浅论某铜业公司2套硫酸装置干吸串酸流程异同

胥 永

(中国瑞林工程技术有限公司， 江西南昌 330031)

在国内硫酸工业近几十年的发展中，不仅材料在革新，设备、工艺也在不断的改进，而制酸干吸系统的实质就是浓酸吸收烟气中的水分及浓酸中的水分与SO3反应后制成w(H2SO4)98%或者93%硫酸的过程。

随着冶炼系统的规模越来越大，与之配套的烟气制酸系统也越来越大，对工艺、设备的要求也越来越高。现通过对浙江某铜业公司一、二期硫酸干吸串酸流程的对比，分析各自工艺在实际应用中的优缺点。

1 一期硫酸干吸串酸流程

该公司一期项目于2013年7月建成投产，设计矿产粗铜产能为100 kt/a，配套硫酸产能为400 kt/a。制酸干吸系统的串酸方式为：干燥酸通过干燥塔循环泵槽液位的控制，由干燥塔循环泵出口到酸冷却器前的管道上串至一吸塔循环泵槽；一吸酸通过干燥塔循环泵槽酸浓的控制,由一吸塔循环泵出口经过一吸酸冷却器降温后管道上串至干燥塔循环泵槽；一吸塔酸通过一吸塔循环泵槽液位的控制，由一吸酸冷却器出口的管道上串至二吸塔循环泵槽；成品酸通过二吸塔循环泵槽液位的控制，由二吸酸冷却器出口的管道上串至成品酸中间槽，加水调节浓度后再由成品酸输送泵送入成品酸冷却器冷却后，送往酸库[1]。串酸流程见图1。

2 二期硫酸干吸串酸流程

该公司二期项目通过技改将矿产粗铜的产能由100 kt/a提高到300 kt/a，相应配套增加1套产能为800 kt/a的硫酸装置。配套增加的硫酸干吸系统的串酸方式为：干燥酸通过干燥塔循环泵槽液位的控制，由干燥塔循环泵出口到干燥酸冷却器前的管道上串至一吸塔入口酸管道上；一吸酸通过一吸塔循环泵槽和二吸塔循环泵槽之间的连通管道自流至二吸塔循环泵槽；二吸酸通过干燥酸浓度的控制，由二吸酸冷却器出口的管道上串至干燥塔循环泵槽。

图1 浙江某铜业公司一期硫酸装置干吸工序串酸流程

成品酸由二吸塔塔底分流进入成品酸中间槽，加水调节浓度后，再由成品酸输送泵送入成品酸冷却器冷却后，送往酸库。

串酸流程见图2。

图2 浙江某铜业公司二期硫酸装置干吸工序串酸流程

3 分析和讨论[2-3]

从上述一、二期硫酸干吸串酸流程可以看出：

1) 为了维持干燥塔循环泵槽液位平衡，干燥酸从干燥塔循环泵出口串至一吸循环系统，不同的是一期干燥发串至一吸塔循环泵槽，二期干燥发串至一吸酸冷却器后上酸管道；一期干燥发直接串至一吸塔循环泵槽的做法会导致干燥系统中少量溶解在硫酸中的SO2随硫酸一并串至一吸塔循环泵槽，并进一步串至二吸系统，使得二吸塔出口SO2含量过高；二期采取干燥发串至一吸塔酸冷却器后上塔酸管道内，进入一吸塔解吸后进入后面的转化流程，此串酸方式可以很好的避免二吸塔出口SO2含量过高问题。当然，一期只要和二期一样把干燥发串酸引入一吸酸冷却器后上酸管道上就可以很好的解决二吸塔出口SO2含量过高的问题。

2) 一、二期硫酸产能分别为400 kt/a和800 kt/a，为了维持干燥酸浓和一吸塔循环泵槽的液位，一期采取了由一吸酸冷却器后串酸至干燥塔循环泵槽和二吸塔循环泵槽的做法；二期采取的是由二吸酸冷却器后串至干燥塔循环泵槽和一、二吸塔循环泵槽连通的做法。若二期采用一期相同的串酸方式，则一吸塔循环泵和一吸酸冷却器将增大35%；而采取目前的串酸方式可以很好的避免设备规格过大，使得设备大小更均衡，减小了由于设备过大带来的风险，同时由于一部分串酸改为利用循环槽之间的液位差来达到串酸的目的，省去了增大泵的流量来提供动力串酸，从而降低了运行费用。

3) 一期成品酸通过二吸塔循环泵槽液位的控制由二吸酸冷却器出口的管道上串至成品酸槽；而二期成品酸由二吸塔塔底分流进入成品酸中间槽，实际上是一吸塔循环泵槽、二吸塔循环泵槽、成品酸槽三槽连通，减小了单独一个槽溢槽的风险。

4) 一、二期串酸相比，二期比一期少了2套泵后串酸，即少了由一吸塔酸冷却器出口管道串至二吸塔循环泵槽的串酸和由二吸酸冷却器出口管道串至成品酸槽的串酸，减少2个阀门组，节省了投资，同时减少了故障点。

5) 一期的串酸方式中 ，二吸系统酸无法串至干燥系统，若进硫酸系统SO2浓度降低至某特定值或者净化出口烟气温度升高，将无法保持干吸系统水平衡；换句话说，一期的串酸方式允许的烟气中SO2浓度或者净化出口烟气温度波动范围较二期串酸方式窄。

6) 若串酸管道发生泄漏，一期可以关闭前端阀门进行带压管段更换，泄露严重时可短时停车处理，而二期要更换串酸管道(循环槽之间的连通管道)的话需要较长时间停车处理。若吸收塔底部回酸管道泄漏，二期泄漏量较大，处理压力较一期大。故二期在一吸塔循环泵槽、二吸塔循环泵槽连通管道和二吸塔循环泵槽、成品酸槽连通管道上设置了事故截断阀门，以化解由于吸收塔底部回酸管道泄漏使二期处理压力大的问题。

4 结语

通过浙江某铜业公司一二期硫酸干吸串酸流程的分析比较，可以得出二期串酸流程较一期串酸流程更优越，尤其是规模较大的烟气制酸系统，在解决二吸塔出口SO2含量过高、减小设备规格、降低运行费用、减小酸液溢槽风险、节省投资、适应进硫酸系统SO2浓度和净化出口烟气温度波动等方面更有优越性。而一期的串酸方式在解决串酸管道发生泄漏时更佳。结合一、二期特点，只要在二期的基础上多设置2个阀门就可以避开二期串酸管道泄漏时处理压力大的问题，即在一吸塔循环泵槽、二吸塔循环泵槽联通管道两端各加设1个阀门，在二吸塔循环泵槽、成品酸槽联通管道两端各加设1个阀门，当连通管道泄漏时，关闭两端阀门进行管道的更换，将极大地减小串酸管道泄漏带来的处理压力。

[1] 占寿罡，宋强.和鼎铜业在500 kt/a烟气制酸及脱硫装置设计与生产实践[J].硫酸工业，2015(2)：17-21.

[2] 朱智颖.硫酸干吸工序串酸自控方案的可行性分析与优化[J].硫磷设计与粉体工程，2009(1)：24-29.

[3] 张晋.干吸生产自动串酸控制的解决方案[J].硫酸工业，2011(6)：48-52.