茍永乾

（青海湘和有色金屬有限責(zé)任公司，青海 西寧 810000）

1.1 熱濃硫酸分酸器的工況剖析

分酸器在濃硫酸制作過程至關(guān)重要，其制作過程為，將濃酸循環(huán)槽內(nèi)的93%～98%的熱濃硫酸進(jìn)行均勻分布，在分布過程低當(dāng)中吸收掉SO2煙氣中的水分，將SO2產(chǎn)生的煙氣換成熱設(shè)備，輸送至轉(zhuǎn)化器當(dāng)中，經(jīng)過多次轉(zhuǎn)化反應(yīng)，最終形成SO3氣體；從塔內(nèi)的下部進(jìn)入，貫穿到塔上部，分算材料經(jīng)過分流器進(jìn)行分酸，吸收率在98%的濃硫酸時，可以相對增加酸的濃度。在酸吸收率達(dá)到在99.99%以上時，酸溫度在40℃～120℃，壓力則小于1.6MPa，分酸口內(nèi)的流速在1.15m/s～1.26m/s之間，因分酸器在工作過程中常常受到腐蝕，因此，工作條件較為惡劣[1]。

1.2 現(xiàn)用分酸器存在的問題

（1）選材不耐腐蝕，耐沖刷腐蝕性能較差以及選材不合理等，都能導(dǎo)致使用壽命縮短。

（2）在酸液進(jìn)入小管徑后，產(chǎn)生失重疊加，是沖擊力加大，從而導(dǎo)致酸沫夾帶嚴(yán)重，減低生產(chǎn)效率，導(dǎo)致企業(yè)成本的增加。

（3）溢流小管的長短規(guī)格沒有統(tǒng)一定位標(biāo)準(zhǔn)，因此，很難均勻的將點出口進(jìn)行布置，從而導(dǎo)致較多盲區(qū)；液面上的溢流管產(chǎn)生彎阻，導(dǎo)致形成阻流顯現(xiàn)個，產(chǎn)生不均勻的流量[2]。

（4）主進(jìn)水管和單管分布在槽內(nèi)，導(dǎo)致槽與槽之間分布不均勻。在集中裝藥后，高、低溢流槽內(nèi)仍存在孔板分布和調(diào)節(jié)，且由于液波作用，溢流管在不同距離上的流量分布是相同的。

（5）由于產(chǎn)生出來的流量差別較大、盲區(qū)多，出現(xiàn)干燥后的SO氣體水分偏高，從而是排出后的尾氣超標(biāo)。

（6）在制造工藝當(dāng)中，技術(shù)不先進(jìn)，造成成品質(zhì)量缺陷，影響正常生產(chǎn)與使用。

（7）在分酸器的選在才，一般采用國外進(jìn)口，因此，造價較為昂貴，生產(chǎn)效率低，導(dǎo)致性價比偏低。

2 均壓穩(wěn)流型分酸器的研發(fā)及材質(zhì)選用

（1）研發(fā)：在進(jìn)行各個管口與各組預(yù)分布涉及的分布進(jìn)行選材時，要按照其點量、預(yù)分布進(jìn)口截面、分流口縱截面的比例、主要部件之間的調(diào)流流量、預(yù)分布之間負(fù)壓均衡等結(jié)構(gòu)及流量稱重、占位高度、成型工藝的技術(shù)水平和精細(xì)制造提高等方面，不斷研究開發(fā)[3]。

（2）均壓穩(wěn)流分酸器（FD）材質(zhì)的選用。

經(jīng)生產(chǎn)中證明，對于當(dāng)前在熱濃硫酸制酸分酸器材質(zhì)的選用要適合工況的要求，且經(jīng)濟(jì)適用。

表1 FD 材質(zhì)的腐蝕率（㎜/a）

將其和眾多材料的合金配比精煉材質(zhì)、多種不銹鋼等材質(zhì)進(jìn)行同一條件下的耐腐蝕性能試驗比較見下表2。

3 結(jié)構(gòu)設(shè)計

在進(jìn)行機(jī)構(gòu)選在時，采用的是自主研發(fā)高耐熱濃硫酸專屬FD材質(zhì)，針對制算行業(yè)生產(chǎn)中所存在的問題，進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。

主流管的前提流量的主要分布主要分為，預(yù)分布系統(tǒng)、分酸分流位置主部件、支管負(fù)壓緩流空位、分酸點直徑、數(shù)量、角度、位置、不同位置的凸臺高度、襯口等結(jié)構(gòu)，都要嚴(yán)格按照設(shè)計原則進(jìn)行實驗與計算，使其在結(jié)構(gòu)上保持最佳狀態(tài)，從而適應(yīng)系統(tǒng)的工作效率。

（1）通過真空負(fù)壓順序在系統(tǒng)主要部件、支管、分流位、負(fù)壓均衡管道中的穩(wěn)流量、均流發(fā)明運(yùn)用、預(yù)分布系統(tǒng)以及緩流過流管進(jìn)行研發(fā)設(shè)計，對盲區(qū)處所產(chǎn)生的問題進(jìn)行解決，從而徹底解決各類分酸器流量誤差所造成的阻孔現(xiàn)象。

（2）分酸點管內(nèi)為非金屬耐腐蝕性材料與金屬進(jìn)行結(jié)合，可使酸流管徑不受腐蝕，不會產(chǎn)生脫落與堵塞的現(xiàn)象；在法蘭連接出的布點凸臺上，形成一個不沖刷螺栓的凸起高度。

（3）設(shè)備運(yùn)行中的酸性泥漿和小瓷圈可隨時拆除，全酸輸入、輸出，避免維護(hù)和清洗，提高起動速度。利用真空負(fù)壓，快速消除酸湍流流動，所以，每個并聯(lián)部分的流速的裝置是偶數(shù)，穩(wěn)定，沒有泛酸，酸泡沫是由夾帶，和泵體和管道的磨損會降低。

（4）分酸點一般為 40個/㎡～52 個/㎡，布點向下呈35°～55°的三角形均勻布置，因此不會產(chǎn)生盲區(qū)，消除了分酸的死角與氣液不良接觸的現(xiàn)象。

表2 不同材質(zhì)的耐腐蝕性能比較

（5）等壓穩(wěn)定流動型出口的沖量約為槽管溢流管液體重力加速度出口沖量的兩倍。經(jīng)平臺試驗，用戶在驗證過程當(dāng)中，等壓穩(wěn)流器的出口流量較小，并產(chǎn)生霧滴指數(shù)少的現(xiàn)象，這樣可以使吸收率提高，SO2氣體在干燥后水分較低。

（6）在穩(wěn)壓流分酸器上，酸量可以確保在設(shè)計值的±50%左右，符合標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值，同時，通過真空負(fù)壓，來實現(xiàn)穩(wěn)流與流量的均勻分布。

（7）管徑之間的煙氣較少，也較少了酸霧的夾帶；制造壁的厚度適中，焊接性能優(yōu)越，且運(yùn)行重量也較為輕便，從而使其使用壽命可長達(dá)20年左右。

（8）圓形主要部件的底部，分算點與其支管點在負(fù)壓狀態(tài)下，形成了液位微差為25mm的水柱高度，可以利用橢圓形與矩形來進(jìn)行消除。

4 安裝及應(yīng)用

自主研發(fā)分酸器以來，國內(nèi)較多的硫酸生產(chǎn)企業(yè)都在投入使用，并獲得較大的經(jīng)濟(jì)利益，率先投入使用的企業(yè)有云銅楚雄、云南三環(huán)、磷化、銅陵金昌、紫金多寶山、青海湘和。

按以上應(yīng)用的廠家說明利用真空負(fù)壓進(jìn)行流量均分的“均壓穩(wěn)流型分酸器”吸收塔，其吸收效率較為明顯，與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)相比，分酸成分更高，在干燥塔內(nèi)干燥后的SO2爐氣含水量更低，實現(xiàn)了一次質(zhì)酸設(shè)備增產(chǎn)減排的目標(biāo)。