王勇

摘要：隨著社會(huì)的全方位發(fā)展及人們需求的各方位提高，硫酸在科學(xué)技術(shù)和人們?nèi)粘Ｉ钪姓紦?jù)的分量越來(lái)越重。硫酸廣泛的涉及到了工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國(guó)防、原子能及火箭技術(shù)、民生等眾多的領(lǐng)域，具有跨領(lǐng)域、涉及性廣等一系列特點(diǎn)。不僅硫酸的這些特性對(duì)各個(gè)領(lǐng)域產(chǎn)生了重要的影響，而且各個(gè)領(lǐng)域?qū)α蛩岬闹匾曇泊龠M(jìn)了硫酸自身的發(fā)展和硫酸工業(yè)的進(jìn)步，尤其是高濃度磷復(fù)肥及有色金屬工業(yè)的發(fā)展。本文通過(guò)對(duì)硫酸生產(chǎn)工藝及通用機(jī)械設(shè)備進(jìn)行分析研究，對(duì)硫酸工藝、通用機(jī)械設(shè)備應(yīng)用要點(diǎn)作出分析，以期能夠進(jìn)一步加強(qiáng)人們對(duì)硫酸生產(chǎn)工藝及通用機(jī)械設(shè)備的認(rèn)識(shí)，同時(shí)也希望能夠促進(jìn)硫酸工業(yè)的進(jìn)步。

關(guān)鍵詞：硫酸；生產(chǎn)工藝；通用機(jī)械設(shè)備

硫酸的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，涉及到工業(yè)、國(guó)防、原子能及火箭技術(shù)、農(nóng)業(yè)、民生等各個(gè)領(lǐng)域，在有色金屬冶煉、石油精煉、炸藥、原子反應(yīng)堆核材料生產(chǎn)、土壤改良、化肥、粘膠絲、合成纖維、制冷劑、涂料、飼料添加劑、鋼鐵、醫(yī)藥等眾多方面，都離不開硫酸的作用。隨著硫酸在眾多領(lǐng)域發(fā)揮作用，尤其是高濃度磷復(fù)肥及有色金屬工業(yè)的發(fā)展，推動(dòng)了我國(guó)硫酸工業(yè)的進(jìn)步。本文通過(guò)對(duì)硫酸生產(chǎn)工藝及通用機(jī)械設(shè)備進(jìn)行分析探討，對(duì)硫酸生產(chǎn)工藝進(jìn)行一些粗略的分析。

一、理解硫酸生產(chǎn)工藝流程

硫酸生產(chǎn)工藝主要分為硫酸生產(chǎn)方法和硫酸生產(chǎn)工藝流程，硫酸的生產(chǎn)方法可以分為硫磺制酸、磷石膏制酸、煙氣制酸、硫鐵礦制酸等。伴隨著硫磺充足供應(yīng)，綜合分析經(jīng)濟(jì)、生產(chǎn)、環(huán)境等各種因素，越來(lái)越多的企業(yè)開始使用硫磺作為硫酸生產(chǎn)的原材料。當(dāng)前，工業(yè)上生產(chǎn)硫酸，主要采取的是接觸法硫酸生產(chǎn)工藝，通過(guò)接觸法硫酸生產(chǎn)工藝，將V2O5催化劑與SO2氣體接觸，最終將SO2轉(zhuǎn)化為SO3。在接觸法硫酸生產(chǎn)工藝中，存在著三個(gè)基本的化學(xué)反應(yīng)，分別為SO2氣體制取、SO2轉(zhuǎn)化與SO2吸收，這三個(gè)基本的化學(xué)反應(yīng)是接觸法硫酸的核心。硫酸生產(chǎn)工藝流程分析主要分為硫鐵礦制酸工藝和硫磺制酸工藝，硫鐵礦制酸工藝中的硫鐵礦原材料，需要經(jīng)過(guò)原料工段處理，然后進(jìn)行沸騰焙燒作業(yè)，所產(chǎn)生的氣體，經(jīng)過(guò)廢熱鍋爐回收熱量，通過(guò)旋風(fēng)除塵器或電除塵器處理后，進(jìn)入氣體凈化程序，凈化氣體后，將氣體送入到干燥塔，然后將氣體進(jìn)行轉(zhuǎn)化，通過(guò)催化氧化作用，產(chǎn)生SO3氣體，將SO3氣體送到吸收塔，最終產(chǎn)生硫酸。硫磺制酸工藝的原材料為固體硫磺，其工藝需要經(jīng)過(guò)熔硫、過(guò)濾液硫、燃燒液硫、回收余熱、“3+2”兩轉(zhuǎn)兩吸工藝法處理，最終制造出硫酸。

二、了解硫酸的性能

言硫酸是一種重要的基本化工原料，廣泛使用于各工業(yè)部門，硫酸的產(chǎn)量常常被用作衡量一個(gè)國(guó)家工業(yè)發(fā)展水平的標(biāo)志。硫酸主要用于生產(chǎn)磷肥。合成纖維、涂料、洗滌劑、制冷劑、飼料添加劑、石油精煉、有色金屬冶煉，鋼鐵、醫(yī)藥和化學(xué)工業(yè)等，也都離不開硫酸。隨著我國(guó)高濃度磷復(fù)肥和有色金屬工業(yè)的發(fā)展，我國(guó)的硫酸工業(yè)也得到了迅速發(fā)展。2003年達(dá)到創(chuàng)記錄的3371萬(wàn)t，產(chǎn)量超過(guò)美國(guó)位居世界第一。2006年我國(guó)硫酸產(chǎn)量5044萬(wàn)t，同比增長(zhǎng)9.0%，其中硫磺制酸產(chǎn)量2233萬(wàn)t，同比增長(zhǎng)13.1%；冶煉煙氣制酸產(chǎn)量1163萬(wàn)t，同比增長(zhǎng)18.6%；硫鐵礦制酸產(chǎn)量1593萬(wàn)t，同比減產(chǎn)1.2%；其他原料制酸產(chǎn)量55萬(wàn)t，同比減少6.9%。截止到2007年9月，全國(guó)硫酸累計(jì)產(chǎn)量3957萬(wàn)t，同比增長(zhǎng)10.2%。

三、風(fēng)機(jī)的有效作用

在硫酸生產(chǎn)機(jī)械設(shè)備中，風(fēng)機(jī)主要為硫鐵礦工藝中焙燒爐爐底風(fēng)機(jī)、硫磺制酸工藝中空氣風(fēng)機(jī)、冶煉煙氣制酸工藝中SO2鼓風(fēng)機(jī)等。在冶煉煙氣制酸中使用的S型鼓風(fēng)機(jī)基本結(jié)構(gòu)包括雙進(jìn)氣閉式葉輪、主軸、剛性軸轉(zhuǎn)子、水平中分式機(jī)殼、變速箱、支撐軸、高位油箱、儀表、非接觸式振動(dòng)探頭等；在硫磺制酸工藝中使用的鼓風(fēng)機(jī)要求具備大流量、高效率、高壓比，為進(jìn)一步提高硫磺制酸生產(chǎn)能力，從而對(duì)鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行了改進(jìn)，在鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)口處設(shè)置調(diào)節(jié)裝備，增加流量調(diào)節(jié)的寬度，如在硫磺制酸中使用S5500--1*離心鼓風(fēng)機(jī)，其結(jié)構(gòu)為雙膝入單級(jí)雙支撐，鼓風(fēng)機(jī)出口與進(jìn)口均設(shè)計(jì)為矩形；葉輪為高效三元雙吸葉輪，能耗低，效率高。

四、沸騰爐和泵的使用方式是關(guān)鍵

沸騰爐的使用分為很多步驟，第一步是啟動(dòng)沸騰爐前應(yīng)認(rèn)真檢查風(fēng)機(jī)、園盤給料機(jī)、斗式提升機(jī)、燃煤破碎機(jī)等設(shè)備是否正常，發(fā)現(xiàn)缺油或故障就及時(shí)處理。第二步是打開配風(fēng)閥，以便使點(diǎn)火時(shí)未燃盡的煤煙排空礦制酸電除塵器。第三步是燃燒室點(diǎn)火。第四步是啟動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)，啟動(dòng)時(shí)必須先關(guān)好鼓風(fēng)風(fēng)門，空載啟動(dòng)，鼓風(fēng)風(fēng)門應(yīng)在鼓風(fēng)機(jī)正常啟動(dòng)之后再進(jìn)行調(diào)節(jié)。第五步是通過(guò)燃燒到的觀火孔觀察燃燒室的燃燒狀況，嚴(yán)禁在燃燒室口處正面觀察火情。第六步是停爐壓火前應(yīng)先停止供煤。在硫酸生產(chǎn)工藝中，通常采用的泵分為高溫濃硫酸泵、液體硫磺泵、稀硫酸泵三種。高溫濃硫酸泵的使用，是大型硫酸裝置發(fā)展的需要。傳統(tǒng)的泵插入深度為1500mm，循環(huán)酸溫在80℃以下，而高溫濃硫酸泵插入深度可以達(dá)到2000mm，循環(huán)酸溫提高到100-132°；如熱回收技術(shù)在硫酸生產(chǎn)過(guò)程中得到合理的利用，循環(huán)酸溫則可以提高到200°左右，這就需要高溫濃硫酸泵，保證泵的可靠性及安全性。在硫磺制酸工藝裝置中，液體硫磺泵主要包括過(guò)濾泵與爐前泵兩種，其中過(guò)濾泵主要負(fù)責(zé)將液態(tài)粗硫輸送到過(guò)濾機(jī)，爐前泵則主要負(fù)責(zé)將過(guò)濾完成后的精硫輸送到焚硫爐之中。稀硫酸泵主要在冶煉煙氣制酸工藝及硫鐵礦制酸工藝中應(yīng)用，使用稀硫酸泵的場(chǎng)合主要有污水污酸泵、冷卻塔酸循環(huán)泵、動(dòng)力波酸循環(huán)泵等。在硫酸生產(chǎn)工藝中選擇使用泵，需要確保其具備優(yōu)越的耐腐性及耐磨性，保證在生產(chǎn)過(guò)程中，泵的安全性及穩(wěn)定性。

總而言之，硫酸生產(chǎn)工藝及通用機(jī)械設(shè)備是一個(gè)極其復(fù)雜的系統(tǒng)，如果任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題，后果都是不可想象的。雖然現(xiàn)階段的硫酸工業(yè)運(yùn)轉(zhuǎn)系統(tǒng)似乎看起來(lái)很全面、完整。但是其實(shí)深層是有一些問(wèn)題的，例如硫酸提煉技術(shù)的研究與更新、與國(guó)際硫酸技術(shù)的接軌等等，這些都是我們硫酸研究人員應(yīng)該努力的方向。

參考文獻(xiàn)：

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[2]李勇，夏麗紅.紅磷化工有限責(zé)任公司硫酸生產(chǎn)擺脫高砷、高氟等污染[J].云南化工. 2007