張 健，陳銀根，王曉顏

(銅陵市華興化工有限公司，安徽銅陵 244021)

硫鐵礦制酸摻燒硫化氫和硫酸亞鐵的生產(chǎn)實(shí)踐

張 健，陳銀根，王曉顏

(銅陵市華興化工有限公司，安徽銅陵 244021)

硫鐵礦 硫酸生產(chǎn) 摻燒 硫酸亞鐵 硫化氫 影響 措施

銅陵市華興化工有限公司(以下簡稱華興公司)3套200 kt/a硫鐵礦制酸裝置從2012年開始摻燒一水硫酸亞鐵，2013年1月又摻燒硫化氫氣體，目前已累計(jì)摻燒一水硫酸亞鐵32 kt、硫化氫氣體14 kt，折合生產(chǎn)硫酸54 kt,同時(shí)提高了燒渣鐵的品位。目前沸騰爐能同時(shí)摻燒一水硫酸亞鐵和硫化氫氣體，這在國內(nèi)尚屬首次。現(xiàn)將3年多來摻燒一水硫酸亞鐵和硫化氫對(duì)制酸系統(tǒng)的影響及應(yīng)對(duì)措施作一總結(jié)。

1 摻燒硫化氫氣體對(duì)系統(tǒng)的影響

由于相鄰的六國公司氮肥廠300 kt/a合成氨裝置有硫化氫氣體產(chǎn)生，自行處理費(fèi)用很高，為此銅化集團(tuán)公司決定利用華興公司的沸騰爐處理硫化氫氣體，通過管道將硫化氫氣體送至該爐與硫鐵礦進(jìn)行摻燒，最大限度地降低處理費(fèi)用，變廢為寶。

1.1 硫化氫酸性氣體參數(shù)

脫硫/脫碳工序和變換工序硫化氫酸性氣體工藝參數(shù)分別見表1和表2。

表1 脫硫/脫碳工序硫化氫氣體工藝參數(shù)

注：表中數(shù)據(jù)為六國公司送出點(diǎn)氣體工藝條件，操作彈性50%～110%。

目前操作工況已達(dá)到了3 000 m3/h左右，屬于高硫工況。

表2 變換工序硫化氫氣體工藝參數(shù)

注：表中氣體來自變換工序氣提塔分離器。

1.2 燃燒器選型及進(jìn)氣位置選擇

1.2.1 燃燒器選型

經(jīng)反復(fù)選型比較，最終選用徐州某公司生產(chǎn)的XRQ-2型燃?xì)馊紵鳎渚哂薪Y(jié)構(gòu)緊湊、燃燒穩(wěn)定、調(diào)節(jié)比大、噪聲低、可內(nèi)設(shè)點(diǎn)火槍和火焰檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)火焰鋪展性好、燃燒完全、燃燒易于控制。燃燒器主要由主燃?xì)鈬姌?、液化氣槍、高能點(diǎn)火槍等組成，水平安裝在沸騰爐上。點(diǎn)火采用分級(jí)點(diǎn)火方式，點(diǎn)火時(shí)首先點(diǎn)燃液化氣槍，液化氣槍火焰檢測(cè)器檢測(cè)有火，再打開主燃?xì)鈬姌?，液化氣槍點(diǎn)燃主燃?xì)鈬姌尅?/p>

1.2.2 進(jìn)氣位置選擇

酸性氣體的進(jìn)氣位置對(duì)于摻燒是十分重要的。就沸騰爐的結(jié)構(gòu)而言，酸性氣體從爐底與空氣一起進(jìn)入沸騰爐較為簡便。但考慮到硫化氫氣體與空氣混合時(shí)存在著爆炸極限問題，因此不能采用這種進(jìn)氣方式，只能考慮將酸性氣體直接送入爐體內(nèi)，開孔位置設(shè)在沸騰爐一次擴(kuò)大段(如圖1)。在操作時(shí)可以通過投礦量的增減對(duì)酸性氣體的波動(dòng)進(jìn)行補(bǔ)償；酸性氣體處理量大時(shí)可減少投礦量，反之則增加投礦量。由于硫化氫的燃燒需消耗一部分氧氣，因此可通過控制沸騰爐出口氧的濃度來進(jìn)行投礦量的調(diào)節(jié)，這就避免了一般硫化氫燃燒法不能適應(yīng)氣濃、氣量波動(dòng)大的缺陷[1-2]。

圖1 沸騰爐硫化氫進(jìn)氣位置示意

1.3 摻燒硫化氫酸性氣體對(duì)系統(tǒng)的影響

1)摻燒硫化氫酸性氣體雖然有SO2析出但也有水蒸氣產(chǎn)生。這就直接導(dǎo)致電除塵器不能長周期送電，電場(chǎng)石英套管都有不同程度的結(jié)垢，導(dǎo)致爬電，一般1個(gè)月要停車1次進(jìn)行檢修。

2)理論上處理1 t硫化氫酸性氣體能生產(chǎn)w(H2SO4)98%硫酸2.94 t，摻燒硫化氫能降低礦耗。

3)由于3套系統(tǒng)都同時(shí)摻燒硫化氫酸性氣體，一旦有一套系統(tǒng)檢修必須用氮?dú)鈴氐字脫Q進(jìn)制酸系統(tǒng)的硫化氫管道，檢測(cè)合格后插上盲板方能檢修。

2 摻燒一水硫酸亞鐵對(duì)系統(tǒng)的影響

由于銅化集團(tuán)安納達(dá)鈦業(yè)公司生產(chǎn)鈦白粉的副產(chǎn)品一水硫酸亞鐵單獨(dú)處理費(fèi)用很高，為發(fā)揮集團(tuán)整體優(yōu)勢(shì)，華興公司利用沸騰爐對(duì)其進(jìn)行摻燒處理。

2.1 摻燒工藝路線的選擇和對(duì)礦含硫的要求

摻燒初期，硫鐵礦中w(S)30%，摻燒一水硫酸亞鐵的比例1.5%。硫酸亞鐵經(jīng)圓盤給料機(jī)送到回轉(zhuǎn)干燥窯進(jìn)行干燥脫水，然后由皮帶輸送機(jī)輸送到沸騰爐。在此過程中發(fā)現(xiàn)干燥窯出料有明顯刺激性SO2氣味，操作人員難以靠近且物料容易黏附在溜槽上，下料不暢。摻燒硫酸亞鐵后沸騰爐底溫平均下降30～50 ℃，中壓蒸汽產(chǎn)量也明顯減小，系統(tǒng)難以操作控制，經(jīng)濟(jì)效益也有所下降。后改用w(S)38%以上硫鐵礦摻燒一水硫酸亞鐵，一水硫酸亞鐵不進(jìn)回轉(zhuǎn)干燥窯干燥，改用園盤給料機(jī)直接投料，硫酸亞鐵與從回轉(zhuǎn)干燥窯出來的硫精砂進(jìn)行混合后由皮帶輸送機(jī)送至沸騰爐焙燒。摻燒硫酸亞鐵對(duì)爐底溫度影響不大，操作人員也易于操作。通過試驗(yàn)，摻燒1 t一水硫酸亞鐵可生產(chǎn)硫酸0.4 t以上，可產(chǎn)w(Fe)60%鐵粉0.25 t，經(jīng)濟(jì)效益可觀。

2.2 摻燒一水硫酸亞鐵對(duì)系統(tǒng)的影響

由于一水硫酸亞鐵吸收熱量才能分解，這樣勢(shì)必影響沸騰爐的溫度。一般礦w(S)在38%以上、摻燒比例2%～3%對(duì)系統(tǒng)影響不大，產(chǎn)生的升華硫也較少，對(duì)電除塵器的正常送電也無大的影響。

3 沸騰爐操作運(yùn)行情況

目前3臺(tái)沸騰爐運(yùn)行基本平穩(wěn)，風(fēng)壓17 kPa，出口溫度(925±25) ℃。出口爐氣組分：φ(SO2)為12.55%，φ(SO3)為0.13%，φ(N2) 為79.13%，φ(O2)為1.91%，φ(H2O)為6.28%。

但生產(chǎn)中有2個(gè)問題需要注意：①入爐原料要求做到三穩(wěn)定，即含硫、含水、粒徑穩(wěn)定，有時(shí)礦中含水量大易造成2個(gè)下料口結(jié)疤；②氧表容易失真，一旦失真，SO2氣濃穩(wěn)定很難控制，只能憑經(jīng)驗(yàn)操控。

4 結(jié)語

從循環(huán)經(jīng)濟(jì)角度出發(fā)，硫鐵礦制酸沸騰爐同時(shí)摻燒硫化氫氣體和一水硫酸亞鐵是可行的，摻燒一水硫酸亞鐵比例不能太大(以2%～3%為宜)，以獲取效益的最大化。

[1] 蔡齋姑，高曉玲. 硫鐵礦沸騰爐摻燒含硫化氫酸性氣體的研究[J].硫酸工業(yè)，2002(4)：13-18.

[2] 楊毅. 沸騰爐混燒硫化氫酸性氣的設(shè)計(jì)與生產(chǎn)實(shí)踐[J].硫酸工業(yè)，2014(3)：34-36.

2016-12-12。

張健， 男， 銅陵市華興化工有限公司董事長、 總經(jīng)理， 長期從事硫酸生產(chǎn)管理工作。 電話：13955947258； E-mail:cyg667258@163.com。

TQ111.16

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