前言

煙氣超溫后果

硫酸裝置在運(yùn)行過程中，一吸塔出口煙氣會(huì)出現(xiàn)超溫現(xiàn)象。當(dāng)溫度升高后，后續(xù)的轉(zhuǎn)化熱平衡被打破，導(dǎo)致轉(zhuǎn)化三、四段的溫度持續(xù)居高不下，尤其在高溫負(fù)荷或高氣濃條件下運(yùn)行時(shí)尤為顯著。若轉(zhuǎn)化溫度長(zhǎng)時(shí)間處于高溫狀態(tài)，觸媒的啟燃溫度將升高，不利于裝置的正常運(yùn)行，同時(shí)觸媒的使用壽命也會(huì)縮短。此外，若一吸塔出口煙氣溫度持續(xù)上升，將對(duì)塔內(nèi)的除霧器造成不可逆的損害。通常情況下，纖維除霧器在85℃以下可長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行，但若溫度超過150℃，則會(huì)迅速被燒壞，失去除霧功能。若煙氣中含有酸霧，隨著溫度的升高，設(shè)備的腐蝕率也會(huì)相應(yīng)增加。

一、煙氣超溫的原因分析

隨著硫酸工業(yè)的持續(xù)發(fā)展，熱能利用率的持續(xù)提升，傳統(tǒng)的一吸塔逐漸被高溫吸收塔替代，用以利用更多的吸收熱能。對(duì)高溫吸收塔出口煙氣溫度的控制也更為關(guān)鍵，出口煙氣超溫的主要原因有以下幾點(diǎn)：

第一、循環(huán)酸溫的影響：循環(huán)酸溫度是調(diào)控出口煙氣溫度的關(guān)鍵參數(shù)。硫酸進(jìn)入填料層后，與煙氣直接接觸，在吸收三氧化硫的同時(shí)，也吸收煙氣中的熱量。若接觸面積足夠大且接觸時(shí)間足夠長(zhǎng)，煙氣中的富余熱量將被硫酸完全吸收，從而達(dá)到溫度平衡。在理想狀態(tài)下，我們可以認(rèn)為，出填料層的煙氣溫度幾乎等同于入填料層的硫酸溫度。若一吸上塔酸溫較高，出塔煙氣溫度也會(huì)相應(yīng)升高。對(duì)于高溫?zé)峄厥账?，為了充分利用高熱值的熱量，一?jí)酸溫通常控制得較高，而二級(jí)酸溫則在控制出口煙氣溫度方面起到關(guān)鍵作用。通過熱能計(jì)算（此計(jì)算方式可通過下載“數(shù)字硫酸APP”中參數(shù)查詢獲得），高溫?zé)峄厥账隹跓煔鉁囟韧瑫r(shí)受一級(jí)酸溫和二級(jí)酸溫的共同影響。因此，當(dāng)二級(jí)酸溫較高時(shí)，高溫吸收塔出口煙氣溫度也會(huì)隨之升高。

第二、循環(huán)酸量及酸濃的影響：如前文所述，硫酸與煙氣接觸時(shí)間需足夠長(zhǎng)，這就要求確保一定規(guī)模的循環(huán)酸量。循環(huán)酸量是影響吸收效率的關(guān)鍵參數(shù)。通常，循環(huán)酸量通過上塔和下塔的酸濃差或酸的噴淋密度來確定。傳統(tǒng)一吸塔的酸濃差一般為0.2-0.4%，噴淋密度為15-25m³/m²·h。若酸流量偏低，吸收效率將下降，同時(shí)出口煙氣溫度會(huì)升高。對(duì)于高溫吸收塔，為了充分利用熱量，酸濃度差通常維持在0.4%的上限或更高，但其吸收效率僅能達(dá)到約90%，且煙氣溫度無法有效控制。因此，引入了二級(jí)吸收工藝，即一級(jí)吸收后的煙氣再通過一定量的二級(jí)酸吸收，這樣既保證了吸收效率，又降低了煙氣溫度。由于高溫吸收塔內(nèi)酸溫過高以及稀釋器出口硫酸中混有空氣，導(dǎo)致硫酸濃度測(cè)量存在困難，進(jìn)而引起測(cè)量結(jié)果偏高，出現(xiàn)吸收率下降和煙氣溫度上升的現(xiàn)象。因此，精確的酸濃度測(cè)量是降低煙氣溫度偏高的關(guān)鍵保障。禮正來公司的高溫酸濃分析儀能夠有效解決高溫環(huán)境下酸濃度測(cè)量的難題。

（高溫酸濃分析儀）

第三、分酸器和填料的影響：前文提到，硫酸與煙氣接觸的面積需足夠大。要確保這一條件，首先必須保證酸分布的均勻性，這需要借助高效的分酸設(shè)備，使酸均勻覆蓋在填料表面。目前，分酸器能夠?qū)崿F(xiàn)高達(dá)46個(gè)點(diǎn)位/平方米的分布密度。其次，為了進(jìn)一步增大接觸面積，需依賴填料的作用，目前填料的比表面積可達(dá)140平方米/立方米，確保酸在填料表面流通并與煙氣充分接觸。

因此，分酸器和填料是影響煙氣出口溫度的關(guān)鍵因素。若酸分布不均，會(huì)導(dǎo)致出口煙氣溫度升高；而填料的選型不當(dāng)、破損或坍塌等問題，同樣會(huì)引起塔出口煙氣溫度的上升。

第四、其他原因：接觸時(shí)間還受煙氣流速的影響，若流速過快，則不利于硫酸的吸收（包括能量吸收），因此塔徑的選擇至關(guān)重要，同時(shí)也需精確控制氣量；進(jìn)塔煙氣的溫度過高，會(huì)導(dǎo)致出塔煙氣溫度超標(biāo)；轉(zhuǎn)化率分配不均，若一轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化率偏高，一吸塔吸收能力超出上限，吸收不完全，同樣會(huì)導(dǎo)致出塔煙氣溫度超標(biāo)。