WSA工艺是丹麦托普索公司20世纪80年代中期开发的湿法制酸工艺，英文是Wet gas Sulphuric Acid，缩写WSA。WSA工艺非常适合处理各种浓度的含硫酸性气体,其浓度可从百分之零点几到很高，也可处理水分含量相当高的工艺气,处理前无需干燥。即使酸性气中水分过量30%～50%，成品酸的质量浓度也能达到93%～94%。此外,该工艺流程简单,能效高,当酸性气SO2体积分数低至3%时仍可自热运行。目前全球建成或在建的WSA装置已超过70套，这些WSA装置应用在很多工业行业，处理酸性气体流量能高达每小时百万立方米，硫酸产量最高可达日产1100吨。
丹麦托普索WSA湿法制酸工艺分为氧化、转化、水合冷凝三部分进行，氧化反应是酸性气经净化后与燃烧空气鼓风机提供的燃烧空气在酸性气燃烧炉中进行燃烧，H2S与O2反应生成SO2，温度是1175℃左右，反应式H2S+1.5O2＝SO2+H2O在燃烧炉内生成的工艺气体，出炉后经废热锅炉换热冷却，工艺气体被冷却到约430～450℃，直接进入SO2 反应器。
在SO2反应器内，SO2在专用催化剂催化作用下，进行转化反应，转化为SO3，反应式SO2+0.5O2＝SO3。SO2反应器是一台锥顶形立式容器，内设三个由格栅支撑的催化剂床层，催化剂床层下方均设有层间冷却器，以便取走反应热，提高转化率。在SO2反应器工艺气体中所含的SO2在三层绝热催化床层上转化，温度降至硫酸蒸汽露点 280℃以上后经酸雾控制器进入WSA 冷凝器。
WSA冷凝器是一个降膜式冷凝器，由多组并联的玻璃管组成，玻璃管配有螺旋线和除雾器。
工艺气体中所含的H2SO4在管程向上流动，由空气冷凝后的硫酸沿玻璃管壁流到底部的酸收集罐中。WSA冷凝器是本装置的关键设备之一。在WSA冷凝器SO3与H2O水合反应生成气相H2SO4，反应式SO3+ H2O＝H2SO4。然后气相H2SO4被空气降温冷凝为硫酸，控制浓度97.6%以上。在WSA 冷凝器内工艺气体走管程，从底部进入，用空气冷却，冷凝生成的约 246℃，浓度98%热硫酸。再与冷循环酸相混合，混合后的温度为60℃，然后进入酸冷器中，冷却到40℃。尾气150℃达到排放标准由烟囱排出。
该工艺的主要技术特点是：①硫回收率高。采用活性较高的VK型专用催化剂和合理的温度控制来获得较高的SO2转化率，硫的回收率可达99.9%以上；②适用范围广。原料组成、进料数量等大幅度波动不会影响装置正常运行，尤其不受原料中烃类、氰化物、碳化物等组分的影响，能处理H2S体积分数在3%～60%范围内的酸性气体；③无环境污染。该工艺除消耗催化剂外不需要任何化工药品、吸附剂或添加剂。装置配置合理，不用工艺水，不产生废料或废水，对环境没有二次污染；④运行成本低。除装置开车时需启动燃料和热载体熔盐熔融时需要外加热源外，一旦运转起来，可高效回收大量的工艺反应热，副产4.0MPa、420℃的过热蒸汽；⑤操作简单可靠。可处理各种含硫酸性气体及废硫酸，操作经济且简单。整个装置采用DCS 自动控制，仅有一个操作工和一个巡检工就可以控制整个装置操作。
|
发表于 2012-4-5 21:13:00
楼主