；

(4)采购足量新触媒进行补充；

(5)准备适当型号的工字钢，用以加固支撑柱及钢梁；

(6)准备耐火泥、耐火砖，对脱离部位进行修补；

(7)安装轴流风扇，对转化器内部降温、置换空气，对筛分产生的灰尘进行定向吹扫；

(8)准备充足的劳保用品。

3.2 项目实施

人员分成两队，生产工段为一队，负责触媒、瓷球等的转运、筛分、存放；维修工段为二队，负责旧设备的拆除、新箅子板的安装和加固等。每队又分两组，交替施工。现场设指挥人员和安全员各一名。

触媒的筛分和装填在干燥天气进行，动作迅速，以缩短催化剂暴露在潮湿空气中的时间。

3.2.1 触媒筛分

按计划，将触媒从转化器内移出，由UPVC管道输送至触媒筛分机内，筛分后装袋存入防雨棚，粉末单独存放。瓷球存放在转化器平台上，掺入触媒内的，筛分后统一堆放。

施工时采用宽木板或夹板作为转化器内的工作平台。任何情况下都不得直接在瓷球或催化剂上行走，因为会造成支撑催化剂的瓷球内出现空洞，也会使催化剂颗粒破损。在取出催化剂和瓷球之前，沿瓷球水平面在壳体上画一道线。当转化器清空以后，在原先那道线以下50 mm处再画另一道线。这些线可作为重装催化剂时的标识，以保证正确的装填高度。

3.2.2 旧设施拆除

依次拆除不锈钢丝网，箅子板，用电动葫芦运输至地面。期间，保护好热电偶及套管，以免破损。

3.2.3 加固支撑及工字钢梁

根据需要加固支撑，适当增设钢梁，以增加受力面及承载强度。

3.2.4 安装新箅子板

按预装顺序，将标好序号的箅子板依次安装好；其上铺设不锈钢丝网，用不锈钢丝捆绑固定；修补耐火砖。

3.2.5 清扫气室

耐火砖干燥固化后，彻底清扫箅子板层及上、下气室。残留的任何灰尘或污垢都可能被吹入下一层催化剂内，或造成压降上升的情况。

3.2.6 回装触媒

先将瓷球回装，参照之前标注好的示高线。然后回装触媒，并找平，补充的新触媒铺设在最上方。装填触媒时，转化器内部的任何热电偶保护套管都正确就位，热电偶保护套管准确地位于催化剂和瓷球之间的分界线上。可将少量瓷球放在热电偶套管端部的下面，以防止热电偶端部埋入催化剂内。

3.2.7 再次清扫气室

再次打扫气室，清除回填时产生的灰尘、粉末。

3.2.8 封人孔

检查完毕后，封闭人孔门，等待开车升温。

3.3 收尾

妥善装存触媒粉末，等待后续处理；触媒筛分机、旧箅子板、编织袋，清扫后存入库房；拆除防雨棚；打扫现场卫生。

4 结语

此次施工，多工种、交叉立体作业、施工环境复杂，安全最重要。专人指挥、专人负责安全、签票作业、劳保用品佩戴齐全，这些措施，是工程顺利进行的保障。

新箅子板已运行一年，生产期间，转化器出口最高温度达620 ℃。停产时检查，箅子板未发生变形或移位，没有触媒掉落入下气室，达到预期效果。

Operationpracticeofcatalystscreeningandgrateplatereplacementofconverterinacid-makingplant

LIANG Lei

The replacement of grate plate at the first layer in converter of 320 kt/a acid-making system with flue gas and the corresponding catalyst screening, reinstallation, etc. were introduced in this paper.

acid-making plant; converter; grate plate; catalyst; screening

梁 磊(1986—)，男，山东泰安人，助理工程师，机动能源部主任助理，从事设备管理工作。

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