Flujo de proceso de la línea de producción de ácido sulfúrico

La unidad de azufre a ácido consiste en las siguientes secciones: fusión de azufre, combustión y conversión de azufre, secado y absorción, y manipulación del producto final.

1. Sección de fusión de azufre

El azufre sólido de la sección de materia prima se transporta a través de un transportador de cinta en un tanque de fusión rápida de azufre para la fusión. El azufre fundido fluye por gravedad a través del puerto de desbordamiento en un tanque de filtración combinado, desde donde se bombea en el filtro de azufre fundido para filtración y luego se almacena en un tanque de almacenamiento de azufre fundido.
Antes de la filtración, se añade una cierta cantidad de auxiliar de filtro al tanque de prerecubrimiento que contiene azufre fundido. Bajo la acción del agitador, el auxiliar de filtro y el azufre fundido se mezclan a fondo. La bomba de prerecubrimiento transfiere la mezcla al filtro de azufre fundido, donde las hojas de filtro están cubiertas con la ayuda del filtro. Después de completarse la operación de prerecubrimiento, comienza la filtración formal. El azufre fundido purificado se envía entonces al tanque de almacenamiento de azufre refinado para su almacenamiento. Durante la producción, el azufre fundido fluye por gravedad desde el tanque de almacenamiento de azufre refinado al tanque subterráneo de azufre refinado y se bombea al horno de combustión de azufre.

El tanque de fusión rápida de azufre, tanque de filtración y tanque de pre-recubrimiento están hechos de estructuras integradas de hormigón y se instalan bajo tierra. Todos los tanques de almacenamiento de azufre, incluidos los tanques de almacenamiento de azufre refinado, están equipados con bobinas de calentamiento de vapor usando vapor saturado de 0,5 ~ 0,6 MPa (presión absoluta) para calentamiento indirecto. La temperatura del azufre fundido se mantiene entre 135°C y 145°C.

Otros equipos, tales como filtros de azufre fundido, bombas de azufre, tuberías de azufre fundido, accesorios y válvulas, están cubiertos con vapor y aislados con materiales aislantes adicionales.

El condensado de vapor y el vapor de escape descargado (1,2 toneladas/hora) se recogen en un tanque de recuperación de condensado. Una vez que la calidad del agua cumple con los requisitos, el condensado se envía al desaerator de la caldera.

La unidad de fusión de azufre está diseñada para una tasa de consumo de azufre correspondiente a una planta de ácido sulfúrico de ***toneladas/año.

El almacén de azufre es diseñado y construido por el propietario.
El tanque de almacenamiento de azufre fundido está diseñado con una capacidad de 400 toneladas.

2. Sección de combustión y conversión de azufre

El azufre fundido se presuriza mediante una bomba de azufre refinada y se pulveriza en el horno de combustión de azufre a través de una pistola de azufre. El aire requerido para la combustión de azufre se filtra a través de un filtro de aire, se presuriza mediante un soplador de aire, se seca en una torre de secado con ácido sulfúrico al 98%, y luego se suministra al horno de combustión de azufre. El contenido de humedad del aire seco es de ≤ 0,1 g/Nm³.

El aire seco se mezcla con azufre en el horno de combustión de azufre, generando gas del horno que contiene 10,0% de SO. ₂. El gas del horno se enfría en una caldera de calor residual de tubo de fuego de aproximadamente 970°C a 420°C antes de entrar en la primera etapa del convertidor de gas para su conversión. La temperatura de entrada a la primera etapa se ajusta utilizando líneas de derivación de alta temperatura y enfriamiento por aire frío.

El gas del horno que sale de la caldera de calor residual a 420°C entra en la primera capa de catalizador del convertidor, donde su temperatura aumenta a aproximadamente 606°C después de la reacción. El gas entra entonces en el sobrecalentador de alta temperatura para el intercambio de calor, produciendo vapor sobrecalentado para la planta principal. El gas se enfría a 450°C y entra en la segunda capa de catalizador para una oxidación adicional, elevando la temperatura a aproximadamente 514°C. Después pasa a través de intercambiadores de calor, enfriando a 440°C, antes de entrar en la tercera capa de catalizador para la oxidación. Después de la tercera capa, la temperatura aumenta hasta aproximadamente 457°C. El gas se enfría a través de una serie de intercambiadores de calor y economizadores a aproximadamente 170°C y se envía a la torre de absorción intermedia. Aquí, así ₃ se absorbe usando ácido sulfúrico concentrado al 98,5%. El gas sale a través de un desmisturador, se recalenta en los intercambiadores de calor, y luego entra en la cuarta capa de catalizador a 420°C para la oxidación final.

El gas que sale de la cuarta capa entra en sobrecalentadores y economizadores de baja temperatura para recuperar calor, enfriando hasta aproximadamente 150°C antes de entrar en la segunda torre de absorción. SO₃ se absorbe usando ácido sulfúrico al 98%, y el gas residual se ventila a través de la pila de gas de cola.

El total SO ₂ tasa de conversión es ≥99.8%.
El ajuste de temperatura para cada capa de catalizador se logra usando líneas de derivación y válvulas.

Se instala un sistema de depurador alcalino de arranque después de la segunda torre de absorción para eliminar el SO no convertido. ₂ del gas de cola durante el arranque.

El equipo de intercambio de calor en el proceso de conversión está equipado con líneas de bypass necesarias para el control de temperatura.

Para el arranque y la calefacción, se utiliza un método regenerativo. Se instalan un soplador de arranque y líneas de calentamiento para la primera y cuarta etapa del convertidor. Se proporciona una línea de cortocircuito para el calentamiento inicial, lo que permite que el sistema funcione en un modo de conversión única-absorción única, acortando el tiempo de calentamiento y reduciendo los costos. Una vez que el calentamiento está completo y comienza la inyección de azufre, la línea de cortocircuito se cierra y el sistema pasa al modo de doble conversión-doble absorción.

3. Sección de secado y absorción

El sistema de secado utiliza 98% de ácido sulfúrico para el secado, y el sistema de absorción utiliza 98% de ácido sulfúrico para la absorción.

La torre de secado, la primera torre de absorción y la segunda torre de absorción son torres empaquetadas.
El tanque de circulación de ácido concentrado es un tanque horizontal, que sirve tanto a los sistemas de secado como a los de absorción.

El aire húmedo pasa a través de un filtro de aire para eliminar el polvo, entra en la torre de secado y se seca con ácido sulfúrico al 98%. El ácido absorbe la humedad del aire y se drena al tanque de circulación de ácido concentrado, donde se bombea de nuevo al sistema después de los ajustes de concentración.

SO₃ generado durante la absorción combina con 98% H ₂SO₄ para formar 98% H ₂SO₄, que se desborda en el tanque de circulación.

El sistema de circulación de enfriamiento ácido funciona como: tanque → pump → refrigerador ácido → torre → tank.

El exceso de ácido sulfúrico al 98% se convierte en el producto final, enfriado por el enfriador de ácido del producto, medido por un caudalímetro electrónico, y transferido al tanque de almacenamiento de ácido sulfúrico o tanque de carga en la sección del producto final.

El proceso emplea una configuración de enfriador de tres torres, dos tanques, tres bombas y tres ácidos, lo que simplifica el proceso, reduce la inversión y facilita las operaciones. Disuelto así ₂ en el gas de cola es mínimo, y la absorción a alta temperatura minimiza aún más el SO ₂ en el ácido del producto.

Las tuberías para ácido concentrado están hechas de acero inoxidable 304 con protección anódica para garantizar un funcionamiento estable a largo plazo. Las tuberías de retorno de ácido, ácido del producto y descarga de ácido están hechas de hierro fundido resistente al ácido.

Después de la segunda torre de absorción se instala un depurador alcalino para eliminar las huellas de SO2 durante el arranque, asegurando que no haya contaminación ambiental.

4. Sección del producto final

El ácido sulfúrico al 98% del enfriador de ácido del producto se almacena en tanques de almacenamiento de ácido sulfúrico.

El ácido madre de arranque se suministra desde los tanques de almacenamiento de ácido sulfúrico al tanque de circulación de ácido concentrado a través de la bomba de suministro de ácido.

Se proporcionan dos tanques de almacenamiento de ácido sulfúrico, cada uno con una capacidad de 1.000 toneladas.