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发表于 2019-10-8 10:46:37
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本帖最后由 晚到的约瑟 于 2019-10-8 16:18 编辑
石三硫酸(三)
石出由的硫酸设备也是由一系列的塔组成。
含硫烟气需依次经过降温增湿塔,直径1米,高6米;4个脱硫塔,0.68米*1.2米*4.5米,每塔底配套一个酸循环池0.5米*2.8米*0.5米;冷却塔,直径0.5米,高3米,配循环冷却水池0.6米*2米*0.5米。这些塔、池都由红砖水泥砌造,内贴瓷砖防腐。为了节约目前临高产量还少的可怜的不锈钢,所有塔和池之间的酸液管道,只好先用瓷筒套接水玻璃密封。只有泵取酸液的酸泵和与其相连的管道及管道尽头的酸液喷头,才用不锈钢。
烟气通过旋风除尘器后,首先进入从底部进入降温增湿塔,与塔顶喷淋循环水逆流接触。塔内有木格填料,增加接触面积。烟气被增湿、降温、除尘,循环水被加热。塔中喷淋水量可调节,控制烟气的温度和湿含量,经降温后的烟气温度下降到操作工况要求的75℃以下。
用来作为冷却介质的温水回收通入冷却塔,在塔内有斜波纹的陶瓷填料,使水流在填料表面形成水膜,缓慢流下,充分散热,水温从60℃冷却到30℃后,循环使用。
经过降温增湿的烟气依次进入1、2、3号脱硫塔,4号脱硫塔关闭入气阀。每个脱硫塔装有700公斤活性炭,气体经过总厚度1.5m活性炭床层。混合气经过如此厚活性炭床层,几乎丧失了全部压力。因此,降温增湿塔出来的含有O2、SO2、水蒸汽的混合气体会被两台100m3/h不锈钢压缩泵压缩加压,按照500/h的空速工艺指标,保障混合气进入脱硫塔后气相的动力。
脱硫塔内固定床层上的活性炭微孔中充满蒸汽液滴,在吸附O2和SO2气相后,催化氧化SO2生成SO3并溶解在液滴中。微孔中的含酸水滴在反应过程中不断凝结,后在自身重力下被脱除。当S02在活性炭催化剂上进行氧化反应时,反应温度降低利于S02及02的吸附,但反应速度要受到不利影响,而反应温度升高时的情况则相反,因此活性炭床温与烟气温度湿度均需进行适当的调节和匹配,才能取得理想的脱硫反应效果。
石出--由--当然不必反复试验了,前人的辛苦成果告诉他,在50℃至70℃的温度区间内是反应平衡温区,床温57℃时反应结果为最佳。因此,操作时,保持在反应温度恒定在此条件下即可。随着被吸附的硫酸浓度升高,活性炭的吸附能力下降,脱硫一段时间后,活性炭就需要再生。此时,将需要再生的脱硫塔,如4号脱硫塔,关闭入气阀,从脱硫流程中切除,对塔内的活性炭进行酸洗再生。酸洗液引自2号脱硫塔的酸液池中的稀硫酸,用不锈钢酸泵对4号脱硫塔进行一级酸洗。酸洗后的酸液引入1号脱硫塔酸液池中备用。活性炭床层经一级酸洗后,再用3号脱硫塔的酸液池中的稀硫酸,进行二级酸洗,酸洗后的酸液引入2号脱硫塔酸液池中作为下次一级酸洗的洗涤酸液。接着继续用4号脱硫塔的酸液池中的稀硫酸,进行三级酸洗,酸洗后的酸液引入3号脱硫塔酸液池中作为下次二级酸洗的洗涤酸液。最后,活性炭用清水洗涤,清水洗涤液回收入3号脱硫塔酸液池中作为下次三级酸洗的洗涤酸液。
经过上述多级洗涤,4号脱硫塔中活性炭得到充分再生,可投入下一轮烟气脱硫使用。同时,酸液池中的稀硫酸浓度也逐步提升。脱硫系统稳定运行后,三塔运行一塔水洗再生的生产方式,进行轮换运行操作。在石出由看来很简单的操作规程,实际生产时,规划民工人却经常搞错次序,开错阀,导致生产混乱。需要许芹重新测定各酸液池中的硫酸浓度后,才能重新理顺酸洗顺序。但上午才搞对,往往下午换班后哪个不上心的糊涂蛋又搞错了,以至于石出由从开始的哭笑不得到后来大光其火,狠狠扣了这帮没脑子的土著奖金,才长了记性!
全套烟气脱硫装置,根据石出由设计的工艺参数,一个脱硫周期为12小时,单次单塔酸洗再生时间为3小时。净化脱除硫后的烟气排入大气,再生洗涤下来的硫酸收集为产品,硫酸浓度可达30%,理论单日产量400公斤。
不过这套工艺方法生产的成品硫酸有个缺憾——浓度较低。成品的适用范围就受限制,从目前各工厂的需求来看,仅能用于酸洗或生产糠醛时的水解工序。季思退的硫酸浓度较高,可以达到76%,但也不满足所有工业浓硫酸使用的浓度要求,也有类似的问题。要想进一步提高浓度,就需要另外的工序——浓缩。
季思退的浓缩方案较简单,概括起来就两个字——“蒸馏”。先准备一个大铁锅,在铁锅内盛细砂作为砂浴,加热到40℃左右,拌均。另在一个10升的大烧瓶中加入待浓缩的硫酸,并加1%的无水硝酸钾粉末和数粒小玻璃球,在瓶口盖以玻璃,瓶外罩以筒状铁圈,铁圈口加盖,不要全盖,开放约1/2, 平放入砂浴中,拌均烧瓶周围的细砂使其受热均匀。然后将大铁锅徐徐加热约每分钟上升3℃。等到玻璃开始跳动发烟,这时玻璃不可紧盖烧瓶,豁开让烟逸出,但瓶口不可开放太大。开始发烟15分钟后,需要控制好火后,让温度缓缓上升最好每分钟上升2℃左右,避免升温太快,浓酸沸腾冲出。等到没有烟逸出时,把玻璃紧密盖好,盖好铁圈上面的盖子,整个密闭放置。冷却后即可使用。
这个方法并不适用于铅室法生产的硫酸,因为铅室法生产的硫酸中含硫酸铅,浓缩的过程中会不断析出。析出的白色硫酸铅很细,悬浮在硫酸里,很难过滤或沉淀分离。
而季思退升级版铅室法生产的硫酸生产过程中不接触铅,方案简单易行。只是这样蒸馏,大产量浓缩就会消耗较多的燃料。另外,逸出的酸气对操作工的呼吸道会造成严重的伤害。老季就从不去浓缩车间,甚至路过都远远绕着走——怕酸了他的牙。
石出由如果也走季思退的老路,因为成品酸浓度更低,消耗燃料会更多。所以他依托原来油页岩的生产工序。将来自干馏炉的尾气脱去H2S后,燃烧热吹蒸浓硫酸。热气连串通过直径15cm的瓷制浓缩管路。管路内半盛硫酸,酸泵带动其流动方向与热气流相反,以0.3~0.5m/s的缓速流动,利用燃烧气的高温和热气流快速流动造成的负压,直接吹蒸管路淡酸中的水份。随热气流带出之酸雾则在管路尽头由一段不锈钢冷凝管冷凝回收。废气则按原工序进吸收塔回收。循环的浓酸,定时测定浓度,达到出厂浓度要求后,后切取40%罐装出厂,同时加入新的稀酸。
这样,石出由的“吹蒸”法,无需消耗额外的燃料,整个吹蒸的过程在密封环境下完成,工作环境也对工人的健康不会造成直接伤害。 |
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