800kta硫磺制酸裝置工藝設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 號。控制系統應具有較好的可擴張性，升級性，并部分采用國際標準總線。控制系統的人機接口界面應有良好的操作環境，易于操控和管理。系統網絡結構不少兩級，并應有解決接入全廠綜合信息網絡或者工業以太網的能力和關口。對DCS和PLC設置的最基本要求為，控制器1：1冗余，電源和通訊網絡1：1冗余。系統在硬件發生故障時，仍能繼續正常工作。控制系統按控制要求分可以很靈活的組成數據采集系統（DAS），模擬量調節系統（MCS），順序控制系統（SCS）三大子系統，或者集成于整個系統中（2）模擬儀表控制系統簡單的數據采集和控制系統采用模擬儀表，來完成簡單的過程控制和檢測要求，控制器使用單回路數字控制儀，其他顯示和記錄的儀表使用數字顯示儀，無紙記錄儀等常規儀表。 80萬噸/年硫磺制酸技改工程建設項目所處的環境和條件各自不同，工藝介質腐蝕性強，對過程中設備和管道的密閉要求較高，部分的物質泄漏對人體有較強的刺激和毒害作用。硫酸余熱利用系統的汽水系統大部為高溫高壓。儀表選型一般按HG/T205072000《自動化儀表選型規定》執行。（1）現場一次儀表根據現場情況分別采用防腐型、防水型等防護類型。根據工藝介質情況，儀表材質選用了鉭、哈氏合金、蒙乃爾合金等貴重金屬，以滿足抗腐蝕性能的要求。（2）所有現場安裝的儀表是全天候型的，可以滿足現場使用環境和氣候條件，并符合相應防護等級的要求。（3）安裝在火災和爆炸危險場合的儀表設備符合危險區域等級劃分的要求。（4）儀表防電磁干擾措施采用帶屏蔽層的雙絞型計算機專用電纜或者屏蔽電纜并可靠接地；各類現場儀表的防護等級最低為IP54。重要的精密儀表安裝于儀表保護箱內，防止日曬和腐蝕。（1）溫度儀表就地溫度檢測選用雙金屬溫度計。集中溫度檢測一般選用一體化溫度變送器、Pt100熱電阻、鎳鉻－銅鎳熱電偶。溫度開關等。就地溫度調節選用自力式溫度調節閥。（2）壓力儀表就地壓力檢測一般選用不銹鋼壓力表，有脈動的場合選用耐震壓力表，有腐蝕、粘稠、結晶的場所選用隔膜壓力表或隔膜耐震壓力表。集中的壓力檢測點選用智能壓力變送器。重要壓力報警、聯鎖點選用壓力開關，一般報警選用電接點壓力表。就地壓力調節選用自力式壓力調節閥。（3）流量儀表流量就地檢測：小口徑一般選用金屬管轉子流量計，大口徑選用橢圓齒輪流量計或流量開關；簡單場合可選用水表。集中流量檢測優先選用節流裝置和智能差壓變送器，對精度要求較高的選用橢圓齒輪流量計、渦輪流量計等。根據工藝介質條件還選用電磁流量計、稱重裝置等。（4）物位儀表就地液位計一般采用玻璃管、玻璃板液位計或磁式液位計。需要集中檢測的液位點一般采用智能液位變送器和差壓變送器、遠傳磁式液位計、超聲波料位計、雷達料位計、磁致伸縮液位計等，超聲波液位計等。液位開關一般選用浮子或電容式。特殊的場合也可選用吹氣或沖洗法測液位。（5）分析儀表采用工業在線式水質分析儀，如PH計，電導率測量儀，酸堿濃度分析儀，在線式紫外SO2分析儀。（6）執行器一般調節閥采用氣動執行機構，配電/氣閥門定位器和空氣過濾減壓閥。一般選用柱塞式單座、套筒調節閥、偏芯旋轉閥、蝶閥，球閥，旋塞閥等。二位控制閥選用氣動執行機構。一般采用O型球閥，當口徑≥DN50mm時可選用蝶閥，配有電磁閥、空氣過濾減壓閥和限位開關等。就地調節分別選用自力式壓力調節閥、自力式溫度調節閥。硫酸裝置轉化工段的大口緊氣路調節力矩要求較大，執行機構采用角行程電動執行機構來驅動。原則上，所有調節閥的執行機構都配備有閥門定位和保護裝置。控制閥配有先導機構和限位開關，用于安全聯鎖的控制閥的執行機構在氣源故障時可使閥門處于安全位置。 動力供應根據各裝置儀表用氣量計算，本設計經計算須用200NmЗ/h（最大用量）儀用壓縮空氣。考慮上兩臺每臺5 NmЗ/min的螺桿式空壓機（二開一備）。氣源要求：壓力：～(表壓) 溫度：30℃露點：氣源在操作壓力下比環境溫度低10℃含塵量：凈化后氣體含塵粒直徑小于3μm，含塵量小于1mg/mЗ含油量：干燥凈化后的氣體含油量小于3ppm儀表用氣量表用氣裝置用氣量（NmЗ/h）備用時間（分）備 注硫磺制酸裝置10030化學水站40（間斷）30其他裝置6030合 計200 儀表用電源按各裝置控制室的設置和控制系統的要求，儀表用電原則上是由電氣專業送至各控制室的控制柜的儀表用電總開關。電氣專業從低壓配電盤的專用開關接出，所有儀表電源按重要負荷考慮，電源應是雙回路自動切換的獨立供電回路。控制室內設有專用的儀表用電分配開關，由分開關引出送至各用電單元，如UPS，CRT，打印機，電動閥，控制儀表等。總開關和分開關設有過流，短路等保護措施。儀表用電輸入按380V 50Hz設計。主要儀表用電量表用 戶輸入電壓等級容 量電源要求備 注硫磺制酸主控制室380V6KVA重要負荷化學水站控制室380V4KVA重要負荷其他～～按具體要求儀表用電的可靠性保證，儀表用電設計按重要負荷考慮，為保證電源不畸變和受到電磁干擾，在電源進線加設防雷擊和抗浪涌裝置，所有用電開關均有過流，過負載，短路保護。 主要定型設備的選擇 （1）液體硫磺泵在生產裝置中，液體硫磺輸送，擬選用屏蔽泵，液體硫磺輸送時液硫溫度在135℃左右，采用屏蔽泵型式，避免了主軸密封滲油現象，泵體夾套蒸汽加熱，配有耐高溫絕緣線繞制的耐腐蝕的哈氏合金轉子。并備有軸承易損報警器，泵內自動溫度裝置，結構緊湊，使用壽命長。（2）液體硫磺過濾器采用臥式葉片液體硫磺過濾器。液體硫磺加入硅藻土送入臥式葉片過濾器，在葉片過濾網面上結成硅藻土濾餅層，經過濾后的合格液體硫磺在葉片框架內流動，經匯總后輸出。當定期清理硅藻土濾餅層時，設備端頂蓋自動液壓開放，葉片框架自動液壓移出設備外，進行清理硅藻土硫磺塵濾餅，清理完畢，自動放進設備和頂蓋關閉。該設備結構緊湊，過濾效果好。（3）硫酸泵國內已有生產，泵的流量1500m3/h、38m硫酸柱， 98%，99℃高溫濃硫酸循環泵，泵體采用合金球墨鑄鐵。（4）酸冷卻器由于采用高溫吸收技術，一吸塔出塔酸溫較高，因此采用帶陽極保護管殼式酸冷卻器，目前國內80萬噸/年、60萬噸/年、40萬噸/年、30萬噸/年大型硫磺制酸裝置均采用此種酸冷器，操作可靠，冷卻效果好。 主要非標準設備的設計（1）快速熔硫槽大型快速熔硫槽，直筒體內加盤式換熱器，錐體加蒸汽夾套，為了防止界面腐蝕，筒體內襯耐酸防腐材料，盤式換熱器進出管端氣液界面部分用外包熱塑四氟套管防腐，二層攪拌槳采用自卸式結構。快開式人工放渣孔，設備下部設放渣口。（2）焚硫爐焚硫爐鋼殼內襯硅酸鋁纖維，二層隔熱磚，二層耐火磚，爐體內設有三道隔墻，爐進口異形接管采用耐熱混凝土澆注。爐內硫磺噴槍采用高壓噴嘴型式，設空氣導流裝置加強霧化效果。霧化的焚硫爐進口干燥空氣與液體硫磺同方向進入爐內，爐子中部設有二次空氣作進一步燃燒，爐體上部設有遮雨棚，防止大量散熱，支座為鞍型支座，設固定支座和活動支座。（3）轉化器轉化器采用304材質，底部設有徑向膨脹設施，進氣口考慮均勻分氣措施，觸媒層的分段從上至下為1。各段觸媒層殼體內襯耐火磚，襯磚高度為觸媒層的高度。轉化器外包復合硅酸鹽保溫材料。觸媒采用國產大顆粒環狀釩觸媒。（4）氣體換熱器氣體換熱器采用傳統的列管換熱器，進氣擴散管，使氣體均勻分布，傳熱系數高，設備直徑小，設備占地面積少。（5）干吸塔干吸塔為立式園筒形結構，鋼殼體內襯耐酸磚，支承填料層為球拱結構，開孔率大于50%，，塔底為蝶形底，出酸口處裝有防渦流裝置。分酸裝置采用陽極保護槽管式分酸器，每平方米噴頭有43個，而國產高效管式分酸器噴頭只有2127個/m2。（6）液體硫磺貯槽大型液體硫磺貯槽為碳鋼殼體，底部加熱元件，頂蓋上設有保溫盤管，蒸汽滅火管，蒸汽夾套放空管及蒸汽夾套進料管。 主要熱力系統設備（1）火管鍋爐火管鍋爐為臥式雙鍋筒自然循環火管鍋爐，露天布置。上鍋筒為汽包，下鍋筒為鍋殼，煙管固定在鍋筒兩端的管板上。煙氣由進口煙箱分流，縱向通過煙管，在出口煙箱內匯流引出。給水送入汽包，汽包內的脫鹽水通過下降管側向進入鍋殼的殼程空間，爐水受熱后形成的汽水混合物再通過上升管進入汽包，形成自然循環回路。上升管和下降管同時作為汽包在鍋筒上方的支撐結構，使汽包與鍋殼連成一體。整臺鍋爐由鞍式支座支承，鍋筒前部支座為固定支座，用地腳螺栓錨固在基礎上，其余為滑動支座，使鍋爐的各部分在運行時均能按設計預定方向自由膨脹。（2）過熱器轉化一段、五段出口蒸汽過熱器為全合金鋼制立式矩形箱體結構，露天布置。自上而下布置有高溫和低溫兩段過熱器管束，蒸汽與煙氣呈逆向流動。在兩段過熱器之間設有噴水減溫器，以調節出口蒸汽溫度。減溫器和連接管道均在合金鋼箱殼外面。兩段過熱器均由進出口聯箱和帶螺旋翅片的蛇形管組成，蛇形管的直段帶翅片，彎頭部分是光管，直段翅片管位于箱體通道箱內，進出口聯箱和彎頭則放置在兩端的彎頭箱內，以方便安裝與檢修。蛇形管基管和進出口聯箱采用321(1Cr18Ni9Ti)，螺旋片采用304(0Cr19Ni9)，外殼采用304(0Cr19Ni9)；（3）水平夾套式熱管省煤器水平夾套式熱管省煤器應用于硫磺制酸裝置，它不僅能有效地防止低溫腐蝕產生，而且結構簡單，無現場維修工作量。運行實踐已表明，熱管省煤器能確保長期安全運行。（4）蒸汽透平驅動的空氣鼓風機大型透平鼓風機在國內已有成熟的制造技術和豐富的使用經驗，推薦使用遼寧沈陽鼓風機廠或陜西鼓風機廠生產的較為可靠。國內主要鼓風機制造廠商等都有很好的透平鼓風機供貨業績，并均可根據客戶特殊要求訂制。本項目空氣鼓風機技術參數如下：a、鼓風機進口風量Q=6000m3/min；風機進口壓力：1KPa。（)出口壓力：43Kpa(表)b、蒸汽透平機型式：背壓式，進汽溫度435℃。主要工藝設備規格及技術參數序號名 稱規 格主要技術參數備 注1快速熔硫槽φ4000X3000帶攪拌槳，加熱面積 F＝4 X 120m22臺，錐底2液體硫磺過濾器WYBYL70采用臥式葉片液體硫磺過濾器3臺（2開、1備）3焚硫爐φ內600019000帶3支機械霧化磺槍，燃燒容積540 m31臺鋼襯耐火磚4轉化器φ內 14700五段催化劑共720m31臺不銹鋼5熱熱換熱器φ8000換熱面積 F＝4257m21臺，列管式6冷熱換熱器φ8000總換熱面積 F＝7352m22臺，列管式7空氣鼓風機S150043流量Q＝6000m3/min△P＝43kPa2臺（1臺電風機、1臺汽風機）8干燥塔φ內9600 揚酸量1360 m2/h，噴淋密度 L＝18m3/，填料層高8米1臺鋼襯耐酸磚9第一吸收塔φ內9600揚酸量1500 m2/h，噴淋密度 L＝18m3/，填料層高8米1臺鋼襯耐酸磚10第二吸收塔φ內9600 揚酸量1360 m2/h，噴淋密度 L＝18m3/，填料層高8米1臺鋼襯耐酸磚11干燥塔酸冷卻器帶陽極保護管殼式換熱面積 F＝1212m21臺12一吸塔酸冷卻器帶陽極保護管殼式換熱面積 F＝1337m21臺13二吸塔酸冷卻器帶陽極保護管殼式換熱面積 F＝502m21臺14成品酸冷卻器帶陽極保護管殼式換熱面積 F＝100m21臺15干吸酸循環槽φ內600012000容積為340m31臺鋼襯耐酸磚16尾氣煙囪φ2000100000鋼架結構，中心筒采用PP材質1臺 標準化、規范（略） 設備、主要設計標準和規范（略） 電氣、本工程電力設計所使用的設計標準或規定（略） 自控、設計采用的標準及規范（略）設計使用國際標準工程單位，如下表：測量參數單位刻度備 注流量液體m3/hDirect氣體Nm3/hDirect蒸汽Kg/h or t/hDirect主要原料、輔助材料及燃料的供應、規格、年需用量、來源及運輸條件序號名稱主要規格年需用量（萬噸）來源供應方式1硫磺S≥%進口火車到站，汽車轉運 原料資源的儲量、品位、開采及生產規模本裝置所用硫磺主要從國外進口。a、由于硫磺價格的下降，一部分原來改為硫鐵礦制酸的裝置重新恢復采用硫磺制酸；b、由于有色金屬工業的發展，特別是電解銅、電解鋅行業的發展，使冶煉煙氣制酸的比例逐年上升，從而間接地抑制了硫磺制酸的過度發展，使硫磺價格能夠得以保持穩定。c、目前世界硫磺主要來自石油冶煉的副產物，其價格與世界石油價格密切關聯。目前世界石油價格已在低位，短期內價格再出現大幅上漲的可能性很小，因此，硫磺價格大幅上漲的可能性已較小。綜上所述，硫磺的供應及價格都將有保障。本項目輔助材料供應如下表：序號名稱規格單位年需用量來源供應方式1釩觸媒S10S101噸56外購汽車2柴油0噸176外購汽車3硅藻土噸88外購汽車建廠條件和廠址方案 廠址的地理位置、地形、地貌 工程地質、水文地質和地震烈度 工程地質 水文地質 地震烈度 當地氣象條件A、年平均溫度 ℃B、最熱月平均溫度 ℃C、最冷月平均溫度 ℃D、風壓