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3，8,冶煉煙氣制酸3,8，1、相對于以硫黃或硫鐵礦為原料的化工制酸而言 冶煉煙氣制酸因受到冶金產(chǎn)品和冶煉工藝多樣性的制約 其煙氣來源。成分及穩(wěn)定性各異，既有如富氧閃速熔煉和熔池熔煉產(chǎn)生的高濃度或鋅精礦沸騰焙燒產(chǎn)生的適中濃度的連續(xù)穩(wěn)定的煙氣 又有如臥式轉(zhuǎn)爐產(chǎn)生的周期性波動的煙氣。還有如鉛燒結(jié)產(chǎn)生的低濃度煙氣等，煙氣條件的不同,對制酸綜合能耗構(gòu)成直接的影響，總體而言,越是連續(xù)穩(wěn)定的高濃度二氧化硫煙氣、單位產(chǎn)品硫酸處理的氣量越小、所需裝機(jī)富余也越低，可供回收的余熱也更多，反映出來的綜合能耗指標(biāo)也越低 而對于低濃度、波動性大的煙氣 其情況則正好相反、綜合能耗指標(biāo)會較高。因而。對于煙氣條件差異很大的冶煉煙氣制酸而言。不加區(qū)別地確定一個(gè)統(tǒng)一的綜合能耗指標(biāo)顯然是不盡合理的。根據(jù)冶煉煙氣的特點(diǎn)、本規(guī)范將綜合能耗指標(biāo)按煙氣二氧化硫濃度劃分為三個(gè)區(qū)間 即,第一區(qū)間、二氧化硫濃度在3.5,5、0.不含。之間。按常規(guī)接觸法制酸不具備采用兩轉(zhuǎn)兩吸工藝的條件.其適用工藝為一轉(zhuǎn)一吸。第二區(qū)間,二氧化硫濃度在5 0.8 0 之間。適用兩轉(zhuǎn)兩吸工藝,但可供回收的余熱很有限，第三區(qū)間，二氧化硫濃度高于8.0、適用兩轉(zhuǎn)兩吸工藝 余熱回收潛力隨濃度提高而增大。單位產(chǎn)品綜合能耗指標(biāo)是根據(jù)表16所列的基礎(chǔ)資料計(jì)算得出的、表16,單位產(chǎn)品綜合能耗指標(biāo)計(jì)算的基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 本規(guī)范冶煉煙氣制酸綜合能耗指標(biāo)范圍不包括，尾氣吸收系統(tǒng)能耗，其直接受副產(chǎn)品方案及其工藝影響、差異很大。應(yīng)按各類副產(chǎn)品另行確定其單位產(chǎn)品能耗.故不列入本規(guī)范范圍.廢酸廢水處理能耗,因各廠配置情況可能相差很大。既有制酸單獨(dú)配置廢酸廢水處理系統(tǒng)的。也有全廠集中配置廢酸廢水處理系統(tǒng)的,難以設(shè)立一個(gè)統(tǒng)一的能耗標(biāo)準(zhǔn)、故廢酸廢水處理能耗指標(biāo)也未納入本規(guī)范之內(nèi)。廢熱利用所回收的能量未計(jì)入綜合能耗指標(biāo)中。3、8 2，本條對冶煉煙氣制酸應(yīng)采取的節(jié)能措施作出規(guī)定。1,有色金屬冶煉廠普遍存在多點(diǎn)源產(chǎn)生含二氧化硫煙氣的情況。設(shè)計(jì)中采取將多氣源盡可能合理歸并的措施,不僅可使部分難以單獨(dú)制酸的煙氣也能被用于制酸,使硫資源得以充分利用,減少低濃度二氧化硫煙氣對環(huán)境的污染危害和治理難度、減少占地,投資和運(yùn)行費(fèi)用。而且能起到節(jié)約能源的作用、硫酸生產(chǎn)裝置大型化已成為國內(nèi)外硫酸發(fā)展的共同趨勢 單系列裝置比多系列裝置在提高勞動生產(chǎn)率。減少單位產(chǎn)品投資。降低運(yùn)行成本和能耗等方面均體現(xiàn)出其巨大的優(yōu)勢,我國近年新建的大型單系列煙氣制酸裝置，處理煙氣量多在120km3、h 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下 以上,個(gè)別已達(dá)到200km3 h.標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，故提出對200km3.h，標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下、以下的煙氣量新建裝置宜采用單系列制酸，2.冶煉煙氣制酸過程中、在二氧化硫主鼓風(fēng)機(jī)前的凈化和干燥階段，煙氣流均處于負(fù)壓操作狀態(tài)之下 設(shè)備,管道密封不良將會吸入外界空氣.無謂增加單位產(chǎn)品的處理氣量.額外加大系統(tǒng)能耗，故在設(shè)計(jì)中應(yīng)加強(qiáng)負(fù)壓系統(tǒng)設(shè)備和管道的密封性.盡量避免非工藝需要或非改善環(huán)境條件需要的額外空氣的漏入。對于二氧化硫濃度高，氧量不足,需要通過補(bǔ)入空氣對煙氣進(jìn)行稀釋和調(diào)節(jié)氧硫比的場合、仍應(yīng)強(qiáng)化凈化系統(tǒng)的密封，空氣補(bǔ)入.點(diǎn)應(yīng)集中于干燥塔入口、以有利于減輕凈化系統(tǒng)的負(fù)荷和能耗,根據(jù)實(shí)際需要 凈化系統(tǒng)排出廢酸的脫吸、稀酸容器逸出氣的收集乃至電除霧器的熱空氣吹掃等都會向系統(tǒng)內(nèi)帶入空氣 這是生產(chǎn)與環(huán)境所需的,然而也是可控的。只要加強(qiáng)設(shè)計(jì)與生產(chǎn)控制、凈化系統(tǒng)漏風(fēng)率控制在5,以內(nèi)是應(yīng)該能做到的。3，本款對節(jié)能型設(shè)備的選用作出規(guī)定.1,二氧化硫主鼓風(fēng)機(jī)是煙氣制酸系統(tǒng)耗能最大的設(shè)備 其裝機(jī)容量約占制酸系統(tǒng)總工作裝機(jī)容量的75 因而選用新型節(jié)能型鼓風(fēng)機(jī)對節(jié)省制酸系統(tǒng)能耗具有特殊意義，表17為幾家大型煉銅廠引進(jìn)風(fēng)機(jī)的實(shí)例比較 并以2006年某工程能耗比為1作為能耗比的比較基準(zhǔn)，表17、不同年代二氧化硫主鼓風(fēng)機(jī)的能耗比較，由表17中能耗比比較可以看出 近年來出現(xiàn)的高效新型風(fēng)機(jī)節(jié)能效果非常明顯.及時(shí)調(diào)控風(fēng)機(jī)輸氣能力以適應(yīng)系統(tǒng)處理氣量的變化。是冶煉煙氣制酸系統(tǒng)最重要也最有效的節(jié)能手段之一.對于煙氣量波動大的制酸場合而言尤為重要。調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)輸氣能力通常有風(fēng)機(jī)進(jìn)出口設(shè)置擋板和調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速等方法.風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)有采用滑差電機(jī) 液力耦合器和變頻調(diào)速等手段，使用實(shí)踐證明。采取調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的幾種方式節(jié)能效果都較好。其中以變頻調(diào)速為最佳 雖然其設(shè)備價(jià)格較昂貴限制了大范圍的推廣應(yīng)用,但在有條件的場合仍宜作為首選、風(fēng)機(jī)進(jìn)出口設(shè)置擋板也能起到一定的節(jié)能作用。但其中出口擋板節(jié)能效果最差、在設(shè)計(jì)中應(yīng)避免采用該種調(diào)節(jié)方式，2、作為傳統(tǒng)的傳質(zhì)設(shè)備之一的填料塔、迄今仍在制酸系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用、制酸所用填料塔近年來的改進(jìn)主要集中在布液，填料，填料支承三個(gè)方面,采用新型管槽式布液，分酸.裝置、可大幅度增加布液點(diǎn) 起到增加氣液有效接觸面進(jìn)而達(dá)到降低填料層高度.減少填料層阻力的效果，新型填料如用于洗滌塔的塑料鮑爾環(huán)、海爾環(huán)、用于干吸塔的陶瓷矩鞍環(huán).異鞍環(huán).階梯環(huán)等,均比傳統(tǒng)填料具有填料因子值較小 液泛點(diǎn)高、在同樣氣速下允許更高噴淋密度從而可降低填料層高度以及自凈能力強(qiáng),不易堵塞等一系列特點(diǎn)、有利于整體上降低塔的阻力。采用大型條拱和大開孔率球拱支承填料，也有利于降低通氣阻力。設(shè)計(jì)應(yīng)對各項(xiàng)節(jié)能新技術(shù),新產(chǎn)品的出現(xiàn)及時(shí)跟進(jìn)、3.蓄熱式轉(zhuǎn)化器對于氣體濃度偏低且氣體濃度氣量波動大、開停車頻繁。轉(zhuǎn)化自熱平衡緊張的場合。是一種必要且有效的選擇 對穩(wěn)定生產(chǎn)、避免或減少外加熱能源的消耗作用較大,適應(yīng)有色冶煉煙氣制酸的一些特點(diǎn).近年來.國內(nèi)外一些催化劑廠家圍繞提高催化劑活性,降低起燃溫度.提高耐熱溫度以及降低通氣阻力和提高載塵能力等方面陸續(xù)推出了一系列新型觸媒產(chǎn)品，其作用分別體現(xiàn)在,活性提高、有利于減少催化劑裝填量,降低起燃溫度.有利于提高轉(zhuǎn)化率和減少換熱面積 提高耐熱溫度，有利于提高進(jìn)氣二氧化硫濃度 減少后系統(tǒng)處理氣量，采用大直徑環(huán)形、雛菊形等外觀結(jié)構(gòu)，可在維持相同容積活性條件下大幅降低床層阻力和提高載塵能力.因而僅就節(jié)能而言。轉(zhuǎn)化系統(tǒng)采用活性高,阻力小的新型催化劑也是非常必要的、4.煙氣制酸系統(tǒng)大多數(shù)氣液輸送和處理設(shè)備在設(shè)計(jì)選擇上都存在節(jié)能的潛力.如改進(jìn)塔體結(jié)構(gòu).充分利用塔底貯液以降低塔頂高程.并選用節(jié)能型輸液泵?？捎行p少輸液能耗.采用智能化變頻系統(tǒng)的酸泵和水泵是降低泵類設(shè)備能耗的新興技術(shù)。選用高效低阻的新型熱交換器和冷卻器.如各種強(qiáng)化型管殼式和板式換熱器.也是節(jié)省氣液輸送能耗和提高熱能傳遞效率的重要環(huán)節(jié)、干吸塔除霧除沫裝置屬于高阻力元件，設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)各環(huán)節(jié)霧沫分布特點(diǎn)，除霧沫器的工作原理以及工藝生產(chǎn)與環(huán)保的要求,合理選擇效率有保證而阻力相對較低的新型除霧沫裝置、轉(zhuǎn)化系統(tǒng)預(yù)熱升溫都在全系統(tǒng)開車之前進(jìn)行，采用電能供熱對供配電不構(gòu)成大的影響。但其所帶來的熱效率高。調(diào)控靈活方便的優(yōu)點(diǎn)都是明顯的.且在轉(zhuǎn)化自熱平衡出現(xiàn)問題時(shí)可及時(shí)提供補(bǔ)充熱源,采用可調(diào)式電加熱裝置用于轉(zhuǎn)化預(yù)熱升溫、更符合節(jié)能和環(huán)保要求、等等 因此,在設(shè)計(jì)中對各類設(shè)備的選用在考慮設(shè)備功能,效率。投資的同時(shí),還應(yīng)兼顧到節(jié)能的要求，4、加強(qiáng)轉(zhuǎn)化系統(tǒng)設(shè)備和管道的保溫設(shè)計(jì),是減少熱能損失的重要手段,在保溫材料的選擇上。設(shè)計(jì)應(yīng)選用高鋁纖維 硅酸鋁纖維氈。巖棉纖維氈,礦渣棉氈等導(dǎo)熱系數(shù)小。保溫效果好的新型保溫材料，在改進(jìn)保溫結(jié)構(gòu)的同時(shí) 設(shè)計(jì)還宜采用鋁合金皮或鍍鋅鐵皮用作外裝保護(hù)層,以保護(hù)保溫層不受風(fēng)雨損壞和防止雨水侵入保溫層蒸發(fā)帶走大量熱量、將轉(zhuǎn)化系統(tǒng)管道保溫延伸至風(fēng)機(jī)出口,一吸塔進(jìn)出口和二吸塔入口,不僅有利于充分利用風(fēng)機(jī)壓縮熱和一吸塔出口煙氣余熱.也可在避開露點(diǎn)的前提下減少煙氣帶出轉(zhuǎn)化系統(tǒng)的熱量。而這對于在低溫位余熱回收未能實(shí)現(xiàn)的場合，更有利于轉(zhuǎn)化系統(tǒng)中溫位余熱的充分利用。5.優(yōu)化工藝配置。精心設(shè)計(jì)或多或少都能對系統(tǒng)節(jié)能起到一定作用,如溶有二氧化硫的干燥塔酸改變循環(huán)槽串酸方式,直接向一吸塔上酸管串酸.可利用低二氧化硫濃度的一吸塔煙氣進(jìn)行脫吸。不僅能省去成品酸脫吸塔系統(tǒng)及其能耗,且可在非必要時(shí)減少系統(tǒng)引入的空氣量。由吸收塔出口煙氣循環(huán)取代轉(zhuǎn)化預(yù)熱升溫用空氣，可大幅度減少母酸用量及相關(guān)能耗,塔類設(shè)備在保證生產(chǎn)需要的前提下取低位配置.既可節(jié)省建設(shè)投資.又可減少輸液能耗.設(shè)備配置應(yīng)力求緊湊合理。管道配置應(yīng)力求短捷并盡量減少不必要的高阻力環(huán)節(jié)。都有利于系統(tǒng)節(jié)能,設(shè)計(jì)中對于設(shè)備和管道的氣.液流速應(yīng)在經(jīng)濟(jì)合理的范圍內(nèi)選取.克服單純追求高效率小型化而忽視節(jié)省能耗的傾向，冶煉煙氣制酸從屬于有色金屬的冶煉，其從屬性決定了其操作控制必須適應(yīng)冶煉生產(chǎn)的變化，加之制酸系統(tǒng)本身檢測。操控點(diǎn)多且分散 相互關(guān)聯(lián)性又強(qiáng).故新設(shè)計(jì)的煙氣制酸系統(tǒng)均應(yīng)采用可編程序控制 PLC。和?；蚣⑾到y(tǒng)、DCS,實(shí)現(xiàn)自動調(diào)節(jié)控制.并對關(guān)鍵環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)自控連鎖。以確保系統(tǒng)在變化條件下的優(yōu)化生產(chǎn)、同時(shí)最大限度地減少能源的浪費(fèi).3 8、3、本條對冶煉煙氣制酸余熱回收作出規(guī)定。1.二氧化硫轉(zhuǎn)化為三氧化硫?qū)俜艧峄瘜W(xué)反應(yīng).在400 630。的催化劑工作溫度范圍內(nèi).其平均反應(yīng)熱約為98478kJ kmol,對轉(zhuǎn)化系統(tǒng)而言.二氧化硫轉(zhuǎn)化反應(yīng)熱為一 二次氣加熱，系統(tǒng)散熱損失以及保持送吸收系統(tǒng)煙氣溫度高于露點(diǎn)提供了熱源、即為轉(zhuǎn)化系統(tǒng)提供自熱平衡的條件.對于較高二氧化硫濃度的煙氣來說 該反應(yīng)熱除維持系統(tǒng)自熱平衡外還有富余.且富余熱量隨氣體濃度的提高而增加 根據(jù)工程設(shè)計(jì)實(shí)例、給水溫度104 在轉(zhuǎn)化系統(tǒng)進(jìn)氣二氧化硫濃度8、32。時(shí)，通過裝設(shè)省煤器.每噸酸可為鍋爐提供168。的熱水13t。在進(jìn)氣二氧化硫濃度為12 4。和16。7 時(shí) 通過裝設(shè)余熱鍋爐 每噸酸可分別產(chǎn)出0 2t和0.39t的蒸汽.蒸汽壓力達(dá)到2，45MPa 隨著冶煉工藝的改進(jìn) 進(jìn)入制酸系統(tǒng)冶煉煙氣二氧化硫濃度得以提高的情況日益普遍,轉(zhuǎn)化系統(tǒng)中溫位余熱的回收不僅成為可能.而且從能源利用的角度而言也勢在必行。設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)煙氣條件及全廠余熱利用的配套需要、采取以省煤器加熱鍋爐給水，以余熱鍋爐生產(chǎn)中壓或低壓蒸汽等不同的方式或組合來回收轉(zhuǎn)化系統(tǒng)中溫位余熱 國內(nèi)新近開發(fā)出的熱管鍋爐和熱管省煤器技術(shù)系利用真空管內(nèi)工質(zhì) 熱媒,的蒸發(fā)與冷凝來傳遞熱量、具有傳熱效率高，結(jié)構(gòu)緊湊,流體阻力小,溫差小等一系列優(yōu)點(diǎn) 尤其是其可避免露點(diǎn)腐蝕及傳熱的可調(diào)節(jié)性。更適合轉(zhuǎn)化系統(tǒng)的工藝條件,故設(shè)計(jì)中鼓勵(lì)推廣使用改進(jìn)后的該項(xiàng)新技術(shù)、2,三氧化硫的吸收過程也是屬于放熱化學(xué)反應(yīng)，以在100，時(shí)生成濃度為98.的硫酸為例，其反應(yīng)熱為109。3 103kJ kmol三氧化硫，相當(dāng)于每生產(chǎn)1t98 硫酸放出1093MJ的熱量,加上轉(zhuǎn)化氣帶入的顯熱、其實(shí)際可回收利用的熱量要大于轉(zhuǎn)化系統(tǒng)余熱 吸收系統(tǒng)低溫位余熱的回收已日益受到重視、以美國孟莫克HRS系統(tǒng)為代表的高溫吸收熱回收技術(shù)已陸續(xù)在硫酸裝置中投入使用。該技術(shù)將一吸塔循環(huán)酸溫提升到165。200 以吸收200、以上的轉(zhuǎn)化氣 每噸酸可回收300kPa,1000kPa的低壓蒸汽約0.5t 吸收系統(tǒng)低溫位余熱的回收 由于對氣源的穩(wěn)定性有一定要求，技術(shù)、裝置及材料費(fèi)用較昂貴。一次性投資相對過大，在某些場合副產(chǎn)的低壓蒸汽無出路.因而至今尚未能普及。但這并不能限制其將逐漸得到推廣應(yīng)用的發(fā)展趨勢,因此 作為一項(xiàng)重要的可回收的能源.新建或改造冶煉廠設(shè)計(jì)中 在條件適合的情況下。也宜考慮吸收系統(tǒng)低溫位余熱的回收.