硫黄制酸装置低温余热回收系统利用当φ（H2SO4）99%以上时，对金属腐蚀性低的特性，采用耐腐蚀专用不锈钢系列，其要求是：在硫酸生产过程中，将硫酸浓度严格控制在微小范围内φ（H2SO4）（99.05~99.51%）。

低温余热回收系统是通过在特定的H2SO4温度和浓度下，来平衡热量回收，保持装置运行寿命的。硫酸装置在运行过程中，进入低温余热回收系统的烟气温度和SO3浓度基本不受装置负荷影响，因此低温余热回收系统的各温度是稳定的。但是该系统又是SO3吸收塔，其出口φ（H2SO4）为99.5%，为保证低温余热回收系统SO3的吸收效率，则需要在一级上塔循环硫酸进行加水稀释，控制循环硫酸φ（H2SO4）在99.05~99.2%。在此过程中为了保障低温余热回收塔的安全，为保证一级SO3出口烟气酸雾合格，必须把一级循环酸浓度控制在φ（H2SO4）≥99%且φ（H2SO4）≤99.2%。

因此低温余热回收系统的一级循环酸浓度的准确、稳定关系着低温余热回收塔系统的安全和长周期稳定运行。

一级循环酸浓度测量的重要性

1.低温余热回收系统的硫酸浓度调整是通过加水实现的，加水量设计是采用自动控制，其过程变量也是一级循环上塔硫酸浓度。因此一级循环上塔酸浓在低温余热回收系统中既是保护装置的安全仪表，也是测量仪表。当一级循环酸浓无法准确测量时，由于生产负荷的变化，难免会造成一级酸浓低于φ（H2SO4）99.00 %，加速腐蚀，造成余热回收塔壁、蒸发器、换热器、泵和一级分酸器腐蚀严重。

2、当余热回收系统自动加水失去过程控制变量时，则会增加操作人员工作强度，若负荷变化时无法及时调整一级循环硫酸浓度，将导致一级循环酸浓度偏离工艺允许值。

3、当无法准确获得一级循环酸浓度时，为了减少设备的腐蚀，通常将酸浓控制较高，则又会影响酸雾超标，腐蚀系统后端设备。

4、当无法准确获得一级循环酸浓度时，为了保障装置安全运行，则需要每天多次手动分析循环酸浓度，增加分析员工作量和安全风险，工艺控制参数误差增大。

基本情况介绍

该客户为四川某大型磷化企业，有两套400Kt/a硫黄制酸装置，一级吸收均采用的余热回收系统。在稀释器出口，选用了两套罗斯蒙特电导率传感器和56E变送器，组合测量硫酸浓度。由于测量的一级循环硫酸是稀释后的硫酸（温度180℃、压力0.1MPa），为了实现快速将水与硫酸混合均匀，该稀释器采用压缩空气雾化脱盐水增强扰动的技术。导致电导率传感器测量含有空气介质的硫酸，使得余热回收系统从投用到改造前所的一级循环酸浓度测量值与实际偏离大，且测量数据波动大（见图2）.因此测量的结果无法用于保障装置安全联锁和加水自动控制的要求。

原因分析

低温余热回收一级循环硫酸工艺参数控制

温度：180~190℃；

压力：0.1~0.2MPa；

流量：800~1000m3/h；

浓度：99.05~99.15%；

空气含量：硫酸量8~10%。

硫酸浓度分析仪取样安装位置：一级循环硫酸主管道进塔水平管位置；

由于主管道进塔后是分酸器，所以取样位置的压力基本为分酸器液位静压。所选用的56E变送器内置有120℃内φ（H2SO4）96~100%电导率对应的硫酸浓度曲线，可输出硫酸浓度或电导率。

那又是什么原因导致测量数据的波动呢？

分析原因见下表：

具体原因说明：由于稀释器采用压缩空气雾化脱盐水增强扰动的技术，导致从稀释器出来的循环硫酸含有空气介质。而现采用的电导率传感器不能准确测量含有空气介质的硫酸浓度。当含有空气介质的硫酸通过电导率传感器时，由于空气不导电，此时测量的电导率非常低，并且不稳定。由于硫酸浓度越高电导率越低，测量值则比实际偏大且波动大，故无法准确测量。

解决措施

要解决一级循环硫酸浓度准确测量问题，分离出所含空气介质是关键。因此需要针对一级循环硫酸的特性设计一套能稳定高效分离出硫酸中所含空气的设备。

礼正来科技针对当前一级循环硫酸浓度测量的难题，研制了HAS110高温浓硫酸分析仪。实现了一级循环硫酸内所含空气介质全部分离，并设计有分析流量稳定器，以此减小分析介质流量不稳定对测量结果的干扰。（见图3）

礼正来科技本着为生产企业节约成本，充分利用客户原有的正常测量仪表：电导率传感器和56E变送器，将其应用在HSA110A高温浓硫酸分析仪上，不仅帮助用户减少采购成本，同时也实现现有设备价值的最大化。

礼正来科技根据高温浓硫酸电导率对应硫酸浓度曲线研发了XA96-100硫酸浓度折线函数仪，已在生产现场经过三个月稳定运行，数据（见图4）.改造后的一级循环酸浓仪已实现安全联锁控制保护装置免受腐蚀，为自动加水提供准确稳定的过程变量，实现加水自动控制。

高温浓硫酸分析仪技术特点：

采用稳定空气分离技术，配备电导率传感器，折线函数仪，组成的高性能低温余热回收系统专用分析仪表。适用于测量一级循环酸浓、循环泵出口酸浓、加热器出口酸浓、预热器出口酸浓。解决了因当前高温浓硫酸分析仪故障引发的问题。实现了快速准确为稀释器加水自动控制提供过程测量，保护了低温余热回收系统免受低浓度硫酸腐蚀。

技术参数表

高温浓硫酸分析仪的应用效果

硫黄制酸装置低温余热回收系统在2022年12月更换了一级循环硫酸高温浓硫酸分析仪。投用后一级循环硫酸浓度测量准确、数据稳定、测量值反应快速、没有出现传感器处硫酸泄漏同时也没有维护工作。

生产实践证明，高温浓硫酸分析仪设计和选材合理，能够满足低温余热回收系统一级循环硫酸测量要求，彻底解决了当前一级循环硫酸测量难题。是一款保障低温余热回收系统安全、长周期、稳定运的核心测量仪表，值得推广应用。

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