均压稳流型分酸器

苟永乾

（青海湘和有色金属有限责任公司，青海 西宁 810000）

1.1 热浓硫酸分酸器的工况剖析

分酸器在浓硫酸制作过程至关重要，其制作过程为，将浓酸循环槽内的93%～98%的热浓硫酸进行均匀分布，在分布过程低当中吸收掉SO2烟气中的水分，将SO2产生的烟气换成热设备，输送至转化器当中，经过多次转化反应，最终形成SO3气体；从塔内的下部进入，贯穿到塔上部，分算材料经过分流器进行分酸，吸收率在98%的浓硫酸时，可以相对增加酸的浓度。在酸吸收率达到在99.99%以上时，酸温度在40℃～120℃，压力则小于1.6MPa，分酸口内的流速在1.15m/s～1.26m/s之间，因分酸器在工作过程中常常受到腐蚀，因此，工作条件较为恶劣[1]。

1.2 现用分酸器存在的问题

（1）选材不耐腐蚀，耐冲刷腐蚀性能较差以及选材不合理等，都能导致使用寿命缩短。

（2）在酸液进入小管径后，产生失重叠加，是冲击力加大，从而导致酸沫夹带严重，减低生产效率，导致企业成本的增加。

（3）溢流小管的长短规格没有统一定位标准，因此，很难均匀的将点出口进行布置，从而导致较多盲区；液面上的溢流管产生弯阻，导致形成阻流显现个，产生不均匀的流量[2]。

（4）主进水管和单管分布在槽内，导致槽与槽之间分布不均匀。在集中装药后，高、低溢流槽内仍存在孔板分布和调节，且由于液波作用，溢流管在不同距离上的流量分布是相同的。

（5）由于产生出来的流量差别较大、盲区多，出现干燥后的SO气体水分偏高，从而是排出后的尾气超标。

（6）在制造工艺当中，技术不先进，造成成品质量缺陷，影响正常生产与使用。

（7）在分酸器的选在才，一般采用国外进口，因此，造价较为昂贵，生产效率低，导致性价比偏低。

2 均压稳流型分酸器的研发及材质选用

（1）研发：在进行各个管口与各组预分布涉及的分布进行选材时，要按照其点量、预分布进口截面、分流口纵截面的比例、主要部件之间的调流流量、预分布之间负压均衡等结构及流量称重、占位高度、成型工艺的技术水平和精细制造提高等方面，不断研究开发[3]。

（2）均压稳流分酸器（FD）材质的选用。

经生产中证明，对于当前在热浓硫酸制酸分酸器材质的选用要适合工况的要求，且经济适用。

表1 FD 材质的腐蚀率（㎜/a）

将其和众多材料的合金配比精炼材质、多种不锈钢等材质进行同一条件下的耐腐蚀性能试验比较见下表2。

3 结构设计

在进行机构选在时，采用的是自主研发高耐热浓硫酸专属FD材质，针对制算行业生产中所存在的问题，进行优化设计。

主流管的前提流量的主要分布主要分为，预分布系统、分酸分流位置主部件、支管负压缓流空位、分酸点直径、数量、角度、位置、不同位置的凸台高度、衬口等结构，都要严格按照设计原则进行实验与计算，使其在结构上保持最佳状态，从而适应系统的工作效率。

（1）通过真空负压顺序在系统主要部件、支管、分流位、负压均衡管道中的稳流量、均流发明运用、预分布系统以及缓流过流管进行研发设计，对盲区处所产生的问题进行解决，从而彻底解决各类分酸器流量误差所造成的阻孔现象。

（2）分酸点管内为非金属耐腐蚀性材料与金属进行结合，可使酸流管径不受腐蚀，不会产生脱落与堵塞的现象；在法兰连接出的布点凸台上，形成一个不冲刷螺栓的凸起高度。

（3）设备运行中的酸性泥浆和小瓷圈可随时拆除，全酸输入、输出，避免维护和清洗，提高起动速度。利用真空负压，快速消除酸湍流流动，所以，每个并联部分的流速的装置是偶数，稳定，没有泛酸，酸泡沫是由夹带，和泵体和管道的磨损会降低。

（4）分酸点一般为 40个/㎡～52 个/㎡，布点向下呈35°～55°的三角形均匀布置，因此不会产生盲区，消除了分酸的死角与气液不良接触的现象。

表2 不同材质的耐腐蚀性能比较

（5）等压稳定流动型出口的冲量约为槽管溢流管液体重力加速度出口冲量的两倍。经平台试验，用户在验证过程当中，等压稳流器的出口流量较小，并产生雾滴指数少的现象，这样可以使吸收率提高，SO2气体在干燥后水分较低。

（6）在稳压流分酸器上，酸量可以确保在设计值的±50%左右，符合标准数值，同时，通过真空负压，来实现稳流与流量的均匀分布。

（7）管径之间的烟气较少，也较少了酸雾的夹带；制造壁的厚度适中，焊接性能优越，且运行重量也较为轻便，从而使其使用寿命可长达20年左右。

（8）圆形主要部件的底部，分算点与其支管点在负压状态下，形成了液位微差为25mm的水柱高度，可以利用椭圆形与矩形来进行消除。

4 安装及应用

自主研发分酸器以来，国内较多的硫酸生产企业都在投入使用，并获得较大的经济利益，率先投入使用的企业有云铜楚雄、云南三环、磷化、铜陵金昌、紫金多宝山、青海湘和。

按以上应用的厂家说明利用真空负压进行流量均分的“均压稳流型分酸器”吸收塔，其吸收效率较为明显，与传统结构相比，分酸成分更高，在干燥塔内干燥后的SO2炉气含水量更低，实现了一次质酸设备增产减排的目标。