1.背景概述

近年来，硫黄制酸生产过程中气体的排放是国家严格控制与要求的项目。随着国家新一轮环保标准的制定，对硫黄制酸生产过程中含硫量提出了更高的要求，而余热回收塔属于硫黄制酸中的重要设施，但在塔出口烟气管线带酸的异常状况下，将滋生诸多安全隐患，严重将导致换热设备腐蚀、总转化率下降，随之破坏安全的生产环境，更是给环境带来了压力[1]。基于此，本文对硫黄制酸工艺中余热回收塔产生的酸雾对设备的影响进行了解析，并就硫黄制酸中余热回收塔酸雾超标的原因进行了探讨，最后结合具体的原因，提出了相应的优化解决策略，以有效降低硫黄制酸余热回收塔酸雾超标的情况，更好的实现装置安、稳、长、满、优健康运行。

2.酸雾超标对装置的影响

2.1腐蚀换热管、抑制二转转化率

换热器壳程的烟气主要来自余热回收塔，当余热回收塔内部的除雾器出现花板穿孔、酸杯液封失效、纤维床层出现短路等情况导致除雾效率下降，或分酸器出现腐蚀降低了余热回收塔的吸收率，以至于吸收后烟气中SO3浓度较高，形成较多的细小雾滴，或吸收酸的浓度、温度、入塔烟气温度异常导致酸雾量超过除雾器的处理能力时，烟气携带的酸雾会在冷换热器壳程处冷凝，对冷换热器冷烟气进口侧附近的管板、管束、筒体等部位产生腐蚀[2]。随着时间的累积，最终造成管束腐蚀破损,并且有大量酸泥产生增加壳层阻力[3]。对于这种结构形式的换热器，其泄漏点一般在靠近冷烟气进口侧，管程的SO3烟气泄漏进壳程与吸收塔来的冷烟气接触形成冷凝酸，进而加速换热器的腐蚀。而酸雾超标又会导致部分 SO3 烟气短路进入转化器四段，影响二次转化的转化率，导致二吸塔出口的 SO2 浓度上升、尾气处理成本增加、装置产能不达标等问题。

3.原因分析

3.1入塔酸温度、浓度和气体温度

酸温度和浓度是影响吸收率的关键因素，同时也会对烟雾粒子带来影响。在酸温度偏低的环境中，塔内部分区域的烟气发生冷凝，产生冷凝酸，进而形成过饱和的酸蒸气压，伴有明显的酸雾现象，同时产生的烟雾粒子的粒径普遍较小，捕沫器难以全方位拦截，从而显现出一定规格的酸沫。

3.2除雾器健康问题

根据前文所述，当余热回收塔内部的除雾器出现花板穿孔、酸杯液封失效、纤维床层出现短路等情况导致除雾效率下降时，会影响除雾效率下降，以至于吸收后炉气中SO3浓度较高，形成较多的细小雾滴。因此，在实际生产过程中要及时检测除雾器是否处于健康稳定的运行状态。

4.技术建议

4.1 控制燥干塔出口水分和分酸情况

进入余热回收塔内的转化烟气中硫酸蒸气的形成，最主要的原因就是干燥塔出口带入的水分，水分带入的越多形成的硫酸蒸气压力越高，而蒸汽压力越高越不利于流体的均匀分隔，易形成酸雾。因此建议在干燥塔出口测量干燥空气的含水率是否超标；或者在干燥塔出口、风机出口安装冷凝酸排放器，通过冷凝酸量变化判断干燥塔的干燥效率和分酸状态是否存在分酸不均匀。

4.2准确控制工艺参数

导致余热回收塔出口酸雾超标的主要原因是一二级吸收的循环酸浓度和二级吸收酸的温度。为了更好地准确控制好酸浓度，需要做好如下几个方面的工作:首先，对余热回收系统的一级酸浓度、循环泵出口酸浓度测量准确，并对一级酸浓度加水控制采用PID自动控制，而非手动控制，因为手动控制不能及时响应装置负荷变化对加水量的控制。其次，对二级吸收酸温度的控制，当负荷发生变化后从一级进入二级的负荷随着发生变化，当采用固定流量或者酸温时，当负荷变低二级吸收酸到达一级分酸槽位置时酸温若＞104℃，给酸雾的产生创造了良好条件，同时产生的烟雾粒子的粒径普遍较小，除雾器难以拦截，从而显现出酸雾超标。因此二级吸收循环酸要随负荷调整酸量和酸温，确保二级吸收酸到达一级时温度<104℃。

4.3酸雾状态监测

由于酸雾的特殊性，当前还没有针对硫酸工业开发专用酸雾检测仪器，普遍采用6连球吸收人工测量酸雾是否存在超标，而每次测量酸雾需要较长时间，因此无法满足生产的实时性。当酸雾超标后从塔出口到冷热换热器的这段管道上会因为露点温度和酸雾颗粒碰撞产生大颗粒硫酸，沉积到管道底部。因此可以实时监测这段管道产生冷凝酸的量来间接判断酸雾是否超标。可采用冷凝酸排放器实时监测冷凝酸产生速率，并进行数据分析，当冷凝酸出现异常时可发出报警，及时排查酸雾超标原因，保护冷热换热器免受腐蚀和转化率下降。

参考文献：

[1]周飚.硫磺制酸装置露点腐蚀问题的分析[J].硫酸工业,2002(5):23-25.

[2]江宁.硫酸装置炉气露点对余热回收系统设计的影响[J].硫磷设计与粉体工程,2013(5):17-19.

[3]刘少武,齐焉,赵树起,等,硫酸生产技术[M].南京:东南大学出版社,1993:586.