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摘要：随着我国国民经济水平的提高，科学技术的不断进步，冶炼烟气制酸转化工序也有很大的进步，为了进一步完善冶炼烟气制酸的工艺流程，下面就针对某公司在一期和二期的锌冶炼烟气制酸系统进行分析，同时和铅冶炼烟气制酸转化工序的工艺流程做了对比分析，希望能给有关人士一些借鉴。
关键词：冶炼烟气制酸；转化工序；工艺流程
前言
业内人士都十分清楚，冶炼烟气制酸转化工序的工艺流程非常复杂，而且涉及到的环节也非常多，如果在任何一道环节中出现问题，将会直接影响到酸的质量问题，因此通常在工业生产中，都是使用五段转化的方式，其是在四段转化的基础上衍生而来的，由于其优异的性能因此在行业中广泛推广，而且使用的实际效果也非常好，深受技术人员的青睐。
1企业冶炼烟气制酸概况
某公司在一期和二期锌冶炼烟气制酸系统中，在初步的规划中，设计硫酸产量要达到18万t/a，而其中的冶炼烟气制酸转化工序使用“Ⅲ、Ⅰ—Ⅴ、Ⅵ、 Ⅱ” 五段转化流程，该设计方案有很多优势，而且制酸的效果也非常好，在操作现场
中恶化DCS集控相互结合，无论是在资金投入方面，还是设备操作方面，其都非常科学合理，在投产以来，对各项工艺指标都进行了逐年优化，不仅脱离了之前的传统制备方式，而且减少了对周围环境的污染，同时也得到了非常好的经济效回报。
2五段转化的优势
2.1国产催化剂效果更好
由于之前都是使用四段转化的方式生产酸，但是其技术的落后性，致使生产工艺中只能使用国外进口的催化剂，不仅增加了生产的成本，而且制酸的效果也不好，因此为了提高整体的生产水平，选择使用了五段转化的方式和四段的区别就是在所有环节都结束后，再增加一个再次降温的环节，有效的提高平衡转化率，由此就能应用到国产的催化剂了。如果在系统的整体配置方面分析，设置两段催化成会比一段催化层的效果更好，整体质量更可靠。就我国自行生产的催化剂而言，其转化率可以达到99.5%，这样尾气排放就能达标，而且也节约了开支。只要操作工艺合理，在3年时间内国产催化剂的效果不会消失。如果是使用四段的转化方式，其只能使用进口的孟山都、托普索等，这些催化效果可以，但是价格昂贵，对于中小型的硫酸厂而言，是不可能负担得起的。
2.2适应SO2浓度的波动
之前的系统设置中，在Ⅴ换和Ⅵ换二转进气管路中，都是使用串联的排列方式，
但是由于要求和质量的原因，现在都采取并联方式进行处理（见图 1），这样设置有很多好处：例如在进入到Ⅵ换的冷气，其体量是能够进行自动调整的，减少了人工操作，同时也避免了误操作的发生率。如果SO2浓度比较高的时候，有关人员应该打开阀门，增大Ⅵ换的进气量，以此俩降低五段催化床层的进气温度， 这样能有效提高整体的转化率。如果SO2的浓度比较低时，应该关闭小阀门，进而有效减少Ⅵ换的进气量，除此之外还可以稳定五段催化床层的温度，不仅可以确保稳定的转化率，同时对降低催化剂的热活性衰退效应也是非常有效的。除此之外，在操作方面四段转化器也没有五段灵活。
3两种五段转化换热工艺流程对比分析
3.1转化器升温、调温操作
一般都是使用Ⅲ、Ⅰ—Ⅴ、Ⅵ、Ⅱ和Ⅴ、Ⅵ、Ⅰ—Ⅲ、Ⅱ两种换热流程进行五段转化，具体的详细情况可以见图1和图2，下面就分析流程1，使用锌冶炼系统。要先在转化器中加入空气，然后进行加温，当温度达到一定程度后，这两种方面并没有明显的差别，但是当进入到炉气的升温和调温操作阶段，流程1能够很好的在一转和二转上配置电炉，同时也都能够满负荷要求，但是流程2却出现一些问题，例如一转上的电炉容量有点太大，同时还不能够充分的予以利用，满足不了设定的要求，而且浪费了大量的材料。二转中的电炉容量之所以较小不够用，主要是在流程1中，无论是一转还是二转，其用来升温的烟气管路都是相对独立的，除此之外，里面的两个电炉都可以全力运转，加快气温的升高。但是在流程2中却有很大的不同，在第一转中的升温烟气走的是Ⅴ换和Ⅰ换环节 ，如果在这个阶段合理的关闭Ⅵ换对于系统内部的升温非常有利， 在工艺上也相当于四段转化，但是为了保护设备，避免温度过高，就要控制一转电炉的投入量，但是在二转升温烟气中，其走的是Ⅲ换和Ⅱ换，但是在此期间，转化器中的三段、 二段床层的温度非常低，对炉气预热没有太的效果，以此类推，在二转上的电炉容量就显得不够，其最终的效果和质量都会受到影响。有些技术人员做了大胆尝试，就是对二转电炉的配置容量进行加大，但是其作用只限定于环节，从本质上而言解决不了根本的问题，而无形中却又增加了设备的整体投资，这是非常不利的，与此同时，分析一转电炉的容量数据可以知道，其也没有相应的得到减少， 空气温度的升高速度太慢。在炉气到转化率达标的整个开车过渡期间，该企业的18万t/a硫酸系统比6万的t/a硫酸系统的时间缩短接近2小时，归根结底就是换热方式的不同。
3.2 SO2烟气浓度波动的范围分析
控制各段催化床层的温度是至关重要的环节，其涉及到转化过程的质量，而且影响着酸的整体制备情况。在操作的过程中，技术人员一定要确保里面的温度保持稳定，而保证床层温度稳定的技术核心则是让一段、四段的床层，在进气温度方面保持稳定，避免波动太大而影响整体的稳定性。如果发现在炉气中的SO2浓度发生波动后，就有可能引发一系列的安全性问题，例如气体浓度比较高的时候，在第一段的床层上就会由于进气温度过高，从而引发超温的问题，如果发生气体浓度比较低的问题，在第四段床层的环节，导致进气温度不够，那么要继续做另外一个补热操作。通常情况下这两种流程都可以进行调节，但时当气体的浓度又大幅度的波动后，其控制的难度就加大，而且影响的后果也相对变得严重。例如在流程2中，发生一段超温，或四段热量不足的概率就大。
在转化工段的气体换热器中，一般最大的是Ⅴ换，而Ⅲ换次之。对Ⅲ换、Ⅰ换和Ⅴ换、Ⅱ换搭配后，分别加热一段、四段进口烟气，其效果要比Ⅴ换、Ⅰ换和Ⅲ换、Ⅱ换搭配，在一段超温和四段欠温的问题方面，前者会更加有利，由于Ⅳ换的面积比较小，因此在烟气加热过程中其作用几乎为0。在实际的生产制备过程中，锌系统的Ⅲ、Ⅰ—Ⅴ、Ⅵ、Ⅱ流程中，如果SO2浓度在6.5到9.0%范围之间，都可以做正常的转化操作，而如果是在铅系统的Ⅴ、Ⅵ、Ⅰ—Ⅲ、Ⅱ”的流程中，如果S02浓度比8.5%高，或者是比6.8%低的时候，超温、欠温问题就会经常性的出现，追究其根本原因就是换热方式的不同，因此在冶炼烟气制酸过程中，一定要分析化工序的工艺流程，只有这样才能保证整体的质量，缩减企业在这方面的资金投入。
4结语
通过对冶炼烟气制酸转化工序的工艺流程分析，发现不同的冶炼烟气制酸方式其效果也不同，其中有明显优势的就是五段转化，而且使用“Ⅲ、Ⅰ—Ⅴ、Ⅵ、Ⅱ”流程无论是在经济利益角度还是产品质量方面考虑都非常有利，希望能给有关人士和企业一些借鉴，在以后的发展中，相信该技术一定对有更大的发展，提升其在国际中的竞争力，打造出我国特有的、极具竞争力的冶炼烟气制酸的技术之一。
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论文作者:吴俊
论文发表刊物:《建筑建材装饰》2015年8月下
论文发表时间:2016/8/31
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