硫酸生产工艺及通用机械设备分析

摘要：随着社会的全方位发展及人们需求的各方位提高，硫酸在科学技术和人们日常生活中占据的分量越来越重。硫酸广泛的涉及到了工业、农业、国防、原子能及火箭技术、民生等众多的领域，具有跨领域、涉及性广等一系列特点。不仅硫酸的这些特性对各个领域产生了重要的影响，而且各个领域对硫酸的重视也促进了硫酸自身的发展和硫酸工业的进步，尤其是高浓度磷复肥及有色金属工业的发展。本文通过对硫酸生产工艺及通用机械设备进行分析研究，对硫酸工艺、通用机械设备应用要点作出分析，以期能够进一步加强人们对硫酸生产工艺及通用机械设备的认识，同时也希望能够促进硫酸工业的进步。

关键词：硫酸；生产工艺；通用；机械；设备

1.硫酸生产工艺

硫酸生产工艺主要分为硫酸生产方法和硫酸生产工艺流程，硫酸的生产方法可以分为硫磺制酸、磷石膏制酸、烟气制酸、硫铁矿制酸等。伴随着硫磺充足供应，综合分析经济、生产、环境等各种因素，越来越多的企业开始使用硫磺作为硫酸生产的原材料。当前，工业上生产硫酸，主要采取的是接触法硫酸生产工艺，通过接触法硫酸生产工艺，将V2O5催化剂与SO2气体接触，最终将SO2转化为SO3。在接触法硫酸生产工艺中，存在着三个基本的化学反应，分别为SO2气体制取、SO2转化与SO2吸收，这三个基本的化学反应是接触法硫酸的核心。硫酸生产工艺流程分析主要分为硫铁矿制酸工艺和硫磺制酸工艺，硫铁矿制酸工艺中的硫铁矿原材料，需要经过原料工段处理，然后进行沸腾焙烧作业，所产生的气体，经过废热锅炉回收热量，通过旋风除尘器或电除尘器处理后，进入气体净化程序，净化气体后，将气体送入到干燥塔，然后将气体进行转化，通过催化氧化作用，产生SO3气体，将SO3气体送到吸收塔，最终产生硫酸。硫磺制酸工艺的原材料为固体硫磺，其工艺需要经过熔硫、过滤液硫、燃烧液硫、回收余热、“3+2”两转两吸工艺法处理，最终制造出硫酸。

2.硫酸通用机械设备

2.1风机

在硫酸生产机械设备中，风机主要为硫铁矿工艺中焙烧炉炉底风机、硫磺制酸工艺中空气风机、冶炼烟气制酸工艺中SO2鼓风机等。在冶炼烟气制酸中使用的S型鼓风机基本结构包括双进气闭式叶轮、主轴、刚性轴转子、水平中分式机壳、变速箱、支撑轴、高位油箱、仪表、非接触式振动探头等；在硫磺制酸工艺中使用的鼓风机要求具备大流量、高效率、高压比，为进一步提高硫磺制酸生产能力，从而对鼓风机进行了改进，在鼓风机进口处设置调节装备，增加流量调节的宽度，如在硫磺制酸中使用S5500--1*离心鼓风机，其结构为双膝入单级双支撑，鼓风机出口与进口均设计为矩形；叶轮为高效三元双吸叶轮，能耗低，效率高。

2.2沸腾炉

沸腾炉的使用分为很多步骤，第一步是启动沸腾炉前应认真检查风机、园盘给料机、斗式提升机、燃煤破碎机等设备是否正常，发现缺油或故障就及时处理。第二步是打开配风阀，以便使点火时未燃尽的煤烟排空矿制酸电除尘器。第三步是燃烧室点火。第四步是启动鼓风机，启动时必须先关好鼓风风门，空载启动，鼓风风门应在鼓风机正常启动之后再进行调节。第五步是通过燃烧到的观火孔观察燃烧室的燃烧状况，严禁在燃烧室口处正面观察火情。第六步是停炉压火前应先停止供煤。

2.3泵

在硫酸生产工艺中，通常采用的泵分为高温浓硫酸泵、液体硫磺泵、稀硫酸泵三种。高温浓硫酸泵的使用，是大型硫酸装置发展的需要。传统的泵插入深度为1500mm，循环酸温在80℃以下，而高温浓硫酸泵插入深度可以达到2000mm，循环酸温提高到100-132°；如热回收技术在硫酸生产过程中得到合理的利用，循环酸温则可以提高到200°左右，这就需要高温浓硫酸泵，保证泵的可靠性及安全性。在硫磺制酸工艺装置中，液体硫磺泵主要包括过滤泵与炉前泵两种，其中过滤泵主要负责将液态粗硫输送到过滤机，炉前泵则主要负责将过滤完成后的精硫输送到焚硫炉之中。稀硫酸泵主要在冶炼烟气制酸工艺及硫铁矿制酸工艺中应用，使用稀硫酸泵的场合主要有污水污酸泵、冷却塔酸循环泵、动力波酸循环泵等。在硫酸生产工艺中选择使用泵，需要确保其具备优越的耐腐性及耐磨性，保证在生产过程中，泵的安全性及稳定性。

2.4除雾器

除雾器主要是由波形叶片、板片、卡条等固定装置组成，在湿法脱硫，吸收塔在运行过程中，易产生粒径为10--60微米的“雾”，“雾” 不仅含有水分，它还溶有硫酸、硫酸盐、二氧化硫等，同时也造成风机、热交换器及烟道的玷污和严重腐蚀。它在操作中主要需要注意升华硫、绝缘箱温度。

2.5余热锅炉

余热锅炉由锅筒、活动烟罩、炉口段烟道、斜1段烟道、斜2段烟道、末1段烟道、末2段烟道、加料管（下料溜）槽、氧枪口、氮封装置及氮封塞、人孔、微差压取压装置、烟道的支座和吊架等组成。 余热锅炉共分为六个循环回路，每个循环回路由下降管和上升管组成，各段烟道给水从锅筒通过下降管引入到各个烟道的下集箱后进入各受热面，水通过受热面后产生蒸汽进入进口集箱，再由上升管引入锅筒。

3.结语

总而言之，硫酸生产工艺及通用机械设备是一个极其复杂的系统，任何一个环节出现问题，后果都是不可想象的。虽然现阶段的硫酸工业运转系统似乎看起来很全面、完整。但是其实深层是有一些问题的，例如硫酸提煉技术的研究与更新、与国际硫酸技术的接轨等等，这些都是硫酸研究人员应该努力的方向。

参考文献：

[1]魏而宏.我国硫铁矿制酸和硫磺制酸大型装置的技术与设备[J].硫磷设计与粉体工程. 2000（02）

[2]李勇，夏丽红.红磷化工有限责任公司硫酸生产摆脱高砷、高氟等污染[J].云南化工. 2002（03）.

作者简介：刘殿瑞（1964.11.10-），男，籍贯：河北省承德市平泉县，研究方向：化工机械，现有职称：工程师，学历：本科。