硫酸实习笔记整理版.doc

硫酸厂生产装置 本厂厂区由两部分组成，硫酸厂原料车间（原料熔硫在熔硫工段），制酸车间两部分，本厂共占地面积（含硫磺库）14000M2。 物料走向介绍由火车运输进来的硫磺进入库房，由铲车装入硫磺给料斗内，经X-0008运输皮带传送，输送去快速熔硫锅内熔化，达到一定液位后溢流到过滤槽，由过滤泵送至板式液硫过滤器，过滤后的液硫进入中间槽，再由中间液硫泵输送至液硫贮罐，罐中液硫息流到精硫槽，通过精硫泵送入焚硫炉内，与干燥塔送来的干燥空气混合燃烧，，燃烧后的高温SO2气体经火管式余热锅炉降温至440度进入转化器一段，经过22的二转二吸后排空，成品酸经板式换热器降温后进入硫酸大罐，再用泵送至宏福硫酸大罐，系统所生产的蒸汽一部分经中压管道送入宏福电厂发电，另一部分给本厂透平汽轮机使用，带动空气鼓风机工作，产生的0.10.5Mpa/cm2背压蒸汽，由低压蒸汽管道送至磷酸厂供磷酸浓缩使用。 本厂所需的水电由宏福公司供应，生产过程中产生的酸、碱性污水通过管道送至宏福污水处理厂进行处理，清净雨水排至宏福公司地下管网外排。 主流程概述熔硫液硫焚烧锅炉吸热22转化系统二转二吸干燥、一吸8字交叉循环工艺。 干 吸 干吸工段操作技术 一、干燥吸收的原理 NSO3H2O→H2SO4N-1SO389247J 1、化学原理 SO3 H2O＝H2SO4Q N1 当SO3﹕H2O为1﹕1时为100 H2SO4（无水硫酸） N＞1 当SO3﹕H2O＞1﹕1时为发烟硫酸 N＜1 当SO3﹕H2O＜1﹕1时为含水硫酸 2、硫酸的饱和蒸汽压 在浓度为98.3 H2SO4的饱和蒸汽压中H2O（g）蒸汽分压和SO3分压最低，而空气中的H2O（g）或入吸收塔的SO3分压大大的高于它，反应就向着平衡的方向移动，在干燥塔中H2SO4吸收H2O（g）而变稀，在吸收塔中H2SO4吸收SO3而变浓，气体得到了干燥或SO3被吸收。 干燥率和吸收率的计算（一般可达到99.95以上） η（a-b）/b100 a进塔H2O（SO3）量 mol b出塔H2O（SO3）量 mol 3、干燥吸收的双膜理论，五个步骤 双膜理论示意图 气膜 液膜 液膜边界 气膜边界 界面 传质方向 吸收质在气相中的分压 吸收质在液相中的浓度 五个步骤 a、 气体中的SO3（H2O）从气相主体中经膜向界面扩散 b、 穿过界面的SO3（H2O）在液相中向反应面扩散 c、 与SO3 （H2O）反应的H2O（SO3）在液相中向反应面扩散 d、 SO3与H2O在反应面进行化学反应 e、 生成的硫酸向液相主体扩散 二、完成干燥吸收的设备 1、填料塔的结构（主要设备） 1．1填料塔是一台由钢制外壳，内衬耐酸砖及其他附件组成的静止设备，有进气口、进酸口、出气口、出酸口、排冷凝酸口、加水口、人孔等。 进酸口 出气口 进气口 出酸口 1．2支承球拱，气体分布装置、填料支承装置等 1．3填料各种型号及规格的填料，有矩鞍环、阶梯环、异鞍环等，规整填料等 1．4分酸装置有槽式、管式等多种形式，有上喷、下喷、侧下喷、侧喷等多种形式。 1．5除沫器有多种形式的，工作原理见图 1．6防旋涡流装置和滤网，防止局部流速过大和瓷环碎片进入泵槽。 三、工艺流程 威顿的干吸工艺流程属于泵后冷却的工艺流程，三塔三槽，两组冷却器，干燥下塔酸不设冷却器的配置。 干燥塔和一吸塔循环酸形成8字形交换上塔，一吸塔下塔酸进一吸酸循环槽，由硫酸泵抽出经酸冷器进行冷却后上干燥塔，干燥下塔酸进干燥循环槽，而干燥循环槽酸不用进行冷却，直接泵入一吸塔，减少了各自独立循环的串酸操作。 二吸塔独立循环，酸浓独立控制，所产硫酸串入一吸泵槽，而干吸工段的产品则由干燥下塔酸送出，主要原因是干燥塔吹出溶解在酸中的SO2。 成品酸冷却的理由是酸高对管道及罐体材料的腐蚀加剧，所以要冷却到35℃3℃进入成品罐。 四、物料流向 空气（或SO2、SO3气体）由塔底部进入填料塔，与从分酸装置喷淋的H2SO4在塔内通过填料层逆流接触，完成传质传热的过程，被告吸收掉的水分（或SO3）的气体由塔顶经捕沫器除沫后进入下一道工序，而吸收了水分（或SO3）的硫酸变稀（或浓）后由塔底排出进行再次循环。两次循环的硫酸由补酸（或水）来调节浓度达到指标要求。 五、完成吸收的辅助设备 1、酸泵、有液下泵、卧式泵等型式 液下泵有无泄漏、不占用场地、安装方便、使用安全等优点。美国产路易斯泵的优点是运行可靠、平稳、寿命长等优点，缺点是价格昂贵。 2、阳极保护酸冷却器 阳极保护酸冷却器具有占地面积小、布置方便、操作简单、无泄漏、可回收热能高、使用寿命长等优点，在现在硫酸工业中已得到广泛应用。 3、板式换热器 哈氏C-276板片，结构紧凑、传热效果好、换热面积可更换、检修方便等优点。 4、泵槽（又称硫酸循环槽） 泵槽主要是提供硫酸泵的安装和固定基座，储存供生产使用的循环硫酸。 5、其他辅助设备 其他辅助设备有液位计、酸浓计、流量计、调节阀、管道等，仪器仪表是我们监控必不可少的重要设备。 六、影响干燥（吸收）效率的因素 1、循环酸浓度因硫酸浓度不同时，硫酸饱和蒸汽压中的SO3、H2O（g）分压不同，干燥、吸收的推动力也不同，导致干燥吸收效率的不同。 2、循环酸的温度因为硫酸在不同的温度下，分子热运动能量也不同，各组分蒸汽分压也不相同，对干燥、吸收生产的影响也不同。 3、循环酸淋洒密度为了较完全地吸收SO3（或干燥空气中的H2O）必须有足够数量的循环酸做吸收剂，若酸量不足，在吸收（干燥）过程中，酸的浓度、温度增长的幅度就会很大，当超过规定的指标后，吸收（干燥）率就会下降，当循环酸量过大时，对提高吸收（干燥）率无益，而且还会增加液体阻力，增大动力消耗，严重时会造成液泛现象，使填料塔的操作恶化或不能操作。 一般循环酸淋洒密度在1525m3/m2h 干燥塔φ5.3m 喷淋量为32.3 m3/m2h 一吸塔φ5.7m 喷淋量为28 m3/m2h 二吸塔φ5.7m 喷淋量为21.3 m3/m2h因二吸负荷不大，可适当减小喷淋量。 4、气体流速的影响气体速度是指在单位时间内，气体通过塔截面的速度（m/s），又称为空塔气速或操作气速，对于填料塔，操作气速由填料性能决定，一般为0.81.8m/s，对于矩鞍环填料，操作气速应限制在2m/s以内，否则会造成液泛和带沫严重的现象。 干燥塔φ5.3m 操作气速为1.72m/s 一吸塔φ5.7m 操作气速为1.50m/s 二吸塔φ5.7m 操作气速为1.50m/s 5、干燥、吸收设备的影响 a、要有足够的传质面积，填料堆放符合技术要求； b、循环酸和入塔气流分布均匀； c、选用性能好的填料，要求阻力小、液泛速度大、容积传质系数大、耐腐蚀、重量轻、机械强度好等； d、要求在允许操作气速范围内运行。 七、系统平衡 1、物料平衡 ∑进∑出 A、物料进a、干燥塔进O2、N2、H2O（g） b、一吸塔进SO2 、SO3、O2、N2、H2O（g） c、二吸塔进SO2 、SO3、O2、N2、H2O（g）忽略不计 d、一吸塔加水H2O（t） e、二吸塔加水H2O（t） B、物料出a、干燥塔出O2、N2、H2O（g）、SO2可查相关资料计算，微量可忽略不计 b、一吸塔出O2、N2、SO2 、SO3、H2O（g）忽略不计 c、二吸塔出O2、N2、SO2 、SO3、H2O（g）忽略不计 d、成品硫酸SO3 、H2O 说明点 1、在些物料平衡中，N2不参与反应，可从物料平衡中去掉，简化计算； 2、一吸塔出口H2O（g）、二吸塔进口H2O（g）、二吸塔出口H2O（g）基本没有，可忽略不计算； 3、一吸塔进口H2O（g），由两部分组成，干燥塔出口H2O（g），和硫磺燃烧时产生H2O（g）的相加。 4、硫磺中的烃类和酸度在燃烧时产生的H2O（g） H2SO4→\配平SO3＋H2O HnCmO2→CO2H2O 注解烃类燃烧反应方程式配平 烃类有机物，也就是碳氢化合物，多数都容易燃烧，生成二氧化碳和水。 烃类燃烧反应，方程式的配平有时候比较麻烦。 一、烃类燃烧反应分析 含有X个碳原子、Y个氢原子的烃，CxHy，燃烧时候，有三个问题消耗多少O2、生成多少个CO2、多少个H2O 1、能够生成多少个CO2 分析生成CO2的数目，一定和烃CxHy中含有的碳原子数目相同，就是 x 个。 答生成 x 个CO2。 2、能够生成多少个H2O 分析生成水的数目，一定是烃中含有的氢原子决定的，每两个氢原子可以生成一个水分子。烃类CxHy含有y个氢原子，则可以生成 y/2 个水分子。 答可以生成 y/2 个水分子。 3、需要消耗多少个 O2 分析O2消耗在生成的CO2和H2O上。 生成 x 个CO2，消耗了 x 个氧分子（1个CO2消耗1个O2）； 生成 y/2 个H2O，消耗了 y/4 个氧分子（1个H2O消耗掉 1/2 个氧分子，CxHy总共生成了 y/2 个水分子）。 答需要消耗 （x ＋ y/4）个氧分子。 二、烃类燃烧反应方程式的配平 因此，烃类 CxHy 的燃烧，需要消耗氧分子 （x y/4 ）个，生成 x 个二氧化碳，生成 （x ＋ y/2）个水分子。方程式写为 CxHy＋x＋ y/4O2 ＝ x CO2＋x＋ y/2 H2O 5、烃类燃烧产生的CO2极微量，未列入物料平衡计算中； 6、特别说明一下，物料平衡中的H2O 平衡，成品硫酸中所含的H2O等于干燥塔带入的H2O、一吸塔、二吸塔加入的H2O、以及硫磺焚烧带入H2O之和，可根据酸产量及酸浓度计算出来，其中，硫磺燃烧带入的H2O和二吸塔加入H2O较稳定，干燥塔带入的H2O和一吸塔加入的H2O则变化较大，视空气湿度而变化，一吸塔的加入的H2O是我们酸浓调节最重要的控制点之一。 八、热量平衡 1、带入热量 a、干燥塔进口空气带入的热量 b、一吸塔进口气体带入热量 c、二吸塔进口气体带入热量 d、一吸塔加水气体带入热量 e、二吸塔加水气体带入热量 f、硫酸的生成热量 g、硫酸的稀释热量 h、循环水带入热量 i、气体在系统中流动所消耗的能量转化热量（忽略不计） j、锅炉给水带入热量 2、带出热量 a、干燥塔出口空气带入的热量 b、一吸塔出口气体带入热量 c、二吸塔出口气体带入热量 d、成品酸带出热量 e、锅炉给水带出热量 f、循环水带出热量 g、设备运行中自身散发热量（忽略不计） 当带入热量＞带出热量时，干吸系统的温度将上升； 当带入热量＜带出热量时，干吸系统的温度将上升。 这些现象在开停车和调整负荷时表现较为明显，因些，勤观察、勤调节，尽快使系统达到新的平衡点，并且是规定的操作范围之内。 另外一点需要说明的是凉水塔是干吸工段移走热量的最重要设备，循环水所携带的热量几乎完全靠凉水塔移走，否则系统温度将会上升，偏高于操作点，所以在运行中要注意观察凉水塔运行情况。 九、干吸系统的操作方法和操作要点 1、开车（长期停车后的开车） A、开车前的检查，包括机、电、仪、设备、管道、物料、全都是开车准备的条件，阀门的开关状态、角度大小； B、开启循环水系统，让冷却水正常循环起来； C、系统灌酸由产品酸泵将大罐中的98.5硫酸泵送入二吸酸循环槽，关闭和排酸阀门，打开各循环槽的底部串酸阀门，让酸自流和一吸和干燥循环槽，待各槽液位达到要求时，关闭循环槽底部串酸阀门，停车送母酸； D、开启阳极保护酸冷却器的保护系统； E、先开启一吸酸泵，然后立即启动干燥酸泵，待两泵运转正常后，启动二吸酸泵，完成整个工段的开车，等待系统的开车运行。 注意 酸泵一经启动，就需要特别关注干燥泵酸槽和一吸泵酸槽液位的控制，及时调节避免满槽事故； 干燥泵和一吸泵的互相联锁，主要保证正常运行，避免一台泵跳停而导致满槽事故； 液下泵任何时候都禁止无循环酸时启动和运转。 2、短期停车的开车 A、检查机、电、仪、管道、阀门状态，是否具备开车条件； B、硫酸循环水是否已正常运转； C、阳极保护正常投运； D、按规程启动一吸、干燥酸泵，启动二吸泵，待循环正常即符合全系统开车的条件。 E、系统开车升温时，应确保干燥、一吸循环酸浓度不低于93，二吸酸浓度不低于98。 3、停车 临时停车当系统其他地方出现需临时停车时，本工段如果没有所需处理的地方，则本工段可以不停车，只需关闭加水阀门，让其正常运行，其他地方处理好后马上可以开车。 短期停车当系统出现故障或本工段出现所需短期停车处理的故障时，本工段短期停车，就按程序先等系统停车，关闭加水阀门，再停本工段的酸循环泵，等酸温降下来后停阳极保护装置，如果管道漏酸需处理，则打开本应的排酸阀门将酸排到地下槽后送入硫酸大罐，然后处理管道漏点。 长期停车当系统出现需长期停车情况时，接到停车指令后就先停止加水，将酸浓度略提高，再停系统转入热吹，热吹时，确保干燥酸浓不低于93，93酸应送到单独的大罐，当循环酸量不足时，可从成品罐向系统送98的酸补充，两条管道一进一出，互不干扰，当系统结束热吹进入冷吹，此时酸温下降，降到一定温度时可停循环酸示和阳极保护系统，然后将干吸系统所有的循环酸通过地下槽送至93硫酸罐，转入大检修。 紧急停车当本系统出现酸管爆管大量泄漏酸或酸泵故障等其他需紧急停车的情况，可实行紧急停车，方法如下通知系统作紧急停车，待主风机停下后本工段停车或可以同步进行停车。先停干燥和一吸酸泵，再停二吸酸泵，关闭所有加水阀，然后根据情况做相应的操作，排除故障。 十、本工段的操作要点 1、酸浓的控制，与以下因素有关 a、系统的负荷，负荷高时，酸浓度变化快，反之则变化慢； b、空气的湿度，当空气湿度变大时，空气带入水量多，雨季空气湿度过饱和，带水量急剧上升，应适量减少加水量，反之则要增加加水量； c、当锅炉、省煤器、过热器出现内漏时，酸浓下降特别快，补水量明显下降，应特别注意。 2、酸温的控制 a、干燥塔上塔酸温＜80℃ b、一吸塔下塔酸温＜110℃ c、成品酸换热器进口酸温＜70℃ 3、就将硫酸循环水和成品酸库纳入本工段管理范围，统一操作。 4、系统操作时，要勤观察、勤调节，每次调节幅度不要太大，避免猛增猛减，造成系统大的波动，尾气冒烟，只要挖掘得当，达到干燥塔出口水分＜0.18/Nm3，吸收率达到99.95以上是没有问题的。 5、经常观察烟囱尾气排出状况，无烟或略有烟则说明系统运转正常，当有烟时说明系统酸浓控制不当，烟泛白时，酸浓度偏低，烟泛黄时，酸浓偏高。当烟囱冒大烟时，系统出现的故障有仪表不正常或飘移，没有及时校正，导致指示不准或错误，应经常核对；省煤器泄漏或二吸泵跳停，省煤器内漏或二吸泵跳停后无法启动运行，应紧急停车；热吹时烟囱冒有较大的烟是由于系统温度和酸温不正常所致，是一个必然的过程，待系统温度正常时自然会消失。 6、导致本工段调节阀损坏的主要因素之一为瓷环碎片，因些，在装填瓷环时应按要求，轻拿轻放，避免碎片的产生。 7、干吸塔持液量对酸槽液位的影响及变化 无负荷下的塔持液量静止时的酸槽酸量正常循环时的酸槽酸量；有负荷下的塔持液量正常循环时的酸槽酸量带负荷运行时的酸槽酸量； 一般来讲，负荷越大，塔体的持酸量越大，反之则越小，一般在操作时会根据塔的持酸量，限定一个酸槽最高液位，防止紧急停车或突然跳停时导致漫槽事故。 阳极保护装置 变为电能的原电池，所不懂的只是在电化学腐蚀时，金属本身起有将原电池短路的作用。因此，一个电化学腐蚀体系（金属和腐蚀介质）可视作一个短路的原电池，在被腐蚀的金属表面有着无数微型的腐蚀原电池，此种电池称为腐蚀微电池。产生这种电池作用的推动力是两极之间存在着的电位差，在金属表面电极电位较负者为阳极，发生溶解，电极电位较正者为阴极，在阴极上发生着溶液中目中物质（离子、原子或分子）的还原。金属的腐蚀速率取决于阴阳极之间的电位差。 当金属发生电化学腐蚀时，构成腐蚀微电池的电极上就有电流流过，此时腐蚀电池的电极电位就偏离了原先的嗲为阳极的实际电位变得较正（电位升高），阴极的实际电位变得较负（电位降低），因此阴阳极之间的电位差变小了。这种由于电流流过电极而引起的电极电位的变化叫做极化作用，阳极电位向正方向变化称为阳极极化，阴极电位向负方向变化称为阴极极化，极化作用降低了金属的腐蚀率。 如果使用外加电流法或其他方法使得处在腐蚀介质中的金属发生极化，也即对金属施以外加极化，一般情况下，无论是对金属外加阳极极化还是阴极极化，都会使金属因自身腐蚀微电池引起的自腐蚀电流减少，自腐蚀速率降低。在外加阴极极化的情况下，自腐蚀电流的减小也即意味着金属总的阳极溶解电流的减小，从而使金属的腐蚀率降低，这就是阴极保护的原理。在外加阳极极化的情况下，虽然此时金属腐蚀微电池的自腐蚀电流减小了，但是金属因外加电流而发生阳极溶解却使金属的腐蚀速率增加了。只有对于可钝化金属，在外加阳极极化时，金属发生了阳极极化，其电位强烈正移而处于敦化电位区，此时腐蚀单路减至很小值，腐蚀速率大幅下降，这便是阳极保护的原理。 在实际应用时，阳极保护可以采用牺牲阳极法或外加电源法，阳极保护则主要采用外加电源法。 二、阴极保护 虽然阴极保护早在1824年就已经用于船舶的防腐蚀，后来并在地下和水下构筑物、底下管道、船舶、石化设备等方面获得了广泛应用但却因腐蚀介质的性质等因素，一直未在硫酸装置中应用，唯一的一次尝试是在1982年使用锌牺牲阳极发对用海水冷却的渗铅铸铁排管冷却器外表进行阴极保护的工业实验。虽然该法有一定的保护效果，但显然由于工业使用意义不大而未能实现工业应用。 三、阳极保护 早在150年前，法拉第就对铁在硝酸中的钝化现象进行了研究，但1945年JH Bartlett在研究铁在硫酸中的腐蚀行为时，发现了外加阳极电流可使铁转入钝化态。1954年Cedele nu首次提出阳极保护技术在工业应用上的可能性。WAMller则于1959年首先发表阳极保护技术在造纸厂纸浆蒸煮锅上工业应用的报道。接着，美国硫酸大陆石油公司在硫酸中和器、发姻贮槽和扬酸器化塔上实施了了阳极保护。中国在60年代初开始阳极保护研究，并于1967年在氮肥装置碳化塔上成功地实施了该技术的工业应用。60年代末，加拿大Chemetics国际公司（Chemeties International Ltd）将阳极保护技术用于不锈钢管壳式浓硫酸冷却器，接着，美国，德国，日本，中国等国家也相继开发了同类装置。据统计，目前世界上使用的阳极保护管壳式浓硫酸冷却器已逾千台。 1、阳极保护的基本原理 阳极保护的基本原理可用典型的具可钝化特征的金属电极的阳极化曲线来说明，如下图（典型阳极钝化曲线图）所示。 过钝化区 稳定钝化区 钝化过渡区 活化区 iM ip ET EF EP EC lgi C c b d e 电位E 当可钝化金属处于腐蚀介质中，其平衡电位为EC，金属处于活化状态，曲线的ab段，即电位EC至EP区活化溶解区，阳极电流密度随电位的升高而增加，至b点达最大值ip为致钝电流密度，EP称致钝电位；在EP至EF区间内，金属由活化态转为钝态，阳极电流密度急骤下降，此时金属表面牌不稳定状态，有时电流密度会出现剧烈振荡，bc称为过渡区，电位称Flade电位；电位EF至ET区间为钝化区，金属在此区域处于稳定钝态，，阳极电流密度在EF时降至iM并在此区域内维持恒定，iM称维钝电流密度，当电位超过ET时，阳极电流又重新增大，de如曲线段所示，此区域称过钝化区。 因此，当对可钝化金属施以外加阳极电流使其电位正移至钝化区时，金属就处于钝态，此时只要施加极小的维钝电流iM，金属不能维持钝态而仅发生极轻微的腐蚀，这种防止金属腐蚀的方法就称为阳极保护。 图中iP、iM及EFET为阳极保护的三个重要参数，iP为致钝电流密度，它是指致钝电位下对应的外电流密度，些值表示致钝的程度，iP小，表明在些体系中金属容易由活化态转为钝态，iP大，致钝困难，也意味着金属进入钝态所需的电流密谋大，所需的致钝电源的容量也大。 iM为维钝电流密度，它表示金属在稳定钝态区的电位下的外加电流密度，它反映阳极保护正常运行时消耗电流的大小，设体系中无其他极化剂，也不存在其他副反应，iM即反映了金属的腐蚀率。 EFET区间为稳定钝态区域，此值表示阳极保护控制电位的上下线限，也即实际运行时电位的控制范围。此区域宽，实施阳极保护时允许的电位波动范围大，操作条件波动时，被保护的设备电位较不易进入活化区或过钝化区，因此运行时较安全，且对控制系统的要求也较宽。 此外，作为构成阳极保护系统电流回路的主要元件阴极，其材料、数量及布置均应作周详的考虑。阴极处于热浓硫酸这样一种强氧化性腐蚀介质中，却又是在阴极极化的条件下工作，帮对其耐腐蚀性要求极高；阴极数量和布置的考虑除应满足必需品阴、阳极面积比外，主要是为了保持被保护设备的各个部分均处于钝化电位区内，并昼使电位分布均匀，也即保证系统良好的分散能力。 2、阳极保护管壳式浓硫酸冷却器 在阳极保护管壳式浓硫酸冷却器中，酸走壳程，视冷却器大小设置一根或数根与管束平等且固定于花板上的阴极，阴极上套有带孔的聚四氟乙烯管，以使它既能与壳体绝缘又能构成阳极保护的电气回路。壳体上并设置控制参比电极和监测参比电极，前者用以将被保护设备的电位控制在钝化区内，后都则用于监测设备的电位分布情况。其电源由低压大容量整流电源供给并采用恒电位仪或其他装置来实施对系统的监测、控制和自调。设备见下图 干燥酸和吸收酸冷却器的管束与外壳材质通常采用316L不锈钢，也有的冷却98H2SO4的酸冷器壳体采用304L不锈钢制作以降低成本，当采用海水作冷却介质时，则须采用如904L之类的高镍不锈钢制作酸冷器的列管和管板，以防止水侧在较高的温度下发生应力腐蚀破类或孔蚀。阴极材料欧美多采用镍基合金如Hastelloy C-276或Hastelloy B-2，其寿命至少3-5年，在阴极的工作条件下，后者的性年呢个更佳。中国有的产品采用合金含量较低的SNW-2不锈钢制作阴极，其使用寿命最长以逾5年。 严格遵守操作规程对于保证阳极保护管壳式浓硫酸冷却器的正常运行具有决定性的意义。在设备开车时应按规程要求使设备迅速达到完全钝化，通常应遵循低酸温、高酸浓的原则，此点对于采用93 H2SO4做干燥酸的酸冷器尤为重要。在设备开车时可适当将干燥酸浓度提高至99.596.0 H2SO4以利致钝。在日常操作时也宜将干燥塔酸冷器的酸浓维持在较高水平，如93.594 H2SO4，不宜低于92.5 H2SO4，而进干燥酸冷器的酸温应低于60℃。因为根据一些阳极保护酸冷器供货商提供的资料表明，当酸浓为92.5 H2SO4 时，其安全操作五年度的上限约为65℃，而当酸浓为94 H2SO4，此温度可提高至约78℃。而山本昇三等的试验则指出，即使酸浓为94 H2SO4 时，其安全操作温度上限也仅70左右，而当酸浓为92 H2SO4时，则仅能在60℃下使用。此外，马樟源通过对实验室、工业试验和大量工厂运行书籍的对比后发现，工业装置中干燥酸冷器的腐蚀率要高于实验室和工业试验的数据。其原因是工业装置干燥酸中存在的大量的so2削弱了不锈钢的钝化。 （三）阳极保护板式浓硫酸冷却器 板式换热器由于结构紧凑、传热系数高，故也常用于硫酸装置干吸系统浓硫酸的冷却，尤以西欧国家居多，但即使采用Hastelloy C-276制作的板式换热器，对98 H2SO4 的最高允许酸温也仅95℃。 1980年，瑞典Alfa-Laval公司首次将阳极保护技术用于板式换热器，从而可使用316L不锈钢制作的板式换热器冷却温度高达110℃的98 H2SO4 。为了解决在高温浓硫酸的条件下酸侧流道的垫片腐蚀无难题，酸流道板片采用焊接结构。该种换热器自1980年首次在比利时投入工业运行后迄今未见进一步报道。 80年代中期，中国曾将阳极保护板式浓硫酸冷却器投入工业性试验，板材材质为31**和9-41不锈钢，阴极采用RS4不锈钢，酸流道采用氟橡胶垫片密封。在工业试验的基础上，1990年，4台用316L制作的板式换热器在-120kt/a硫酸装置中间吸收系统投入工业使用，后于1993年停止使用。 迄今为止，阳极保护板式浓硫酸冷却器工业应用的实例尚不多见，其原因可能是，板式换热器的结构使其在实施阳极饱和技术时较管壳式换热器更为困难。 锅 炉 锅炉水循环原理 水和汽水混合物在锅炉蒸发设备的循环回路中连续流动的过程，称锅炉的水循环。 汽水混合物在垂直圆管中的流动状态，主要有汽泡状，汽弹状，汽柱状和雾状几种。 锅炉蒸发设备的水循环，分自然循环和强制循环两种。依靠工质的密度差而产生的循环流动，称为自然循环。借助水泵压力使工质循环流动，称为强制循环。 锅炉水循环故障 在锅炉运行中，由于各种原因自然循环可能出现一些不正常或不安全的情况自然循环锅炉的主要故障是1、上升管中工质产生循环停滞，循环倒流和汽水分层，2、下降管带汽。 蒸汽净化 一、 蒸汽污染对热力设备的危害 如果蒸汽含杂质过多，部分杂质沉积在过热器中，会使过热器受热面传热阻增加，管壁超温甚至爆管。如果盐垢沉积在汽轮机的通流部分，会使蒸汽的流通截面减小，叶片的粗糙度增加，甚至改变叶片的型线，使汽轮的阻力增大，出力和效率降低，此外还将引起叶片不力和轴面推力增加以及汽轮机的振动增大，造成汽轮机事故。盐垢如沉积在蒸汽管的阀门处，可能引起冷门动作失灵和阀门漏汽。 一、 蒸汽中杂质来源 蒸汽的清洁程度是蒸汽质量的主要指标。它表示蒸汽中所含杂质的多少。 蒸汽中的杂质主要于炉水给水。 炉水中的盐分是以两种途径进入到蒸汽中的一是蒸汽的机械携带；二是蒸汽直接溶解某些盐分，也称之为蒸汽的选择性携带。 蒸汽的机械性携带是指由于蒸汽携带炉水而使蒸汽含盐的现象，其携带含盐量取决于蒸汽机械携带水分的多少及炉水含盐量的多少。 影响蒸汽带水的因素1、锅炉负荷影响2、蒸汽压力影响3、蒸汽空间高度影响、4、炉水含盐量的影响。 锅炉排污 锅炉在运行中排走一部分含盐浓度大的和含水渣浓度大的炉水叫锅炉的排污。为什么要排污呢由于进入汽包的锅炉给水中带有盐分，同时炉水进行加药处理时炉水的结垢型物质要转变成水渣，此外炉水腐蚀锅炉金属也要产生一些腐蚀产物，因而使炉水中含有各种可溶性的和不可溶性的杂质。随着炉水的不断蒸发、浓缩，炉水中的这些杂质的含量会逐渐增多，使炉水的含盐浓度不断增加，水渣尝试也越来越大，达到影响蒸汽品质和锅炉安全。 锅炉排污为为定期排污和连续排污两种。定期排污的主要目的是定期排除炉水中的沉淀物水渣。连续排污的目的是连续排除炉水中溶解的部分盐分，使炉水的含盐量和其他的水质指标保持在规定范围内。 锅炉的排污量应满足锅炉的盐量平衡关系（盐量平衡关系是指给水带入锅炉的含盐量与蒸汽带出的盐量和排污水带出的盐量相平衡。） 锅炉的排污量占锅炉蒸发量的百分数称排污率。其大小主要与给水品质和炉水品质有关。降低给水含盐量的提高炉水含量，均可减小锅炉的排污率。 锅内水处理 锅炉的补充水虽然已经过炉水处理，除掉了大部分杂质，但还含有少量的结垢物存在．另外．由于系统和不严密可能漏入生水，使给水硬度增加．当炉水蒸发时，就易生成水垢，因此还必须进行锅内水处理。 所谓锅炉内水处理就是向锅内的水加药，使炉水中残余的钙．镁等杂质不生水垢，而是形成水渣。 锅内水处理常用的方法就是磷化法，也就是将Na3PO4溶液用加药泵连续地送入锅内，使之与炉水中的钙盐，镁盐发生反应，生成松不粘结的水渣，然后利用排污法排出炉外。 为了使炉水经常处于不结水垢状态，炉水的磷酸三钠应始终维持适量的余量。在运行中在经常监督和控制炉水中的磷酸根，以防水垢的生成。 烘炉 烘炉就是对新砌筑墙进行烘干的过程，由于炉墙是由耐火砖和保温材料砌筑成，为了保证炉墙具有一定的机械强度，使其严密性和绝热性达到要求。 炉墙内部的水分必须在锅炉试运行前排除，这个排除炉墙中水分的过程称为烘炉。 其过程分两个阶段，即炉墙在施工期间的自然干燥阶段和加热烘炉阶段。 煮炉 一、 目的 锅炉在检修或安装过程中，不可避免地会在锅炉内壁产生铁锈，沾染油垢及其他脏物，另外经过长时间运行的锅炉还会有水垢。因此为了保证设备安全运行，均以煮炉的方法解决。 煮炉是用碱性溶液进行的，锅炉的煮炉实际是用氢氧化钠，磷酸三钠或无水碳酸钠进行化学处理。利用这些碱性物质可以使锅内的游离油质生一种皂化作用，使游离物之间的结合为减弱，然后用除盐水或软化水来冲洗。锅炉内壁的铁锈，水垢在碱性溶液中脱落。这些脱落的水水垢，铁锈将大部分沉集在锅炉的下部联箱中，这样就可以采用排污方法加以排除。 冲洗液位计的程序 １、开启放水门，使汽管及水位计得到冲洗 ２、关闭水门，冲洗汽管及水位计 ３、开启水门，关闭汽门，冲洗水管 ４、开启汽门，关闭放水门 叫水法程序 １、缓慢开启放水门，注意观察水位，如水位下降，表明为轻微满水； ２、若见水位，关闭汽门，并缓慢关闭放水门，注意观察水位，如水位计中有水位上升，表明轻微缺水； ３、如仍不见水位，关闭水门，再缓慢开启水门，若水位计中有水位下降，表明严重满水，若无水位出现，则表明严重缺水。 水锤 一、定义液体在压力管道中流动时，由于阀门的突然关闭，开启式水泵突然停止而造成管道中水压力反复急剧的变化并迅速衰减的现象称为水锤。 在管道上，由于阀门迅速关闭或水泵突然停止面引起水流速度减小，压力急剧升高的现象称为正水锤。正水锤所产生的压力可达到正常工作压力的几十倍至几百倍，水锤的破坏作用在迅速的情况下容易发生；水泵的的排出管爬升高度较大，管道长，排水压力不大而管道强度不高的情况下，泵突然停止时，容易产生水锤现象。当泵突然停止运行时，大量的排水管道中的水，因受重力和压力的作用而产生急剧的倒流现象，使泵前的止回阀瞬间关闭，因而在排出管道中产生过高的压力，严重时就会导致管道爆裂。 管道上的阀门，由于迅速开大，流速急剧增大，使管道中压力急剧下降而产生水锤称为负水锤，负水锤也以引起管路的振动，产生一定的不良影响。 二、预防措施 为预防水锤的危害，保证设备安全的运行，可采取以下措施 １、延长阀门的开关时间； ２、尽可能缩短管道长度； ３、在管道上装安全阀或空气室； ４、避免断电事故的发生等； 水击 一、定义 水击是指蒸汽或汽水混合物进入比其饱和温度低的水中产生蒸汽骤然凝结时发出敲击声并产生振动的现象，严重时会造成管道的剧烈振动．威胁管路和设备的安全运行。 其物理过程是蒸汽或汽水混合物以一定的速度冲入冷水中形成许多汽泡，这些汽泡遇冷急剧凝结形成高真空，同时周围的水以很高的速度向真空区冲去，形成强烈的冲击，其局部压力高达几十个兆帕甚至几百个兆帕，同时产生很大的响声和震动。 发生情况有 1、蒸汽进入冷水中； 2、汽水混合物进入较冷水中所产生 的水击； 3、自身压力再次升高后汽泡凝结时产生的如出口管上装有止回阀，运行水泵因停电等原因突然停止时，排出管水因压力的原因瞬间出现倒流，随即止回阀关闭在阀门的下侧（阀门装在竖管上时）生成水击。其产生水击的原因是当排水管中水倒流时，止回阀关闭的瞬间流速很快回到为零，这时阀门产生了很强的节流降压作用，关阀后由于运动流体的惯性对阀门的下部产生很强的抽吸作用，使压力低于该水温对应的饱和压力而产生局部汽化，形成一大汽泡，当压力再恢复到高于该水温下的饱和压力时，汽泡立即凝结消失，同时产生很强的撞击声。 取样泠却器 是电力系统中普通使用的一种汽，水冷却设备，利用该设备对锅炉及除氧器等各种汽取样和水取样的冷却，从而达到冷却介质便二进行汽水的化学分析。 连续排污膨胀器 是将锅炉的连续排污水进行扩容降压，分离出蒸汽，加以选用，提高电厂的热量经济性。 定时排污膨胀器 是将锅炉的定期污水进行扩容降压，分离出蒸汽与废水。 为什么加磷酸三钠 锅水在进行锅炉前虽然有化学处理，但是还会有一些Ca2、Mg2存在于介质中进入锅炉，加入磷酸三钠与水中易结成锅垢的可溶性Ca2、Mg2离子起作用，生成不溶性的磷酸钙，镁等沉淀物浮于水中或沉淀在汽包底部，通过定排或连排排除污即可。 除氧器除氧原理 二、 给水除氧的任务和方法 除氧器的主要作用除去锅炉给水中的氧气和其它不凝结气体，防止势力腐蚀和传热恶化。 给水系统中的溶解于水的气体来源一是补充水带进来；二是牌真空状态下的势力设备（凝汽器和部分低压加热器）及管道附件不严密漏入。 给水溶解气体的危害一是腐蚀势力设备及管道。水中溶解的氧气会对金属材料产生腐蚀，二氧化碳会加快氧腐蚀。给水中溶解0.03mg/L的氧，高温下工作的给水管道及省煤器在短期内会出现穿孔的点状腐蚀。二是阻碍传热。不凝结气体附在传热面上，以及氧化物沉积形成的盐垢会增大传热热阻。 三、 势力除氧原理 气体在水中的溶解度与气体的种类及该气体在水面的分压力（分压力是对混合气体而言的，在装有混合气体的容器中，各种气体分子占有相同的体积，并有相同的密度，他们会撞击容器壁对容器壁产生压力，不同气体分子产生产生的压力不同，各自成为分压力）的水的温度有关。 1． 在一定压力下，水的温度越高，气体的溶解度越小。 2． 气体在水面上的分压力越高，其溶解度就越大。 循 环 水 凉水塔工作原理 利用抽吸进来的风与由上而下的洒下的水形成对流，把热源带走，一部分水在对流中蒸发，带走了相应的蒸发潜热，从而降低了水的温度。 通过蒸发吸热的物理原理来进降温。冷却塔就是利用水和空气的接触，通过蒸发作用来散去工业上或制冷空调中产生的废热的一种设备。基本原理是干燥（低焓值）的空气经过风机的抽动后，自进风网处进入冷却塔内；饱和蒸气分压力大的高温水分子向低压力的空气流动，湿热（高焓值）的水自播水系统进入洒水塔内。当水滴和空气接触时，一方面由于空气与水的直接接触传热，另一方面由于水蒸汽表面和空气之间存在压力差，在压力的作用下产生蒸发现象，带走蒸发潜热，将水中的气量带走即蒸发吸热，从而达到降温的目的。 冷却塔的工作过程（以圆筒逆流式冷却塔的工作过程为例）热水自主机房通过水以一定的压力经过管道，横喉、圆筒，曲喉，中心喉将循环水压到冷却塔的播水系统内，通过播水管上的小孔将水均匀地播洒在填料上面，干燥的低焓值的空气在风机的作用下由底部入风网进入塔内，热水流经填料表面时形成水膜和空气进行热交换，高湿度高晗值的热风从顶部抽出，冷却水滴入底盆内，经出水管流入主机。一般情况下，进入塔内的空气，是干燥低湿球的空气，水和空气之间明显存在着水分子的浓度差和动能压力差，当风机运行时，在塔内静压的作用下，水分子不断地向空气中蒸发，成为水蒸气分子，剩余的水分子的平均动能便会降低从而使循环水的温度下降。 从以上分析可以看出，蒸发降温与空气的温度（通常说的干球温度）低于或高于水温无关，只要水分子能不断地向空气中蒸发，水温就会降低，但是，水向空气中的蒸发不会无休止的进行下去。当与水接触的空气不饱和时，水分子不断地向空气中蒸发，但是当水气接触面上的空气达到饱和时，水分子就蒸发不出来而是处于一种动平衡状态。蒸发出去的水分子数等于空气中返回到水中的水分子数，水温保持不变。由此