锌冶炼烟气制硫酸工艺操作规程.doc
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1、Q/ZYJ株洲冶炼集团有限责任公司 发布2005-10-08 实施2005-09-05 发布锌冶炼烟气制硫酸工艺操作规程株洲冶炼集团有限责任公司企业标准 Q/ZYJ 05.01.11.072005 代替 Q/ZYJ 05.01.11.072004前 言本标准是对Q/ZYJ 05.01.11.072004工业硫酸工艺操作规程的修订。编写规则符合GB/T1.12000标准化工作导则 第1部分:标准的结构和编写规则的要求。本标准从实施之日起,原Q/ZYJ 05.01.11.072004工业硫酸工艺操作规程同时废止。本标准的附录A为规范性附录。本标准由株洲冶炼集团有限责任公司产品与工艺技术标准化工作分
2、会提出。本标准由株洲冶炼集团有限责任公司标准化管理委员会办公室归口。本标准起草单位:湖南株冶火炬金属股份有限公司锌焙烧厂本标准主要起草人:胡泽亚本标准主要审核人:刘宁波 刘智能 肖 康 朱北平 苗华磊 谷卫胜 周新海 唐守层 唐 凌本标准主要审编人:钟 鸣 谭仪文本标准批准人:王 辉本标准2000年6月12日首次发布,2002年10月14日第一次修订。锌冶炼烟气制硫酸工艺操作规程1 范围本标准规定了锌冶炼烟气制硫酸生产的工艺流程、基本原理、原材料及质量要求、工艺操作条件、岗位操作法、产品及质量要求、主要技术经济指标和主要设备。本标准适用于锌精矿焙烧烟气制取工业硫酸的工艺操作过程。2 规范性引用
3、文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。GB/T 5342002 工业硫酸GB/T 5138 工业用液氯HG2086 S101硫酸生产用钒催化剂HG2088 S107、S108型硫酸生产用钒催化剂YB/T 042 冶金石灰YB/T 5279 石灰石Q/ZYJ 06.05.02.132005 自用锌粉Q/ZYJ 06.05.01.052005 沸腾焙烧二氧化硫烟气Q/ZYJ 13.
4、01.042002 煤气使用岗位通用安全环保操作规程Q/ZYJ 15.02.012003 工业煤气3 锌系统锌冶炼烟气制酸工艺流程3.1 制酸工艺流程图(见图1)。3.2 烟气脱汞工艺流程(见图2)。 3.3 污酸处理工艺流程(见图3)。4 基本原理4.1 净化原理烟气经绝热蒸发降温除尘、稀酸洗涤冷却后,在电场力作用下将酸雾除去。 水水 SO2气体电收尘出口烟气烟 气(出库)一级电除雾烟 气热交换器填料塔循环槽转化一层出塔酸出塔酸SO2风机转化四层烟 气干燥塔二级电除雾脱汞塔热交换器转化二层转化三层一吸塔二吸塔循环槽循环泵板式换热器98%硫酸沉降槽底流泵(送污酸处理)稀 酸底 流溢 流脱气塔送
5、液泵污 酸循环槽循环泵捕集液循环泵板式换热器98%硫酸循环槽循环泵板式换热器93%硫酸计量槽酸 库酸库计量槽98%硫酸93%硫酸出塔酸(出库)水 稀 酸循环槽循环泵板式热换器热交换器热交换器烟气空 塔(排空)图1 制酸工艺流程图脱汞后SO2烟气净化后SO2烟气脱汞塔循环泵第一沉降槽外排废水循环洗涤液(送制酸)底流溢流第二沉降槽锌粉甘汞(Hg2Cl2)(送净化)甘汞氯化槽甘汞槽水桶装外运循环槽循环泵循环洗涤液氯气 循环泵浓液给料槽溢流图2 烟气脱汞工艺流程图上清液气体净化系统污酸硫化反应槽一次中和槽二次中和槽浓密机Na2S贮槽输送泵Na2S溶解槽石灰石贮槽石灰石泵底 流上清液压 滤滤 液渣沉 降
6、(送渣场)底 流(送总废水处理)底流泵添加泵NaOH贮槽输送泵气 体液 体(排 空)浓密机压滤渣除害塔滤液图3 污酸处理工艺流程4.2 烟气脱汞原理烟气脱汞工艺是一个连续的气体洗涤过程,当二氧化硫烟气被氯化汞络合物溶液洗涤时,溶液中的汞离子将与烟气中的金属汞蒸汽进行一个快速而完全的反应,生成不溶于水的氯化亚汞晶体,一部分氯化亚汞用氯气重新氯化成溶于水的氯化汞,加入洗涤液中继续循环,多余部分经处理后成为甘汞产品。其化学反应如式(1)(4):回收部分: (n4)(1) (边界量)(2)氯化过程: (3) (4)4.3 干吸原理4.3.1 干燥原理利用浓硫酸具有强吸水性而干燥烟气。4.3.2 吸收原
7、理当含有SO3的烟气与浓硫酸接触时,SO3选择性地溶解在浓硫酸中,该过程的化学反应如式(5):SO3H2O H2SO4Q(5)4.4 转化原理触媒二氧化硫烟气在钒催化剂触媒的作用下氧化为三氧化硫,化学反应如式(6):SO21/2O2 SO3Q(6)4.5 硫化原理净化工序经脱吸送来污酸中的As、Hg等金属离子与Na2S溶液反应生成硫化物沉淀,主要化学反应如式(7)、(8): 2As3+ + 3S2- As2S3(7) Hg2+ + S2- HgS(8)4.6 中和原理用石灰石溶液或强碱性的消石灰中和稀硫酸溶液,主要化学反应如式(9)、(10):CaCO3 + H2SO4 = CaSO4 + C
8、O2+ H2O (9)Ca(OH)2 + H2SO4 CaSO4 + 2H2O (10)5 原材料及质量要求5.1 锌焙烧烟气(电收尘高温风机出口)应符合Q/ZYJ 06.05.01.052005沸腾焙烧二氧化硫烟气的规定,其中:化学成分:SO2:4.5 含尘(静态抽样)300mg/m3。5.2 石灰石:应符合YB/T 5279石灰石的规定,其中:CaO50 5.3 熟石灰:应符合YB/T 042冶金石灰的规定,其中:CaO80 允许最大粒度:120mm 无杂物。5.4 钒催化剂(触媒)5.4.1 S101型钒催化剂:应符合HG2086S101硫酸生产用钒催化剂的规定,其中:5.4.1.1 化
9、学组分(重量)和特性()五氧化二钒(V2O5):7.58.5硫酸钾(K2SO4):18.323二氧化硅(SiO2):6575活性率(耐热后特化率):81.05.4.1.2 物理性质形状:圆柱形条状、环状、梅花状颜色:深黄色或红棕色直径(mm):4.55.5、8.59.5、11.512.5长度(mm):515堆密度(kg/L):0.60.75.4.2 S107型钒催化剂:应符合HG2088S107、S108硫酸生产用钒催化剂的规定,其中:5.4.2.1 化学组分(重量)及特性()五氧化二钒(V2O5):6.36.7硫酸钾(K2SO4):16.8硫酸钠(Na2SO4):9.0活性率(耐热后二氧化硫
10、转化率):42.05.4.2.2 物理性质形状:圆柱形条状、环状、梅花状。颜色:淡黄色或桔黄色。直径(mm):4.55.5、8.59.5、11.512.5。长度(mm):515。 堆密度(kg/L):0.60.7。5.4.3 S108型钒催化剂:应符合HG2088S107、S108硫酸生产用钒催化剂的规定,其中:5.4.3.1 化学组分(重量)及特性()五氧化二钒(V2O5):6.2。硫酸钾(K2SO4):16.818.0。其他促进剂:14.017.0。活性率(耐热后二氧化硫转化率):35.0。5.4.3.2 物理性质形状:圆柱形条状、环状、梅花状。直径(mm):4.55.5、5.56.5、8
11、.59.5、11.512.5。长度(mm):515。堆密度(kg/L):0.650.7。5.5 液氯:应符合GB/T 5138工业用液氯的规定。5.6 锌粉:应符合Q/ ZYJ 06.05.02.132005自用锌粉的规定。其中:粒度0.18mm(-80目)5.7 工业煤气():应符合Q/ZYJ 15.02.012003工业煤气的规定。6 工艺操作条件6.1 空塔6.1.1 进口气温:230310。6.1.2 出口气温:75。6.1.3 进口压力:-500 Pa0Pa。6.1.4 循环酸(H2SO4)温度:5565。6.1.5 循环酸浓度:4。6.2 填料塔6.2.1 烟气入口温度:75。6.
12、2.2 烟气出口温度:3343。6.2.3 烟气入口压力:-1200Pa0Pa。6.2.4 循环酸(H2SO4)浓度:4。6.2.5 进塔酸温:2040。6.2.6 出塔酸温:4560。6.3 一级电除雾器6.3.1 出口气体含酸雾量:0.03g/Nm3。6.3.2 出口气体含尘量:0.005g/Nm3。6.3.3 工作电流:1#、3#:0.05A 5#:0.02A6.3.4 工作电压:1#、3#:4.0104V7.0104V 5#:4.0104V7.0104V6.4 二级电除雾器6.4.1 出口气体含酸雾量:0.005g/Nm3。6.4.2 出口气体含尘量:0.005g/Nm3。6.4.3
13、工作电流:2#、4#:0.05A 6#:0.02A6.4.4 工作电压:2#、4#:4.0104V7.0104V 6#:4.0104V7.0104V6.5 脱汞塔6.5.1 烟气温度:3545。Hg含量:30 mg/ Nm3。6.5.2 循环洗涤液应符合表1的规定。表1元素Hg2+g/LCl-g/LH2SO4g/LHg2Cl2g/L含量(g/L)131415016.5.3 浓氯化汞溶液应符合表2的规定。表2元素HgCl2g/LH2SO4g/LCl- g/L含量(g/L)3070120156.5.4 脱汞后烟气要求Hg含量:0.2mg/ Nm3。6.6 干燥塔6.6.1 进塔烟气温度:3545。
14、6.5.2 出塔烟气温度:4550。6.6.3 循环酸(H2SO4)浓度:92.5。6.6.4 进塔酸温度:4247。6.6.5 出塔酸温度:5060。6.6.6 进塔烟气负压:3000Pa6000Pa。6.6.7 出塔烟气负压:4000Pa6000Pa。6.7 一吸塔6.7.1 进塔烟气温度:180200。6.7.2 出塔烟气温度:6070。6.7.3 循环酸浓度:98.0。6.7.4 进塔酸温度:5864。6.7.5 出塔酸温度:7590。6.7.6 进塔烟气压力:9000Pa12000Pa。6.7.7 出塔烟气压力:6000Pa9000Pa。6.8 二吸塔6.8.1 进塔烟气温度:180
15、200。6.8.2 出塔烟气温度:5565。6.8.3 循环酸浓度:98.0。6.8.4 进塔酸温度:5662。6.8.5 出塔酸温度:7085。6.8.6 进塔烟气压力:1000Pa2000Pa。6.8.7 出塔烟气压力:400Pa1000Pa。6.9 二氧化硫风机6.9.1 二氧化硫风机出口水分:0.1g/Nm3。6.9.2 二氧化硫风机出口酸雾:0.005 g/Nm3。6.10 转化器工艺操作条件应符合表3的规定。表3名称单位1层2层3层4层入口烟气温度420435440460420450420445出口烟气温度5506004705204304804304606.11 污酸处理6.11.
16、1 锌系统来污酸成分应符合表4的规定。表4元 素H2SO4SO2g/LAsg/LFg/LClg/L含 量430.0150.60.156.11.2 铅系统来污酸成分应符合表5的规定。表5元 素H2SO4Asg/LFg/LClg/L尘g/L含 量50.60.60.152.06.11.3 石灰石浆浓度:20。6.11.4 石灰乳浓度:10。6.11.5 中和后液pH:57。7 岗位操作法7.1 净化岗位7.1.1 开车前的准备7.1.1.1 将空塔循环槽,填料塔循环槽加满水,水位保持在2m左右,加水前应保持槽内无杂物、干净,沉降槽也加满水。7.1.1.2 检查管路、阀门、人孔、法兰盖等是否良好,要求
17、无泄漏、堵塞,喷嘴畅通完好。7.1.1.3 检查温度、压力、流量等仪表是否正常。7.1.1.4 对板式换热器进行检查,先通循环冷却水进换热器,观察是否有漏水情况,同时逐片检查泄漏情况,检查固定板位置是否合符要求(酸侧试漏亦同)。7.1.1.5 检查安全设施如照明、栏杆、电器绝缘、防护罩是否齐全完善。7.1.2 开车操作7.1.2.1 开车前1h左右开启空塔、填料塔的循环泵,使各塔水、循环酸正常。7.1.2.2 开循环泵之前,先盘车35圈,确认无异常情况后,打开进口阀门,关闭出口阀门。7.1.2.3 合上电源启动循环泵,随后慢慢打开出口阀门,调整流量。7.1.2.4 检查设备运行情况,做到泵运行
18、无泄漏,并做好运行情况记录。7.1.2.5 运行时及时补水,根据稀酸浓度、含氟量、含尘量等控制送污酸量。7.1.2.6 各循环泵启动前,先打开板式换热器冷却水阀,使换热器通水循环。7.1.2.7 注意调整水量、酸量,使出口酸温达到要求。7.1.3 停车操作7.1.3.1 停车前将循环槽液位稍降低,并停止加水,以免循环槽冒槽。7.1.3.2 将各槽余酸打至污酸处理,并加入清水冲洗。7.1.3.3 当各槽冲洗干净后,停下循环泵。7.2 电除雾岗位7.2.1 开车前的检查和准备7.2.1.1 检查电除雾器各部件安装质量是否符合要求,并做好记录。7.2.1.2 在试车送电前24h,擦干净绝缘套管并开启
19、电热器将其预热,预热温度100130。7.2.1.3 由电工按要求检查机组对地绝缘情况。7.2.1.4 在塑料电除雾送电前对塑料电除雾器沉淀管进行喷水,使管壁形成液膜,喷水时间为10min15 min。7.2.2 开车操作7.2.2.1 将转化升温抽空气用的人孔盖上好。7.2.2.2 正式接气前10min左右,电除雾器开始送电。7.2.2.3 通气后,要立即把电除雾器的电压,电流调至工艺规定范围内。7.2.3 停车操作7.2.3.1 电除雾器停止送电,整流机组接地,如进入电场内工作时还须在阴极栓上接地线。7.2.3.2 打开冲洗水阀,冲洗电除雾器,洗涤至水较干净时停止冲洗。7.2.3.3 长时
20、间停车需将绝缘箱加热停止。7.3 脱汞岗位7.3.1 甘汞循环泵的操作7.3.1.1 启动:盘车开入口阀按启动按钮开出口阀。7.3.1.2 停止:关出口阀按停止按钮关入口阀。7.3.2 首次开车洗涤循环液的制备7.3.2.1 往4040槽内加水,达到开泵的必须液位,第一沉降槽(4070)加满水,打开(VH008)阀门。7.3.2.2 启动循环泵(4050/4060)。7.3.2.3 按比例加入98硫酸(小心操作)。7.3.2.4 按比例加入食盐。7.3.2.5 按比例加入HgCl2溶液。7.3.2.6 让溶液循环30min后,取一个溶液样送化验室分析测试中心分析。7.3.2.7 如果Hg2+含
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