1、丹麦托普索公司 WSA 工艺处理粘胶短纤维废气生产硫酸.txt 不要放弃自己！ -（妈妈曾经这样对我说，转身出门的一刹那，我泪流满面，却不想让任何人看见！） 看到这一句 小编也心有感触，想起当初离家前往几千里外的地方的时候，妈妈也说过类似的话，但是身为男儿，必须创出一片天，才能报答父母的养育之恩！本文由 helonzhk 贡献pdf 文档可能在 WAP 端浏览体验不佳。建议您优先选择 TXT，或下载源文件到本机查看。维普资讯 http:/ 第 卷 第 期 ， 人造纤维 年 只版 ， 丹麦托普索公 司 工艺处理 粘 胶 短 纤维 废 气 生产 硫 酸 雷 吉虎 译 （ ） 丹麦托普索公司 （ 工
2、艺是丹麦 托普索公 司的湿法硫酸 工艺的英 文 缩 写 （ ） ， 该工艺是将废气 中的各种硫 化物转化为浓硫 酸。这是一个催化反应工艺过程 ，特别适用于 处 理那些 硫浓 度低 而用 常规 硫酸 工艺 无法处 理 ） 装置的设计特点和操作经验 。 工艺步骤 工艺包括 以下步骤 ： 含有 及 ： 的气 体在 焚烧炉进 行 燃烧 ，烟气通过废热锅炉降温 ； 各种形式 的硫 燃烧后 在工 艺气体 中以 的气体。迄今 ，全球 建成或在建 的 装置 已超 过 个 ，这 些 装 置 应 用 在 很 多 行 业 ，处理原料气体流量能高达每小时百万立方 米 ，硫酸 产量 最高 达 日产 。 形式存在 ，在催
3、化反应器中转变为 ； ， 工艺气体在一个 降膜冷凝器 即 冷 年末 ，奥地利 兰精公 司决定扩建 其 短纤维装置以达到年产 万吨。扩建后装置要 满足以下要求 ：排放要符合现有环保法规以及 兰精公 司本 身严 格 的环保标 准；扩能产 生的 的排 放要控 制在 以下 ； 凝器 中被空气冷却 ，在冷却过程中产生浓度在 （ 重量 百分 比）的硫 酸 。 硫酸被 浓缩 、冷 却并用 泵输送 到储罐 中。干净的工艺气体被送到烟道排放 ，通常不 需要再进一步处理 ； 工艺过程产生的热被 回收为中压或高压 蒸汽。 浓度要控制在分析检测限内；废气处理装置能 回收各种形式的硫并生产高附加价值 的硫酸， 硫酸 日
4、 产量达到 而满足新纺丝线 的需要 ， 并且不能增加兰精工厂的污水处理系统负荷 ； 废热回收成过热蒸汽用于发电。托普索公司的 工艺被认 为是能满足上 述要求的最佳工 艺，在 年 月兰精公司和托普索公 司签 工艺特点 工艺具有以下显著特点 ： 原料气 中的总硫 回收率 能达到 或 更高，排放符合环保法规要求。 装置唯一 的产 品是商 品级 的浓硫 酸。 署了 装置建设 合同。在兰精技术有限公 司、兰精纤维公司和托普索公司三家的通力合 有效的热回收保证 了燃料低消耗以及把 余热转化为蒸汽。 没有诸如废水 、废液 、废渣等二次污染 排放。 作下 ，废气处理 装置按 时建成并在 年 月份投入使用。本文
5、将描述 工艺在 粘胶 纤 维 行 业 的应 用 ，以及 奥 地 利 兰 精 公 司 冷却水消耗低。 注：本文所涉及的内容信息均有知识产权保护，未经丹麦托普索公司许可不得引用或转抄。 【 】 维普资讯 http:/ 年 第 期 人造纤 维 总第 期 操作简单 ，操作弹性范围大。 就可 以由 废气处理装置来满足 ，并且额 外的燃料 （ 轻油 、液化石油气 或天然气 ）需 设备少 ，工艺简单 ，投资低。 工艺在粘胶 纤维 工业 中的应用 工艺是处理粘胶纤维 生产废气 的理 想工艺。来 自脱气槽 、纺丝机及其它来源的废 气能同时混合进入 到 装 置 中进行处理 。 可以把硫磺作为补充燃料 ，这样增加了
6、硫酸产 量并减少了燃料消耗 。在一些情况下 ，可以根 据平衡纤维生产 装置 的需求量 而调节硫 酸产 量 。废热可用于产蒸汽或加热硫酸钠结 晶器前 的纺丝浴液。硫在 装置 中排放 的烟气只 以 形式存在 ，并满足环保法规排放要求 ， 求会 降 低 到最 小。不考 虑辅 助燃 料 的类 型 ， 工艺将把燃 料热值 以蒸 汽形式 回收。工 艺气 中增加的硫浓度仅对装置投资成本有极小 影响，并且这个影响很容易 由增加的硫酸产量 的价值来弥补。 目前 ，在粘胶短纤维工厂有两个 装 置已在运行 中，另外 有两个 装置正在建 设中 ，其中一个工厂在中国。他们是 印度尼西亚 ? （ 南太平洋纤维厂 ） ；
7、装置 自 年来一 直在运行 中，该 装置最初是用于处理来 自两条纺丝线产生的废 气 ，后来改造为处理三条纺丝线的废气。设计 上是 处理贫气和 富气 以及用硫磺作为补充燃 料 ，除此外 ，重质燃料油锅炉的烟气也送到这 个 装置中一起进行处理。 奥地利 ? 兰精公司： 装置 自 年初运 行至今 ，处理来 通常对 应总硫 回收率 达到 了 。 一 分析仪检 测不 出烟气 中的 和 浓度 ， 实际上已基本完全脱除。 工艺 最有 效 的是用 于粘 胶短 纤 维 、 丝束的生产 ，这些产 品的生 产废气 含有 一 的 ，气体 流量 在 。而 对 于 粘 胶 长 丝 、膜 、包 装 物 ，废气中的 ： 浓度
8、可 能每标准立方 米仅有几百毫克 ，废气流量会达到每小时数十 万立方米 ， 工艺 与其它工 艺例如生物脱 硫工艺相比，投资就不经济。 总的来看 ， 废气 流量 是决定 装置总 自 条纺丝线的过剩贫 、富气。通过采用硫磺 几 作为补充燃料 ， 装 置所产 的硫酸是整个 工 厂 用酸 的主要 来 源 。 德国 ? 克尔海姆纤维股份有限公 司： 该 装置预计 在 年初建成投产 。 该装 置通过用单体硫磺作为辅助燃料 ，生产粘 投资成本的主要因素 ，而 的含量是 ： 决定操作成本的主要因素 （ 浓度越 高 ，燃料消耗越低 ） 。因此 ，在优化废气系统 时 ，保持纺丝机气量尽可能低并同时提高浓度 是最首
9、要的选择。设计纺丝机 的外围要尽量缩 胶纤维工艺所需要的全部硫酸。余热将以过热 高压 蒸 汽形 式 用于 发 电。 中国 ? 兰精 （ 南京）纤维有限公司 ： 兰精 （ 南京）纤 维公 司将 新建一 个工 厂 并预计在 年底投产 ，粘胶纤维全部生 产 过程 中所产生的所有废气将用 装置进行 小空气的泄漏 ， 例如 ，安装密封较佳的门 ，设 计废气收集系统来满足这个 目 。 标 在下面的工艺描述将会提到催化转化反应 处理 。通过用单体硫磺作为辅助燃料 ，生产出 要在约 下进行。要 达到这个温度 ，需要 的热能比产生废气 （ 贫气 ） 的纺丝装置所 提 供的潜在热能要大 ，因此必须补充燃料。 粘胶
10、纤维生产工艺所需要的全部硫酸。余热将 被用作生成工艺蒸汽。 工艺 系统介绍 处理贫气 、富气 ，用硫磺作为补充燃料的 工艺 流程 如 图 示 。 所 来 自脱 气 浴 的 富气 ，通 常 含 有 浓 度 在 的 ，这是 很好 的 燃料 ，不仅增加了硫酸产量而且消除了富气排 放的环保问题。除了富气外 ，单质硫磺也可用 燃料 、富气和硫磺在燃烧炉中燃烧 ，用贫 气作为燃烧空气。工艺气中应不含固体颗粒并 且 硫 磺 应 是 液 态 且 经 过 过 滤 。根 据 下 面 的 反 作燃料，这样 ，纺丝工艺所需 的全部硫酸消耗 【 】 维普资讯 http:/第 卷 第 期 ， 人造纤维 年 月版 ， 应
11、，燃烧反应的燃烧温度大约在 。 同时 按照下面的反应转化为硫酸 气 ） （ 气 ） （ ） （ 气 （ ， 液 ） 冷凝器是托普 索公 司发 明的专有专 利设 备 ，是一 个 垂 直 降 膜 冷 凝 器 缩 器 ，装 浓 。 产生的烟气在废热锅炉中冷却到约 ，同 时产 生 绝 对 压 力 的 饱 和 蒸 气 。 是催化剂典型的初始反应温度 。 此时工艺气 中的各种硫化物均 以 及少 量的 ， 形式存在。转化反应器通常有两个催 化反应床 层 ，按照下面 反应 ，第一床将把 有耐酸并抗震 的玻璃管。气体在管子中被外部 常温空气冷却 ，在冷却过程中，硫酸被冷凝成 膜形 式并 在玻 璃管 内朝 下 流
12、动 。当硫酸 与上 升 的热工艺气流接触后 ，酸浓度逐渐增大 ，甚至 达到 （ 重量百分 比） 。硫酸收集在有 砖衬 里保 护 的冷凝 器底 部并 在 板式 热交 换 器 中 冷却 到 ，再 用泵 输送 到储 存器 中。 从冷 凝器 出来 的冷 却 空 气温 度 在 ， 的 转化为 号 ， ： 第二床把剩余的 进一步转化达到设计转化 率。在第一床转化后 ，温度将超过 ，为 了改变 ， 平衡 ，工 艺气在进入第 二床 前 ，温度必须降低 ，这可通过床间的换热器产 生过热蒸汽来实现。在经过第二床后 ，工艺气 在锅炉 中冷 却到 以下并 产生 绝对 压 力 可以用作预热锅炉给水或预热热硫酸钠蒸发器
13、结晶器前 的纺丝浴 。 冷凝器具有 的独特 优点是 ： 采用空气冷却 ，节省了冷却水 ； 酸被冷凝为浓硫酸 ，仅略受工艺气体中水浓度 影响 ；冷凝器固有的冷却布置保证外排的洁 净工艺气 中酸雾 浓度非 常低 ，无需 二次处 理 （ 如除雾器 ） 。 所有的反应热量回收为蒸汽 ，通常绝对压 力为 的过热蒸汽可用作发电。如需 的过热蒸汽 。在冷却过程 中 部分 发生水合生成硫酸 ，因此蒸汽压力要选择饱和 温度高于硫酸的露点。然后工艺气进入 冷 凝器，在冷凝 器 中工艺 气被 冷却到 约 ， 冷却 水 圈 【 】 维普资讯 http:/ 年 第 期 人造纤维 总第 期 要工艺蒸汽 ，也可调节到所需的
14、条件 。 催化剂是一种或几种托普索 系列催 化 索 燃烧 催化 剂 ，这 样会 将 硫化 物 氧化 为 再进行 ， 转化。燃烧炉进行的旁通要调 整到使工艺气在燃烧催化剂后能达到约 。剂 ，这是基于五氧化二钒附在硅藻土载体上的 催化剂 ，见图 。为达到最佳使 用性能 ，催 化 剂有多种形状和不同组分。外形通常是 的菊 型 柱 体。在 催 化 剂 床 上 层 ，装 有 一 层 环形催化剂 ，以增加容尘 能力 ，这样 灰 尘颗粒就能被 环形催化剂吸附 ，不会 进 入到转化器而影响床层压 降。 即使没有富气并且因某些原 因不使用额外 的硫磺 ，燃料的消耗也要最小化 ，优化热平衡 的方法之一是在燃烧炉和
15、废热锅炉周围旁通部 分贫气 ，如图 。部分贫气引入 工艺气 中，使 ： 调节 到约 的人 口温 度 ，这 样 节 省 的 燃料对应能有 。 由于旁通 ，部分 ： 及 会存在于工艺气 中，因此需要加一层托普 图 冷 却 水 图 奥地 利兰精工厂 的 装 置介绍 年， 兰精公司决定提高粘胶短纤维产 量 ，这就需要提高废气处理能力 ，并且硫酸的 需求也相应增加 ，因此该公司决定把废气处理 和硫酸生产结合起来。但是 ，由于工厂当地严 格的环保法规 ，新装置受到了一些限制 ，例如 托普索公司的 工艺能满足所有 的这 些要求 ，例如 ， 加浓硫酸产量 ，效率高，没 增 有废液 、废固等二 次污染物产生 ，
16、并且生产过 程中的余热作为过热蒸汽用于兰精电厂发电。 项 目的 时 间进 度也 足 至关 重要 ，因此 ，兰精公 司决定向托普索公 司签订所有 的设备 、材料以 及 详细设计合 同。兰精技术有 限公 司 （ 。 ）作为总承包商负 硫排放要满足现行的排放量且污水处理也不能 增加 ，这样导致了废气处理的选择受到限制 。 【 】 维普资讯 http:/第 卷 第 期 ， 人造纤维 年 月版 ， 冷却水 图 责工厂建设 、土建 、辅助设施 以及安装工作 。 三方的合作非 常成功 ，装置在 个月交付生 产 ，不久通过了装置性能测试并且所有的工艺 保证值均达到。 前面已提到了该装置的工艺 布局 。但是，
17、由于严格的 排放 限制，即每天排放要低于 ，相当于总硫转化率要超过 ，这 装 置 的 余 热 用 于 产 生 绝 对 压 力 、温度 的过热蒸汽 ，送到兰精电厂 的汽轮机发 电。为提高蒸汽产量 ，来 自 冷凝器的绝大部分热空气用来对锅炉给水进行 预热 ，少量空气送到烟道排放。双氧水洗涤器 出来的干净气体是饱和气体 ，温度约在 ， 为了有助于烟道浮力 ，引入少量热空气到烟道 仅靠催化转化本身是无法满足的。因此需要对 洁净工艺气再进行处理。由于不允许采用产生 污水的处理工艺 ，例如碱洗工艺 、石灰或石灰 石 ，托普索公司决定采用双氧水洗涤工艺 ，该 工艺 只用 了双氧水一种溶剂。双氧水洗涤塔排 出
18、的是浓 度 约 的 硫 酸 ，与从 冷凝 器 出 来 使烟道温度达到约 。 该 装 置主 要运 行数 据 ： 贫气 流量 贫气中的 富气流量 富气中的 硫酸产量 （ ） 蒸汽 产量 （ ，） 硫总转化率 的 的浓硫 酸混 合 生成 浓度 最低 在 （ 重量 百分 比 ） 的硫 酸 ，工 艺装 置 流 程 如 图 所示 。 进入到 装置的工艺气会含有水蒸汽 ， 但是不应含有明水或固体物。由于上游管道系 烟道气中 ， （ 体积） 装 置 占地 面积 统冷凝以及硫酸钠或硫酸锌的磨损物都是不可 避免的，兰精技术 有限公 司在 装置上游 安装 了一个文丘里管洗涤器 ，洗涤器排 出物被 送 回纺丝浴 系统 。 资料来 源： 年奥地利世 界粘胶 纤维 大会 论 文 【 】1
