硫酸工业浅析

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1、硫酸工业浅析院 系：化工与能源学院 专 业：化学工程与工艺 班 级：3班学 号： 20100380308 学生姓名：鲁倩倩日 期：2013年11月17日硫酸工业浅析鲁倩倩，20100380308（化学工程与工艺专业 3 班）摘 要：介绍了 2004 年至今中国硫酸产量位居世界首位，2006 年中国硫酸产量达 50.43Mt， 逐渐形成了以硫磺、硫铁矿和冶炼烟气为主的原料结构。改革开放以来，中国硫酸行业的产 业集约化程度大幅提高，单系列硫酸装置的最大规模分别为硫铁矿制酸400kt/a、硫磺制酸 1000kt/a、冶炼烟气制酸600 kt/a。还指出今后中国硫酸工业的发展趋势是：装置进一步大型 化

2、，产业集约化程度继续提高，全方位提升技术装备水平，加大节能减排力度，提高废热回 收利用率，走循环经济的发展道路，实现可持续发展。关键词：硫酸工业；产量；装置；工艺Abstract： China has been ranked the first in its sulfuric acid production since 2004， and the productionin 2006 reached 50.43 Mt. A new raw material pattern mainly consisting of sulfur， pyrite andmetallurgical off-gas i

3、s established. Since reform and opening-up， a high level of intensive production ofChinas sulfuric acid industry has been achieved， with the largest sulfuric acid plant being 400 kt/a withpyrite， 1000kt/a with sulphur and 600kt/a with metallurgical off-gas. Chinas sulfuric acid industry willstep tow

4、ards larger plant siz，e higher level of intensive production and higher level of technologyl andequipment， as well as strengthening energy saving and environmental protection， in order to realizerecycling economy and sustainable development.Key words： sulfuric acid industry；production；equipment；proc

5、essc 、，-、-0 前言硫酸工业是个古老的行业，迄今已有 260 多年的历史。很久以前，硫酸就因为在众多 领域中不可或缺的用途而赢得“工业之母”的美誉。在我国，由于硫酸与化肥、继而与粮食 之间的密切联系，硫酸工业在国计民生中占有举足轻重的地位，一直是个倍受关注的行业。 改革开放以来，与中国其它行业一样，硫酸工业得到了迅速发展，其产业结构、原料构成、 装置规模、技术装备水平、废物排放指标全然今非昔比，正在以崭新的面貌迈入现代化工的 行列。在循环经济已成为社会发展的主流、人类更加注重资源利用与环境保护的今天，硫酸 工业这个涉及到腐蚀性和环境污染物、拥有 60 Mt/a 产能的庞大的产业，如何实

6、现可持续 发展，如何打造循环经济的体系，如何使其技术装备水平更上一个台阶，无疑是人们所面临 的新的挑战。1 我国硫酸工业的现状据不完全统计，截至 2009为年底我国规模以上硫酸生产企业共有520 多家，总产能达到 71000kt/a。其中，硫黄制酸产能约34500kt/a,最大单系列装置能力1000kt/a；冶炼烟气 制酸产能约19000kt/a,最大单系列装置能力700kt/a；硫铁矿制酸产能约17500kt/a，最 大单系列装置能力400kt/a，形成了硫黄、硫铁矿、冶炼烟气“三足鼎立”的制酸新格局。 硫酸生产企业绝大部分都配套有环境保护设施,“三废”排放绝大多数企业都能达到我国污 染物排

7、放标准，时配套废热回收装置。分大型企业还引进国外低温废热回收技术，用废热发 电，硫酸生产企业同时成为了能源工厂。1.1 产量、原料结构及产业结构1硫酸工业是国民经济的基础产业，目前我国约 70%产量的硫酸用于化肥，尤其是磷肥的 生产。产品的终端用途性质以及十几亿人口的基本国情决定了我国必然是一个硫酸生产大国 建国以来，尤其是改革开放以来，我国硫酸产能逐年递增，至2004年已达到44350kt,并 从此跃居世界首位。2006年我国硫酸企业490家左右，装置总能力超过62 000 kt/a。生产原料有硫铁矿、 硫磺、冶炼烟气、磷石膏和硫化氢等。硫铁矿是我国主要的硫资源，所以长期以来我国硫酸 生产基

8、本上都是以硫铁矿为主要原料。遗憾的是硫铁矿并不是硫酸生产的最理想原料，它具 有生产工艺复杂、管理要求高、操作环境差以及要处置大量的固体和液体废物等缺陷。改革 开放以来，大量硫磺的进口以及有色冶炼行业的迅速发展，使我国硫酸生产的原料结构得到 不断的优化与调整硫铁矿制酸份额逐年下降，硫磺制酸产量迅速增加，冶炼烟气制酸产 量稳步增长，形成了硫磺、硫铁矿、冶炼烟气制酸三分天下的原料格局。近几年我国硫酸生 产能力和产量及原料格局见表 1、表 2（数据来源于中国硫酸工业协会统计数据）。表120022006年我国各原料制酸生产能力情况 单位;k血顶III-200?2004 3222.74141420(3 !

9、 337 LL13034-38.7丨炯37.4752122 3?471.62004 | 3994b1431b35.840.6H H -55461.4鲫巧丁 4625Q16K?Q34.81975(?42.7呛21.2他心1.320(Jb5044J15?3031.622330443116302?.LSSO1.0随着改革开放的不断深入和企业结构的优化重组，我国硫酸行业的产业结构发生了深刻 的变化，尤其是国家磷复肥生产基地的建设，使产业的集约化程度大幅提高。过去那种中、 小型企业星罗棋布的产业结构已逐渐打破，一些污染严重、效率低下的小型硫铁矿制酸装置 被关停并转，而代之以一座座大规模的、具有国际先进水

10、平的制酸装置。目前，我国单系列 硫酸装置的最大规模分别为：硫铁矿制酸400 kt/a,硫磺制酸1000 kt/a,冶炼烟气制酸600 kt/a，磷石膏制酸400kt/a。2006年，我国硫酸产量最大的前三名企业为云天化国际（包 括三环、富瑞、红磷、云峰、江川天湖）、张家港双狮（包括苏州精细）、湖北洋丰（包括新 洋丰），其总产量分别为4300 kt、1430 kt、1300 kt。单系列硫磺制酸产量最高的是张家 港双狮（970 kt）,冶炼烟气制酸是江西铜业（600 kt）,硫铁矿制酸是广西鹿寨（420kt）。 全国有8家企业产量达1000 kt以上，占总产量的24.8%,产量在200 kt以上

11、的大型企业 有 50家，占全国总产量的 60.1%，而 100kt 以下的小型装置仅占25. 1%。产业集约化程 度的提高和装置规模的扩大，有力推动了新工艺、新设备和新材料的推广和使用，使我国硫酸工业的技术水平迈上一个新的台阶。1.2 国硫酸生产技术的发展新中国成立后,我国硫酸生产技术取得了巨大的进步,逐渐缩小了与国际先进水平的差距。 20 世纪50年代以后逐步推广接触法,取代铅室法和塔式法,20世纪 80 年代后全部采用接触 法。1951年永利宁厂研制成功VI型钒催化剂并用于生产，结束了我国钒催化剂依赖进口的 历史,此后又陆续开发了低温、耐砷及环状、菊花状等多种钒催化剂,满足了我国硫酸工业发

12、 展的要求。1956年永利宁厂成功地开发了硫铁矿沸腾焙烧技术,并建成135 t/d的工业沸腾 焙烧炉。同年,上海硫酸厂采用文氏管洗涤器对气体进行降温和除尘,获得了成功,1958年又 进一步创建/三文一器0水洗净化流程应用于该厂新建的50 kt/a硫酸装置上,简化了生产流 程,节省了投资,对硫酸工业的发展起了推动作用。 1977年,南化研究院开发成功酸洗净化流 程,消除污水对环境的污染。 1966年上海硫酸厂在硫酸生产装置上采用两转两吸流程取得成 功,减少了尾气排放。1989年南化研究院完成了/3+20两次转化工业试验,使二氧化硫转化率 进一步提高到9917%以上2。1990年华东理工大学同上海

13、吴泾化工总厂合作开发了二氧化硫 非定态转化技术,1994 年河南济源豫光金铅集团有限公司采用该技术处理铅烧结机烟气取 得成功, 为低浓度二氧化硫气体的处理和利用创造了条件。在装置设备方面, 我国先后开发了新型电除尘（雾）器、洗涤器、阳极保护管壳式酸冷却器、 板式酸冷却器、浓酸泵、稀酸泵、新型塔填料、分酸器、瓷质球拱以及新型自动控制仪表等, 这些设备的广泛应用满足了我国硫酸工业大型化、高强度、高效率的要求,提高了我国硫酸 工业的总体技术水平。在废热利用方面,20世纪60年代南化磷肥厂和大连化工厂分别对强制循环和自然循环的 中压废热锅炉进行工业试验, 成功地利用了焙烧过程的高温废热。 1988年上

14、海硫酸厂与船舶 工业总公司 711 所合作建成热管锅炉用于转化系统中温废热的回收。大型硫酸厂配套的废热 回收系统吨酸回收中压蒸汽达111 t以上,有的用来发电，有效地利用了能源，降低了制酸成 本。据不完全统计,2000 年我国硫酸行业共副产蒸汽 10000kt 左右, 折标煤 1400kt 左右。20世纪80年代以后,随着改革开放的深化,我国先后引进了国外鲁奇、孟山都、凯密迪、 波立顿、托普索、三菱重工等公司的成套硫酸装置、技术和设备如WSA湿法制酸工艺、非 定态氧化技术、大型沸腾焙烧系统、硫磺制酸废热锅炉、动力波洗涤器、不锈钢转化器、大 型风机、高效含铯钒催化剂等,这些技术和设备的引入,推动了我国硫酸技术的发展。20世纪60年代我国就开始了磷石膏制硫酸联产水泥的研究,1982年在山东鲁北化工总厂 建成一套715 kt/a的石膏制酸装置,在取得成功的基础上，于1990年建成/三、四、六0示 范装置，即30 kt/a磷铵、40 kt/a硫酸联产60 kt/a水泥装置。20世纪90年代后又分别在 银山、什邡、沈阳、莱西、鲁西、遵化等地推广建设了同类装置。目前鲁北化工集团已拥有 一套年产 300 kt 磷铵、 400kt 硫酸联产 600 kt 水泥的装置。经过几十年来的发展, 我国已 在硫酸的科研、设计、