托普索WSA湿法制酸技术(煤化工)
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冶炼烟气制酸,是我国硫酸工业的重要组成部分。
近十几年来,我国冶炼烟气制酸技术取得长足发展,冶炼烟气制酸单系列装置的规模愈来愈大,技术和装备愈来愈先进;大型冶炼烟气制酸工程的设计都不同程度地应用了当今国内外先进技术和装备,大大改变了我国冶炼烟气制酸的技术状况。
八十年代中期,丹麦托普索公司开发了一种改进的湿气体制酸(WSA)工艺,这是一种不必进行烟气中间干燥而生产浓硫酸的催化工艺,对于烟气含水量没有要求。
该工艺不产生废水和废渣,不使用吸收剂或化学试剂,二氧化硫的转化率可达99.3%~99.5%。
而且可将反应热、水合热以及部分硫酸冷凝热都在系统内回收,充分利用了工艺过程产生的热量。
当SO2浓度2.8%时,系统就能自热平衡,浓度再高时还能产生蒸汽。
WSA广泛应用于电厂烟气、冶炼烟气、硫化氢排放气以及硫化床催化裂化(FCC)排放气。
目前已投入运行的有法国Noyelles—GodaultMetaleurop铅烧结机烟气脱硫、智利圣地亚哥的Molymet钼冶炼厂烟气脱硫等,装置总数已超过27套。
我国株州冶炼厂铅烧结机烟气治理也采用WSA制酸技术,将在2001年建成投产。
WSA湿法制酸工艺流程及应用前景丹麦托普索WSA湿法制酸工艺可以有效地利用各种生产过程中产生的含硫酸性气体直接制酸,得到商品级浓硫酸,具有适用范围广、工艺流程简单、硫回收率高、操作成本低、经济效益好等特点,是石油、石化、冶金、化肥、发电,焦化、煤化工等行业的一种可供选择的有竞争力的硫回收工艺路线。
从石油,石化、冶金,化肥、煤化工等行业含H2S等硫化物的酸性气中回收利用硫基本上就有硫回收和酸回收2种。
一般而言硫回收用的比较多,其工艺种类繁多,但基本是在克劳斯技术基础上发展起来的,主要有加拿大Delta公司的MCRC法、德国鲁奇公司的Sulfreen 法,德国林德公司的Clinsulf法、荷兰Comprimo公司的SuperClaus 法等。
酸回收直接制取硫酸省略掉克劳斯装置,以H2S为原料直接制得硫酸,分为干接触法与湿接触法2种。
所谓的干接触法是将H<sub>2</sub>S气体燃烧成SO<sub>2</sub>后,采用与传统的硫铁矿制酸工艺相似的方法洗涤、干燥、催化转化、吸收。
湿接触法则由于H<sub>2</sub>S在分离过程中已经进行过洗涤,不需要再进行洗涤,干燥和净化,在水蒸气存在下将SO<sub>2</sub>催化转化成SO<sub>2</sub>并直接凝结成酸。
企业可根据自己的产品产量、气体成分、技术水平、投资能力等条件的不同而采用相应的工艺流程。
一、制酸原理以含硫酸性气为原料采用湿接触法直接制得硫酸,可大大简略流程,有利于系统热量的回收,节省投资。
目前最有代表性的技术为丹麦托普索公司的湿法硫酸工艺、德国鲁奇公司的低温冷凝工艺和康开特工艺。
1、丹麦托普索湿法硫酸工艺丹麦托普索公司20世纪80年代中期开发的湿法制酸工艺,英文是Wet gas Sulphuric Acid,缩写WSA。
WSA湿法硫酸工艺运行总结刘福生【摘要】以新建并已经投入运行的硫酸装置为例,介绍WSA工艺特点,以及运行时的注意事项,存在的问题.【期刊名称】《化工设计通讯》【年(卷),期】2012(038)001【总页数】3页(P85-87)【关键词】WSA;特点;问题;注意事项【作者】刘福生【作者单位】中煤龙化哈尔滨煤化工有限公司,黑龙江哈尔滨 154854【正文语种】中文【中图分类】TQ111.16在最近15年里,托普索公司的WSA(湿式硫酸)技术在低浓度SO2气体(SO2不超过6%~7%)制酸方面得到广泛的应用。
全世界签约WSA装置已超过80套,主要用于石油炼制、焦化和煤化工、煤气化、粘胶纤维生产、冶金等行业。
这些装置的规模跨度很大,小到处理焦化厂的H2S气体,大到处理高含硫燃料发电厂烟气和炼油厂酸性气。
这些WSA装置工艺气体流量范围在2 000~200 000m3/h,硫酸产量范围在4~1 140t/d。
WSA工艺的特点是湿式工艺,即工艺气体不经过干燥,所有进气中的水蒸气及化学反应产生的水蒸气全部保留在气体中,SO3不像传统干法工艺那样被硫酸吸收,而是通过水合反应生成硫酸蒸气,然后在由空气冷却的管式冷凝器中冷凝成浓硫酸。
目前全球建成或在建的WSA装置已超过50套,这些WSA装置应用在很多工业行业,硫酸产量最高可达日产1 100t。
该工艺不仅解决了运行无法连续的问题,还解决了排放尾气不能满足环保要求的问题。
1 WSA工艺概述我公司采用的丹麦托普索公司WSA湿法硫酸工艺分为酸性气体燃烧;SO2转化为SO3;硫酸冷凝与冷却;通过锅炉水/蒸汽进行热交换等四部分。
流程示意见图1。
2 WSA工艺的优点及限制与传统制酸技术相比,WSA工艺具有一些固有的优点和限制。
2.1 WSA工艺的优点(1)能效高。
WSA工艺的能效非常高,因为SO2的氧化热、气态SO3与H2O 的反应(形成硫酸蒸气)热、硫酸蒸气冷凝热及工艺气体接近100℃的冷却热都得到了回收,这些能量一部分以高压蒸汽的形式回收,另一部分以热空气(例如作为燃烧空气)的形式回收,只有产品酸的冷却热随冷却水流失于环境。