2023年烟气制酸和污水处理系统培训教案.doc

烟气制酸和污水处理系统培训教案 1、概述 1.1 硫酸的物理化学性质 硫酸是三氧化硫与水的化合物，纯硫酸的分子式为H2SO4，分子量为98.08。纯硫酸是无色、无臭、透明的油状液体，它在20℃时的比重是1.8305，结晶温度是10.45℃，沸点为179.6℃。 硫酸是一种强酸，化学性质非常活泼，几乎能与所有金属及其氧化物、氢氧化物和盐类反响，生成该金属的硫酸盐。硫酸还具有磺化、脱水、催化、水合作用等性质。 浓硫酸的腐蚀性非常强。具有强烈的吸水性能，与水混合放出大量的热，它能使棉麻织品及纸张等有机物焦化，落在人体皮肤上会造成烧伤。 1.2 硫酸的主要用途： 硫酸的使用几乎普及国民经济的各个部门，其中大局部用于肥料工业。 1.3 工艺简介 本系统为氧气底吹熔炼铅冶炼烟气制酸。采用一级洗涤器—气体冷却塔—二级洗涤器—两级电除雾器、稀酸洗涤半封闭循环净化、Ⅲ Ⅰ—Ⅳ Ⅱ、“3+1〞两转两吸制酸工艺流程。 从底吹炉电收尘出来的烟气温度高〔190～300℃〕，含尘量大，故首先进入净化工序。烟气从顶部进入一级洗涤器，与从逆喷管喷嘴高速向上喷出的循环液逆流接触，当气液两相的动能到达平衡时，在逆喷管中形成一高度湍动的泡沫区，在此泡沫区气液两相充分接触，完成两相的传质传热过程，烟气中的尘、砷等杂质被循环液吸收，同时将烟气温度降至70.5℃以下。出逆喷管的烟气进入一级高效洗涤器的气液别离器，使气液两相别离，一级高效洗涤器出口烟气进入气体冷却塔，与经板式冷却器降温的循环液逆向接触，使烟气除尘降温。气体冷却塔出口烟气从逆喷管顶部进入二级高效洗涤器，与从逆喷管喷嘴高速向上喷出的循环液逆流接触，进一步除去烟气中的尘、砷等杂质，同时使烟气中的酸雾颗粒增大，然后进入两级电除雾器除雾后进入干吸工段。 一级高效洗涤器分流出来的局部循环液经脱气塔脱气后底流进入沉降槽，进行固液别离，底流用泵送板框压滤机压滤，滤饼送配料工序以回收有价金属，滤液及沉降槽上清液进入污酸槽，再用泵送污水处理站中和处理。 净化后的烟气送入枯燥塔枯燥，枯燥后的气体由离心鼓风机〔SO2风机〕送至换热器预热，先后进入转化器一段、二段、三段转化成三氧化硫〔即第一次转化，转化率约为92%〕，转化后的烟气再通过换热器冷却，进入一吸塔吸收成酸，局部未转化成三氧化硫的烟气再返回换热器预热，再次送入转化器四段进行第二次转化，第二次转化后的烟气又经过换热器冷却，进入二吸塔吸收成酸，经过两转两吸后的尾气排空。 2、主要工艺技术指标：如下表所示。 序号 指标名称 单位 指标值 备注 1 处理烟气量 Nm3/h 33640 2 烟气中二氧化硫浓度 % 9.04 3 烟气中三氧化硫浓度 % 0.48 4 硫酸产量 t/a〔98%浓硫酸〕 96432 5 净化的二氧化硫回收率 % 99 6 转化率 % 99.7 7 一吸塔吸收率 % 99.3 8 二吸塔吸收率 % 99.83 9 车间总硫利用率 % 93.68 10 鼓风机入口水分 g/ m3 ≤0.1 11 鼓风机入口酸雾 g/ m3 ≤0.005 12 鼓风机入口含尘 g/ m3 ≤0.005 13 触媒填装系数 l/d·t 260 14 单位产品换热面积 m2/d·t 29.8 15 尾气二氧化硫排放量 kg/h 25.8 16 尾气二氧化硫排放浓度 mg/Nm3 956 国标960 17 尾气酸雾排放浓度 mg/Nm3 43 国标45 3、产品质量技术标准：符合YS66-93冶炼烟气制酸工业技术条件，其指标下表。 项目 浓硫酸 特种硫酸 优等品 一等品 合格品 硫酸%≥ 98 98 98 98 灰份%≤ 0.02 0.03 0.04 0.10 铁%≤ 0.005 0.010 0.015 — 砷%≤ 0.00008 0.0001 0.005 — 铅%≤ 0.001 0.01 — — 汞%≤ 0.0005 — — — SO2%≤ 0.01 — — — 氯%≤ 0.0001 — — — 透明度mm≥ 160 50 — — 色度ml≤ 1.0 2.0 — — 4 硫酸生产过程 4.1 净化工序 4.1.1 净化的根本任务 （1） 最大限度地除去二氧化硫烟气中的尘、酸雾、砷、氟等有害物质。 （2） 降低烟气的温度和水份。 4.1.2 净化的根本原理 气体的分类一般可分为两大类：一类是混合气体中有害气体组分的别离；另一类是气体悬浮着的固体或液体微粒的别离，称为气悬微粒的别离，即气溶胶粒子的别离。 对于气体组分的别离，通常利用分子自身的热运动〔布朗运动〕，使被别离的气体组分分子通过液体吸收或固体吸收而除去；对于气溶胶粒子的别离，是根据不同大小的粒子在气相运动的不同规律，借助于不同外力对粒子的作用来到达由大到小逐级别离。 4.1.3 主要设备技术操作条件 〔1〕一级洗涤器技术性能参数 项 目 参 数 净化工段进口烟气量 ＜38000 Nm3/h 进口烟气温度 190～300℃ 出口烟气温度 ＜70.5℃ 进口烟气压力 0～200Pa 烟气含尘 ≤500mg/ Nm3 含砷 ＜35kg/h 循环酸浓 ＜5% 设计温度 过渡段：380℃：槽体：150℃ 设计压力 -10000Pa 一级洗涤器入口烟气成分： SO2 SO3 O2 CO2 N2 H2O ∑ 9.04 0.48 15.83 0.89 59.94 13.82 100 〔2〕二级洗涤器技术性能参数 项 目 参 数 型号规格 φ850/φ3200×16500 处理气量 最大烟气量为：40000Nm3/h 设计温度 90℃ 设计压力 -10000Pa 4.1.4净化岗位操作要点 〔1〕开车前的检查和准备 ① 检查各仪表、设备、管道和阀门是否完好，检查安全水封、一级洗涤器、气体冷却塔、二级洗涤器、清洗槽液位是否正常。 ② 由电工按要求检查电除雾器高压整流机组，检查调整完毕后待用；检查电除雾供电系统的所有设备和电除雾器本体的高压对地绝缘电阻是否合格。 ③ 电除雾绝缘箱温度在开车前24小时需升温至100～140℃。 〔2〕开车顺序 ① 与转化岗位的升温操作配合，在值班长统一指挥下开车。底吹炉投料前半小时，依次开启一级洗涤器、冷却塔和二级洗涤器的循环酸泵。启动板式冷却器水泵。 ② 翻开电除雾各喷水管阀，冲洗15分钟后关闭。 ③ 接到拉气通知后，盖好电除雾人孔。通气10分钟后电除雾送电。 〔3〕停车方法： ① 临时停车〔6小时内〕停车；待SO2风机停车后，停电除雾，其他设备继续运转。 ② 短期〔5天以下〕停车：依次停二级洗涤器、冷却塔循环酸泵、电除雾，一级洗涤器循环酸泵继续运转。待一级洗涤器进口温度降到80℃以下时，一级洗涤器循环酸泵停止运转。 ③ 长期〔5天以上〕停车：除一级洗涤器循环酸泵的停车由转化工或值班长通知再停外，其余停车方法与短期停车相同。 〔4〕异常情况处理：遇到以下情况之一时，要及时报告值班长按紧急停车处理。 A 安全水封水被抽走且加不进水时。 B 洗涤器循环酸泵或冷却塔循环酸泵不上酸时。 C 电除雾送不上电或者两段电压均小于40千伏时。 D 电除雾整流机组产生强烈放电时。 E 1#电除雾进口气温超过55℃时。 〔5〕正常操作要点： ① 随时监测下述指标是否在规定范围范围内。假设有异常告知值班长。 A 保证一级洗涤器出口温度＜70.5℃，1#电除雾进口温度＜45℃。 B 随时观察一级洗涤器、二级洗涤器、气体冷却塔液位在800～2100mm之间。 ② 根据污酸化验结果，及时调整净化补充水量，以保证稀酸浓度在规定范围内。 ③ 经常检查安全水封。假设水被抽走，找到原因后，应减风至1000r/min以下加水。 ④ 每天早班接班后，两台电除雾器要错开冲洗，每台冲洗15～30分钟。处于冲洗状态的电除雾要停止送电，冲洗完后立即恢复送电。 ⑤ 要注意电除雾运行时有无放电现象；如跳闸应及时合上，如连续跳闸应及时通知电工检查。 ⑥ 整流机组所有瓷瓶每月要停电擦净一次，半年停电取变压器油样化验一次。 4.2转化工序 4.2.1 转化的根本任务 ① 将二氧化硫最大限度地转化为三氧化硫，努力提供转化率。 ② 保证转化器各段温度在规定范围内；维护硫酸风机的正常运转。 4.2.2 转化的根本原理 烟气经过净化工序除去烟尘、酸雾、砷、氟等有害杂质后，再通过枯燥塔除去水份，然后进入转化工序，在一定温度下，通过触媒〔V2O5〕催化，使烟气中的二氧化硫与氧气结合生成三氧化硫。其反响方程式为：2SO2+O2==2SO3+Q。此反响是一个可逆、放热、体积缩小的反响。 4.2.3 工艺流程 工艺流程图如图1所示。 1# 1#电炉 4# 3# 2# 来自一吸塔 SO3去一吸塔 去二吸塔 主鼓风机来SO2 2#电炉 3#b 3#a 1# 转化器 2# 4#a 4#b 图1 转化工艺流程图 4.2.4 主要技术操作条件 （1） 转化器进口二氧化硫浓度8～9.5%。 （2） 转化器各段温度：触媒层温度：570～605℃ 一段进口：405～430℃ 一段出口：570～600℃ 二段进口：455～485℃ 二段出口：460～520℃ 三段进口：410～440℃ 三段出口：420～450℃ 四段进口：400～410℃ 四段出口：410～450℃ 4.2.5 技术指标： 总转化率≥99.7%； 尾气二氧化硫浓度＜0.03% 4.2.6 转化操作要点 （1） 长期停车后的开车： ① 开车前的检查和准备 A 检查风机、变速器、液力偶合器、电机地脚螺栓、联轴器螺栓，不得出现松动。 B 检查液力偶合器油位及油站油温不得低于20℃。 C 检查风机、液力偶合器油冷却器冷却水流动是否畅通。 D 检查各温度计、压力计、报警装置是否准确、灵敏。 E 按运转方向盘动风机、变速器、液偶管、电机联轴器，转动应平稳灵活。 F 启动主油泵，检查润滑油系统是否畅通无阻； 检查并调整连锁装置。 G 调整好风机两轴端密封处接好U型压力计的压力值，压力比大气压高200Pa。 H 通知净化、干吸等岗位作好开车准备，并通知干吸岗位开枯燥酸循环至正常，净化岗位开洗涤器稀酸循环至正常，等待值班长通知开车。 ② 开车步骤： A 转化器升温。 待枯燥塔酸泵运转正常后，通知净化工翻开2#电除雾下部人孔，作二氧化硫风机开车的准备工作。 B 二氧化硫风机开车。 a 开启主油泵和循环冷却水，使其到达正常工作压力。 b 按下启动按钮，启动风机，匀速调节液力偶合器输出转速，使风机逐渐增速至工作转速。 c 仔细倾听风机、变速器、液偶器、电机内是否有不正常声音，检查是否有不正常振动、声响等，发现问题及时处理。注意检查液力偶合器、风机油