GB50880-2013 冶炼烟气制酸工艺设计规范

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  • adiabatic saturation

    在绝热状态下利用高温烟气的热量蒸发循环酸中的,部分 烟气显热转变为蒸发的那部分水蒸气的潜热,烟气温度降低,总热 量不变

    drying and absorption

    十燥系指采用浓度不低于93%的硫酸作为于燥酸与净化后 的烟气接触干燥酸吸收烟气中的水被稀释项目管理、论文,烟气被干燥,出干燥 塔烟气含水应小于等于100mg/Nm

    吸收系指采用浓度不低于98%的硫酸作为吸收酸与来自转 化的烟气接触·烟气中的三氧化硫与吸收酸中的水结合生成硫酸 或烟气中的三氧化硫溶解在100%硫酸中生成发烟硫酸,

    在一定温度下,二氧化硫在触媒的催化作用下与氧反应生成 主氧化硫。

    净化后的湿二氧化硫烟气不需要干燥,直接在触媒的催化价 下与氧发生反应,生成的三氧化硫与水蒸气结合成硫酸蒸气·然 后被冷凝生成液体硫酸。硫酸浓度大于92.5%,

    2. 0. 11低温位热

    lowgradeheat

    在干燥和吸收过程中,传递到循环酸中的气体显热、水蒸气潜 热、反应热、稀释热以及混合热等称为低温位热。

    3.1.1人硫酸系统烟气量波动范围应为35%115%。

    1 单接触工艺大于3.5%; 2 双接触工艺大于5.0%; 3 湿法硫酸下.艺大于2.0%。 3.1.3 人硫酸系统烟气含尘量应小于1g/Nm

    2.1烟气净化后杂质含量,应符合现行国家标准《T业硫酸 B/T531成品硫酸质量的有关规定及安全生产的要求。H净化 或下燥塔人口)烟气主要杂质含量应符合表3.2.1的指标要求

    表 3.2. 1 出净化(或干燥塔入口)烟气主要杂质含

    3.2.2净化出口烟气温度应满足成品硫酸水平衡要求。

    1 在最低操作温度卜杂质应不发生结晶: 2 应确保出净化烟气杂质含量满足本规范表3.2.1的要 3.2.4 烟气净化艺应根据烟气性质、产品质量要求、净化 等选择

    .2.6电除囊器出口总管上必须设置安全水封。

    3.2.7稀酸冷却宜选用板式冷却器冷却器的酸侧入口

    3.2.8当烟气含氟较高时,应采用化学法除氟,开应满足本规范

    3.2.9当烟气含汞时,根据烟气中的汞含量,应设置除汞设

    粒物。滤渣应返回冶炼或进一步加工处理,滤液(废酸)应排往废 酸处理工序。

    液应返回第一级洗涤塔或排往废(酸)水处理工序。 3.2.13对一级洗涤塔等关键设备的各种重要参数应采取监测 连锁控制及自动报警的措施

    液应返回第一级洗涤塔或排往废(酸)水处理工序。

    3.3.3干燥与吸收的串酸应通过方案比较确定,宜采用泵后

    3.3.4王燥塔进出塔酸浓度差不宜超过0.5%,吸收塔进出塔酸

    3.3.5当直接从干燥循环系统生产93%硫酸时.应设置成品酸

    3.3.9对于烟气量及烟气二氧化硫浓度比较稳定且二

    3.3.9对于烟气量及烟气二氧化硫浓度比较稳定且二氧化硫浓 度较高的大中型制酸装置,应回收低温位热

    转化率要求确定,常规接触法制酸转化.T.艺选择应符合表3.4.4 的规定。

    .4.4常规接触法制酸转化工艺选

    3.4.9开工预热宜选择燃油、燃气或电加热方式

    3.4.11为方使触媒的筛分和装卸、应设置触媒筛分装置,筛分装 置应满足环保和安全要求。

    3.5成品酸储存与运输

    3.5.1成品酸库设计应包括硫酸储存和装卸酸设施,储酸及装卸 酸流程应简捷方使、安全可靠。 3.5.2成品酸宜采用大酸罐储存,储罐区储酸罐数量不应小于2 个,储酸罐出酸管道应设置双阀门。 3.5.3成品酸运输应根据建设地运输条件和用户要求确定,运输 方式宜用火车、汽车或船舶。 3.5.4装酸设施应根据不同的运输设备设计。装酸宜采用自动 计量:可采用计量槽计量

    3.6.1尾气脱硫T艺应根据冶炼操作制度、烟气性质(包括二氧 化硫浓度和气量的波动)、二.氧化硫排放控制总量、脱硫效率、脱硫 剂供应、自然资源情况、脱硫副产物的综合利用、废水/废渣排放、 址条件以及技术经济指标等因素,综合比较后确定。

    3.6.2脱硫宜选择二氧化硫吸收(附)/解析(吸)和脱硫齐

    3.6.3锌冶炼或铅锌冶炼联合企业·宜选择氯化锌脱硫T艺

    准》GB25466、《铜、镍、钴工业污染物排放标准》GB25467和《硫 酸工业污染物排放标准》GB26132的有关规定

    3.7.1废酸处理十艺应根据废酸成分、资源回收及处均

    7.1废酸处理十艺应根据废酸成分、资源回收及处理后排液号 文、技术经济指标、安全环保要求确定。

    中和法相结合的处理工艺;其他可采用中和处理T艺,工艺选择应 衍合下列规定: 1含砷浓度小于0.5g/L的废酸,宜采用碱中和处理T艺: 2含砷浓度大于等于0.5g/L的废酸,宜采用硫化法与碱巾 和组合处理工艺。 3硫化剂宜采用硫化钠、硫氢化钠及其他液相硫化剂,不宜 采用气体硫化剂。 一 合下利频定

    3.7.3废酸处理产出的废物必须合理处置,并应符合下列规

    1含砷及其他重金属固体废渣必须与一般固体废渣分开堆 存,严禁产生二次污染。 2处理后的废气必须符合现行国家标准《恶臭污染物排放标 准》GB14554、《铜、镍、钴工业污染物排放标准》GB25467的有关 规定。 3硫化区域必须设置固定式硫化氢监测报警装置。

    4.1.1设计基础应包括下列内

    ? 1烟气量(Nm/h)及成分(%)。成分包括:二氧化硫、三氧 化硫、氮气、二氧化碳、·氧化碳、氮气、水等。 2烟气有害物及含量(mg/Nm)。烟气有害物包括:铬、铁、 钴、铜、锌、镉、铅、砷、硒、汞、二氧化硅、氟、氯等。 3入硫酸系统总硫: 烟气温度、烟气压力。 5 炼操作制度。 4.1.2 物料衡算应符合下列规定: 1净化率应按烟气三氧化硫全部损失、忽略废酸经脱吸损 失的二氧化硫进行计算。酸雾在各段被除去比例,应根据选择的 I艺和设备并结合生产实践经验选取, 2转化率应符合下列规定: 1)双接触工艺大于或等于99.5%; 2)单接触丁艺天于或等于96%。 3吸收率应大于或等于99.95%。 4“氧化硫风机出口烟气应满足下列要求: 1尘小于或等于1.2mg/Nm: 2)水分小于或等于100mg/Vm: 3)酸雾小于5mgNm。

    +.2.1烟气净化的物料平衡计算.应包括烟气量、硫(包

    烟气净化的物料平衡计算.应包括烟气量、硫(包括一氧化

    硫和一氧化硫)、水等组分的物料平衡计算;当烟气中砷、氟、氯、 硒、汞等物质浓度较高时,应进行这些组分的物料平衡计算。

    1应计算进人净化工序的空气量(含空气中的水分)。 2冶炼烟气具有烟气量、二氧化硫浓度波动的特点,应对最 大、正常、最小烟气条件分别做物料平衡计算。

    4.2.3硫平衡计算应符合下列规定

    1进人净化干序的总硫量应包括烟气中的二氧化硫量和一 氧化硫量; 2外排废酸量(折100%硫酸)按烟气中的三氧化硫全部 生成硫酸计算: 3外排废酸量及浓度应按砷、氟、氯、固相尘等在循环酸中的 最大允许浓度分别计算,选取其中酸量大、浓度低的数值。

    1体冷却塔出口温度可视为净化出口温度,净化雷口温度 应满足干吸丁序产出合格成品酸的要求; 2干吸加水量或加水比例应根据烟气二氧化硫浓度、生产工 艺等确定; 3当电除雾器绝缘箱采用汽封时,干吸加水量应包括漏人电 除雾器空气巾的水分

    4.2.5水平衡计算应包插

    1 进净化烟气含水量: 2 脱吸空气含水量: 3 电除雾器气封空气含水量: 4 槽(罐)抽气进入净化丁序的空气含水量: 5 工艺加水量: 6 出净化烟气含水量; 7 外排废酸含水量

    烟气应符合下列规定: 1订算采用烟气温度应比其饱和温度高2℃; 2烟气水蒸气含量应为绝热饱和温度下的100%

    4. 3 干燥与吸收

    4.3.1十燥与吸收的物料平衡计算应包括下列内容: 干吸塔进出口二氧化硫、三氧化硫、水、酸雾等: 2 塔和泵槽进出口酸量、串酸量,加水量、硫酸浓度: 补充空气量及空气中含水量: 4.3.2 物料平衡计算选用的工艺操作参数应以生产实践为依据 可按表1.3.2选用.部分操作指标应通过计算确定。

    表4.3.2干燥与吸收操作参数

    4.3.3于燥塔人口烟气含水量·应包括下列内容:

    4.3.3 于燥塔人口烟气含水量.应包括下列内容: 1 电除雾器出口烟气含水量: 2 当从干燥塔前补充空气时,空气中的含水量。 4.3.4十吸塔的喷淋酸量应通过进出塔酸的浓度差计算,在米确 定塔径前.不宜通过喷淋密度计算循环酸量,

    4.3.5产品酸规格应根据烟气二氧化硫浓

    温度以及市场需求等确定

    4.3.6串酸计算应符合下列规定:

    1当生产98%硫酸和104.5%硫酸时,98%硫酸和104.5% 硫酸对串,向98%硫酸中加水; 2当生产98%硫酸和93%硫酸时,98%硫酸与93%硫酸对 串,向98%硫酸中加水,

    4.4.1转化物料平衡计算应包括总转化率和分段转化率的确定 转化器各触媒层进出口烟气的物料计算、触媒总量及各层触媒分 配率的让算。

    4.4.1转化物料平衡计算应包括总转化率和分段转化率的确定、

    常气量、最大气量、最小气量等进行物料平衡计算。换热器换热面 积计算依据应根据物料平衡计算结果确定

    气相物料应列出气体成分、体积百分比、质量流量及体积流量(标 准状况下)

    4.5.1尾气脱硫的物料衡计算,应包括脱硫塔进出口烟气主要 组分(二氧化硫、三氧化硫、水等)、塔和槽进出物料(循环液量、 循环液组分、补充吸收液及排放液等)的计算。

    4.5.3物料平衡计算结果应信

    脱硫塔出口烟气量及烟气成分; 产品产量及主要成分: 吸收(附)剂消耗量: 解析(吸)剂消耗量; 5 其他物料消耗量: 外排废液、废渣量及成分。

    4.6.1废酸处理的物料平衡订算应根据不规范第3.7.2

    4.6.2物料平衡计算中有关化合物或离子态物质的单位

    4.6.3各环节进出口的物料平衡计算应根据主反应和主要副反

    4.6.4废酸中主要元素,如碑、铜、锅、铅、锌、乘等,应分别进

    5.1.1烟气制酸的绝热蒸发冷、二氧化硫转化和千燥吸收三大

    5.1.3触媒层气体出口热量应等于气体入口热量与车

    5.1.4人干吸塔的烟气热量、喷淋酸热量、塔内反应热和冷凝热

    .1.4人卡吸塔的烟气热量、喷淋酸热量、塔内反应热和冷凝 之和应等于出塔烟气热量与山塔酸热量之和

    .2.1烟气净化的热量平衡计算,应包括各塔和稀酸冷却器的 量平衡计算。

    1出塔烟气温度计算应按本规范第4.2.6条规定进行;

    一级洗涤塔热量平衡计算应包括下列内容: 1)人塔烟气显热; 2)人塔烟气水蒸气潜热; 3)三氧化硫生成硫酸的生成热; 4)入塔酸热量; 5)出塔烟气显热: 6)出塔烟气水蒸气潜热:

    2气体冷却塔热量平衡计算应包括下列内容: 1)人塔烟气显热; 2)人塔烟气中水蒸气潜热: 3)水蒸气冷凝热: 4)喷淋酸带人热: 5出塔烟气显热: 6)出塔烟气中水蒸气潜热: 7)出塔酸带出热。 3稀酸冷却器换热计算应包括下列内容: 1)气体冷却塔人塔酸热量: 2气体冷却塔出塔酸热量。 4 由后向前窜的液体中酸雾稀释热和热损失可忽用

    5.3.1干燥与吸收的热量平衡计算应包括塔、酸冷却器及泵 热量平衡计算

    5.3.2于燥塔热量平衡计算应包括下列内容,计算时热损失可忽

    人塔烟气泉热: 2 入塔烟气中水蒸气潜热: 3 水蒸气冷凝热; 4 喷淋酸带人热: 5 人塔硫酸稀释至出塔酸浓度的稀释热; 6 出塔烟气带出热: 7 出塔酸带出热。 5.3.3 吸收塔热量平衡计算应包括下列内容,计算时热损失可忽 略不计: 人烟气显热

    3塔内反应热包括下列内容:

    3塔内反应热包括下列内容: 1)冷凝热:三氧化硫(气)→三氧化硫(液); 2)生成热:三氧化硫(液)→+100%硫酸; 3)稀释热:100%硫酸→出塔酸; 4)浓缩热:98%硫酸→出塔酸。 4出塔烟气带出热。 5出塔酸带出热。 5.3.4 泵槽和酸冷却器的热量平衡计算,应符合下列规定: 1 根据串酸流程和产酸方案,应分别对各泵槽和酸冷却器进 行热量平衡计算; 2各泵槽热量输入应计算不同浓度硫酸的混合热; 3阳极保护酸冷却器进口酸温:93%硫酸不应高于70℃ 8%硫酸不应高于120℃; 4板式酸冷却器进口酸温应通过投资、运行费用比较后确 定。

    1根据串酸流程和产酸方案,应分别对各泵槽和酸冷却器进 行热量平衡计算; 2各泵槽热量输入应计算不同浓度硫酸的混合热; 3阳极保护酸冷却器进口酸温:93%硫酸不应高于70℃ 98%硫酸不应高于120℃; 4板式酸冷却器进口酸温应通过投资、运行费用比较后确 定。

    5.4.1转化工序热量平衡计

    5.4.1转化工序热量平衡计算应符合下列规定: 1各触媒层气体出口温度及各热交换器的换热负荷应根据 确定的相应各触媒层气体入口温度及转化率计算; 2开工炉和预热器应进行热量平衡计算; 3 回收转化余热时,余热回收装置应进行热量平衡计算。 5.4.2 转化器热量平衡计算,应符合下列规定: 1 转化器各层出口热量应等于人口烟气热量与反应热之和; 2计算反应热采用的温度应为该层的平均温度,不宜以温升 系数(入)法进行热量平衡计算。

    3回收转化余热时,余热回收装置应进行热量平衡计算。

    1转化器各层出口热量应等于人口烟气热量与反应热之和; 2计算反应热采用的温度应为该层的平均温度,不宜以温升 系数(入)法进行热量平衡计算。

    的烟气温度不应低于露点

    5.4.4对于烟气量和烟气浓度有围期性波动的烟气.应

    5.4.4对于烟气量和烟气浓度有周期性波动的烟气.应以确定的 基准气量和浓度作为热量平衡计算的依据,并应按最大波动范围 内极端烟气条件下对热量平衡进行校核计算.包括旁路全开时换 热器的热量平衡计算,

    5.4.5转化工序散热损失宜根据经验数据选取

    5.5.1尾气脱硫的热量平衡计算,应包括塔(器)、槽的 计算。 5.5.2 脱硫塔的热量平衡计算,应包括下列内容: 1 烟气带人热: 2 吸收剂带人热; 3 反应热; 4 烟气带出热; 5 产品或排放液带出热: 5.5.3 泵槽热量平衡计算,应包括下列内容: 1 循环液带入热: 2 补充吸收剂带人热; 3 反应热: 4 循环液带出热: 5 排放液带出热。 5.5.4 热量平衡计算的结果,应包含下列主要内容: 1 脱硫塔出口烟气温度: 2 排放液温度。 5.5.5 5当采用吸收(附)解析(吸)工艺时,应对解析( 行热量平衡计算。

    6.1.1空塔计算与选择,应符合下列规定:

    1递流式空塔处理的工况气量宜采用进、出口平均温度和平 均压力进行计算,并流式空塔处理的工况气量宜采用进口温度、进 口压力进行计算。 2逆流式空塔操作气速可选用1.0m/s~2.0m/s;并流式空 塔操作气速可选用2.5m/s~4.5m/s。 3喷淋密度可选用15m/(m·h)~25m/(mh)。 4空塔可采用玻璃钢或钢衬耐腐蚀材料制作,烟气入口段材 质应耐高温、耐腐蚀及耐磨蚀。 6.1.2 高效洗涤器计算与选择,应符合下列规定: 1 处理的工况气量宜采用进口温度、进口压力进行计算; 2 逆喷管操作气速可选用26m/s~35m/s; 3 喷淋密度可选用260m*/(m·h)~350m/(m·h); 4气液分离器处理的工况气量宜采用出口温度和出口压力 进行计算; 5气液分离器操作气速可选用2.5m/s~3.5m/s; 6逆喷管材质宜选用哈氏G30、耐高温玻璃钢、内衬石墨耐 高温玻璃钢、内衬耐腐蚀材料碳钢等,气液分离器材质宜选用玻璃 钢、内衬耐腐蚀材料碳钢等。

    6.1.3气体冷却塔计算与选择,应符合下列规定

    处理的工况气量宜采用进、出口平均 计算; 2操作气速可选用1.2m/s~2.0m/s:

    1.5沉降槽计算与选择.应符衍合下列规定:

    1稀酸板式冷却器应根据冷、热介质的参数计算选择; 2稀酸板式冷却器的传热系数宜取000W/(m·K)~ 5000W/(m*.K); 3板片及垫片材料应根据循环液中硫酸浓度,氟、氯等腐蚀 性介质的含量,经综合经济比较后确定; 4 稀酸进口应安装内置过滤器。 6. 1. 7 稀酸泵选择应符合下列规楚: 1稀酸泵的扬量和扬程应根据输送介质,塔、槽的操作参数 及布置要求等通过计算确定,其富裕系数可取1.10~1.15: 2稀酸泵宵选用离心泵; 3接触介质部件宜选用超高分子量聚乙烯或耐酸橡胶等:

    于燥塔、中间吸收塔和最终吸收塔规格应根据1.之、烟气

    6.2.1土燥塔、中间吸收塔和最终吸收塔规格应根据

    6.2.2塔、槽独布置时,塔宜采用碟形底结构;塔、槽连体布置 时,塔宜采用平底或碟形底结构

    6.2.3下燥塔和吸收塔(4间、最终吸收塔)计算与选择,应符合

    1工况烟量可接进、册口平均温度和平均压方进行计算: 操作气速应按本规范表4.3.2选择; 3 填料高度应通过计算确定。 6.2.4 填料支承应选用开孔率大、阻力小的条梁或球拱。 6.2.5 干燥塔、吸收塔分酸装置宜选用槽管式或管式分酸器。 6.2.6 干吸塔除雾器选择应符合下列规定: 1 干燥塔宜采用网垫式除雾器; 2 吸收塔宜采用烛状纤维除雾器。 6.2.7 丁燥塔、吸收塔上体宜选用钢衬耐酸瓷砖、钢衬合金钢或

    6.2.8干吸泵槽宜采用卧式或立式,泵槽宜采用钢衬耐酸瓷砖、

    2.9浓酸泵选择应符合下列规

    1浓酸循环泵宜选用液下泵。 2最人流量宜取正常流量的1.10倍1.15倍;最大扬程宜 取正常扬程的1.05倍~1.10倍, 3流量小于600m/h的泵转速宜采用1450r/min;流量人 于或等于600m/h的泵,转速宜采用980r/min。 4泵安装底座底面至泵吸人口的垂直距离为泵的插入深度, 泵吸人口与槽底部距离宜取300mm;泵吸人口应配滤网。 5中间吸收和最终吸收共用泵槽时,可通过最终吸收酸泵串 酸和产酸: 2浓懿冷划器型型用管壳式术北式管术声与妊地

    6.3.1转化器计算与选择,应符合下列规定: 1转化器直径应根据处理的标况气量及选择的操作气速计 算确定。 2转化器操作气速宜选0.30m/s~0.50m/s(标况)。 3转化器各触媒层布置顺序应根据管线布置便捷、维修及触 媒装卸方便的原则确定。 4浓度和气量波动较大的烟气以及低浓度烟气宜采用大蓄 热量转化器: 5转化器各触媒层人孔应按2个设置,并应接180°对称布置: 6转化器应装填活性高、通气阻力小、载尘能力强的触媒:触 媒层高度应留有裕量:触媒装填系数宜取170/(d·t)3001. (·t)(100%硫酸),各触媒层阻力不应低于500Pa, 7为获取高的转化率、防止·层触媒过热和减少换热面积, 单接触第一层上部及最后一层、双接触第一层上部及:次转化各

    层宜装填低温触媒。 8当采用整体不锈钢转化器且第一触媒层位于底部时,转化 器应设置滑动支撑。 6.3.2热交换器计算与选择,应符合下列规定: 1在经济、适用和可靠的原则下,应选择阻力较小、传热系数 较高的热交换器。 2热交换器应根据烟气性质、烟气条件计算和选择,对于二 氧化硫浓度周期性波动的烟气,换热面积应留有富裕。 3 热交换器的材质选择应兼顾实用性和经济性。 6.3.3 开工炉及预热器计算与选择,应符合下列规定: 1 预热气量宜取入转化最大气量的30%~35%。 预热能源应根据建设地区条件选择,宜选用油、气及电。 3开工炉和预热器应根据燃料种类、预热气量、预热气出口 温度、预热器材质等进行计算、设计和选择。 4预热时,入转化气体温度不宜高于500°C。 6.3.4二氧化硫风机选择,应符合下列规定: 1风机应根据冶炼操作制度、烟气量、系统阻力、负荷调节要 求、当地自然条件(包括海拨高度)等进行选择。 2在正常烟气条件下,风机的效率应最高,同时风机应满足 最大和最小工况参数。 3风机全压应按系统通过最天气量时的阻力以及长期运行 组力上涨等因素确定,风机全压富余量应根据生产实践经验选取, 宜选取全压的10%~20%。 4风机负荷调节宜采用速度调节、前导向调节、速度调节与 前导尚调节组合调节方式;速度调节宜选择变频或液力耦合器。

    层宜装填低温触媒。 8当采用整体不锈钢转化器且第一触媒层位于底部时医院建设标准,转化 器应设置滑动支撑

    1预热气量置取入转化最大气量的30%~35%。 预热能源应根据建设地区条件选择,宜选用油、气及 3开工炉和预热器应根据燃料种类、预热气量、预热气 温度、预热器材质等进行计算、设计和选择

    1风机应根据冶炼操作制度、烟气量、系统阻力、负荷调节要 求、当地自然条件(包括海拨高度)等进行选择。 2在正常烟气条件下,风机的效率应最高,同时风机应满足 最大和最小工况参数。 3风机全压应按系统通过最大气量时的阻力以及长期运行 阻力上涨等因素确定,风机全压富余量应根据生产实践经验选取 宜选取全压的10%~20%。 4风机负荷调节宜采用速度调节、前导向调节、速度调节与 前导向调节组合调节方式;速度调节宜选择变频或液力耦合器。 5风机的进出口方位应符合平面布置要求

    6.4成品酸储存与运输

    6.4.1成品酸库的储酸量应根据运输方式、运输能力、

    4.1成品酸库的储酸量应根据运输方式、运输能力、销售半径

    施工标准规范范本6.4.6储酸罐材质宜选用普通磁钢

    6.4.8地下槽宜采用立式,材质有选用内衬耐峻瓷砖碳钢。

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