浅谈对硫酸生产工艺及通用机械设备的认识

王勇

摘要：随着社会的全方位发展及人们需求的各方位提高，硫酸在科学技术和人们日常生活中占据的分量越来越重。硫酸广泛的涉及到了工业、农业、国防、原子能及火箭技术、民生等众多的领域，具有跨领域、涉及性广等一系列特点。不仅硫酸的这些特性对各个领域产生了重要的影响，而且各个领域对硫酸的重视也促进了硫酸自身的发展和硫酸工业的进步，尤其是高浓度磷复肥及有色金属工业的发展。本文通过对硫酸生产工艺及通用机械设备进行分析研究，对硫酸工艺、通用机械设备应用要点作出分析，以期能够进一步加强人们对硫酸生产工艺及通用机械设备的认识，同时也希望能够促进硫酸工业的进步。

关键词：硫酸；生产工艺；通用机械设备

硫酸的应用领域十分广泛，涉及到工业、国防、原子能及火箭技术、农业、民生等各个领域，在有色金属冶炼、石油精炼、炸药、原子反应堆核材料生产、土壤改良、化肥、粘胶丝、合成纤维、制冷剂、涂料、饲料添加剂、钢铁、医药等众多方面，都离不开硫酸的作用。随着硫酸在众多领域发挥作用，尤其是高浓度磷复肥及有色金属工业的发展，推动了我国硫酸工业的进步。本文通过对硫酸生产工艺及通用机械设备进行分析探讨，对硫酸生产工艺进行一些粗略的分析。

一、理解硫酸生产工艺流程

硫酸生产工艺主要分为硫酸生产方法和硫酸生产工艺流程，硫酸的生产方法可以分为硫磺制酸、磷石膏制酸、烟气制酸、硫铁矿制酸等。伴随着硫磺充足供应，综合分析经济、生产、环境等各种因素，越来越多的企业开始使用硫磺作为硫酸生产的原材料。当前，工业上生产硫酸，主要采取的是接触法硫酸生产工艺，通过接触法硫酸生产工艺，将V2O5催化剂与SO2气体接触，最终将SO2转化为SO3。在接触法硫酸生产工艺中，存在着三个基本的化学反应，分别为SO2气体制取、SO2转化与SO2吸收，这三个基本的化学反应是接触法硫酸的核心。硫酸生产工艺流程分析主要分为硫铁矿制酸工艺和硫磺制酸工艺，硫铁矿制酸工艺中的硫铁矿原材料，需要经过原料工段处理，然后进行沸腾焙烧作业，所产生的气体，经过废热锅炉回收热量，通过旋风除尘器或电除尘器处理后，进入气体净化程序，净化气体后，将气体送入到干燥塔，然后将气体进行转化，通过催化氧化作用，产生SO3气体，将SO3气体送到吸收塔，最终产生硫酸。硫磺制酸工艺的原材料为固体硫磺，其工艺需要经过熔硫、过滤液硫、燃烧液硫、回收余热、“3+2”两转两吸工艺法处理，最终制造出硫酸。

二、了解硫酸的性能

言硫酸是一种重要的基本化工原料，广泛使用于各工业部门，硫酸的产量常常被用作衡量一個国家工业发展水平的标志。硫酸主要用于生产磷肥。合成纤维、涂料、洗涤剂、制冷剂、饲料添加剂、石油精炼、有色金属冶炼，钢铁、医药和化学工业等，也都离不开硫酸。随着我国高浓度磷复肥和有色金属工业的发展，我国的硫酸工业也得到了迅速发展。2003年达到创记录的3371万t，产量超过美国位居世界第一。2006年我国硫酸产量5044万t，同比增长9.0%，其中硫磺制酸产量2233万t，同比增长13.1%；冶炼烟气制酸产量1163万t，同比增长18.6%；硫铁矿制酸产量1593万t，同比减产1.2%；其他原料制酸产量55万t，同比减少6.9%。截止到2007年9月，全国硫酸累计产量3957万t，同比增长10.2%。

三、风机的有效作用

在硫酸生产机械设备中，风机主要为硫铁矿工艺中焙烧炉炉底风机、硫磺制酸工艺中空气风机、冶炼烟气制酸工艺中SO2鼓风机等。在冶炼烟气制酸中使用的S型鼓风机基本结构包括双进气闭式叶轮、主轴、刚性轴转子、水平中分式机壳、变速箱、支撑轴、高位油箱、仪表、非接触式振动探头等；在硫磺制酸工艺中使用的鼓风机要求具备大流量、高效率、高压比，为进一步提高硫磺制酸生产能力，从而对鼓风机进行了改进，在鼓风机进口处设置调节装备，增加流量调节的宽度，如在硫磺制酸中使用S5500--1*离心鼓风机，其结构为双膝入单级双支撑，鼓风机出口与进口均设计为矩形；叶轮为高效三元双吸叶轮，能耗低，效率高。

四、沸腾炉和泵的使用方式是关键

沸腾炉的使用分为很多步骤，第一步是启动沸腾炉前应认真检查风机、园盘给料机、斗式提升机、燃煤破碎机等设备是否正常，发现缺油或故障就及时处理。第二步是打开配风阀，以便使点火时未燃尽的煤烟排空矿制酸电除尘器。第三步是燃烧室点火。第四步是启动鼓风机，启动时必须先关好鼓风风门，空载启动，鼓风风门应在鼓风机正常启动之后再进行调节。第五步是通过燃烧到的观火孔观察燃烧室的燃烧状况，严禁在燃烧室口处正面观察火情。第六步是停炉压火前应先停止供煤。在硫酸生产工艺中，通常采用的泵分为高温浓硫酸泵、液体硫磺泵、稀硫酸泵三种。高温浓硫酸泵的使用，是大型硫酸装置发展的需要。传统的泵插入深度为1500mm，循环酸温在80℃以下，而高温浓硫酸泵插入深度可以达到2000mm，循环酸温提高到100-132°；如热回收技术在硫酸生产过程中得到合理的利用，循环酸温则可以提高到200°左右，这就需要高温浓硫酸泵，保证泵的可靠性及安全性。在硫磺制酸工艺装置中，液体硫磺泵主要包括过滤泵与炉前泵两种，其中过滤泵主要负责将液态粗硫输送到过滤机，炉前泵则主要负责将过滤完成后的精硫输送到焚硫炉之中。稀硫酸泵主要在冶炼烟气制酸工艺及硫铁矿制酸工艺中应用，使用稀硫酸泵的场合主要有污水污酸泵、冷却塔酸循环泵、动力波酸循环泵等。在硫酸生产工艺中选择使用泵，需要确保其具备优越的耐腐性及耐磨性，保证在生产过程中，泵的安全性及稳定性。

总而言之，硫酸生产工艺及通用机械设备是一个极其复杂的系统，如果任何一个环节出现问题，后果都是不可想象的。虽然现阶段的硫酸工业运转系统似乎看起来很全面、完整。但是其实深层是有一些问题的，例如硫酸提炼技术的研究与更新、与国际硫酸技术的接轨等等，这些都是我们硫酸研究人员应该努力的方向。

参考文献：

[1]魏而宏.我国硫铁矿制酸和硫磺制酸大型装置的技术与设备[J].硫磷设计与粉体工程. 2002

[2]李勇，夏丽红.红磷化工有限责任公司硫酸生产摆脱高砷、高氟等污染[J].云南化工. 2007