贛州川匯氣體設備制造有限公司

膜法富氧技術, 由于設備簡單、操作方便、應用廣泛等優點, 已引起國內外的極大關注。特別在富氧助燃方面的應用更為突出。富氧空氣可以加快燃燒速率, 促使燃料完全燃燒, 減少燃燒后的排氣量, 增加能量利用率, 減少燃料消耗。已取得廣泛的應用成果。
　　在硫酸生產中, 從沸騰焙燒爐焙燒硫鐵礦到尾氣從煙囪放空, 處理著大量的惰性氣體--氮氣。采用富氧空氣代替普通空氣來焙燒硫鐵礦, 可以減少整個裝置的氣體通過量, 也將加快硫鐵礦的焙燒過程, 提高轉化系統的反應速率, 減少裝置投資。
膜分離過程
膜分離過程的原理是利用氧氣和氮氣在氣體分離膜中滲透速率不同而實現氧氮分離。膜分離有加壓式、減壓式及加減壓式等方法, 以減壓式較為經濟實用。減壓式膜分離流程如圖1, 膜裝置操作為靜態物理分離過程, 無轉動部件及易損件, 產生的富氧空氣中氧含量可穩定在30% 左右。進入沸騰爐的富氧空氣的制備過程為:

采用空氣集中過濾及送風, 用11套膜裝置及真空泵并聯操作, 出各真空泵的富氧空氣
匯合后進入沸騰爐爐底風機。膜分離富氧部分主要設備如下:
離心通風機: 1 臺, 風量23 000 m3/ h,
風壓3 kPa
卷式富氧膜裝置: 11 套, 每套產富氧
能力為620m3/ h
水環式真空泵: 11 臺, 真空度26 kPa,
每臺氣量為15m3/ min
對焙燒含硫30% 的硫鐵礦、兩轉兩吸轉化流程, 生產能力為40kt/ a 的硫酸裝置,采用富氧空氣代替普通空氣焙燒硫鐵礦, 通過硫酸生產裝置中各部分的氣體組成及總氣量( 以干基計, 下同) 對比情況見表1。由表可見, 采用富氧空氣后, 通過焙燒及凈化部分的爐氣量減少了32% , 通過轉化及干吸部分的氣量減少了20.9%-23.5%。

膜分離優勢
采用膜分離富氧空氣代替普通空氣焙燒硫鐵礦后, 使焙燒及凈化系統爐氣量減少32% ,干吸和轉化系統的氣量減少20.9%-23.5% 。由于氧濃度提高, 縮短了礦所需的焙燒時間, 使沸騰爐焙燒強度增加43%,沸騰爐爐體體積減少52%。并且由于氧濃度的提高, SO2 催化氧化反應的熱力學推動力、動力學速率均有較大提高, 熱平衡改善, 催化劑層各段進出口溫度較佳,最終轉化率可達到99.6% , 尾氣中SO2 排放量減少42% 。包括膜分離富氧裝置在內的年產4萬噸硫酸裝置總投資可下降11% , 投資回收期縮短111 年。富氧空氣的制造費用主要受膜分離富氧裝置的投資和電價控制。用富氧空氣代替普通空氣焙燒硫鐵礦, 能使富氧空氣的作用得以充分發揮。若在此基礎上, 再用富氧空氣代替普通空氣作為干燥塔補充空氣來調節進轉化器的氧濃度, 在氧硫比為1 ：1.25、SO2 濃度為11.26% 時, 進轉化器的總氣量減少28.2% , 此時包括富氧裝置在內的裝置總投資要增加100 萬元, 每噸酸的電耗要再增加30 kW*h。