大发快3歡迎您的到來!

紫外吸收光度分析儀在硫磺制酸中的應用

1 現狀和問題
 
硫磺制酸轉化器入口 SO2 氣體濃度是生産中
 
必不可少的控制指标,但在國内外均未見合适的在線分析儀表用來測量此處 SO2 濃度。目前國内
 
裝置一般不設此參數,或按硫鐵礦制酸的經驗,采用前置樣氣硫酸洗滌熱導式 SO2 分析儀測量此參
 
數。熱導式 SO2 分析儀能在硫鐵礦制酸轉化器入
 
口氣體條件下長期穩定工作,而在硫磺制酸中,儀表的維護工作量較大,洗滌用硫酸需要每周更換,一般難以長期穩定使用。主要原因有 2 點:
 
a. 焚硫爐出來的爐氣中含有一定量的 SO3
 
氣體,未經淨化直接進入轉化器,其濃度遠大于硫鐵礦制酸幹燥塔進入轉化器時的工藝氣體中的
 
SO3 濃度。含 SO3  的工藝氣體進入分析儀時,易
 
與分析儀内的有機材質發生化學反應置換出碳,
 
緻使儀表損壞。
 
b. 焚硫爐出來的爐氣中含有一定量的水蒸氣,水蒸氣随樣氣進入分析儀時,由于樣氣溫度降低,容易結露形成酸霧。酸霧與化學反應出的碳及其他雜質混合形成油狀的黑色酸泥,酸泥堵塞熱導傳感器和管道,影響熱導式 SO2 分析儀的正
 
常使用。
 
筆者研究發現紫外吸收光度分析儀可以克服
 
以上 2 個問題。紫外吸收光度分析儀從取樣管道到測量池與樣氣接觸部分均采用 316L 不鏽鋼材質,316L 不鏽鋼能承受焚硫爐出口爐氣可能存在的露點腐蝕。由于紫外吸收光度分析儀的測量過程可在 160 ℃ 的溫度下完成,可以防止測量樣氣結露形成酸霧。2 紫外吸收光度分析儀的工作原理
 
紫外吸收光度分析儀的工作原理已有詳細報
[1 - 2],
道 此處不再贅述。整個分析儀按功能可以分成紫外光源部分、光學檢測部分和電氣控制計算部分。利用樣氣對光的不同吸收特性選擇一個
 
SO2 吸收較大的紫外波長作為測量波長,來分析氣體中 SO2 的濃度,選擇一個 SO2 不吸收的紫外波長作為參比波長對測量波長進行濃度計算,計算結果可在液晶屏上顯示。本分析儀采用雙波長、單光源、單光路、參比測量的方式來實現 SO2
 
濃度測量,參比波長 365 nm,測量波長 283 nm。
 
3 紫外吸收光度分析儀的安裝和使用
 
在硫磺制酸中,樣氣從轉化器一段入口引出,直接接入分析儀的進口,并将分析儀的出口與轉化器四段入口相接,利用轉化器一,四段壓差,驅動樣氣流過分析儀,完成測量。并保證樣氣不排入大氣中,減少環境污染。具體安裝示意如圖 1。
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1 紫外吸收光度分析 在硫磺制酸系 安裝示意
圖 1 中所有管線均為 316 L 不鏽鋼材質,閥
門 1 和閥門 3 為樣氣流量控制閥門,閥門 2 為空
氣反吹閥門,閥門 4 為放空閥門。工作時關閉閥
門 2 和閥門 4,打開閥門 1 和閥門 3; 标定時關閉
 
閥門 1 和閥門 3,打開閥門 2 和閥門 4,從閥門 2
 
下部進标氣。使用中自備壓縮空氣或小氣泵作為
 
零氣。分析儀不需要附加的樣氣預處理系統。儀
 
表樣氣量比較小,一般控制在 300 ~ 600 mL /min,
故此樣氣流量不會影響轉化工序的正常運行。
紫外吸收光度分析儀的技術指标為:
         
測量範圍 φ( SO2 ) ,% 0 ~ 15  
重複性誤差 < ± 3% F. S.  
線性誤差        
  < ± 3% F. S.    
響應時間 /s ≤120      
         
測量精度5% F. S.      

從技術指标看紫外吸收光度分析儀的測量範
圍完全可以滿足硫磺制酸轉化器入口 SO2 濃度的
測量要求。重複性誤差和線性誤差優于熱導式
 
SO2 分析儀,尤其是響應時間大大優于熱導式
 
SO2 分析儀,對于希望利用轉化器入口 SO2  濃度
 
來調整焚硫爐工況的裝置這一點尤為重要。紫外
 
                   
吸收光度分析儀測量精度與熱導式 SO2 分析儀相
當,但從使用的情況看實際分辨率和精度遠優于
5% F. S. 。            
             
筆者利用紫外吸收光度分析儀對标準樣氣
進行标定,标準樣氣采用江蘇計量測試研究院
 
生産的氮氣中含有的二氧化硫氣體,标定數據
 
如表 1。            
             

    表 1 紫外吸收光度分析   準 氣的 定 果          
                               
項  目       上行             下行        
                             
标準樣氣 φ( SO2 ) ,% 0. 497 1. 50 5. 00 10. 10 14. 85     14. 85 10. 10 5. 00 1. 50 0. 497    
儀器顯示 φ( SO2 ) ,% 0. 675 1. 70 4. 67 10. 27 14. 73     14. 70 10. 25 4. 66 1. 68 0. 670    
誤差,% 1. 20 1. 33 - 2. 20 1. 10 - 0. 80 - 1. 00 1. 00 - 2. 30 1. 20 1. 15    
                 
4  結語           析儀已在 100,300,500 kt /a 硫磺制酸裝置上使用,
  從長期使用看,由于采用了頻閃技術,使紫外  
     
燈及光學檢測部分的設計壽命在 5 年以上。已有  
   
         
多家硫酸廠實際運行 3 年以上 并且沒有出現紫  
外燈或光學檢測部分衰減現象。分析儀的工藝樣  
氣流經接觸面為 316L 不鏽鋼,同時,紫外吸收光  
度分析儀測量池采用高溫測量方式可防止酸霧的  
             
形成和腐蝕,為儀器的長期穩定工作奠定了基礎。
             
  轉化器入口 SO2 濃度的控制對硫磺制酸裝置的
優化運行具有很重要的指導意義。目前,南化集團
研究院儀表及自動化研究所研發的紫外吸收光度分
析儀已在 100,300,500 kt /a 硫磺制酸裝置上使用,
均取得了令人滿意的結果。通過轉化器入口 SO2 濃
                   
度測量,可以有效調節焚硫爐的噴磺量,控制焚硫爐
                   
出口 SO2 濃度; 同時控制轉化器入口的氧硫比,由
                   
此提高轉化器的總轉化率并減少尾氣 SO2 排放。

聯系我們
客服電話
  • 17051050460
  • 0571-58120942