200 kt_a硫黄制酸装置节能环保技术改造及运行实践.pdf
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1、硫酸工业Sulphuric Acid Industry第 4 期2023 年 8 月No.4Aug.2023200 kt/a 硫黄制酸装置节能环保技术改造及运行实践黄涛(四川宏达股份有限公司,四川什邡 618401)摘要:四川宏达股份有限公司对 200 kt/a 硫黄制酸装置进行节能环保技术改造升级,实现w(H2SO4)98%硫酸产能 300 kt/a、0.7 MPa 低压蒸汽产量 396 kt/a。通过对硫酸生产的工艺和设备进行技术改造,并配套建设硫酸低温位余热回收系统、蒸汽高效综合梯级利用系统和自动化生产控制系统,2022年硫酸产量较 2021 年增加了 53.48%,工业硫酸单位产品综合
2、能耗为-184.45 kgce/t,达行业先进水平;蒸汽产量得到大幅提升,燃煤和天然气的消耗量大幅降低,在产生显著经济效益的同时,推动公司能源消费向清洁化转型。通过建设生产控制中心,集成 DCS 控制系统、消防控制中心、GDS 系统等功能,提高了装置的自动化水平和本质安全水平。关键词:硫黄制酸余热回收蒸汽自动化安全清洁生产技术改造中图分类号:TQ111.16 文献标志码:B 文章编号:1002-1507(2023)04-0022-04Energy-saving and environmental protection technology transformation and operatio
3、n practice of a 200 kt/a sulphur-burning sulphuric acid plantHUANG Tao(Sichuan Hongda Co.,Ltd.,Shifang,Sichuan,618401,China)Abstract:Sichuan Hongda Co.,Ltd.has upgraded the 200 kt/a sulphur-burning sulphuric acid production unit with energy-saving and environmental protection technology,achieving a
4、sulphuric acid production capacity of 300 kt/a with a mass fraction of 98%and a low-pressure steam production capacity of 396 kt/a at 0.7 MPa.By technical transformation of the sulphuric acid production process and equipments,and supporting the construction of a low-temperature waste heat recovery s
5、ystem for sulphuric acid,a high-efficiency comprehensive cascade utilization system for steam,and an automatic production control system,the sulphuric acid production in 2022 has increased by 53.48%compared to 2021,and the comprehensive energy consumption per unit of industrial sulphuric acid produc
6、t is-184.45 kgce/t,reaching the industrys advanced level.The steam production has been significantly increased,and the consumption of coal and natural gas has been significantly reduced.While generating significant economic benefits,it has also promoted the companys energy consumption transformation
7、 towards cleanliness.By building a production control center,integrating functions such as DCS control system,fire control center,GDS system,etc.,the automation level and intrinsic safety level of the device have been improved.Key words:sulphur-burning sulphuric acid production;waste heat recovery;s
8、team;automation;safety;cleaner production;technical transformation四川宏达股份有限公司(以下简称宏达股份)200 kt/a 硫黄制酸装置始建于 2002 年,采用传统的“3+2”两转两吸工艺,尾气采用“氨法吸收+硫酸氧化”工艺处理,副产硫酸铵溶液送至磷酸装置使用。该硫黄制酸装置配备 2.4 MPa 余热锅炉副产蒸汽,蒸汽经 3 000 kW 背压汽轮发电机组实现余收稿日期:2023-05-28。作者简介:黄涛,男,四川宏达股份有限公司磷化工基地硫酸厂厂长,高级工程师,主要从事硫酸工艺设计、硫酸生产及设备管理工作。电话:13568
9、213381;E-mail:。热发电后,送至磷铵等下游装置使用。23经过近 20 年的生产运行,该硫黄制酸装置存在设备老化、能耗高、操作自动化程度低、不能满足现行安全技术规范要求、岗位环境污染大、尾气排放不能达到超低排放要求、硫酸单位产品能耗处于落后水平等问题亟待解决。在广泛调研的基础上,宏达股份于 2021 年 12 月对 200 kt/a 硫黄制酸装置进行了技术提升改造,打造一套低碳环保、安全高效的绿色硫酸生产装置。1项目建设内容1.1硫酸生产线清洁生产技术改造升级将现有 200 kt/a 硫酸生产线进行清洁生产技术改造升级,配套进行硫酸低温位余热回收系统、蒸汽高效综合梯级利用系统和自动化
10、系统升级改造,实现 w(H2SO4)98%硫酸产能 300 kt/a、0.7 MPa 低压蒸汽 396 kt/a。硫酸生产线清洁生产技术改造主要内容见表 1。表1硫酸生产线清洁生产技术改造主要内容项目技术改造主要内容风机新购背压式汽机驱动的主风机,配备空气过滤器,现有风机作为开工风机备用熔焚硫系统新增液硫过滤器和精硫槽余热锅炉更换余热锅炉、蒸汽过热器及省煤器,并配备相应辅机,压力等级由2.45 MPa升级为3.82 MPa转化工序改造转化器、换热器,更换部分管道及钒催化剂干吸工序新建低温位余热回收系统,配套给水系统改造尾气处理工序 脱硫系统改造余热发电系统 改造现有背压机组,增设505控制系统
11、自动化系统DCS系统建设升级,增设生产控制中心(含消防控制室)液硫硫黄库增设2台液硫储槽,硫黄储量增加5 000 t1.2安全整改提升根据“以新带老”原则,对照最新安全技术规范要求对硫酸装置进行全面的安全整改提升,采取了以下多项措施:1)改变硫黄上料方式。改造前,由人工现场原地破包,散料和包装混堆,再由铲车转运入高位上料斗,现场物料散乱、粉尘飞扬,爆炸危险性较高。技术改造后,采用叉车吊运软带托盘的方式转运硫黄、人工破包加料的方式进行硫黄加料,避免了粉尘飞扬,降低了爆炸危险性。2)对硫黄库进行整改,提高安全性。整改措施主要包括:对硫黄库进行防火分区,使库存硫黄分区堆放,堆码规范,保证硫黄库交通通
12、畅,取用便利;按易制毒物品管理要求,配置全方位监控摄像头,对进出人员和物料进行 24 h 监控;投料区按乙类建筑进行消防设计,建设不发火地坪约800 m2,杜绝因操作产生火花导致硫黄燃烧和爆炸的可能;室内外设置消防栓8台(套)、烟雾报警仪12台,报警信号接入消防控制中心,实施24 h不间断监控。3)提高装置本质安全水平。整改措施主要包括:焚硫炉为明火设备,按最新安全技术规范的要求,搬迁熔硫工序,满足防护距离需要;对配电室进行线缆洞口封堵,设置烟雾报警、温度报警及自动灭火设施;新建可燃有毒气体检测报警系统(GDS),设置 SO2浓度报警仪全方位监控装置SO2泄漏情况,确保装置运行和人员安全。1.
13、3环保水平提升1.3.1扬尘治理针对技术改造前硫黄库、熔硫工序扬尘严重、环境恶劣等情况,首先进行硫黄上料工序改造,为改变硫黄上料方式提供条件。上料方式改变后,扬尘量大幅降低,岗位环境明显改善。其次,新建 2座液体硫黄储槽,增加液体硫黄库容积 5 000 t,大幅提高液体硫黄的使用量,在提高效益的同时,减少了使用固体硫黄带来的粉尘污染问题。1.3.2排放尾气治理按 GB 261322010硫酸工业污染物排放标准规定的特别排放限值要求,硫酸装置的尾气排放技术改造目标为(SO2)200 mg/m3、硫酸雾()5 mg/m3。此次技术改造对转化器的布风和催化剂床层进行了优化,通过与科研院校合作,建立数
14、学模型进行模拟,对转化器进气口进行了布风结构改造,使气体在催化剂床层均匀分布,提高截面温度的均匀性,以提高 SO2的转化率。在尾气洗涤塔增设电除雾器,以降低硫酸雾的排放浓度。经测定,300 kt/a 硫酸装置电除雾器进、出口的硫酸雾平均质量浓度分别为 109.46,5.39 mg/m3,烟囱出口烟气(SO2)为 82.5 mg/m3,排放尾气中 SO2和硫酸雾的浓度基本满足特别排放限值要求,烟囱烟羽得到彻底治理。黄涛.200 kt/a硫黄制酸装置节能环保技术改造及运行实践硫酸工业242023 年第 4 期1.4装置自动化及信息化建设1.4.1自动化生产操作系统建设300 kt/a 硫酸装置实行
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