金隆铜业预转化预吸收工艺的应用实践

王文斌，顾 瑞，袁雪生

（金隆铜业有限公司，安徽 铜陵 244021）

1 引言

金隆铜业有限公司（以下简称金隆公司）于1997年4月8日投产，阴极铜产能100kt/a，硫酸产能375kt/a。经过历次扩产改造后，目前达到阴极铜产能460kt/a，硫酸产能1200 kt/a。2010年10月预转化预吸收系统投产后，硫酸转化系统进口SO2烟气浓度由常规的12%提高到15%以上，实现了高浓度SO2转化工艺，解决了制约FF高负荷作业的瓶颈问题。近几年，在预转化预吸收系统运行过程中，通过实践摸索，对风量、SO2烟气浓度、入口温度等参数进行优化，进一步发挥了预转化系统的处理能力，提高了转化系统总烟气处理能力。本文介绍了预转化预吸收工艺。

2 预转化预吸收工艺原理

为实现制酸转化系统对高浓度SO2烟气的适应能力，以及总转化率的提高。目前很多制酸系统采用“预转化”技术［1-6］，但所采用的预转化方式，各有不同。金隆公司所采用的预转化预吸收工艺为，制酸系统主风机出口分流一部分高浓度SO2烟气至预转化系统。部分高浓度SO2烟气经过预转化预吸收后烟气中SO2浓度降低，再与主系统风机出口的高浓度SO2烟气混合，进入主系统进行两转两吸。预转化风机出口90℃的低温烟气经过1#热交换器换热后，温度升高至400℃，进入预转化器进行转化反应。预转化出口610℃烟气经过1#热交换器冷却至300℃，进入2#热交换器与经过预吸收后的65℃低温烟气进行换热。预转化预吸收后的烟气部分回流至预转化风机入口，调整预转化系统的烟气SO2浓度，其余烟气与主系统风机出口的高浓度SO2烟气混合，起到调整烟气SO2浓度以及氧硫比的目的。预转化风机设置入口导叶，对预转化系统风量进行调整。预转化器入口烟道安装了电加热器，根据工况需要，对预转化系统进行升温。预转化预吸收工艺流程图见图1。

图1 预转化预吸收工艺流程图

3 预转化预吸收工艺应用情况

投产初期，预转化器进口温度控制在400℃左右，烟气SO2浓度控制在12%以内。依据CF周期性的作业方式，调整预转化系统风量。两台CF同时送风期间，加大预转化风机导叶开度，提高预转化系统风量，增加了主系统分流至预转化系统的高浓度SO2烟气量，增加了预转化系统SO2烟气转化吸收总量，达到控制主系统烟气SO2浓度不超过12%及氧硫比大于1的目的。反之，单台CF作业期间，减小预转化风机入口导叶开度，降低预转化系统SO2烟气处理总量，确保主系统烟气SO2浓度维持在8%以上。FF投料量低于140t/h，低负荷作业期间，停运预转化系统，关闭预转化系统烟气进、出口阀门，通过主系统维持生产。在FF逐步增料至高负荷作业前，提前运行预转化系统，利用预转化器进口电炉对预转化系统进行升温。预转化系统主要经济技术指标见表1。

表1 预转化系统主要经济技术指标

随着预转化系统的成功应用，转化系统总的烟气SO2浓度达到15%以上，稀释风阀门的开度大幅减小，甚至经常处于全关状态，这样从稀释风中补充的氧气减少，氧硫比降低至0.9以下。为了将预转化系统进口烟气SO2浓度调整至12%以内，就需要增加预转化预吸收后烟气的回流量，不利于预转化系统高负荷稳定运行，不利于转化系统总烟气SO2处理能力的提升。

要想提高转化系统总的烟气SO2处理能力，就必须想办法提高预转化系统烟气SO2处理能力。入口温度降低，反应速率下降；SO2浓度提高，转化速率增加。通过摸索，优化预转化进口烟气温度、预转化风量等参数设定，逐步提高预转化系统入口烟气SO2浓度。目前已经成功摸索出烟气SO2浓度13.5%以上的预转化系统操作经验。预转化系统进口烟气SO2浓度由12%提高到13.5%以上后，总转化系统烟气SO2浓度适应能力提高到了17%以上，为系统高负荷稳定生产提供了有力保障。优化操作后的预转化主要经济技术指标见表2。

表2 预转化系统主要经济技术指标（优化后）

4 结语

金隆公司预转化预吸收系统不仅投资省、占地面积小，而且操作简单、适应性强。通过优化参数设定，提高预转化系统SO2烟气处理能力，从而使得转化系统总SO2烟气处理能力达到17%以上。

在设计初期，考虑到CF期交换作业时，预转化系统与主转化系统的热平衡问题，预转化系统的操作较为保守。但在实际运行过程中发现，金隆公司预转化预吸收系统比预期具有更强的烟气SO2波动的适应性。在主要设备不变的前提下，对部分设备进行局部改造，将会使得转化系统总SO2烟气处理能力达到18%以上。金隆公司预转化预吸收工艺技术的推广更具优势。