專利名稱：一種硫酸轉(zhuǎn)化升溫的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于硫酸生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體是涉及一種硫酸轉(zhuǎn)化升溫的方法。
背景技術(shù)：
硫酸轉(zhuǎn)化升溫過程是硫酸生產(chǎn)操作控制的關(guān)鍵工序，現(xiàn)有硫酸生產(chǎn)轉(zhuǎn)化工序設(shè)計的“3+1”、“3+2”流程中的轉(zhuǎn)化工序的換熱流程是IV、I III、II或III、I IV、II的工藝流程設(shè)計，在大型冶煉煙氣制酸裝置中，均采用煤氣開工爐和電爐進(jìn)行預(yù)熱升溫或系統(tǒng)故障時保溫的工藝設(shè)計，用于硫酸轉(zhuǎn)化系統(tǒng)的預(yù)熱升溫或系統(tǒng)故障時保溫操作控制?，F(xiàn)有工藝設(shè)計的硫酸轉(zhuǎn)化升溫流程，一般都是采用在轉(zhuǎn)化器的一層和四層進(jìn)行外加熱源進(jìn)行升溫。然而實際生產(chǎn)過程中存在一些缺陷(1)開工爐或電爐內(nèi)部溫升過快，溫差較大， 設(shè)備的焊接處容易拉裂，維修費用較高，使用壽命短；(2)開工爐補(bǔ)熱需要大量使用煤氣， 煤氣使用過程中危險性極大，升溫時間較長。一旦煙氣出現(xiàn)波動(ISA冶煉煙氣制酸為間斷作業(yè)，煙氣量和煙氣濃度波動大)，極易導(dǎo)致轉(zhuǎn)化溫度的進(jìn)一步降低，造成轉(zhuǎn)化器三四層觸媒溫度很難達(dá)到工藝技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求，轉(zhuǎn)化反應(yīng)后移，導(dǎo)致尾氣排放偏高甚至超標(biāo)；C3)在系統(tǒng)故障保溫操作控制時，開工爐點燃準(zhǔn)備時間為2小時，啟動應(yīng)急保溫的及時性太差。目前，在全球環(huán)境受到嚴(yán)重威脅，全球能源短缺的形勢下，環(huán)境保護(hù)理念日益增強(qiáng)，節(jié)能意識不斷提高，節(jié)能減排已成為國家的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略要求。工業(yè)硫酸生產(chǎn)的過程更要從生產(chǎn)系統(tǒng)節(jié)能減排技術(shù)進(jìn)行突破，實現(xiàn)煙氣制酸環(huán)保、節(jié)能、清潔產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種工藝簡單，設(shè)備投資少，維護(hù)費用低，清潔環(huán)保的硫酸轉(zhuǎn)化升溫方法，克服傳統(tǒng)硫酸轉(zhuǎn)化升溫工藝的缺陷，實現(xiàn)ISA爐非穩(wěn)態(tài)冶煉煙氣制酸的環(huán)保、節(jié)能、清潔產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)。—種硫酸轉(zhuǎn)化升溫的方法，其特征在于冶煉煙氣制酸轉(zhuǎn)化系統(tǒng)II熱交換器管程出口增設(shè)一套電加熱裝置。所述的電加熱裝置的加熱器電熱管為鎳鉻INC0LY800合金鋼材質(zhì)、外徑Φ 16mm、 壁厚δ = 2mm;絕緣材料為電熔高純無機(jī)改性氧化鎂粉；電阻絲為KANTHAL Cr20Ni80材質(zhì)；通過高速機(jī)械化裝粉和先粗縮后精密縮管工藝，確保鎂粉密度和加熱管圓整度；加熱管縮管后需經(jīng)1060瓦斯氣體發(fā)綠爐發(fā)綠處理，提高其電性能、抗氧化性和紅外輻射性能。所述的加熱器中心裝一雙芯K型熱電偶和加裝支撐板，加熱元件表面負(fù)荷取值小于 3W/cm2。所述的加熱器采用立式安裝，頂部接線。所述的電加熱裝置采用外層連接變徑且密封、內(nèi)層保溫的控溫方式。所述的電加熱裝置的殼體為316L不銹鋼密封焊接，大型折彎機(jī)折彎，并用高溫螺桿將δ = 3mm高溫不銹鋼分塊壓制后的盤狀構(gòu)件固定于殼體外表面。
將所述的電加熱裝置的操作系統(tǒng)并入主控DCS系統(tǒng)，實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下有益效果該技術(shù)操作簡便，可根據(jù)生產(chǎn)需要及時開啟升溫補(bǔ)充熱量，提高三層煙氣進(jìn)口溫度，以保證系統(tǒng)轉(zhuǎn)化熱平衡。專門設(shè)計的電加熱裝置，其使用壽命提高到30000小時，轉(zhuǎn)化器溫度升降更加高效、穩(wěn)衡。該方法有效縮短升溫和接氣時間，確保轉(zhuǎn)化器各層進(jìn)口煙氣溫度均達(dá)到工藝技術(shù)要求，總轉(zhuǎn)化效率從99. 10% 提高至99. 90 %以上，最終使尾氣SA排放濃度降至^5mg/Nm3以內(nèi)，遠(yuǎn)低于國家新標(biāo)準(zhǔn) (GB25466-2010)，不僅節(jié)約了能源還降低了硫酸生產(chǎn)成本，完全實現(xiàn)了 ISA爐冶煉煙氣制酸環(huán)保、節(jié)能、清潔產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。


圖1是改造前硫酸轉(zhuǎn)化升溫工藝流程圖；圖2是改造后硫酸轉(zhuǎn)化升溫工藝流程圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，但附圖和實施例并不是對本發(fā)明技術(shù)方案的限定。所有基于本發(fā)明教導(dǎo)所做的變換，都應(yīng)落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。實施例1圖1示出了改造前硫酸轉(zhuǎn)化升溫的工藝流程。ISA爐冶煉煙氣制酸生產(chǎn)中轉(zhuǎn)化的基本原理是二氧化硫在催化劑的作用下氧化為三氧化硫，轉(zhuǎn)化的核心是提高轉(zhuǎn)化率，減少排放尾氣中的含量，以達(dá)到節(jié)能環(huán)保的目的。 在冶煉煙氣制酸生產(chǎn)轉(zhuǎn)化工段的操作中溫度控制是關(guān)鍵，只有按生產(chǎn)工藝要求控制好轉(zhuǎn)化溫度，才能獲得最好的轉(zhuǎn)化率。ISA爐冶煉煙氣制酸生產(chǎn)為間斷性作業(yè)，作業(yè)過程中進(jìn)入轉(zhuǎn)化工段的502煙氣量和 SO2濃度波動大，轉(zhuǎn)化器升溫均采用煤氣開工爐和電爐進(jìn)行預(yù)熱升溫或系統(tǒng)故障時保溫的工藝設(shè)計，用于硫酸轉(zhuǎn)化系統(tǒng)的預(yù)熱升溫或系統(tǒng)故障時保溫操作控制。ISA爐冶煉煙氣制酸轉(zhuǎn)化工段的升溫?zé)崾?#電爐、2#電爐和開工爐，熱源位置在轉(zhuǎn)化器一、四層入口管內(nèi)。轉(zhuǎn)化升溫?zé)嵩吹?#、2#電爐為可調(diào)節(jié)式，在實際使用中根據(jù)生產(chǎn)需要適當(dāng)開啟相應(yīng)組數(shù)，操作系統(tǒng)引入主控制室的DCS系統(tǒng)，電爐的正常操作調(diào)節(jié)操作人員在主控制室內(nèi)通過操作電腦完成。ISA爐冶煉煙氣制酸生產(chǎn)中工藝規(guī)定轉(zhuǎn)化三層入口煙氣溫度為430 440°C左右，這有利于提高總轉(zhuǎn)化率，減少尾氣排放中Sh含量。在實際生產(chǎn)過程中存在一些缺陷，現(xiàn)有煤氣開工爐使用時其發(fā)熱量不足，使用外加熱源的頻率高，經(jīng)常開停煤氣開工爐，煤氣使用受到限制；開工爐或電爐內(nèi)部溫升過快，溫差較大，設(shè)備的焊接處容易拉裂，維修費用較高，使用壽命短；在使用煤氣開工爐升溫時，轉(zhuǎn)化系統(tǒng)升溫速度慢，升溫時間長，開工爐補(bǔ)熱燃燒需要大量使用煤氣，煤氣使用過程中危險性極大，一旦煙氣出現(xiàn)波動，極易導(dǎo)致轉(zhuǎn)化溫度的進(jìn)一步降低，造成轉(zhuǎn)化器三四層觸媒溫度很難達(dá)到工藝技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求，使轉(zhuǎn)化反應(yīng)后移導(dǎo)致尾氣排放偏高甚至超標(biāo)；生產(chǎn)情況異常時，轉(zhuǎn)化一、四層溫度有電爐作為升溫?zé)嵩矗瑴囟榷伎刂圃诓僮鞣秶鷥?nèi)，轉(zhuǎn)化二層溫度由一層出口煙氣溫度進(jìn)行提升，能正常操作。在系統(tǒng)故障保溫操作控制時，開工爐準(zhǔn)備點燃時間為2小時，啟動應(yīng)急保溫的及時性太差，對系統(tǒng)溫度數(shù)據(jù)的收集整理分析發(fā)現(xiàn)三層溫度長時間的維持在380°C度，與工藝技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求030 440°C)還有一定的距離，二層出口的高溫?zé)煔饨?jīng)過 II熱交換器換熱到三層進(jìn)口的煙氣溫度的降低，煙氣中的SO3和SO2氣體與煙氣中的水蒸氣結(jié)合形成H2S04和H2SO3,不僅造成設(shè)備腐蝕，形成的H2SO3和H2SO4還和觸媒中的S^2反應(yīng)，使三層觸媒機(jī)械強(qiáng)度和活性降低，導(dǎo)致了三層觸媒粉化、總轉(zhuǎn)化率偏低和系統(tǒng)阻力增加等一系列問題?？傓D(zhuǎn)化率低，尾氣排放中SO2濃度(約500mg/Nm3)偏高，導(dǎo)致污染環(huán)境和能源浪費?，F(xiàn)有ISA爐冶煉煙氣制酸轉(zhuǎn)化器各層入口煙氣溫度和尾氣中濃度見表1.
表1 各層入口溫度和尾氣中濃度表
權(quán)利要求
1.一種硫酸轉(zhuǎn)化升溫的方法，其特征在于在ISA爐冶煉煙氣制酸轉(zhuǎn)化系統(tǒng)II熱交換器管程出口增設(shè)一套電加熱裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硫酸轉(zhuǎn)化升溫的方法，其特征在于所述的電加熱裝置的加熱器電熱管為鎳鉻01^800合金鋼材質(zhì)、外徑016111111、壁厚δ = 2mm ；絕緣材料為電熔高純無機(jī)改性氧化鎂粉；電阻絲為KANTHALCr2(Mi80材質(zhì)；通過高速機(jī)械化裝粉和先粗縮后精密縮管工藝，確保鎂粉密度和加熱管圓整度；加熱管縮管后需經(jīng)1060瓦斯氣體發(fā)綠爐發(fā)綠處理，提高其電性能、抗氧化性和紅外輻射性能。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的硫酸轉(zhuǎn)化升溫的方法，其特征在于所述的加熱器中心裝一雙芯K型熱電偶和加裝支撐板，加熱元件表面負(fù)荷取值小于3W/cm2。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的硫酸轉(zhuǎn)化升溫的方法，其特征在于所述的加熱器采用立式安裝，頂部接線。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硫酸轉(zhuǎn)化升溫的方法，其特征在于所述的電加熱裝置采用外層連接變徑且密封、內(nèi)層保溫的控溫方式。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硫酸轉(zhuǎn)化升溫的方法，其特征在于所述的電加熱裝置的殼體為316L不銹鋼密封焊接，大型折彎機(jī)折彎，并用高溫螺桿將δ = 3mm高溫不銹鋼分塊壓制后的盤狀構(gòu)件固定于殼體外表面。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種硫酸轉(zhuǎn)化升溫的方法。通過在ISA爐冶煉煙氣制酸轉(zhuǎn)化系統(tǒng)II熱交換器管程出口增設(shè)一套電加熱裝置，以提高三層煙氣進(jìn)口溫度，進(jìn)而保證系統(tǒng)轉(zhuǎn)化熱平衡。該電加熱裝置的加熱器電熱管為鎳鉻INCOLY800合金鋼材質(zhì)、外徑Φ16mm、壁厚δ＝2mm；絕緣材料為電熔高純無機(jī)改性氧化鎂粉；電阻絲為KANTHAL Cr20Ni80材質(zhì)。本發(fā)明技術(shù)操作簡便，能有效縮短升溫和接氣時間，確保轉(zhuǎn)化器各層進(jìn)口煙氣溫度均達(dá)到工藝技術(shù)要求，總轉(zhuǎn)化效率從99.10％提高至99.90％以上，不僅節(jié)約了能源還降低了硫酸生產(chǎn)成本，完全實現(xiàn)了ISA爐冶煉煙氣制酸環(huán)保、節(jié)能、清潔產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。
文檔編號C01B17/74GK102530887SQ20121000445
公開日2012年7月4日 申請日期2012年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月9日
發(fā)明者周開敏, 孫成余, 朱化芬, 羅永光, 蔡桂才 申請人:周開敏