蔣世國(guó) 曾偉（.四川大學(xué)化工學(xué)院 四川成都 60065 .甕?；す?貴州福泉 55050）

硫酸裝置尾氣冒煙是硫酸廠對(duì)運(yùn)行中排放的肉眼可見(jiàn)煙霧的俗稱，其實(shí)質(zhì)是排放氣中含有硫酸酸霧或未反應(yīng)的二氧化硫氣體。根據(jù)筆者經(jīng)驗(yàn)，造成硫酸裝置尾氣冒煙原因有：（1）噴淋酸量不足；（2）吸收溫度的影響；（3）酸濃不正常；（4）凈化出口氣溫過(guò)高；（5）轉(zhuǎn)化氣量或負(fù)荷過(guò)大；（6）塔內(nèi)分酸不均勻；（7）電除霧效率低；（8）除沫器變形或損壞；（9）省煤器內(nèi)漏；（10）轉(zhuǎn)化段間漏氣或換熱器內(nèi)漏。

上述硫酸尾氣冒煙原因，可分為工藝原因和設(shè)備原因。（1）-（5）可認(rèn)為是工藝原因，后五項(xiàng)則屬于設(shè)備原因。下面就硫酸尾氣冒煙工藝及設(shè)備原因分別談?wù)劰P者的簡(jiǎn)單認(rèn)識(shí)。

一、工藝原因

1.噴淋酸量不足

衡量吸收噴淋酸量大小的有噸酸噴淋量（m3/t）和噴淋密度兩個(gè)概念。噸酸噴淋量概念的特點(diǎn)是引入了系統(tǒng)產(chǎn)量這一因素。噴淋密度概念主要是以吸收塔單位截面積為基準(zhǔn)，所以又與塔的操作氣速有關(guān)。

為了較完全的吸收三氧化硫，必須有足夠數(shù)量的循環(huán)酸做吸收劑。數(shù)量過(guò)多或過(guò)少都是不適宜的。若酸量不足，在吸收過(guò)程中，酸的濃度、溫度增長(zhǎng)的幅度就會(huì)很大，當(dāng)超過(guò)規(guī)定指標(biāo)后，使吸收率下降。吸收設(shè)備采用填料塔時(shí)，由于循環(huán)酸量不足，填料表面不能充分潤(rùn)濕，傳質(zhì)狀況會(huì)顯著惡化；當(dāng)采用泡沫塔吸收時(shí)，循環(huán)酸量不足會(huì)引起篩板布酸不均及泡沫層高度變低，使傳質(zhì)狀況變壞。循環(huán)酸量過(guò)多同樣對(duì)提高吸收率無(wú)益，而且還會(huì)增加流體阻力，增大動(dòng)力消耗，還會(huì)造成帶酸液泛現(xiàn)象。

2.吸收溫度的影響

影響吸收溫度的主要因素是酸溫和氣溫

（1）酸溫

從表一可以看出，任何濃度的硫酸，隨著酸溫的升高，液面上的三氧化硫、水蒸氣、硫酸蒸汽的平衡分壓都相應(yīng)增加。對(duì)吸收過(guò)程來(lái)說(shuō)，在進(jìn)塔氣體條件不變的情況下，隨著酸溫的不斷升高，推動(dòng)力越來(lái)越小，吸收率越來(lái)越低，與酸濃度升高一樣，酸溫?zé)o限制地升高也會(huì)出現(xiàn)液面上三氧化硫的平衡分壓和進(jìn)塔氣體中三氧化硫分壓成為相當(dāng)?shù)臓顟B(tài)，這時(shí)三氧化硫的吸收過(guò)程停止，吸收率等于零。

當(dāng)濃硫酸的溫度升高時(shí)，水自其中蒸發(fā)的速度將大到足以使水蒸汽和氣相中全部三氧化硫相結(jié)合，以致吸收SO3的過(guò)程根本不能進(jìn)行。

因此，三氧化硫的吸收是否完全，在很大程度上決定于吸收過(guò)程的溫度，又主要取決于硫酸的溫度。溫度越低，則吸收過(guò)程進(jìn)行得越完全，吸收率越高。

表一：硫酸液面上的蒸汽分壓

但是，酸溫控制也不是越低越好，主要原因有兩點(diǎn)：

第一在生產(chǎn)條件下，進(jìn)塔氣體不是絕干的，一般都含有一定量的水份（規(guī)定＜0.1g/Nm3）,盡管進(jìn)塔氣溫較高，如果酸溫很低，在傳熱傳質(zhì)過(guò)程中，不可避免地發(fā)生局部溫度低于露點(diǎn)。那么，氣體中的三氧化硫就有相當(dāng)數(shù)量變成酸霧隨氣流帶走，從而降低了吸收率。

第二，為保持低的酸溫，需要龐大的冷卻設(shè)備和大量的冷卻水，這樣會(huì)造成硫酸成本不必要的升高。此外，過(guò)低的酸溫還會(huì)造成輸送困難，甚至凍結(jié)。

（2）氣溫

影響吸收溫度的另一個(gè)因素是進(jìn)塔氣溫。從氣體吸收情況看，進(jìn)塔氣溫控制低一些對(duì)吸收率有利。但對(duì)三氧化硫來(lái)講，它是有限度的，進(jìn)塔氣溫不能太低，原因有兩點(diǎn)：（1）需增大氣體冷卻設(shè)備和動(dòng)力消耗，若轉(zhuǎn)化部分用省煤器或低壓余熱鍋爐，溫度過(guò)低會(huì)加快腐蝕及增大換熱面積。（2）低于露點(diǎn)溫度時(shí)，會(huì)產(chǎn)生酸霧，引起吸收率下降并造成煙害和腐蝕設(shè)備。

既然氣體進(jìn)塔溫度不能太低，那提高氣體進(jìn)塔溫度行不行？過(guò)高的提高溫度肯定是不行的。實(shí)踐證明，適當(dāng)?shù)奶岣哌M(jìn)塔氣體溫度，非但不會(huì)降低吸收率，反而對(duì)吸收有利。

二、設(shè)備原因

1.塔內(nèi)分酸不均勻

由于吸收塔內(nèi)分酸管或分酸槽等設(shè)備堵塞或設(shè)備腐蝕造成塔內(nèi)分酸不均，部分轉(zhuǎn)化氣體未得到完全吸收，從而使得尾氣SO3含量超標(biāo)。此種情況引起的煙囪冒煙，多半是尾氣中SO3含量或SO3形成的酸霧含量超標(biāo)所致。

2.電除霧效率低

電除霧效率低，進(jìn)入干燥塔爐氣所帶酸霧含量將大幅增加，加上在干燥塔新產(chǎn)生的酸霧，使得干燥塔酸霧量增大，當(dāng)酸霧含量過(guò)大，除沫器不能完全收集時(shí)，則會(huì)引起后續(xù)設(shè)備酸霧量相繼增大，最終導(dǎo)致尾氣酸霧含量超標(biāo)造成冒煙事故。

3.除沫器變形或損壞

除沫器故障，特別是最終吸收塔除沫器變形或損壞，將會(huì)間接或直接導(dǎo)致最終尾氣排放中酸霧超標(biāo)。

4.省煤器內(nèi)漏、轉(zhuǎn)化器段間內(nèi)漏或換熱器內(nèi)漏

省煤器內(nèi)漏、轉(zhuǎn)化段間或換熱器內(nèi)漏，均會(huì)造成硫酸尾氣冒煙，所不同的是，省煤器內(nèi)漏所造成的煙囪冒煙是由于其造成轉(zhuǎn)化氣大量帶水，在最終吸收塔內(nèi)產(chǎn)生大量酸霧而引起煙囪冒煙；而轉(zhuǎn)化段間或換熱器內(nèi)漏引起的冒煙，則是因?yàn)橛捎谠O(shè)備內(nèi)漏，使得大量SO2未經(jīng)過(guò)觸媒層，大大降低了總轉(zhuǎn)化率，使得硫酸尾氣中SO2含量嚴(yán)重超標(biāo)而導(dǎo)致煙囪冒煙。

結(jié)語(yǔ)

硫酸尾氣冒煙算不上疑難問(wèn)題，但真正處理起來(lái)并不太容易。為更快更準(zhǔn)確的找出其原因，需對(duì)引起硫酸尾氣冒煙的原因有較為清晰的認(rèn)識(shí)，排查過(guò)程要仔細(xì)，這樣快速成功解決硫酸尾氣冒煙問(wèn)題的概率將會(huì)很高。

[1]劉少武，齊焉，趙樹起等.硫酸生產(chǎn)技術(shù)[M].南京：東南大學(xué)出版社，1993.

[2]劉少武，高慶華，邱紅俠。硫酸生產(chǎn)異常情況原因與處理[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008.

[3]肖寶玉。硫酸裝置尾氣冒煙原因排查經(jīng)驗(yàn)點(diǎn)滴[J].硫酸工業(yè)，2011（4）:38-41.