Технические характеристики среднего-производства серной кислоты в сочетании с системами утилизации отработанного тепла и паровыми турбинами.
Завод серной кислоты мощностью 300 тонн в день представляет собой интегрированную систему
Завод по производству серной кислоты мощностью 300 тонн в день — это-промышленное химическое производство среднего масштаба, требующее скоординированного проектирования систем реакции, газоочистки, абсорбции кислоты, рекуперации тепла и инженерных систем. Когда для производства электроэнергии используется паровая турбина, проект становится больше, чем просто обычная линия по производству серной кислоты. Процесс должен быть спроектирован таким образом, чтобы извлекать полезное тепло из высокотемпературных технологических газов и химических реакций, преобразовывать это тепло в пар и затем подавать пар в турбину-генераторную систему. Поэтому мощность электростанции, тепловой баланс и выработка электроэнергии должны оцениваться вместе на начальном этапе проектирования.
Сырье определяет конфигурацию процесса
Первым техническим параметром, который необходимо подтвердить, является источник и состав серосодержащего сырья. Серную кислоту можно производить из элементарной серы или из серосодержащих газов, образующихся в металлургических и других промышленных процессах. Установка по сжиганию серы- имеет относительно прямой маршрут подготовки сырья, в то время как установки, использующие пирит или отходящий металлургический-газ, требуют дополнительных систем очистки и кондиционирования газа. Состав сырья напрямую влияет на концентрацию SO₂, объем газа, содержание примесей, размер оборудования и общую конфигурацию процесса. Таким образом, одной только мощности в 300 тонн в день недостаточно для определения всей установки.
Разбивка основных этапов производства
| Этап процесса | Химический/физический принцип | Ключевые соображения по проектированию и оборудованию |
|---|---|---|
| 03. Генерация SO₂ | S + O₂ → SO₂ (экзотермический) | Фильтрация расплавленной серы, подача воздуха для горения, конфигурация серной печи и оптимизация состава газа в зависимости от сырья. |
| 04. Каталитическая конверсия | 2SO₂ + O₂ → 2SO₃ (экзотермический) | Много-конвертер V₂O₅ с меж-охлаждением газа между слоями для максимизации эффективности конверсии SO₂ и предотвращения перегрева катализатора. |
| 05. Абсорбция SO₃ | SO₃ + H₂O → H₂SO₄ (через петлю H₂SO₄) | Абсорбционные башни, циркуляционные насосы, кислотные охладители и высокоэффективные туманоуловители-для предотвращения образования кислотных шлейфов. |
| 06. Рекуперация отходящего тепла | Тепловая энергия → Пар высокого-давления | Котлы-утилизаторы, расположенные после стадий печи и конвертера для улавливания тепла реакции для производства технологической электроэнергии. |
Производство энергии паровыми турбинами
Когда требуется выработка электроэнергии, пар, вырабатываемый системой рекуперации тепла, подается в паровую турбину, соединенную с электрическим генератором. Турбина расширяет пар и преобразует часть его тепловой энергии и энергии давления в механическую энергию, которая затем преобразуется генератором в электричество. Фактическая выходная мощность зависит от производительности пара, давления и температуры пара, эффективности турбины, давления выхлопных газов и условий эксплуатации всего завода по производству серной кислоты. Следовательно, ожидаемую электрическую мощность следует рассчитывать на основе полного баланса тепла и пара, а не оценивать только по мощности по производству серной кислоты.
Комбинированный баланс тепла и мощности
Интеграция производства серной кислоты и паровой турбины требует детального энергетического баланса. Увеличение рекуперации тепла может увеличить выработку пара, но давление и температура пара должны оставаться совместимыми с конструкцией турбины. В то же время у завода могут быть внутренние потребности в пару для плавки серы, отопления, технологической циркуляции или других коммунальных услуг. Подходящая конфигурация должна определять, сколько пара будет доступно для выработки электроэнергии после удовлетворения основных технологических требований. Это предотвращает проектирование турбинной системы с нереалистичным избытком пара.
Очистка газов и контроль кислотного тумана влияют на производительность
Качество технологического газа является важным фактором, особенно если сырье содержит примеси. Пыль, металлы, влага и другие загрязнения могут повлиять на производительность катализатора, скорость коррозии и последующее оборудование. Поэтому секция очистки газа может включать стадии фильтрации, промывки, сушки или другие стадии очистки в зависимости от сырья.
Секция абсорбции также требует эффективного отделения кислотного тумана перед выпуском очищенного газа. Эти системы должны быть спроектированы в соответствии с фактическим составом корма и экологическими требованиями места установки.
Таблица технических характеристик основного оборудования (комбинат мощностью 300 тонн в день)
| Остров растений | Включено основное оборудование |
|---|---|
| Центр производства кислоты | Прием/хранение серы, плавильный станок для серы и листовые фильтры, воздуходувка для горения, серная печь, каталитический нейтрализатор, межпроходные теплообменники, абсорбционные башни, циркуляционные насосы кислоты, охладители кислоты, туманоуловители, резервуары для хранения продукта. |
| Энергетический и тепловой остров | Котел-утилизатор, паровой барабан, перегреватели, паропроводы высокого-давления, паровая турбина, трехфазный электрогенератор, конденсатор пара/градирня, насосы питательной воды. |
| Вспомогательные системы | Очистка деминерализованной воды, блок приборного воздуха, скруббер хвостовых газов, система управления установкой (РСУ), распределительное устройство синхронизации и распределения электроэнергии. |










