Műszaki specifikáció közepes-léptékű kénsavgyártáshoz hulladékhő-visszanyerővel és gőzturbinás energiatermelő rendszerekkel kombinálva.
A 300 TPD kénsavgyár integrált rendszer
A 300 TPD kénsavgyár egy közepes-ipari ipari vegyszergyártó létesítmény, amely a reakció-, gázkezelés-, savabszorpciós, hővisszanyerő- és közműrendszerek összehangolt tervezését igényli. Ha gőzturbinát építenek be az áramtermeléshez, a projekt több lesz, mint egy hagyományos kénsav gyártósor. Az eljárást úgy kell megtervezni, hogy a felhasználható hőt visszanyerje a magas hőmérsékletű folyamatgázokból és kémiai reakciókból, ezt a hőt gőzzé alakítsa, majd a gőzt egy turbinás-generátorrendszerbe szállítsa. Ezért az üzem kapacitását, a hőmérleget és az energiatermelést együtt kell értékelni a kezdeti tervezési szakaszban.
A nyersanyag határozza meg a folyamat konfigurációját
Az első megerősítő műszaki paraméter a kéntartalmú-alapanyag forrása és összetétele. A kénsavat elemi kénből vagy kohászati és egyéb ipari folyamatok során keletkező kéntartalmú gázokból{2}} lehet előállítani. A kén-égető üzemek viszonylag közvetlen takarmány-előkészítési útvonallal rendelkeznek, míg a piritet vagy kohászati el{5}}gázt használó üzemek további gáztisztító és kondicionáló rendszereket igényelnek. A betáplálás összetétele közvetlenül befolyásolja az SO₂-koncentrációt, a gáztérfogatot, a szennyezőanyag-terhelést, a berendezés méretét és a teljes folyamatkonfigurációt. Ezért a 300 TPD kapacitás önmagában nem elegendő a teljes üzem meghatározásához.
Az alapvető gyártási szakaszok lebontása
| Folyamat Stage | Kémiai / Fizikai elv | Főbb tervezési és felszerelési szempontok |
|---|---|---|
| 03. SO₂ előállítás | S + O₂ → SO2 (exoterm) | Olvadt kén szűrése, égési levegő betáplálása, kénes kemence konfigurációja és gázösszetétel optimalizálása alapanyag alapján. |
| 04. Katalitikus átalakítás | 2SO₂ + O2 → 2SO3 (exoterm) | Többágyas V₂O5 konverter -ágyas gázhűtéssel a SO₂ konverziós hatékonyság maximalizálása és a katalizátor túlmelegedésének megakadályozása érdekében. |
| 05. SO₃ abszorpció | SO₃ + H2O → H2SO4 (H2SO₄ hurkon keresztül) | Abszorpciós tornyok, keringető szivattyúk, savhűtők és nagy-hatékony páramentesítők a savcsóva kialakulásának megakadályozására. |
| 06. Hulladékhő visszanyerése | Hőenergia → Nagynyomású{0}}gőz | Hulladékhő-kazánok a kemence és a konverter fokozatok után elhelyezve, hogy a reakcióhőt felfogják a folyamat energiatermeléséhez. |
Gőzturbinás energiatermelés
Amikor villamosenergia-termelésre van szükség, a hővisszanyerő rendszer által termelt gőzt egy elektromos generátorhoz csatlakoztatott gőzturbinához vezetik. A turbina kitágítja a gőzt, és hő- és nyomásenergiájának egy részét mechanikai energiává alakítja, amit aztán a generátor elektromos árammá alakít át. A tényleges teljesítmény a gőztermelés sebességétől, a gőznyomástól és hőmérséklettől, a turbina hatásfokától, a kipufogógáz nyomásától és a teljes kénsavgyár üzemi körülményeitől függ. Ezért a várható elektromos teljesítményt a teljes hő- és gőzegyensúly alapján kell kiszámítani, nem pedig pusztán a kénsav kapacitásából.
Kombinált hő és energia egyensúly
A kénsav-eljárás és a gőzturbina integrálása részletes energiamérleget igényel. A hővisszanyerés fokozása növelheti a gőzképződést, de a gőznyomásnak és a hőmérsékletnek kompatibilisnek kell maradnia a turbina kialakításával. Ugyanakkor az üzemnek belső gőzigénye lehet a kén olvasztásához, fűtéséhez, folyamatcirkulációjához vagy egyéb közművekhez. A megfelelő konfigurációnak meg kell határoznia, hogy az alapvető folyamatkövetelmények teljesítése után mennyi gőz áll rendelkezésre az energiatermeléshez. Ez megakadályozza, hogy a turbinarendszert irreális gőztöbblet köré tervezzék.
A gáztisztítás és a savköd-szabályozás befolyásolja a teljesítményt
A technológiai gáz minősége fontos szempont, különösen akkor, ha a nyersanyag szennyeződéseket tartalmaz. A por, fémek, nedvesség és egyéb szennyeződések befolyásolhatják a katalizátor teljesítményét, a korróziós sebességet és a későbbi berendezéseket. A gázkezelő szakasz ezért a nyersanyagtól függően tartalmazhat szűrést, mosást, szárítást vagy egyéb tisztítási lépéseket.
Az abszorpciós szakasz hatékony savköd-leválasztást is igényel a kezelt gáz elvezetése előtt. Ezeket a rendszereket a tényleges takarmányösszetételnek és a telepítés helyének környezeti követelményeinek megfelelően kell megtervezni.
Fő berendezés-specifikációs mátrix (300 TPD integrált üzem)
| Növénysziget | Az alapvető felszerelési elemeket tartalmazza |
|---|---|
| Savtermelési mag | Kénfogadó/tároló, kénes olvasztó és levélszűrők, égési levegő ventilátor, kénes kemence, katalizátor, interpass hőcserélők, abszorpciós tornyok, savkeringető szivattyúk, savhűtők, páramentesítők, terméktároló tartályok. |
| Power & Thermal Island | Hulladékhő-kazán, gőzdob, túlhevítők, nagy-nyomású gőzvezetékek, gőzturbina, 3 fázisú elektromos generátor, gőzkondenzátor/hűtőtorony, tápvízszivattyúk. |
| Segédrendszerek | Ásványtalanított vízkezelés, műszeres levegőegység, véggázmosó, üzemvezérlő rendszer (DCS), teljesítmény szinkronizáló és elosztó kapcsolóberendezések. |










