WSA制酸工艺主要过程控制系统设计与开发

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WSA制酸工艺的应用实践

物，然后进入ｓ０：转化器内利用催化剂将ｓ０：催化炉内壁耐火砖出现大量裂纹等现象．转化成ＳＯ，，再进入ＷＳＡ冷凝器经过水汽吸收，生
收稿日期：２０１７—０５—２２作者简介：鲁江（１９７９一），男，２００３年东北大学环境工程专业硕士研究生毕业，工程师
摘要：ＷＳＡ工艺是丹麦托普索公司开发的湿法制酸工艺，该工艺流程简单，热回收率高，成品为高质量硫酸和蒸
汽，污染少，因而得到了广泛的应用．但采用此工艺处理焦炉煤气脱除出来的酸气制酸时，开工率不高，韶钢通过实
践摸索改进，确保了生产的稳定高效．
关键词：ＷＳＡ制酸；ＳＯ，；硫酸
中图分类号：ＴＱ５２２．６
文献标识码：Ｂ
ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＷＳＡＰｒｏｃｅｓｓ
ＬＵＪｉａｎｇ（ＢａｏｗｕＧｒｏｕｐＳｈａｏｇｕａｎＩｒｏｎａｎｄＳｔｅｅｌＣｏＬｔｄ，Ｓｈａｏｇｕａｎ，５１２１２３，Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅＷＳＡｐｒｏｃｅｓｓｉｓａｗｅｔａｃｉｄｍａｋｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄｂｙＤｅｎｍａｒｋＨａｌｄｏｒＴａｐｓｏｅＣｏｍｐａｎｙ．ＴｈｅＷＳＡｐｒｏｃｅｓｓｈａｓｂｅｅｎｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｂｅｃａｕｓｅｉｔｉｓｓｉｍｐｌｅｗｉｔｈｈｉｇｈｈｅａｔｒｅｃｏｖｅｒｙｒａｔｅａｎｄｌｅｓｓｐｏｌｌｕｔｉｏｎ，ａｎｄｔｈｅｆｉｎｉｓｈｅｄｐｒｏｄｕｃｔｓａｒｅｈｉｇｈｑｕａｌｉｔｙｓｕｌｆｕｒｉｃａｃｉｄａｎｄｓｔｅａｍ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｍｏｓｔｆａｃｔｏｒｉｅｓｈａｖｅａｌｏｗｃａｐａｃｉｔｙｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｒａｔｅｗｈｅｎａｄｏｐｔｔｈｅＷＳＡｐｒｏｃｅｓｓｔｏｍａｋｅｓｕｌｆｕｒｉｃａｃｉｄｏｕｔｏｆｔｈｅｃｏｋｅｏｖｅｎａｃｉｄｇａｓ．Ｂｙｐｒａｃｔｉｃｉｎｇ．ＳＧＩＳｈａｓｆ０ｕｎｄａｎｅｆｆｅｃｔｉｖｅｗａｙｔｏｅｎｓｕｒｅｓｔｅａｄｙｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＷＳＡ；ＳＯ２；ｓｕｌｆｕｒｉｃａｃｉｄ

WSA制酸工艺主要过程控制系统设计与开发

《自动化技术与应用》２０１０年第２９卷第３期Techniques of Automation & Applications | 115 经验交流Technical CommunicationsWSA 制酸工艺主要过程控制系统设计与开发曹王剑，郭跃平（湖南株洲冶炼集团股份有限公司,湖南株洲 412004）摘要：WSA 制酸工艺中熔盐系统温度控制直接影响到SO 2→SO 3的转化率和烟气净化效果。

本文在简介了WSA 制酸工艺、DeltaV 系统之后重点描述了熔盐温度、烧嘴燃烧、风机控制与系统连锁等控制流程设计、策略与实现方法以及软件设计的情况。

关键词：WSA 制酸;Delta V 系统;熔盐温度控制;烧嘴控制中图分类号:TP29 文献标识码:B 文章编号:1003-7241(2010)03-0115-03WSA Acid Process Control System Design and DevelopmentCAO Wang-jian, GUO Yue-ping( Hunan Zhuzhou Smelter Group Co., Ltd. Zhuzhou 412004 China )Abstract: WSA acid process in molten salt system, temperature control directly affects the SO2->SO3 conversion rate and flue gaspurification effect. In this paper, WSA acid technology, Delta V system is introduced. Then molten salt temperature,burner combustion, fan control and system control process chain such as design, strategy and implementation of methods and software designs are described.Key words: WSA acid; Delta V systems; molten salt temperature control; burner control收稿日期：２００９－１１－１３１引言WSA 制酸工艺是先对烟气进行洗涤净化、不经干燥直接进行湿式转化,湿转化气冷凝成酸。

WSA湿法制酸工艺流程及应用前景

ＷＳＡ湿法制酸工艺流程及应用前景丹麦托普索WSA湿法制酸工艺可以有效地利用各种生产过程中产生的含硫酸性气体直接制酸，得到商品级浓硫酸，具有适用范围广、工艺流程简单、硫回收率高、操作成本低、经济效益好等特点，是石油、石化、冶金、化肥、发电，焦化、煤化工等行业的一种可供选择的有竞争力的硫回收工艺路线。

从石油，石化、冶金，化肥、煤化工等行业含H2S等硫化物的酸性气中回收利用硫基本上就有硫回收和酸回收2种。

一般而言硫回收用的比较多，其工艺种类繁多，但基本是在克劳斯技术基础上发展起来的，主要有加拿大Delta公司的MCRC法、德国鲁奇公司的Sulfreen 法，德国林德公司的Clinsulf法、荷兰Comprimo公司的SuperClaus 法等。

酸回收直接制取硫酸省略掉克劳斯装置，以H2S为原料直接制得硫酸，分为干接触法与湿接触法2种。

所谓的干接触法是将H2S气体燃烧成SO2后，采用与传统的硫铁矿制酸工艺相似的方法洗涤、干燥、催化转化、吸收。

湿接触法则由于H2S在分离过程中已经进行过洗涤，不需要再进行洗涤，干燥和净化，在水蒸气存在下将SO2催化转化成SO2并直接凝结成酸。

企业可根据自己的产品产量、气体成分、技术水平、投资能力等条件的不同而采用相应的工艺流程。

一、制酸原理以含硫酸性气为原料采用湿接触法直接制得硫酸，可大大简略流程，有利于系统热量的回收，节省投资。

目前最有代表性的技术为丹麦托普索公司的湿法硫酸工艺、德国鲁奇公司的低温冷凝工艺和康开特工艺。

1、丹麦托普索湿法硫酸工艺丹麦托普索公司20世纪80年代中期开发的湿法制酸工艺，英文是Wet gas Sulphuric Acid，缩写WSA。

WSA制硫酸

国电英力特能源化工集团股份有限公司甲醇公司
• 5 蒸汽系统 • SO2转化所产生的热量、以及气相水合所产生的热量用于产生蒸汽。 • 在废热锅炉中，可产生压力为4.2 MPa的饱和蒸汽。在蒸汽过热器和第一床间冷却器中，产生压力为2.7 MPa 温度为380℃的过热蒸汽。
国电英力特能源化工集团股份有限公司甲醇公司
国电英力特能源化工集团股份有限公司甲醇公司
4 酸雾控制单元
三氧化硫与水会合成气相硫酸，在一般情况下，这些气相硫酸蒸气在进入硫酸冷凝器时会产生非常小的硫酸液滴，如液滴过小，无法凝结在WSA 冷凝器中的玻璃壁上，易被脱硫后尾气夹带出 WSA冷凝器进入烟囱，使大量酸雾排人大气。为了防止这种现象的发生，在工艺气进入WSA冷凝器之前，由酸雾控制单元将含硅晶核的气体喷入工艺气中并均匀混合(每年硅油用量仅几十千克)，硅晶核可使酸雾晶核长大到能在WSA冷凝器中凝结，尽可能地从工艺气中分离出来，从而使尾气酸雾达到排放指标。
1、低温冷凝工艺
最早是在20世纪3O年代，由德国鲁奇公司提出的一种湿接触法制酸工艺，由于其三氧化硫冷凝成酸的温度较低亦称为低温冷凝工艺，第一套装置于1934年投人运行。低温冷凝工艺不能处理燃烧后SO2低于3％的气体，适用范围比较有限，仅用于小规模装置，在大多数情况下，主要的目的是处理硫化氢废气而不是生产硫酸。
• WSA工艺流程简述
1 酸性气焚烧和工艺气体冷却酸性气在焚烧炉中焚烧, 焚烧温度为 975℃。新鲜燃烧风在WSA冷凝器中进行预热，使其温度达到约260℃，H2S焚烧炉在 10％过剩O2条件下运行。在焚烧炉内生成的工艺气体，经废热锅炉被冷却到约430℃, 被直接送到SO2反应器中。 H2S+3／202= SO2+H2O+518．6 kJ／mol

托普索WSA湿法制酸技术(煤化工)

8
19 20
2
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24
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74
4
13 10
6
10 11
22
电厂炼油厂和石化冶炼厂
焦化、煤化工其它应用
2
December 2008
上海焦化厂 – 设计条件
低温甲醇洗过来的酸性气:
3,100 Nm3/hr 12% H2S 0.14% COS 83% CO2
蒸汽 4.2 ts/hr 40 barg/425ºC
- 1,075,200 RMB
计算基础
RMB 0.60/m3 RMB 0.55/kWh RMB 0.60/Nm3
40 MTPD 4.3 tons/hr (40 barg)
+ 1,320,000 RMB + 3,780,000 RMB ~ + 5,100,000 RMB
RMB 100/tons RMB 110/tons
布局简单，设备少；装置结构紧工艺过程复杂，占地面积大。
8
凑；占地仅几百平方米。
燃烧是过氧完全燃烧；操作简单燃烧是化学计量氧燃烧，操作条
9
、经济。用DCS控制，自动化程度高；可以和其它装置结合
件苛刻。燃烧炉运行不好，影响硫磺产品质量，排放超标。
起来，无需单独的运行车间
生产过程中，不需要工艺水及化消耗工艺水，冷却水消耗高。
WSA 中国业绩表（五）
客户工厂地址
上海焦化厂（第二套）上海
山东兖矿新疆煤化工乌鲁木齐
上游装置，硫来源低温甲醇洗
硫酸产量（吨/天）
开工年份（年）
100 吨
2012
低温甲醇洗
未披露
2012

制酸工艺流程图

制酸工艺流程图制酸工艺流程图制酸是一种用于生产酸性物质的工艺，广泛应用于化工、医药和食品等领域。

下面是一份制酸工艺的流程图：1. 原料准备：选择适合的原料，主要包括酸性物质和溶剂。

2. 搅拌：将原料倒入搅拌桶中，并通过搅拌装置进行充分搅拌，使原料充分混合。

3. 酸化反应：在搅拌的同时，将酸性物质缓慢加入反应容器中，并控制温度和pH值，促使酸化反应的进行。

4. 中和处理：当酸化反应完成后，加入适量的碱性物质进行中和，以调整最终产物的酸碱度。

5. 过滤：将反应液通过过滤装置进行过滤，去除杂质和固体颗粒。

6. 浓缩：将过滤后的反应液进行浓缩处理，以提高产物的浓度和纯度。

7. 冷却：将浓缩后的反应液通过冷却装置进行冷却，使其温度适合存储和包装。

8. 包装：将冷却后的产物进行分装和包装，以便于储存和运输。

9. 清洗和消毒：对反应设备进行清洗和消毒，以防止污染和交叉感染。

10. 产品质检：对包装好的产物进行质检，包括外观、纯度和酸碱度等指标检测。

11. 成品入库：合格的产品进行入库，待销售或下一步加工使用。

制酸工艺流程的具体细节和步骤可以根据不同的酸性物质和应用领域进行调整。

此流程图仅为一个简化的示意图，用于介绍制酸工艺的基本步骤和主要过程。

在实际生产中，应根据具体情况合理设计工艺流程，确保产品的质量和安全。

制酸是一项复杂的工艺，涉及到许多参数的控制和调整，如温度、浓度、PH值等。

只有合理的工艺流程和严格的操作才能够保证产物的质量和稳定性。

因此，在进行制酸工艺时，需要仔细研究和分析原料特性和工艺要求，选择合适的设备和操作方法，保证操作的安全性和效果。

制酸工艺的优化和改进是化工行业的关键课题之一，通过采用新的技术和工艺方法，可以提高产物的质量、减少生产成本，并实现可持续发展。

随着科学技术的不断发展和进步，相信制酸工艺在未来会有更广阔的应用前景。

WSA制酸工艺的摸索

269管理及其他M anagement and otherWSA 制酸工艺的摸索鲁伟，史大勇，李东虎（邯宝钢铁有限公司焦化厂，河北邯郸 056015）摘要：邯宝焦化厂采用WSA 湿法制酸工艺，运行近9年，遇到过转化器腐蚀、系统阻力变大、热量低等诸多问题，本文对这些问题逐一分析解决。

关键词：WSA 制酸；真空碳酸钾；腐蚀；锅炉；优化中图分类号：TQ111.16 文献标识码：A 文章编号：11-5004（2020）24-0269-2 收稿日期：2020-12作者简介：鲁伟，男，生于1986年，汉族，安徽人，本科，工程师，研究方向：焦化类。

1 概要邯宝焦化厂煤气处理量10.56万m 3，煤气经过真空碳酸钾工艺脱硫后将酸汽（含H 2S 达60%以上）送至WSA 制酸工序，酸汽量约500m 3/h ～600m 3/h,该装置采用丹麦托普索公司的WSA 湿法制硫酸工艺，用于回收脱硫再生系统产生的含硫化氢酸性气体并将其转化为硫酸。

通过该装置的处理，酸性气体被回收并制得硫酸，同时产出副产品：蒸汽。

制酸工艺从开工至今，遇到锅炉爆管、转化器底部泄露、过程气系统系统阻力变大、MCU 腐蚀、给水系统不稳定等各类问题。

2 工艺流程来自脱硫工段的含H 2S 酸性气体送至焚烧炉中燃烧，产生SO 2气体，经废热锅炉冷却后进入氨注入器，混合氨气后，过程气进入SCR 反应器,在催化剂的作用下，将过程气中的氮氧化物转化为氮气，随后过程气进入SO 2转化器，过程气依次通过两段催化床层，将SO 2催化氧化为SO 3。

由于该反应高度放热，需经过床间冷却器和过程气冷却器冷却移走热量。

在转化器底部，酸雾控制器来的二氧化硅晶核喷射进工艺管道，与过程气一起进入WSA 冷凝器。

在WSA 冷凝器的玻璃管程中，冷空气和过程气进行热交换并在晶核的作用下气态硫酸被凝结为液态硫酸，制得96wt.%～98wt.%的硫酸。

锅炉水通过废锅、床间冷却器、过程气冷却器与过程气进行热交换，实现整个系统的热量平衡，锅炉产高压5Mpa 蒸汽经减温减压装置得到温度>170℃，压力0.7MPa （表压）的低压蒸汽并入厂区管网。

制酸装置的工艺与控制

制酸装置的工艺与控制林文【摘要】简要介绍了邯宝焦化厂焦炉煤气净化系统中制酸装置的工艺与控制流程,详细介绍了计算模块中过量氧、助燃空气、稀释空气、蒸汽及氨水配加量的计算方法.【期刊名称】《河南化工》【年(卷),期】2018(035)001【总页数】4页(P33-36)【关键词】焦炉煤气;WSA工艺;控制流程;模块计算【作者】林文【作者单位】邯钢集团邯宝公司焦化厂,河北邯郸 056002【正文语种】中文【中图分类】TQ1111 制酸工艺流程邯宝焦化厂的煤气脱硫脱氰工艺采用真空碳酸钾法，制酸工艺采用丹麦TOPSE公司的湿式制酸法[1]。

从真空泵来的酸性气体与空气混合，在燃烧炉内完全燃烧，炉内高温主要依靠化学反应热维持，当酸气中的硫化氢含量较低时，尚需补充少量煤气助燃。

酸性气体的主要成分是H2S、HCN、CO2、H2O，并含有少量的萘，在焚烧炉内，酸性气体在氧气过剩的条件下燃烧时，生成SO2、NOx、H2O等。

燃烧后的高温过程气，经废热锅炉冷却，以生产低压饱和蒸汽的方式回收热量。

冷却后的过程气进入SCR反应器，脱除其中的氮氧化物。

然后进入SO2转化器。

在此，将含有水汽的SO2过程气在420～450 ℃下催化转化为SO3。

转化过程中放出的反应热通过换热器生产蒸汽。

在最后转化阶段，SO3与水蒸气反应生成气态硫酸。

转化器内的催化剂采用丹麦TOPSE公司生产的具有较高活性的湿式转化催化剂。

SO2转化器出口的过程气到WSA冷凝器内进行换热[2]。

在WSA冷凝器内，用冷空气对其进行间接冷却。

冷凝的硫酸蒸气在管中与热工艺气体进行逆向冷凝浓缩，流向底部。

硫酸收集在有耐酸砖衬的冷凝器底部，浓度约为98%，经过与板式换热器冷却后的硫酸混合冷却后，温度降低至30～40 ℃后作为产品送入硫酸储槽，再用泵输送到硫酸铵槽。

尾气离开WSA冷凝器的温度约为100 ℃，直接经烟囱排入大气，气体中含SOx极少，可达到国家环保一级排放标准。

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ＷＳＡｃｄＰｏｅｓＣｏｔｌｓｅＤｅｉｎａｄＤｅｅｏｍｅｔＡｉｒｃｓｎｒｔｍｓｇｎｖｌｐｎｏＳｙ
ＣＡＯｎ￣ａ，ＷａｇｉｎＧＵＯｕ－ｉｇＹｅｐｎ
（ｎｎｈｚｏｍｅｔｒｏｐＣｏ，ｄＺｕｈｕ４２０ｉａ）ＨｕａｕｈｕＳｌｕ．ＺｅＧｒＬｔ．ｈｚｏ１０４Ｃｈｎ
２ＤｌｅｔＶ系统ａ
ＤｌａｅｔＶ系统是基于ＦＦ技术的现场总线控制系统，
其规模可变，支持Ｈ１ＨＳ和Ｅ现场总线标准，能与各种符
线的支持，每个ＦＦ卡件可支持两条Ｈ１线，总每条现பைடு நூலகம்
总线可最多支持ｌＦ６个Ｆ总线设备。总线的拓扑结构可
１引言
ｗＳＡ制酸工艺是先对烟气进行洗涤净化、不经干
图形控制语言和ＦｕｄｔｎＦｅｂｓｏｎａｉｉｄｕ功能块等。ｏｌ采用ＤｌａｅｔＶ系统构成过程控制系统具有很好的灵活性和可扩展性，ＩＯ子系统除了符合Ｈ１ＨＳ其／和Ｅ标
准的现场总线接口卡件和传统的ＩＯ卡一、／ＡＩＡＯ、ＴＲＤ、ＴＣ、ＤＩＯ等以外，、Ｄ还提供了一种串行通讯Ｓ接口卡。Ｉ该卡支持ＲＳ３２２和ＲＳ２、ＲＳ８链路全双工或半双４２４５
燥直接进行湿式转化，湿转化气冷凝成酸。该工艺优点
总线仪表以及Ｐｏｉｕ — ｒｆｂｓＤＰ总线电控设备等。
工通讯，配置了数十种通讯协议，ＤｅｔＶ系统与已有为ｌａ设备的互连互通、处理现场布线问题和提高系统的性价比提供了很好的解决方案。ＤｅｔＶ系统对ＦｌａＦ总线的解决方案极其简单一系统通过ＦＦ卡件完成对现场总
ｍｅｈｄｎｏｗａｅｄｓｇｓａｅｄｓｒｂｄ．ｔｏｓａｄｓｆｔｒｅｉｎｒｅｃｉｅＫｅｒｓＷＳａｉ；ｌａＶｙｔｍｓｍｏｔｎｓｌｔｍｐｒｔｒｏｎｒｌｂｒｅｏｔｏｙｗｏｄ：ＡｃｄＤｅｔｓｓｅ；ｌａｔｅｅｅａｕｅｃｔｏ；ｕｎｒｃｎｒｌ
ｂｒｅｏｂｓｉｎ，ａｏｔｏｎｙｔｍｏｔｏｒｃｓｈｉｕｈａｅｉｎ，ｓｒｔｇｎｍｐｌｍｅｔｔｏｆｕｎｒｃｍｕｔｏｆｎｃｎｒｌａｄｓｓｅｃｎｒｌｐｏｅｓｃａｎｓｃｓｄｓｇｔａｅｙａｄｉｅｎａｉｎｏ
摘要：Ａ制酸工艺中熔盐系统温度控制直接影响到Ｓ，ＳＷＳＯ一Ｏ的转化率和烟气净化效果。本文在简介了ＷＳＡ制酸工艺、ＤｌｅｔａＶ系统之后重点描述了熔盐温度、烧嘴燃烧、风机控制与系统连锁等控制流程设计、策略与实现方法以及软件设计的情况。关键词：Ａ制酸；ｅｔＷＳＤｌａＶ系统；熔盐温度控制；烧嘴控制中图分类号：２ＴＰ９文献标识码：Ｂ文章编号：０３２１２１）３０１０１０７４（０００ — １５３
是不论烟气中Ｓ浓度高低都能产出质量浓度大于９％Ｏ，６的浓硫酸，同时不使用任何化学吸附剂，会产生任何不
污染环境的三废物，尾气中的Ｓ浓度稳定达标。株冶Ｏ，在近年引进了该工艺，生产管理过程和监控层的硬、在软件采用了美国艾默生公司的ＤｅｔＶ系统、ＦｌａＦ现场
经验交流
１ｅｈｎｃＩＣｏｍｍｕｎｃｔｏｓ－ｃｉａｉａｉｎ
《动化技术与应用》２１自第２００年９卷第３期
Ｗ制酸工艺主要过程控制系统设计与开发ＳＡ
曹王剑，郭跃平
（湖南株洲冶炼集团股份有限公司，湖南株洲４２０ｌ０４）
ＡｂｔａｔＷＳａｉｒｃｓｎｍｏｔｎｓｌｓｓｅ，ｅｅａｕｅｃｎｒｌｉｅｔｙａｆｃｓｔｅＳ一Ｓｏｖｒｉｎｒｔｎｕａｓｒｃ：ＡｃｄｐｏｅｓｉｌａｔｙｔｍｔｍｐｒｔｒｏｔｏｒｃｌｆｅｔｈＯ２＞Ｏ３ｃｎｅｓｏａｅａｄｆｅｇｓｅｄｌｐｒｆｃｔｏｆｅｔＩｈｉｐｐｒＷＳａｉｅｈｏｏｙＤｅｔｓｓｅｉｎｒｄｃｄＴｈｎｍｏｔｎｓｌｅｐｒｔｒ，ｕｉｉａｉｎｅｃ．ｎｔｓａｅ，Ａｃｄｔｃｎｌｇ，ｌＶｙｔｍｓｉｔｏｕｅ．ｅａｌａｔｔｍｅａｕｅｅ
轻松构建如总线形，菊花形，树形，环形，星形等；外，另
合ＦＦ协议的智能现场设备衔接；其控制网络是一个隔离
的１Ｍ以太局域网，０为控制器和工作站之间提供通讯；控制器集成了许多标准化模块，ＯＤ如ＢＣ数据库、ＡｔｅｃｉＸｖ显示、ＭＦＣ以及￥８Ｏ批量控制、Ｏ８．１ＰＣ和ＩＣ１１Ｅ１３－３