硫酸生产工艺及机械设备研究
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摘要：随着社会的全面发展和人们日益增长的需求，硫酸在人们日常生活的科技中发挥着越来越重要的作用。硫酸涉及工业、农业、国防、核电、火箭技术、消费生活等诸多领域。硫酸的这些性质不仅影响到各个领域的重要方面，而且促进了硫酸自身的发展和硫酸工业的进步，特别是高浓度磷肥和有色金属工业的发展。
关键词：硫酸；生产；机械
硫酸是重要的基本化学原料。硫酸的输出常常被用作衡量国家产业发展水平的象征。硫酸主要用于生产磷酸肥料、合成纤维、涂层、洗涤剂、制冷剂、饲料添加剂、石油提炼、有色金属冶炼、钢铁、医药品，化工也不能离开硫酸。
1相关工艺流程
硫酸制造过程主要分为硫酸制造法和硫酸制造工序。硫酸的制造方法可以分为硫基硫酸生成、基于磷酸石膏的硫酸生产、基于烟道气的硫酸生产、基于黄铁矿的硫酸生产、充分供应硫、经济、生产、环境等因素的综合分析。越来越多的企业开始使用硫磺或选矿后硫铁矿或冶炼烟气作为生产硫酸的原料。目前，在工业中制造硫酸的主要方法是硫磺或硫铁矿经过沸腾焙烧，生成的SO2气体水洗净化，在转化器中与V2O5催化剂接触，经过“两转两吸”工艺，二氧化硫最终转化为三氧化硫，生成的三氧化硫气体经过98酸吸收，最终生产出成品硫酸。硫铁矿在沸腾焙烧过程中产生大量热量，通过余热锅炉、汽轮发电机进行发电[1]。
2通用机械设备
2.1风机设备
（1）离心鼓风机。离心送风机适用于制造3~25万吨排烟精炼。离心送风机的单位形式是：S型鼓风机+油压接头+变速器+主马达。为了防止过程中烟道的不均匀应力，主要采用油压耦合，其在节能方面起到良好的作用。S型风扇的结构主要是双入口密闭螺旋桨，叶片形状主要是二进制或后退曲线，叶轮材料是高强度不锈钢，其速度约为250m/s，与风扇的结构相组合。主轴贯通干扰组件使用刚性轴转子，转子速度较低。风扇壳的水平轴端用梳子型和充气贴纸密封。整体的润滑模式主要是强制润滑。安装面板有两个设置。通过分析和理解s型鼓风机的结构和形状，使硫酸的制造变得更好[2]。
（2）制酸鼓风机。硫酸生产过程中，主要有三种方式。二进式叶轮、闭式叶轮、三通叶轮。软轴是为了高速转动的轴而设计的。调整装置的结构完善，机壳主要与模具焊接。
（3）轴流风机。轴流送风机用于硫燃烧硫酸生产。该装置的主要特征是AV80轴，满足系统产生的能量的使用。也被称为能源回收机。该单元主要设置在干燥塔前。在机器启动之前，需要用蒸汽驱动。塔的前面有电风扇，可以很好地避免干燥塔出口处酸雾腐蚀。系统整体的设定操作比较简单。
2.2生产中的泵
（1）高温浓酸泵。从高温浓缩硫酸泵的角度，泵主体的主要构造是双螺旋结构，螺旋桨以平衡孔为轴力。这些设置大大提高了泵的级别，并且促进了全面配置的改善。
（2）液硫泵。在硫燃烧硫酸设备中，液硫泵的主要方法是炉泵和滤光泵。当泵工作时，它可以分为两个方面：过滤器泵主要负责将液体粗硫输送到过滤器中，而气度前泵主要负责将过滤后的细硫输送到硫烧结炉的一种硫磺瓶中。
（3）稀硫酸。稀酸泵广泛应用于冶炼烟气制酸和黄铁矿制酸。目前，我国泵的国产化水平有了很大的提高，特别是生产了UHMWPE塑料泵后，其优异的耐磨性和耐腐蚀性大大优化了机器的抗冲击性能，从而促进了硫酸生产的发展。
3其他机械设备
3.1电除尘器
静电除尘器是水平、单室、3个电场，在那里有与空气流动方向平行的多个板状吸尘电极。在具有除尘电极间距离分布的放电电极真空吸尘器的入口设置了空气分配板，整体流程均匀分布。尘埃粒子通过电场的作用从吸尘电极带电分离。附着在吸尘电极和放电电极上的尘埃通过电振动装置的周期振动被排出到真空吸尘器底部的尘埃中，通过恒星阀和尘埃传送带连续放电。40000t/a硫酸尘的整体尺寸为25.4m×10.2m×11.6m，通过面积为96m2，总有效面积为7680m2，板间距为400mm。
3.2换热器
气体热交换器是高温OH3气体和低温SO2气体之间热交换的重要装置，保持转换系统的热平衡，促进转换和吸收。其工作特性是低压和高温。换热器壳体的介质为SO2气体，管道的介质为SO3和SO2气体。现在，我们使用一个带有多个悬挂带穿孔器的热交换器，通过在热交换器管的规则三角形中间放置一个小孔来增加轴向气体流量。同时，在板的中心有一个直径恒定的泄漏孔。由于泄漏流的作用，气体的湍流度增加，原始蝶泳板的死区发生变化，有助于提高传热系数[3]。
3.3酸冷器
利用阳极保护的硫酸冷却器是根据电化学保护原则开发的优秀耐腐蚀性产品的一种。（腐蚀速度为0.01~0.03mm/a）。阳极保护是使用DC电源的方法，该DC电源通过绝缘处理插入阴极中，以形成阳极和电流电路。在系统的直流传导过程中，所有接触酸中不锈钢的电势增加，电势增加到一定范围。在不锈钢表面形成高密度的钝化皮膜，增加了接触不锈钢酸的腐蚀速度。
4相关机械作用
4.1风机的作用
在硫酸生产机中，风磨主要是硫磺高炉、硫磺酸风磨、冶炼烟酸SO2风磨。S型排烟风机的基本结构为双叶、主轴、刚性轴转子、卧式介质箱、齿轮箱、支承轴、高位油箱、仪表、非接触式振动探头、二氧化硫风机、，提高了硫酸风机的效率和高压比，提高了硫酸生产效率。离心风机采用双膝单支撑结构。风机的进出口设计成长方形。叶环为高吸收三轴，能耗低，效率高[4]。
4.2沸腾炉和泵的作用
沸腾分为多个步骤使用。第一步是启动沸腾炉前先确定风机、电机、稀油泵、冷却风机等设备是否正常，如果发现缺油或故障，要迅速处理。第二步是打开空调阀，除去在点火过程中从未燃烧的烟尘排出物中产生的酸性气体。第三步在燃烧室中点火。由于第四步启动风机，操作开始时应关闭吹风门，吹风门以空气启动，风机正常启动后必须调整吹风门。第五阶段从燃烧观察孔观察燃烧室的燃烧状态，从燃烧室前部观察燃烧情况。第六步在压火前停止炉子和煤的供应。在硫酸生产过程中，常用的泵分为三种：高温浓硫酸泵、液硫泵和稀硫酸泵。采用高温浓硫酸泵是发展大型硫酸装置的必要条件。常规泵的插入深度为1500mm，循环酸温度低于80℃，高温浓硫酸泵的插入深度可达2000mm，循环酸温度可提高到100~152℃。在硫酸生产过程中合理利用热回收技术，循环酸温度可提高到200℃左右。这就需要一台高温浓硫酸泵，保证了泵的可靠性和安全性。在硫磺制酸工艺设备中，液硫泵主要包括过滤泵和预反应器泵两种。过滤泵主要向过滤器输送液态粗硫。预泵主要向反应器输送硫磺。稀硫酸泵主要应用于冶炼过程和冶炼烟气的制酸过程，当使用稀硫酸泵时，主要有酸制酸泵、冷却塔酸循环泵、动力波酸循环泵。在硫酸生产过程中，泵的选用必须保证良好的耐腐蚀性和耐磨性，保证泵在生产过程中的安全性和稳定性[5]。
5结语
硫酸作为一种常见的化工原料，在许多方面和领域得到了广泛的应用，促进了硫酸生产的进一步发展。在目前的硫酸生产工艺中，必须大力采用硫酸生产工艺，才能达到硫酸生产的效果。因此，相关技术人员可以充分了解硫酸生产工艺，为更好地生产硫酸提供有效的技术支持，鼓励硫酸生产行业更加理想的发展，满足社会各方面对硫酸产品的需求。总之，硫酸生产过程和通用机械设备都是非常复杂的系统，如果出现任何问题，后果不堪设想。现阶段硫酸工业的运行体系十分完备。然而，在深层次上存在着一些问题，如硫酸净化技术的研究与更新，与国际硫酸技术的接轨等。
参考文献：
[1]陈武华.硫酸生产工艺及通用机械设备探讨[J].城市建设理论研究：电子版，2018(19):22-23..
[2]王颖.硫酸生产工艺及通用机械设备[J].通用机械，2018(04):8-14.
[3]陈志.通用机械设备维护与节能探讨[J].中国设备工程，2019(11):46-47.
[4]刘殿瑞.硫酸生产工艺及通用机械设备分析[J].中国机械，2017(07):169-170.
[5]田述强.有关硫酸生产工艺的探讨[J].大科技：科技天地，2017(18):449.
作者：高海伟 单位：江西铜业（德兴）化工有限公司
